Hydraulische Z eikreisbremsanlage mit einer Einrichtung zur Aktivbremsung
Die vorliegende Patentanmeldung betrifft eine hydraulische Zweikreisbremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Bremsanlage ist aus der DE 42 32 311 Cl be¬ kannt. Die bekannte Bremsanlage besitzt eine Blockier¬ schutzeinrichtung und ist außerdem weitergebildet zur Ver¬ besserung der Fahrzeugspurverhaltens, insbesondere beim Fahren in Kurven durch automatisches Bremsen, also einen aktiven Bremseneingriff. Beim automatischen Bremsen liefert anstelle des Hauptbremszylinders eine Hilfsdruckquelle ei¬ nen Druck, der mittels der Blockierschutzeinrichtung in den Radbremsen durch Druckminderung individuell einstellbar ist. Hierfür befinden sich zwischen der Hilfsdruckquelle und der Blockierschutzeinrichtung Zylinder mit Trennkolben. Die Hilfsdruckquelle ist so gestaltet, daß sie nur relativ niedrige Hilfsdrücke liefert und durch Anordnung von Venti¬ len den Hilfsdruck den Eingängen von Rückförderpumpen zu¬ führt. Erst mittels dieser Rückförderpumpen werden zeitwei¬ lig Druckerhöhungen bis auf das zum automatischen Bremsen ausreichenden Maß vorgenommen. Die Trennkolben werden also per Hilfsduckquelle beaufschlagt, so daß eine Hilfsdruck¬ quelle über die Trennkolben auf beide Bremskreise einwirken kann. Der Energiebedarf im automatischen Bremsbetrieb wird verringert, weil der von der Hilfsdruckquelle gelieferte Druck lediglich zum Vorladen der Rückförderpumpen dient. Hierdurch wird eine erhebliche Geräuschminderung erzielt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, welche ohne Funk¬ tionseinbußen preiswerter herzustellen ist.
Diese Aufgabe wird gelöst in Verbindung mit den kennzeich¬ nenden Merkmalen des Anspruchs 1. Das Prinzip der vorlie¬ genden Erfindung besteht also darin, als Hilfsdruckquelle eine Fremddruckquelle zu verwenden, die in vielen Fahrzeu¬ gen ohnehin vorhanden ist, nämlich die Druckquelle eines hydraulischen Bremskraftverstärkers. Eine derartige Druck¬ quelle ist eine Hochdruckquelle, so daß sich die Funktion dieser Fremddruckquelle nicht auf die Vorladung der Rück¬ förderpumpen allein beschränken muß. Es kann durch entspre¬ chende Ventilschaltungen in den Bremskreisen auch direkt eine Befüllung der Radbremsen erfolgen.
Für eine gezielte Dosierung des Hilfsdrucks empfiehlt sich allerdings eine Ventilanordnung in der Verbindung zwischen der Fremddruckquelle und dem Primärraum der Zylinder- Trennkolben-Anordnung jedes Bremskreises, welche die Ver¬ bindung zu sperren vermag. Da nämlich die Fremddruckquelle zusätzlich die Funktion der Bremskraftverstärkung über¬ nimmt, kann sie nicht lediglich zum Zwecke der Vorladung oder Vorbefüllung der Bremskreise gestartet werden.
Dabei ist es ratsam, eine Ventilanordnung zu wählen, die in ihrer Grundstellung die Verbindung sperrt, da zum einen eine Pedalbremsung wesentlich häufiger ist αis eine Aktiv¬ bremsung, zum anderen bei einer Verklemmung in der Grund¬ stellung eine normale Bremsfunktion gewährleistet bleibt.
Wenn die Fremddruckquelle lediglich die Funktion einer Vor¬ ladung von Rückförderpumpen übernehmen soll, empfiehlt es
sich, den Vorladedruck zu begrenzen, indem in die Verbin¬ dungsleitung ein Druckrückhalteelement eingefügt wird, wel¬ ches nur einen begrenzten Druck, beispielsweise 10 bar, an die Primärräume der Trennkolben weiterleitet.
Eine funktional der Fremddruckquelle parallelgeschaltete Druckabbauleitung ermöglicht eine Rückstellung der Trenn¬ kolben nach erfolgter Aktivbremsung.
Dabei kann beispielsweise die Druckabbauleitung mit einer Drosselstelle versehen sein, welche dann auch permanent einen Leckstrom zulassen kann. Der Leckstrom wird durch erhöhte Fördertätigkeit der Fremddruckquelle ausgeglichen.
Wenn allerdings eine möglichst seltene Betätigung der Fremddruckquelle aus Geräuschdämpfungsgründen gewünscht wird, empfiehlt es sich, die Druckabbauleitung sperrbar zu gestalten.
Dann kann auch zum Druckabbau die Druckabbauleitung völlig freigegeben werden, so daß sich das aus der Vorladung stam¬ mende Druckmittel schnell zurück in den Druckmittelbehälter des Systems fortpflanzen kann.
Wenn in die Druckabbauleitung zusätzlich ein Überdruckven¬ til eingefügt ist bzw. in der Sperrstellung eines Ventils vorgesehen ist, so ermöglicht das eine Begrenzung des Fremddruckes auf die erforderliche Druckhöhe, was zusätz¬ lich der Geräuschdämpfung dient, da die zu schaltenden Ven¬ tile sodann nicht einem so hohen Druck ausgesetzt sind.
Eine nähere Erläuterung des Erfindungsgedankens erfolgt nun anhand der Beschreibung einer erfindungsgemäßen Bremsanlage in fünf Abwandlungen.
Es zeigt:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Bremsanlage,
Fig. 2 - 6 fünf verschiedene Ventilanordnungen zwischen
Fremddruckquelle, Primärkammern der Trennkolben und Druckmittelbehälter, welche in Fig. 1 ein¬ fügbar sind.
Fig. 1 zeigt also eine erfindungsgemäße Zweikreisbremsanla¬ ge, welche zur Aktivbremsung geeignet ist. Die Fig. weist vier strichpunktiert umrandete Blöcke 1, 2, 3 und 4 auf. Block 1 zeigt eine hydraulische Steuereinrichtung, wie sie dem Stand der Technik entspricht, wobei die Rückförderpum¬ pen 5 und 5' im Unterschied zur DE 42 32 311 Cl wahlweise selbstansaugend ausgelegt sein können oder nicht. Block 2 zeigt einen an sich bekannten hydraulischen Bremskraftver¬ stärker, der von der in Block 3 dargestellten Fremddruck¬ quelle gespeist wird. Allerdings weist die Fremddruckquelle von Block 3 eine gegenüber den Stand der Technik neue Ver¬ bindungsleitung zum Block 4 auf. Block 4 ist in Fig. 1 freigelassen, wobei wahlweise eine der Figuren 2 bis 6 ein¬ fügbar ist. Die Zylinder-Trennkolben-Anordnungen 6 und 6' in den Bremsleitungen entsprechen gemäß diesem Ausführungs¬ beispiel im wesentlichen der Fig. 2 der DE 42 32 311 Cl.
Die Funktionsweise der Bremsanlage während einer pedalbe¬ tätigten Bremsung ist an sich bekannt, wobei anzumerken ist, daß innerhalb der Zylinder-Trennkolben-Anordnungen 6
und 6' Sitzventile angeordnet sind, die in der dargestell¬ ten Grundposition der Trennkolben geöffnet sind. Auf diese Weise ist ein Druckmittelfluß in beide Richtungen durch die Trennkolben hindurch möglich. Eine Bremsung mit Blockier¬ schutzregelung erfolgt nach dem Rückförderprinzip und muß hier nicht mehr erläutert werden, da sie dem Stand der Technik entspricht.
Eine Aktivbremsung erfolgt in der Regel ohne Betätigung des Bremspedals. Damit den Rückförderpumpen 5 und 5', auch wenn sie selbstansaugend sind, genügend Druckmittel an ihrer Saugseite zur Verfügung steht, wird während einer Aktiv¬ bremsung jeweils das Trennventil 7 bzw. 7' geschlossen und das Umschaltventil 8 bzw. 8' geöffnet. Wenn nun die in Block 4 enthaltene Ventilanordnung den Fremddruck der Fremddruckquelle in Block 3 zu den Stirnseiten der Zylinder-Trennkolben-Anordnungen 6 und 6' weiterleitet, so bewegen die Trennkolben sich gegen ihre Federvorspannung, so daß sich zunächst die enthaltenen Sitzventile schließen und Druckmittel in die Bremskreise verdrängt wird. Der Druck pflanzt sich über das geöffnete Umschaltventil 8 bzw. 8' zur Saugseite der Rückförderpumpe 5 bzw. 5' fort und läßt sich von der Rückförderpumpe in die einzelnen Brems¬ zweige verbringen.
Es ist jedoch auch denkbar, daß die Ventile 7 und 8 bzw. 7' und 8' zunächst in ihrer dargestellten Grundposition ver¬ bleiben, so daß die Fremddruckquelle im Block 3, welche in der Lage ist, einen Hochdruck zu erzeugen, direkt in den Radbremsen bzw. in einer Radbremse einen Bremsdruck auf¬ bauen kann.
Zum Druckabbau weist die Ventilanordnung in Block 4 eine Druckabbauleitung 9 auf, welche zum Druckmittelbehälter 12 führt.
Der genauere Aufbau der Ventilanordnung in Block 4 geht aus den Figuren 2 bis 6 hervor. In Fig. 2 ist die Verbindungs¬ leitung 10 zwischen Fremddruckquelle 3 und den Primärkam¬ mern 11 bzw. 11' der Trennkolben durch ein stromlos ge¬ schlossenes Magnetventil 21 gesperrt. Die Druckabbauleitung 9 ist mit einem stromlos geöffneten Magnetventil versehen. Bei stromlosen Ventilen ist also die Verbindung zwischen den Primärkammern 11 und 11' und der Druckabbauleitung 9 offen, so daß die Primärkammern 11 und 11' mit dem Druck¬ mittelbehälter 12 verbunden sind. Bei bestromten Magnetven¬ tilen 21 und 22 ist hingegen die Fremddruckquelle 3 an die Primärkammern 11 und 11' angeschlossen. Da in der Verbin¬ dungsleitung 10 in diesem Ausführungsbeispiel keine Druck¬ minderfunktion eingebaut ist, wird der volle Fremddruck an die Primärkammern 11 und 11' weitergegeben. Mittels dieser Anordnung kann also eine Vorbefüllung der Radbremsen erfol¬ gen.
Da die Ventile 21 und 22 in der Regel gemeinsam betätigt werden, können sie auch durch ein 3/2-Wegeventil 31 gemäß Fig. 3 ersetzt werden. Die beiden Stellungen des Ventils 31 entsprechen zum einen der unbestromten Stellung beider Ven¬ tile 21 und 22 und zum anderen der bestromten Stellung bei¬ der Ventile 21 und 22. Die Funktionsweise ist dieselbe wie in Fig. 2.
In der Ausführung nach Fig. 4 ist das Ventil 41 in der Ver¬ bindungsleitung 10 so gestaltet, daß es in seiner Grund¬ stellung die Verbindungsleitung 10 sperrt, in seiner be-
strömten Schaltstellung jedoch nur Druck bis zu einer be¬ stimmten Höhe in die Primärkammern 11 und 11' der Trenn¬ kolben 6 und 6' weiterleitet. Für eine Vorladefunktion, bei welcher das Druckmittel zu den Saugseiten der Rückförder¬ pumpen 5 und 5' verbracht wird, reicht ein Vordruck in der Größenordnung von 10 bar aus. Die Druckabbauleitung 9 weist in diesem Ausführungsbeispiel kein schaltbares Ventil, son¬ dern eine permanente Drosselblende auf. Diese Drosselblende 42 erlaubt einen kleinen permanenten Druckmittelstrom zum Druckmittelbehälter 12. Da die Fremddruckquelle 3 jedoch eine Hochdruckpumpe aufweist, kann dies durch eine erhöhte Förderleistung ausgeglichen werden, da die Primärkammern keinen hohen Druck benötigen.
In Fig. 5 ist zum einen im Ventil 51 in der Verbindungs¬ leitung 10 und zum anderen parallel zu einem Überdruckven¬ til 53 eine Drosselblende 52 vorgesehen. Es ist hierbei wichtig, daß der Querschnitt der Blende im Ventil 51 größer ist als der der Drosselblende 52, da ansonsten kein Druck zu den Primärkammern 11 und 11' gelangt. Das Überdruckven¬ til 53 in der Druckabbauleitung 9 kann die Druckrückhalte¬ funktion des Ventils 41 ersetzen, indem der Öffnungsdruck des Überdruckventils 53 in der selben Größenordnung liegt wie der begrenzte Druck, der über die Druckrückhaltefunk¬ tion des Ventils 51 weitergeleitet wird. Die Drosselblende im Ventil 51 bewirkt, daß Pulse der Hochdruckpumpe der Fremddruckquelle 3 abgeschwächt werden.
Fig. 6 zeigt im Prinzip eine Kombination aus Funktionsele¬ menten der Fig. 4 und 5. Das Ventil 61 in der Verbindungs¬ leitung 10 entspricht dem Ventil 41 nach Fig. 4. Eine nach¬ geschaltete Drosselblende 64 entspricht der Drosselblende 51 nach Fig. 5. Im Ventil 62 in der Druckabbauleitung 9 ist
eine Überdruckventilfunktion 63 in die Schaltstellung des Ventils integriert. Diese Überdruckventilfunktion ent¬ spricht dem Überdruckventil 53 nach Fig. 5. Auch in der Ausführung nach Fig. 6 ist es denkbar, daß in Reihe mit dem Ventil 62 oder aber in die Durchlaßstellung des Ventils 62 eine Drosselblende gemäß der Drosselblende 52 nach Fig. 5 eingefügt wird. In Fig. 6 können die beiden Magnetventile 61 und 62 wie in Fig. 2 oder 3 gemeinsam bestromt werden und somit funktional ein 3/2-Wege-Magnetventil bilden.
Allen Ausführungen der Ventilanordnung in Block 4 ist ge¬ meinsam, daß die Funktionselemente sich normalerweise in der dargestellten Grundposition befinden und die schalt¬ baren Ventile nur zum Zwecke einer Aktivbremsung umgeschal¬ tet werden.
Für eine erfindungsgemäße Bremsanlage ergibt sich der Vor¬ teil, daß nur insgesamt zwei Motoren als Pumpenantriebe erforderlich sind, wobei keine zusätzliche Vakuumquelle benötigt wird, um einen Bremskraftverstärker zu betreiben.