DE4132037A1 - Blockiergeschuetzte hydraulische bremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine blockiergeschützte hy­ draulische Bremsanlage nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Eine derartige Bremsanlage ist allgemein bekannt. Es kann sich um eine Bremsanlage nach dem Rückförderprinzip oder um eine Bremsanlage mit einem offenen Energieregelkreis han­ deln. Bei einer Bremsanlage nach dem Rückförderprinzip be­ steht der Druckmittelsammler aus einem Niederdruckspeicher mit begrenztem Aufnahmevolumen. Das aus der Radbremse in den Niederdruckspeicher abgelassene Druckmittel wird von der Pumpe unmittelbar in den Hauptbremszylinder zurückgefördert.

Bei einer Bremsanlage mit einem offenen Regelkreis ist der Druckmittelsammler durch einen zur Atmosphäre hin offenen Vorratsbehälter dargestellt, wobei die Pumpe aus dem Vor­ ratsbehälter in den Bremskreis zurückfördert. Es entsteht ein kontinuierlicher Druckmittelstrom, der über ein Regel­ ventil auf Hauptzylinderdruck eingestellt wird.

Mittels eines Einlaßventils wird die Verbindung der Radbrem­ se zum Pumpen- bzw. Energiekreis gesteuert. Das Einlaßventil wird üblicherweise elektromagnetisch betätigt und getaktet angesteuert. Bei den rasch aufeinanderfolgenden öff­ nungs- und Schließvorgängen wird ein großer Druckmittelstrom bei hoher Druckdifferenz geschaltet. Dabei entstehen unwei­ gerlich erhebliche Schaltgeräusche, die vermieden werden sollen.

Es wurde schon vorgeschlagen, statt des Einlaßventils, das eine Sperr- und Offenstellung kennt, ein Drosselventil vor­ zusehen, das die Bremsleitung nicht vollständig sperrt son­ dern lediglich mit einem engeren Querschnitt versieht. Zwar kann auf diese Weise die Geräuschentwicklung drastisch redu­ ziert werden, andererseits müssen aber Einbußen bei der Re­ gelgüte hingenommen werden.

Die Erfindung beruht auf der Aufgabe, eine geräuschge­ dämpfte ABS-Anlage zu entwickeln, die eine ausreichend hohe Regelgüte gewährleistet. Die Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs gelöst.

Die wesentliche Überlegung besteht darin, daß die Druckmit­ telzufuhr zum Zwecke des Druckaufbaus nicht direkt aus Pumpe bzw. Hauptzylinder erfolgt sondern über eine Kolben-Zylin­ der-Anordnung, wobei die Bewegung des Kolbens bzw. der Kol­ ben in Druckaufbaurichtung gehemmt erfolgt. Dies läßt sich am einfachsten dadurch realisieren, daß die Kolbenanordnung aus zwei Kolben besteht, wobei die Stirnflächen der Kolben jeweils einen Austauschraum begrenzen, die ober- und unter­ halb eines Schaltventils an die Bremsleitung anschließt. Die jeweils anderen Stirnseiten der Kolben schließen an Übertra­ gungsräume an, die über eine Drossel bzw. ein Rückschlagven­ til miteinander verbunden sind. Wird der eine Kolben ver­ schoben, so wird aus seinem Übertragungsraum Druckmittel in den Übertragungsraum des anderen Kolbens verdrängt. Dies ge­ schieht je nach Strömungsrichtung gedrosselt - das Druckmit­ tel fließt durch eine Drossel - bzw. ungedrosselt - das Druckmittel fließt durch ein Rückschlagventil. Während einer solchen Druckaufbaubewegung ist das Schaltventil geschlos­ sen. Durch Öffnen des Schaltventils erfolgt ein Volumen- und Druckausgleich zwischen den Austauschräumen. Der Austausch­ raum, der unterhalb des Schaltventils an die Bremsleitung anschließt, wird mit Druckmittel aufgefüllt, so daß bei er­ neutem Schließen des Schaltventils eine Druckaufbaubewegung der Kolben-Zylinder-Anordnung entsteht. Hierbei wird Druck­ mittel aus der aufgefüllten Austauschkammer in die Radbremse verdrängt. Der eigentliche Druckaufbau erfolgt somit nicht über das Schaltventil, so daß keine Regelgeräusche zu erwar­ ten sind.

In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, das im folgenden erläutert werden soll. Mit 1 ist ein Hauptzylinder bezeichnet, mit dessen Hilfe vom Fahrer des Fahrzeuges Druckmittel in die Bremskreise verdrängt werden kann. An den Hauptzylinder 1 schließt sich über eine Bremsleitung 2 eine Radbremse 3 an. Auf eine Darstellung der weiteren Radbremsen eines Fahrzeuges wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. In der Bremsleitung ist ein Drosselventil als Trennventil 4 vorgesehen, das in seiner ersten Schaltstel­ lung I die Bremsleitung ungedrosselt hält, während in der Schaltstellung II eine Drosselung der Bremsleitung vorgese­ hen ist. In der Bremsleitung 2 zwischen dem Trennventil 4 und der Radbremse 3 ist eine Einlaßventilanordnung 5 vorge­ sehen, die weiter unten näher erläutert wird.

Die Radbremse 3 steht mittels einer Rücklaufleitung 6 mit einem Vorratsbehälter 8 in Verbindung, wobei in die Rück­ laufleitung 6 eine Auslaßventil 7 eingeschaltet ist. Norma­ lerweise hält das Auslaßventil 7 die Rücklaufleitung 6 ge­ schlossen. In seiner Schaltstellung wird die Rücklaufleitung 6 geöffnet. Die Radbremse 3 ist über eine Direktleitung 9 unmittelbar mit dem Hauptzylinder 1 verbunden, wobei in die Direktleitung 9 ein Rückschlagventil 10 eingesetzt ist, das zum Hauptbremszylinder hin öffnet. Diese Anordnung ermög­ licht es, daß beim Freigeben des Pedals ein schneller Druck­ abbau in der Radbremse erfolgt.

Weiterhin ist eine Pumpe 11 vorgesehen, die gem. diesem Aus­ führungsbeispiel aus dem Vorratsbehälter 8 ansaugt. Die Druckleitung 11 steht mit der Bremsleitung zwischen der Ein­ laßventilanordnung 5 und dem Trennventil 4 in Verbindung.

Die Einlaßventilanordnung 5 besteht aus einem Schaltventil 20 in der Bremsleitung 2. In einer ersten Schaltstellung I ist die Bremsleitung freigegeben in einer zweiten Schalt­ stellung II ist die Bremsleitung gesperrt. Parallel zum Schaltventil 20 ist eine erste Kolben-Zylinder-Anordnung 21 und eine zweite Kolben-Zylinder-Anordnung 22 vorgesehen. Die erste Kolben-Zylinder-Anordnung besteht aus einem ersten Kolben 23, der mit seiner einen Stirnseite einen ersten Aus­ tauschraum 25 und seiner anderen Stirnseite einen ersten Übertragungsraum 27 begrenzt. Der erste Austauschraum steht mit der Bremsleitung 2 unterhalb des Schaltventils 20 in Verbindung. Die zweite Kolben-Zylinder-Anordnung 22 ist ent­ sprechend der ersten aufgebaut nämlich mit einem zweiten Kolben 24, einem zweiten Austauschraum 26 und einem zweiten Übertragungsraum 28. Der zweite Austauschraum 26 steht mit der Bremsleitung oberhalb des Einlaßventils 20 in Verbindung.

Die beiden Übertragungsräume 27 und 28 sind über eine Dros­ sel 29 und über ein Rückschlagventil 30, das zum zweiten Übertragungsraum 28 hin öffnet, miteinander verbunden. Eine Feder 31 ist am zweiten Kolben 24 abgestützt und drängt die­ sen Kolben in eine Position, in der der zweite Austauschraum sein kleinstes Volumen einnimmt. Weiterhin ist ein Anschlag 32 vorgesehen, der die Bewegung des ersten Kolbens 23 im Sinne einer Verkleinerung des ersten Austauschraumes be­ grenzt.

Die Anlage arbeitet nach den folgenden Prinzipien:

In der Grundstellung der Anlage sind das Trennventil 4 und das Schaltventil 20 in ihren Offen-Positionen (Schaltstel­ lung I) geschaltet. Es besteht daher ein freier, ungedros­ selter Druckmittelpfad zwischen dem Hauptzylinder 1 und der Radbremse 3. Das Auslaßventil 7 ist geschlossen. Durch Betä­ tigen des symbolisch angedeuteten Pedals wird Druckmittel aus dem Hauptbremszylinder 1 über die Bremsleitung 2 zur Radbremse 3 verdrängt. Es wird ein Bremsdruck aufgebaut, der zu einer Verzögerung des Fahrzeuges führt. Der Bremsdruckab­ bau beim Lösen des Pedals erfolgt über die Direktleitung 9 und dem sich öffnenden Rückschlagventil 10.

Bei einer derartigen Bremsung kann der Druck in der Radbrem­ se 3 so weit gesteigert werden, daß das Rad zu blockieren droht. Da das Drehverhalten des Rads mittels eines nicht dargestellten Sensors laufend erfaßt wird, kann die Anlage die Blockiergefahr erkennen und in den Blockierschutzmodus schalten. Dazu wird der Pumpenantrieb eingeschaltet. Gleich­ zeitig wird das Trennventil 4 und das Schaltventil 20 in ihrer Schaltstellung II gebracht. Das Auslaßventil 7 wird geöffnet.

Dabei fließt Druckmittel aus der Radbremse über das Auslaß­ ventil 7 in den Vorratsbehälter 8, von dort wird es von der Pumpe zurück in den Bremskreis gefördert. Da der Druck in dem Bremsleitungsstück unterhalb des Schaltventils 20 gegen­ über dem Druck in dem Bremsleitungsstück 2 oberhalb des Schaltventils sinkt, erfolgt eine Bewegung der Kolben 23 und 24 gem. der Darstellung nach unten. Diese Bewegung erfolgt gehemmt bzw. verlangsamt, da die Drossel 29 den Fluß des Druckmittels von der zweiten Übertragungskammer zur ersten Übertragungskammer nur gedrosselt zuläßt. Das durch die Ver­ ringerung des Volumens der ersten Austauschkammer 25 in die Bremsleitung verbrachte Druckmittel ist sehr gering, so daß es im ersten Auslaßtakt des Auslaßventils in den Vorratsbe­ hälter 8 gelassen wird. Schon der zweite Auslaßtakt des Aus­ laßventils 7 führt zu einer effektiven Druckminderung in der Radbremse 3, so daß auf diese Weise das Rad aus der Blok­ kiergefahr herausgeführt wird.

Um eine stete Anpassung an die sich ändernden Reibverhält­ nisse zu erlangen, ist im allgemeinen ein Druckaufbau not­ wendig. Dieser geschieht wie folgt: Zunächst wird das Aus­ laßventil 7 geschlossen. Sodann wird das Schaltventil 20 ge­ öffnet und das Trennventil 4 in die Schaltstellung II ge­ schaltet. Die Förderleistung der Pumpe 11 ist gering bemes­ sen. Der Hauptzylinder 1 über die Drosselstellung II des Trennventils 4 an das Schaltventil 20 angeschlossen erfolgt. Ein Volumenaustausch erfolgt daher zunächst zwischen der ersten Austauschkammer 25 und der zweiten Austauschkam­ mer 26. Dieser Austausch erfolgt sehr rasch, da die Übertra­ gungskammern 27 und 28 bei einer Bewegung der Kolben 23 und 24 gem. der Darstellung nach oben über das Rückschlagventil 30 miteinander verbunden sind. Die Feder 28 unterstützt die­ se Bewegung. Der Druck in den Austauschkammern 25, 26 paßt sich im wesentlichen dem Druck in der Radbremse 3 an. Damit ist die erste Phase abgeschlossen. Die zweite Phase wird eingeleitet durch ein erneutes Schließen des Schaltventils 20. Die Pumpe 11 fördert nun in die zweite Übertragungskam­ mer 26, so daß wiederum eine Verschiebung der Kolben 23 bzw. 24 nach unten erfolgt und zwar gedrosselt, da nun die Dros­ sel 29 wirksam wird.

Durch erneutes Öffnen des Schaltventils 20 erfolgt wieder ein Volumenaustausch zwischen den Austauschkammern, so daß die Kolben-Zylinder-Anordnung 21 und 22 zu einer Art Pumpbe­ wegung veranlaßt wird, weil mit jedem Hub Druckmittel in die Radbremse verdrängt und der Druck dadurch erhöht wird.

Tatsächlich fließen die beiden dargestellten Phasen ineinan­ der über, da schon in der ersten Phase der Austauschphase Druckmittel von der Pumpe bzw. dem Hauptzylinder in die zweite Austauschkammer gelangt. Wesentlich ist, daß der ei­ gentliche Druckaufbau gedrosselt erfolgt und damit geräusch­ arm.

Claims (4)

1. Blockiergeschützte hydraulische Bremsanlage mit einem Hauptzylinder (1) und mindestens einer Radbremse (3), die über eine Bremsleitung (2) mit dem Hauptzylinder (1) verbunden ist, einer Ventileinrichtung bestehend aus einer Einlaßventilanordnung (5) in der Bremsleitung und einem Auslaßventil (7) in einer Verbindungsleitung (6) zwischen der Radbremse (3) und mit einem Druckmit­ telsammler (8), einer Pumpe (11), deren Saugseite an den Druckmittelsammler (8) und deren Druckseite an die Bremsleitung (2) zwischen dem Hauptzylinder (1) und der Einlaßventilanordnung (20) anschließen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einlaßventilanordnung (5) aus einem Schaltventil (20) in der Bremsleitung be­ steht und einer zum Schaltventil (20) parallel angeord­ neten Kolben-Zylinder-Anordnung mit hydraulisch vonein­ ander getrennten Austauschräumen (25, 26), wobei der erste Austauschraum (25) an die Bremsleitung (2) unter­ halb des Schaltventils (20) anschließt und der zweite Austauschraum (26) an die Bremsleitung (2) oberhalb des Schaltventils (20), und daß die Bewegung der Kolben (23, 24) der Kolben-Zylinder-Anordnung (21, 22) zumin­ dest in einer Richtung gehemmt erfolgt.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kolben-Zylinder-Anordnung ei­ nen ersten Kolben (23) und einen zweiten Kolben (24) aufweist, wobei der erste Kolben (23) mit seiner einen Stirnseite den ersten Austauschraum (25) und mit seiner anderen Stirnseite einen ersten Übertragungsraum (27) begrenzt und der zweite Kolben (24) mit seiner einen Stirnseite den zweiten Austauschraum (26) und mit sei­ ner anderen Stirnseite einen zweiten Übertragungsraum (28) begrenzt.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Austauschräume (27 und 28) über eine erste Leitung mit einer Drossel (29) und über eine zweite Leitung mit einem Rückschlagventil (30) miteinander verbunden sind.

4. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Bremslei­ tung (2) oberhalb der Einmündung der Druckleitung der Pumpe (11) in die Bremsleitung ein Trennventil (4) an­ geordnet ist, das in seiner ersten Schaltstellung I ei­ nen freien Druckmitteldurchgang und in seiner zweiten Schaltstellung II einen gedrosselten Druckmitteldurch­ gang bewirkt.