DE4427800A1 - Hydraulische Bremsanlage mit Radschlupfregelung - Google Patents
Hydraulische Bremsanlage mit RadschlupfregelungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsanlage mit
Radschlupfregelung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
Bei bisher bekannten hydraulischen Bremsanlagen dieser Art
(DE 37 39 915 A1) werden zur Regulierung des Radschlupfes an
jeder Radbremse zwei unabhängig voneinander ansteuerbare
2/2-Wegeventile verwendet, die jeweils abhängig von ihrer
Schaltstellung entweder den Bremsdruckgeber mit der Radbrem
se oder die Rücklaufleitung mit der Radbremse verbinden oder
sperren. Die voneinander unabhängig schaltbaren 2/2-Wegeven
tile verursachen hierbei in Abhängigkeit des jeweils am Ven
til anstehenden Betriebsdruckes unterschiedliche Ventil
schaltgeräusche, die einer komfortablen Betriebsweise der
Bremsanlage hinderlich sind. Hinsichtlich der Anordnung von
unabhängig voneinander steuerbaren 2/2-Wegeventile bedarf es
einem entsprechend großen Bauvolumen.
Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, eine
Bremsanlage der vorgenannten Art dahingehend zu verbessern,
daß bei möglichst geringem Bauaufwand eine funktionssichere
und geräuscharme Druckmittelsteuerung sichergestellt ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, wonach das Druckmodu
lationsventil als 4/3-Wegeventil ausgeführt ist, das in der
Grundstellung den Bremsdruckgeber mit der Radbremse verbin
det, in den weiteren Schaltstellungen die Druckmittelzufuhr
vom Bremsdruckgeber zur Radbremse entweder drosselt oder
sperrt und/oder die Radbremse mit der Rücklaufleitung ver
bindet.
Damit ist eine sehr geräuscharme Bremsanlage geschaffen, die
die Anzahl der erforderlichen Druckmodulationsventile hal
biert, die Ventilschaltgeräusche und den Bauraumbedarf redu
ziert, ohne den regelungstechnischen Aufwand maßgeblich ver
ändern zu müssen.
In der Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen,
daß entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 2 die Drosse
lung der Druckmittelzufuhr zu der Radbremse mittels eines
Stromregelventils geschieht, wodurch sich unabhängig von
Betriebsdruckschwankungen ein konstanter Volumenstrom mit
gleichbleibenden Regelungseigenschaften einstellt.
Die Merkmale des Anspruchs 3 beinhalten die individuelle
Anpassung des Umschaltdruckes für das Stromregelventil in
Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen dem Bremsdruck
geber und der Radbremse, um eine gedrosselte Druckmittelzu
fuhr zur Radbremse zu bewirken. Damit lassen sich unter
schiedliche Druckaufbaugradienten im Bremsenbetrieb darstel
len. Für das Wirksamwerden der gedrosselten Druckmittelzu
fuhr zur Radbremse ist dabei zugrunde zu legen, daß der Um
schaltdruck grundsätzlich kleiner ist als der Differenzdruck
zwischen dem Bremsdruckgeber und der Radbremse.
Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 4 wird vorgeschlagen, daß
das Schalten des Druckmodulationsventils durch eine strom
proportionale Erregung eines Elektromagneten geschieht, in
der die Druckmittelzufuhr vom Bremsdruckgeber zur Radbremse
gesperrt ist. Die stromproportionale Steuerung des Druckmo
dulationsventils gewährleistet die exakte Einstellung der
jeweils voneinander zu trennenden bzw. zu verbindenden
Druckmittelanschlüsse während der Druckhalte- sowie Druck
abbauphase einer radschlupfgeregelten Bremsung.
Dementsprechend sieht Anspruch 5 vor, daß die der Druckmit
telzufuhr von der Radbremse zur Rücklaufleitung zugeordnete
Schaltstellung des Druckmodulationsventils durch die strom
proportionale Erregung eines Elektromagneten sichergestellt
ist.
Eine geeignete Konstruktion zur Aufnahme des Stromregelven
tils im Druckmodulationsventil mittels eines Ventilträgers
geht aus Anspruch 6 hervor.
Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7 ist vorgesehen, das
Stromregelventil als Kolben in einer Stufenbohrung des Ven
tilträgers anzuordnen, der zur Druckentlastung der Radbrem
sen in Richtung der Rücklaufleitung mit einem Druckstift
versehen ist.
Zur Betätigung des Druckstiftes schlägt Anspruch 8 vor, auf
der dem Druckstift abgewandten Kolbenseite ein Betätigungs
glied anzuordnen, das vom Proportionalmagneten ansteuerbar
ist.
Die Druckentlastung der Radbremse während einer Radschlupf
regelung erfolgt gemäß den Merkmalen des Anspruchs 9 mittels
eines mit dem Druckstift zusammenwirkenden Rückschlagven
tils, das in seiner Grundstellung die Druckmittelverbindung
zwischen der Radbremse und der Rücklaufleitung sperrt.
Die Grundeinstellung des Kolbens übernimmt auf vorteilhafte
Weise gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10 eine Druckfeder,
deren Stellkraft größer ist als die Kraft einer den Propor
tionalmagneten positionierenden Feder.
Gemäß Anspruch 11 sind für die Steuerung der Druckmittelver
bindung zwischen dem Bremsdruckgeber und der Radbremse je
weils am Umfang des Kolbens Durchgangsbohrungen angeordnet,
die in der Grundstellung des Kolbens im Ventilträger ange
ordnete Querkanäle freigeben.
Zweckmäßigerweise ist zur Erfüllung der Stromreglerfunktion
innerhalb der Stirnfläche des Kolbens, die den Druckstift
aufweist, wenigstens eine Meßblende angeordnet, so daß diese
den Anspruch 12 betreffenden Merkmal, in Anbetracht der vor
angegangenen Merkmale zur Anordnung der Durchgangsbohrungen
im Kolben des Stromreglers, den gewünschten Druckaufbaugra
dienten während einer Radschlupfregelung bestimmt. An der
Meßblende wird eine Druckdifferenz erzeugt, welche zur Volu
menstromregelung des vom Hauptzylinder zur Radbremse strö
menden Druckmittels den Kolben gegen die Druckfeder bewegt.
Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 13 ist vorgesehen, den
maximalen Steuerquerschnitt der Durchgangsbohrung, die den
zur Radbremse führenden Querkanal zugeordnet ist, kleiner zu
wählen als der maximale Steuerquerschnitt der Durchgangsboh
rung, die den zum Bremsdruckgeber führenden Querkanal zuge
ordnet ist, so daß die mit dem Radbremsanschluß korrespon
dierte Durchgangsbohrung im Kolben zunächst während einer
Druckaufbauphase versperrt bleibt. Durch die Druckdifferenz
an der Meßblende übernimmt sodann die mit dem Bremsdruckge
beranschluß zusammenwirkende Durchgangsbohrung die Stromre
gelfunktion.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der
Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung zweier
Ausführungsbeispiele hervor.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Hydraulikschaltplan für eine Bremsanlage mit
Schlupfregelung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch das erfindungsgemäße
Druckmodulationsventil.
Die Fig. 1 zeigt schematisch den hydraulischen Schaltungs
aufbau der Bremsanlage, wonach der Bremsdruckgeber 2 über
das in der Grundstellung offene Druckmodulationsventil 1 mit
der Radbremse 3 verbunden ist. Erfindungsgemäß ist das
Druckmodulationsventil als 3/4-Wegeventil ausgeführt, so daß
gemäß Abbildung die drucklose Rücklaufleitung 4 von dem den
Bremsdruckgeber 2 mit der Radbremse 3 verbindenden Leitungs
pfad getrennt ist. Die Rücklaufleitung 4 schließt sich an
die Saugseite einer Pumpe 17 an, wobei eine Verbindung zu
einem drucklosen Vorratsspeicher 16 besteht. Die Druckseite
der Pumpe 17 mündet in die Hauptdruckleitung 18 ein. Die
abbildungsgemäße Ventilschaltstellung entspricht sowohl der
Bremslöse-, Normalbrems- wie auch Druckaufbaustellung bei
inaktiver Radschlupfregelung. Zur Durchführung der Druck
haltephase während einer Radschlupfregelung schaltet das
Druckmodulationsventil in die Stellung, in welcher alle drei
Druckmittelanschlüsse voneinander getrennt sind. Diese wie
auch die nachfolgende Druckabbaustellung des Druckmodula
tionsventils 1 in der Radschlupfregelphase werden durch den
Proportionalmagneten des Druckmodulationsventils 1 gesteu
ert. In der Druckabbaustellung des Druckmodulationsventils 1
besteht sodann eine ungehinderte Druckmittelverbindung zwi
schen der Radbremse 3 und der Rücklaufleitung 4, während der
Bremsdruckgeber 2 vom Anschluß der Radbremse 3 getrennt
bleibt. Ein erneuter Druckaufbau in der Radbremse geschieht
ohne Erregung des Proportionalmagneten, in dem eine Druckfe
der 11 des Druckmodulationsventils 1 dieses in seine Volu
menstromregelungsfunktion verschiebt.
Die für die Funktion des Druckmodulationsventils 1 notwendi
gen Einzelheiten werden nachfolgend anhand der Fig. 2 be
schrieben.
Die Fig. 2 zeigt im Querschnitt das Druckmodulationsventil
1, das einen Ventilträger 5 aufweist, in dem der Kolben 7
des Stromregelventils in einer Stufenbohrung 8 verschieblich
geführt ist. Der Proportionalmagnet besteht im wesentlichen
aus einem Magnetanker, dem ein Magnetkern zugeordnet ist,
wobei zwischen den vorgenannten beiden Teilen eine Druckfe
der 12 eingespannt ist, die das sich bis in die Stufenboh
rung 8 erstreckende Betätigungsglied 9 umgibt. Das Betäti
gungsglied 9 ist Bestandteil des Magnetankers und stützt
sich an einer Stirnfläche des Kolbens 7 ab. Auf der entge
gengelegenen Stirnfläche des Kolbens 7 ist ein Druckstift 6
angebracht, dem ein in der Grundstellung geschlossenes Rück
schlagventil 10 zugewandt ist. Alle bisher vorbeschriebenen
Einzelheiten des Druckmodulationsventils 1 befinden sich
zueinander in koaxialer Anordnung. Der Kolben 7 des Stromre
gelventils wird in der abbildungsgemäßen Grundstellung durch
die Wirkung einer Druckfeder 11 gegen das Betätigungsglied 9
gedrückt. Dabei ist die Druckfeder 11 zwischen der den
Druckstift 6 aufweisenden Stirnfläche des Kolbens 7 und ei
nem Ventilsitzkörper des Rückschlagventils 10 eingespannt.
Der Kolben 7 hat im Bereich seiner den Druckstift 6 aufwei
senden Stirnfläche mehrere Meßblenden 15, während die Man
telfläche des Kolbens 7 mit Durchgangsbohrungen 13 versehen
ist, die zur Bildung von Steuerkanten abschnittsweise ent
sprechend erweitert sind und in einem Abstand voneinander
entfernt sind, die den im Ventilträger 5 angeordneten Quer
kanälen 14 entsprechen. Der im oberen Bereich des Ventilträ
gers 5 gelegene Querkanal 14 steht mit dem Bremsdruckgeber 2
in Verbindung, während die Druckmittelverbindung mit der
Radbremse 3 über zwei parallel im unteren Bereich des Ven
tilträgers 5 verlaufende Querkanäle 14 hergestellt ist. Die
der Radbremse 3 zugeordneten beiden Querkanäle 14 sind der
art voneinander beabstandet, daß in der Grundstellung des
Druckmodulationsventils sowohl über die im unteren Bereich
des Kolbens 7 angeordnete Querbohrung 13 wie auch durch die
Meßblende 15 eine Druckmittelverbindung hergestellt ist. Die
Druckmittelverbindung sind jeweils über Ringfilterelemente
am Ventilträger 5 zu durchströmen, wobei im Bereich einer am
Ventilträger 5 angebrachten Rückschlagmanschette 19 eine
Bypassverbindung von der Radbremse 3 in Richtung des Brems
druckgebers 2 besteht.
Im nachfolgenden wird die Funktionsweise des Druckmodula
tionsventils näher erläutert.
Die abbildungsgemäße Stellung des Druckmodulationsventils
entspricht der Betriebslöse- sowie auch der Normalbremsstel
lung, in der eine Radschlupfregelung ausgenommen ist. Der
Kolben 7 befindet sich mit seinen Durchgangsbohrungen 13 in
einer Stellung, in das Druckmittel ungehindert vom Brems
druckgeber 2 über die Querkanäle 13 und die Meßblenden 15 zu
der Radbremse 3 gelangt. Die auf den Kolben 7 einwirkende
Druckfeder 11 ist dabei vom Betrage her größer als die
Kraft, welche durch den Druckabfall an den Meßblenden 15
erzeugt wird. Der Kolben 7 verharrt somit in der abbildungs
gemäßen Stellung.
Zum Zwecke der Druckhaltephase während einer Radschlupfrege
lung wird der Proportionalmagnet erregt, so daß das Betäti
gungsglied 9 den Kolben 7 gegen die Wirkung der Druckfedern
11, 12 verschiebt, bis sich das Betätigungsglied 9 mit sei
nem Druckstift 6 dem Rückschlagventil 10 angenähert hat.
Durch die Wahl der Durchgangsbohrung 13 im Kolben 7 werden
dabei zunächst die zur Radbremse 3 führenden Querkanäle 14
von der Kolbenkante verschlossen, so daß kurzzeitig nur ein
gedrosselter Volumenstrom über die Meßblenden 15 zur Rad
bremse 3 nachströmen kann, bis danach auch die obere Durch
gangsbohrung 13 im Kolben 7 die Drosselbohrung im Querkanal
14 des am Bremsdruckgeber 2 angeschlossenen Druckmittelpfa
des von der Kolbenkante versperrt ist. Eine Unterbrechung
der Bremsenbetätigung während der Druckhaltephase führt so
dann zu einer Druckentlastung der in Richtung der Radbremse
3 sperrenden Rückschlagmanschette 19, so daß das in der Rad
bremse 3 eingespannte Druckmittelvolumen über die Rück
schlagmanschette 19 in Richtung des Bremsdruckgebers 2 ent
lastet werden kann.
Die Druckabbauphase während der Radschlupfregelung vollzieht
sich durch entsprechende Stromregelung des Proportionalmag
neten derart, daß der Druckstift 6 das Rückschlagventil 10
öffnet, womit das während des Bremsenbetriebs in der Rad
bremse 3 eingespannte Druckmittelvolumen in Richtung der
drucklosen Rücklaufleitung 4 strömt.
Zum Druckaufbau in der Radschlupfregelphase wird die Strom
zufuhr zum Proportionalmagneten unterbrochen, wodurch die
Druckfeder 12 für eine Rückstellbewegung des Betätigungs
gliedes 9 sorgt, wobei sich auch die auf den Kolben 7 ein
wirkende Druckfeder 11 das Stromregelventil in eine Stellung
bewegt, in der eine Verbindung der Drosselbohrung im Querka
nal 14 des Bremsdruckgebers 2 über die Meßblenden 15 zum
Querkanal 14 der Radbremse 3 besteht. Demnach wird die Dros
selbohrung erst von der Kolbenkante allmählich freigegeben,
während die der Radbremse 3 zugeordneten Querkanäle 14 durch
den kleinen Ausschnitt der Durchgangsbohrung 13 zunächst
versperrt bleiben. Dies ist auf den sich einstellenden Volu
menstrom vom Bremsdruckgeber 2 zur Radbremse 3 an der Meß
blende 15 zurückzuführen, die eine Druckdifferenz erzeugen,
welche den Kolben 7 gegen die Feder 11 bewegt, womit die
obere Kolbenkante die hydraulische Stromregelfunktion wahr
nimmt. Damit übernimmt die obere Kolbenkante im Bereich der
mit der Drosselbohrung zusammenwirkende Kolbenkante die
Funktion einer dynamisch einstellbaren Blende.
Durch die vorgeschlagene Konstruktion ist das Stromregelven
til derart zu betätigen, daß bei nicht erregten Proportio
nalmagneten der optimale Druckaufbaugradient während der
ABS-Regelung mit entsprechender Volumenaufnahme der Radbrem
se eingestellt werden kann. Kleinere Druckaufbaugradienten
in der Bremsdruckregelung sind durch die Verwendung eines
Proportionalmagneten gleichfalls möglich. Damit ist eine
Bremsanlage geschaffen, die eine komfortable Regelung des
Radzylinderdrucks mit unterschiedlichen Druckaufbaugradien
ten und minimalem Platzbedarf ermöglicht.
Bezugszeichenliste
1 Druckmodulationsventil
2 Bremsdruckgeber
3 Radbremse
4 Rücklaufleitung
5 Ventilträger
6 Druckstift
7 Kolben
8 Stufenbohrung
9 Betätigungsglied
10 Rückschlagventil
11 Druckfeder
12 Druckfeder
13 Durchgangsbohrung
14 Querkanal
15 Meßblende
16 Vorratsspeicher
17 Pumpe
18 Hauptdruckleitung
19 Rückschlagmanschette.
2 Bremsdruckgeber
3 Radbremse
4 Rücklaufleitung
5 Ventilträger
6 Druckstift
7 Kolben
8 Stufenbohrung
9 Betätigungsglied
10 Rückschlagventil
11 Druckfeder
12 Druckfeder
13 Durchgangsbohrung
14 Querkanal
15 Meßblende
16 Vorratsspeicher
17 Pumpe
18 Hauptdruckleitung
19 Rückschlagmanschette.
Claims (13)
1. Hydraulische Bremsanlage mit Radschlupfregelung, mit
einem Bremsdruckgeber, der über eine Hauptdruckleitung
mit wenigstens einer Radbremse hydraulisch in Verbin
dung steht, mit einer an der Radbremse angeschlossenen
Rücklaufleitung, die mit einem Vorratsspeicher in Ver
bindung steht, mit einer Pumpe, die eine Druckleitung
aufweist, die mit der Hauptdruckleitung hydraulisch
verbunden ist, mit wenigstens einem Druckmodulations
ventil, das den Druckmitteldurchlaß in der Hauptdruck
leitung sowie in der Rücklaufleitung entweder sperrt
oder geöffnet hält, dadurch gekennzeichnet, daß das
Druckmodulationsventil (1) als 4/3-Wegeventil ausge
führt ist, das in der Grundstellung den Bremsdruckgeber
(2) mit der Radbremse (3) verbindet, in den weiteren
Schaltstellungen die Druckmittelzufuhr vom Bremsdruck
geber (2) zur Radbremse (3) entweder drosselt oder
sperrt und/oder die Radbremse (3) mit der Rücklauflei
tung (4) verbindet.
2. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Drosselung der Druckmittelzufuhr
zu der Radbremse (3) mittels eines Stromregelventils
geschieht.
3. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß die gedrosselte Druckmittel
zufuhr zur Radbremse (3) abhängig von einem Umschalt
druck des Stromregelventils erfolgt, der kleiner ist
als der der aus dem hydraulischen Druck des Bremsdruck
gebers (2) und dem hydraulischen Druck in der Radbremse
(3) gebildeten Differenzdruck, der am Stromregelventil
ansteht.
4. Hydraulische Bremsanlage nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstel
lung des Druckmodulationsventils (1), in der die Druck
mittelzufuhr vom Bremsdruckgeber (2) zur Radbremse (3)
gesperrt ist, durch eine stromproportionale Erregung
eines Elektromagneten erfolgt.
5. Hydraulische Bremsanlage nach einem der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schaltstellung des Druckmodulationsventils (1), in der
die Druckmittelzufuhr von der Radbremse (3) zur Rück
laufleitung (4) geöffnet ist, mittels einer strompro
portionalen Erregung eines Elektromagneten erfolgt.
6. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Druckmodulationsventil (1) einen
Ventilträger (5) aufweist, in dem ein Stromregelventil
integriert ist.
7. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Stromregelventil einen mit einem
Druckstift (6) versehenen Kolben (7) aufweist, der in
einer Stufenbohrung (8) des Ventilträgers (5) geführt
ist.
8. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß auf der dem Druckstift (7) abgewand
ten Kolbenseite ein Betätigungsglied (9) anliegt, das
mit einem Proportionalmagneten zusammenwirkt.
9. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Druckstift (6) mit einem Rück
schlagventil (10) zusammenwirkt, das in seiner Grund
stellung die Druckmittelverbindung zwischen der Rad
bremse (3) und der Rücklaufleitung (4) sperrt.
10. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Kolben (7) von einer Druckfeder
(11) positioniert ist, deren Stellkraft gleich oder
kleiner ist als die Kraft einer den Proportionalmagne
ten positionierenden Feder (12).
11. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Kolben (7) am Umfang mit Durch
gangsbohrungen (13) versehen ist, die in der Grundstel
lung des Kolbens (7) über Querkanäle (14) im Ventilträ
ger (5) eine Verbindung zwischen dem Bremsdruckgeber
(2) und der Radbremse (3) herstellen.
12. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß im Bereich des Druckstiftes (6) we
nigstens eine Meßblende (15) in der Stirnfläche des
Kolbens (7) angeordnet ist.
13. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß der maximale Steuerquerschnitt der
Durchgangsbohrung (13), die den zur Radbremse (3) füh
renden Querkanal (14) zugeordnet ist, kleiner ist als
der maximale Steuerquerschnitt der Durchgangsbohrung
(13), die dem zum Bremsdruckgeber (2) führenden Querka
nal (14) zugeordnet ist.
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Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG, 60488 FRANKFURT, D |
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8141 | Disposal/no request for examination |