DE4427799A1

DE4427799A1 - Hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE4427799A1
Application number: DE4427799A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joerg Dr Feigel; Andreas Dr Klein; Ulrich Dr Neumann; Lothar Schiel
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1994-08-05
Filing date: 1994-08-05
Publication date: 1996-02-08
Also published as: JPH09503980A; WO1996004159A1; EP0719223A1; US5725287A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Kraft fahrzeugbremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Bremsanlage ist aus der DE 39 06 141 A1 be kannt. Bei dieser bekannten hydraulischen Bremsanlage mit An tiblockierregeleinrichtung ist eine mit den Radbremszylindern verbundene steuerbare Hydraulikpumpe vorgesehen, die bei in aktiver Antiblockierregelung die Funktion der Bremskraftver stärkung und bei aktiver Antiblockierregelung die Funktion eines Druckmodulators übernimmt. Die bei einer Bremspedalbetä tigung selbsttätig einschaltbare, steuerbare Hydraulikpumpe ist als nicht nur bezüglich ihrer Förderleistung sondern auch be züglich ihrer Förderrichtung steuerbare Flügelzellenpumpe aus gebildet und jeweils in die vom Hauptzylinder zu den Radbrem sen führende Bremsleitung zwischengeschaltet, wobei ihre För derrichtung mittels eines hydraulisch verstellbaren Hubringes verstellbar ist und während normaler Bremsbetätigung in Rich tung der Radbremse und bei regelnd wirksamer Antiblockierrege lung zum Druckabbau in Richtung Hauptzylinder weist. Da in einer blockiergeschützten Bremsanlage nicht alle Radbremsen gemeinsam geregelt werden, sondern je nach Art der Bremsanlage einzeln oder paarweise, sind mehrere solcher Pumpenanordnungen erforderlich.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Bremsanlage der oben beschriebenen Art zu schaffen mit einer besonders preiswerten und raumsparenden Anordnung mehrerer solcher verstellbarer Flügelzellenpumpen.

Diese Aufgabe wird gelöst mit Hilfe der kennzeichnenden Merk male des Anspruchs 1. Da bei den beschriebenen Flügelzellen pumpen eine Verstellung der Förderrichtung und auch der För derleistung bei konstanter Drehzahl möglich ist, lassen sie sich besonders vorteilhaft von einem gemeinsamen Motor antrei ben. Die Förderung jeder einzelnen Flügelzellenpumpe kann den noch individuell eingestellt werden.

Damit die Förderleistung jeder einzelnen Flügelzellenpumpe unabhängig von der der anderen Flügelzellenpumpen ist, ist der Elektromotor vorteilhafterweise drehzahlstabilisiert.

Durch modularen Aufbau nach den Ansprüchen 3 bis 5 läßt sich diese Anordnung auch in unterschiedlichen Bremsanlagen mit verschiedener Anzahl von geregelten Kreisen verwenden.

Da immer mindestens eine Flügelzellenpumpe vom Motor angetrie ben wird, kann diese erste Flügelzellenpumpe auch starr am Motor befestigt sein, wie in Anspruch 6 beschrieben.

Eine stufenlose Verstellung der einzelnen Hubringe nach An spruch 7 erhöht die Regelgüte. Dabei stellen Proportional magnete nach Anspruch 8 eine besonders einfache Lösung dar.

Durch eine elastische Vorspannung der Hubringe muß nicht stän dig eine elektromagnetische Stellkraft auf den Hubring ausge übt werden, wobei zweckmäßigerweise die durch die elastische Vorspannung festgelegte Förderrichtung in Richtung auf die Radbremsen weist, da diese Förderrichtung in den häufigeren Fällen der Pumpenbetätigung gebraucht wird.

Mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, das in drei Figuren dargestellt ist, wird im folgenden der Erfindungsge danke näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen schematisch angedeuteten hydraulischen Schalt plan einer erfindungsgemäßen Bremsanlage,

Fig. 2 eine Pumpenanordnung für eine erfindungsgemäße Bremsanlage,

Fig. 3 eine einzelne Flügelzellenpumpe der Anordnung nach Fig. 2.

In Fig. 1 ist nur die hydraulische Schaltung angedeutet, nicht aber die räumliche Anordnung. Das heißt, daß die Lage der einzelnen Flügelzellenpumpen nicht der tatsächlichen An ordnung entspricht.

Bei der dargestellten Bremsanlage handelt es sich um eine Zwei-Kreis-Bremsanlage mit diagonaler Bremskreisaufteilung. Da die Bremskreise I und II identisch aufgebaut sind, gilt die folgende Beschreibung des Bremskreises I entsprechend auch für den Bremskreis II.

Der Hauptzylinder 1 steht bei unbetätigtem Bremspedal 3 mit dem Druckmittelbehälter 2 in Verbindung. An seine Druckkammern sind die Bremskreise I und II angeschlossen. In die Bremslei tung 4 ist jeweils ein Druckbegrenzungsventil eingefügt. Zu den Radbremsen 6 und 7 hin teilt sich die Bremsleitung 4 in zwei Bremszweigleitungen 8 und 9 zu je einer Radbremse 6 bzw. 7 hin auf. In jeder Bremszweigleitung 8 und 9 ist eine Flügel zellenpumpe 10 bzw. 11 angeordnet.

Eine Druckmessung erfolgt in der Bremsleitung 4, also oberhalb der Flügelzellenpumpen 10 und 11 mittels eines Druckspannungs wandlers 14, der seine Signale einer elektronischen Auswerte einheit 15 zuführt. Auch jeweils zwischen der Flügelzellenpum pe 10 bzw. 11 und der zugeordneten Radbremse 6 bzw. 7 wird der gemessene Druck auf gleiche Weise der elektronischen Aus werteeinheit zugeführt. Zusätzlich befindet sich an den Rad bremsen 6 und 7 jeweils ein Drehzahlsensor zur Erfassung von kritischen Schlupfzuständen. Die einzelnen Flügelzellenpumpen 10 und 11 werden über je einen Proportionalmagneten 16 bzw. 17 gesteuert, wobei die Steuersignale von der elektronischen Aus werteeinheit 15 erzeugt werden. Die zugehörigen elektrischen Zuleitungen sind der Übersichtlichkeit halber nicht darge stellt.

Der genaue Aufbau der einzelnen Pumpen geht aus den Fig. 2 und 3 hervor.

In Fig. 2 ist die Motorwelle 22 des Elektromotors 21 ein stückig gefertigt mit der Welle der ersten Flügelzellenpumpe 10. Die Wellen der zweiten Flügelzellenpumpe 11 und jeder wei teren Flügelzellenpumpe 12 und gegebenenfalls 13 sind als Wel lenstücke 23, 24 und 25 ausgebildet. Sie sind jeweils iden tisch aufgebaut und über eine Steckverbindung mit der Motor welle 22 verbindbar. Ihre Länge ist jeweils so bemessen, daß die Welle der äußersten Pumpe, welche vom Elektromotor 21 an getrieben wird, bündig mit dem Pumpengehäuse endet.

Da die erste Flügelzellenpumpe 10 an den Elektromotor 21 di rekt angeflanscht ist, ist zwischen Elektromotor 21 und dieser Flügelzellenpumpe 10 nur ein Kugellager 27 für die Motorwelle 22 vorgesehen. Jeweils am anderen Ende des Elektromotors 21 und der Pumpe 10 ist ein weiteres Kugellager 26 bzw. 28 ange ordnet. Alle weiteren Pumpen 11, 12 und 13 sind identisch auf gebaut und weisen auf beiden Seiten jeweils ein Kugellager 29, 31, 33 bzw. 30, 32, 34 auf. Für den Fall, daß die gesamte Wel le einstückig ausgebildet ist und die Pumpen sich in einem gemeinsamen Pumpenblock befinden, ist zwischen den einzelnen Pumpen jeweils nur eine Lagerung erforderlich.

Unterhalb der Flügelzellenpumpen 10, 11 und 12 ist eine elek tronische Auswerteeinheit 15 dargestellt. Die Anordnung dieser Auswerteeinheit ist aber nicht zwingend an dieser Stelle. Eine günstige Alternative wäre auch die Anbringung oberhalb der Proportionalmagneten 16, 17 und 18, da damit eine gesonderte Stromzuführung zu diesen Proportionalmagneten entfallen könn te.

In Fig. 3 ist die Flügelzellenpumpe 10 im Schnitt darge stellt. Der innere Aufbau der übrigen Flügelzellenpumpen 11, 12 und 13 ist identisch. Auf der zentralen Welle, welche hier von der Motorwelle 22 gebildet wird, ist der Rotor 35 befe stigt, welcher elastisch nach außen vorgespannte Flügel 36 trägt. Diametral gegenüberliegend sind zwei Druckmittelan schlüsse 37 und 38 angeordnet. Der Rotor 35 ist von einem zy lindrischen Hubring 39 umgeben, welcher sich in einem zylin drischen Hohlraum ovalen Querschnitts senkrecht zur Verbin dungsachse der Druckmittelanschlüsse 37 und 38 bewegen läßt. Um diese Verstellung zu ermöglichen, ist der Hubring 39 mit einem Magnetanker 40 verbunden, welcher über eine Druckfeder 41 vorgespannt ist, so daß der Hubring 39 eine Ruhelage am Rande des ovalen Hohlraumes einnimmt. In der Abbildung ist der Magnetanker 40 zum Proportionalmagneten 16 hin vorgespannt. Bei Bestromung des Proportionalmagneten 16 wird der Magnetan ker 40 aus dem Magnetfeld verdrängt, so daß der Hubring 39 sich aus seiner Ruheposition herausbewegt. Auf diese Weise wird zunächst die Förderleistung der Pumpe herabgesetzt, bis der Hubring konzentrisch mit dem Rotor 35 liegt. Bei weiterer Verdrängung des Magnetankers 40 vom Proportionalmagneten 16 wird die Förderrichtung der Pumpe umgedreht, wobei die Förder leistung wieder von der Exzentrizität des Hubringes abhängt. In der dargestellten Ruhelage des Hubringes 39 am oberen Ende des ovalen Hohlraumes und bei dargestellter Rotationsrichtung des Rotors gegen den Uhrzeigersinn ergibt sich eine Förder richtung von rechts nach links. Bei einer Bremsanlage nach Fig. 1 ist darauf zu achten daß der hier rechts dargestellte Druckmittelanschluß 37 an den Hauptzylinder 1 und der hier links dargestellte Druckmittelanschluß 38 an eine Radbremse angeschlossen ist, da in der Ruhelage eine Förderrichtung auf die Radbremse zu wünschenswert ist.

Da jede einzelne Flügelzellenpumpe individuell einstellbar ist, läßt sich auch eine radindividuelle Druckregelung vorneh men. Die Flügelzellenpumpen können sowohl zur Bremskraftver stärkung, zur Antiblockierregelung, zur Antriebsschlupfrege lung, zur elektronischen Bremskraftverteilung an den Hinter rädern, als Hill-Holder, zum automatischen Bremsen, zur Fahr stabilitätsregelung und anderen denkbaren Anwendungen von hy draulischen Bremsen eingesetzt werden. Lediglich die elektro nische Signalverarbeitung muß den jeweiligen Aufgaben angepaßt sein.

Grundsätzlich gilt, daß wenn die Mittelachse des Hubringes 39 in Fig. 3 über der Mittelachse der Welle 22 liegt, eine För derung von rechts nach links erfolgt, während wenn die Mittel achse unterhalb der Wellenachse liegt eine Förderung von links nach rechts erfolgt. Bei koaxialer Anordnung von Hubring und Welle läuft die Flügelzellenpumpe 10 im Leerlauf. Ob dabei zur Ansteuerung der Proportionalmagneten die Signale von Drehzahl sensoren oder von Druckspannungswandlern oder beides herange zogen wird, hängt von den jeweiligen Aufgaben der Bremsanlage ab.

Bezugszeichenliste

1 Hauptzylinder
2 Druckmittelbehälter
3 Bremspedal
4 Bremsleitung
5 Druckbegrenzungsventil
6 Radbremse
7 Radbremse
8 Bremszweigleitung
9 Bremszweigleitung
10 Flügelzellenpumpe
11 Flügelzellenpumpe
12 Flügelzellenpumpe
13 Flügelzellenpumpe
14 Druckspannungswandler
15 elektronische Auswerteeinheit
16 Proportionalmagnet
17 Proportionalmagnet
18 Proportionalmagnet
19 Proportionalmagnet
20 Drehzahlsensor
21 Elektromotor
22 Motorwelle
23 Wellenstück
24 Wellenstück
25 Wellenstück
26 Kugellager
27 Kugellager
28 Kugellager
29 Kugellager
30 Kugellager
31 Kugellager
32 Kugellager
33 Kugellager
34 Kugellager
35 Rotor
36 Flügel
37 Druckmittelanschluß
38 Druckmittelanschluß
39 Hubring
40 Magnetanker
41 Druckfeder.

Claims

1. Hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage mit mindestens ei ner ersten und einer zweiten, mit zugeordneten Radbremsen (6, 7) in Verbindung stehenden Flügelzellenpumpen (10, 11), die jeweils bezüglich ihrer Förderleistung und För derrichtung durch Verstellung je eines Hubringes (39) steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotoren (35) der Flügelzellenpumpen (10, 11) über eine gemeinsame Welle (22, 23) von einem Elektromotor (21) angetrieben werden.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (21) drehzahlstabilisiert ist.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Welle (22, 23) in ihrer Länge aus ein zelnen Wellenstücken (22, 23) zusammengesetzt ist.

4. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Flügelzellenpumpen (10, 11, 12, 13) und/oder die Wellenstücke (22, 23, 24, 25) über Steckverbindungen an einanderreihbar sind.

5. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die erste Flügelzellenpumpe (10) starr mit dem Elektromotor (21) verbunden ist und ihre Welle einstückig mit der Motorwelle (22) gefertigt ist.

6. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß jeder einzelne Hubring (39) unabhängig stufenlos verstellbar ist.

7. Bremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung über einen Proportionalmagneten (16, 17, 18, 19) erfolgt.

8. Bremsanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich net, daß die Hubringe (39) durch elastische Mittel (41) auf eine Position hin vorgespannt sind, die einer Förder richtung zu den Radbremsen (6, 7) hin entspricht.