DE102006013626A1

DE102006013626A1 - Elektrohydraulische Bremsanlage mit Fahrdynamikregelung

Info

Publication number: DE102006013626A1
Application number: DE102006013626A
Authority: DE
Inventors: Peter Drott; Harald KÖNIG; Udo Jungmann; Andreas Bischoff
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2005-03-23
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2006-10-05
Also published as: EP1863690A1; US20090212621A1; WO2006100286A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Bremsanlage mit Fahrdynamikregelung, umfassend einen mittels eines Bremspedals 41 betätigbaren Hauptbremszylinder 1 mit wenigstens einem in einem Gehäuse 6 des Hauptzylinders 1 verschiebbar angeordneten Kolben 2, 3, der zusammen mit dem Gehäuse 6 einen hydraulischen Druckraum 4, 5 begrenzt, welcher über einen Druckmittelbehälteranschluss 30, 31 und einen Druckmittelkanal 22, 23; 60, 61 mit einem drucklosen Druckmittelbehälter 72 und über einen Ausgang 32, 33 mit Radbremsen 75-78 verindbar ist, wobei im Fahrdynamik-Regelfall eine Druckmittelfördereinrichtung 94, 95 Druckmittel von dem Druckmittelbehälter 72 in Richtung Radbremsen 75, 76, 77, 78 fördert. DOLLAR A Um eine kurze Ansprechzeit der Fahrdynamikregelung und gleichzeitig einen kleinen Leerweg des Hauptzylinders realisieren zu können, ist ein Bypasskanal 34, 35; 52, 59 zwischen dem Druckmittelbehälteranschluss 30, 31 und dem Ausgang 32, 33 des Hauptzylinders 1 vorgesehen, wobei in dem Bypasskanal 34, 35; 52, 59 ein Ventil 37, 38 angeordnet ist, welches eine Druckmittelströmung von dem Druckmittelbehälter 72 über den Bypasskanal 34, 35; 52, 59 zur Druckmittelfördereinrichtung 94, 95 erlaubt und eine entgegengesetzte Druckmittelströmung verhindert.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Bremsanlage mit Fahrdynamikregelung umfassend einen mittels eines Bremspedals betätigbaren Hauptbremszylinder mit wenigstens einem, in einem Gehäuse des Hauptzylinders verschiebbar angeordneten Kolben, der zusammen mit dem Gehäuse einen hydraulischen Druckraum begrenzt, welcher über einen Druckmittelbehälteranschluss und einem Druckmittelkanal mit einem drucklosen Druckmittelbehälter und über einen Ausgang mit Radbremsen verbindbar ist, wobei im Fahrdynamik-Regelfall eine Druckmittelfördereinrichtung Druckmittel von dem Druckmittelbehälter in Richtung Radbremsen fördert.

Derartige elektrohydraulische Bremsanlagen mit Fahrdynamikregelung – wie BASR (Bremseneingriffs-Antriebs-Schlupf-Regelsystem), ARP (Active Rollover Protection) oder ESP (Elektronisches Stabilitäts-Programm) mit den beinhalteten Unterfunktionen ABS und ASR – sind grundsätzlich bekannt. Dabei kann es bei einem ASR- oder ESP-Eingriff notwendig sein, bei unbetätigtem oder betätigtem Hauptzylinder Druckmittel aus dem Druckmittelbehälter in Richtung Radbremsen nachzusaugen, was mittels der Druckmittelfördereinrichtung erfolgt, deren Eingang wahlweise mit den Druckräumen des Hauptzylinders oder mit den Radbremsen verbindbar ist, um in Richtung Radbremsen oder in Richtung Hauptzylinder zu fördern (Rückförder-Prinzip).

Hierzu wird bei einem beispielsweise aus der DE 101 20 913 A1 bekannten Hauptzylinder bei einem ASR-Eingriff in unbetätigtem Zustand des Hauptzylinders das Druckmittel aus dem Druckmittelbehälter über den Druckmittelkanal, einen Nachlaufraum, Querbohrungen im Kolben und den Druckraum nachgesaugt. Bei einem ESP-Eingriff in betätigtem Zustand des Hauptzylinders erfolgt die Nachsaugung zusätzlich durch Überströmen einer Außendichtlippe einer Dichtmanschette. Um der Druckmittelfördereinrichtung bei einem ASR- oder ESP-Eingriff insbesondere in unbetätigter Stellung des Hauptzylinders schnell genügend Druckmittel zur Verfügung zu stellen und damit die Ansprechzeit der Fahrdynamikregelung möglichst klein zu halten, ist es bei bekannten Bremsanlagen notwendig, den Drosselwiderstand der Querbohrungen so gering wie möglich zu halten. Gleichzeitig ist ein Leerweg des Hauptzylinders möglichst klein zu halten, damit der Bremsdruck in den Radbremsen möglichst schnell aufgebaut werden kann. Diese Forderungen machen jedoch immer einen Kompromiss zwischen Drosselwiderstand und Leerweg notwendig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrohydraulische Bremsanlage mit Fahrdynamikregelung bereitzustellen, welche eine kurze Ansprechzeit der Fahrdynamikregelung und gleichzeitig einen kleinen Leerweg des Hauptzylinders aufweist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Bypasskanal zwischen dem Druckmittelbehälteranschluss und dem Ausgang des Hauptzylinders vorgesehen ist, wobei in dem Bypasskanal ein Ventil angeordnet ist, welches eine Druckmittelströmung von dem Druckmittelbehälter über den Bypasskanal zur Druckmittelfördereinrichtung erlaubt und eine entgegengesetzte Druckmittelströmung verhindert. Dadurch können die im Kolben ausgebildeten Querbohrungen unabhängig von der Ansprechzeit der Fahrdynamikregelung einen möglichst kleinen Querschnitt aufweisen, was den Leerweg des Hauptzylinders minimiert. Ebenso ist damit von Vorteil, dass derselbe Hauptzylinder für Bremsanlagen mit verschiedenen Anforderungen bezüglich des Nachsaugens im Fahrdynamik-Regelfall verwendet werden kann und somit keine speziellen Bauteile für einen durchflussoptimierten Hauptzylinder notwendig sind.

Der Druckmittelkanal ist vorzugsweise zwischen dem Druckmittelbehälteranschluss und einem Eingang des Hauptzylinders ausgebildet. Dabei sind gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Druckmittelkanal und der Bypasskanal in einer Wandung des Gehäuses integriert vorgesehen und der Druckmittelbehälteranschluss ist als separates Bauteil ausgeführt, welches an dem Gehäuse des Hauptzylinders befestigbar ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind der Druckmittelkanal, der Bypasskanal sowie der Druckmittelbehälteranschluss als separates, einteiliges Bauteil ausgebildet, welches an dem Gehäuse des Hauptzylinders befestigbar ist und welches dadurch als vormontierbare Einheit vorgesehen werden kann.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Druckmittelkanal, der Bypasskanal sowie der Druckmittelbehälteranschluss in einer Wandung des Gehäuses integriert vorgesehen sind. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass als zusätzlicher Arbeitschritt bei der Herstellung des Hauptzylinders lediglich die Montage des Ventils anfällt.

Als weiterer Nachteil wird bei dem bekannten Hauptzylinder gemäß DE 101 20 913 A1 angesehen, dass bei einem schnellen Lösen der Bremsbetätigung, d.h. bei einer schnellen Rückbewegung des Kolbens entgegen der Betätigungsrichtung, Druckmittel in dem Moment, wenn die Querbohrungen den Bereich einer Dichtmanschette verlassen, schlagartig von dem Druckmittelbehälter in den Druckraum einströmt, da im Druckraum durch die Rückbewegung des Kolbens ein Vakuum bzw. ein Unterdruck entsteht. Durch das schlagartige Einströmen des Druckmittels in den Druckraum können störende Geräusche (Kavitationsknall) entstehen.

Daher sieht eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung vor, dass der Bypasskanal in den Druckraum mündet, so dass im Fahrdynamik-Regelfall eine Druckmittelströmung von dem Druckmittelbehälter über den Bypasskanal, den Druckraum sowie den Ausgang zur Druckmittelfördereinrichtung erfolgt. Hierfür ist das Ventil derart auszulegen, dass es bei einem bestimmten Unterdruck öffnet und somit ein schlagartiges Einströmen von Druckmittel, d.h. ein Kavitationsknall verhindert werden kann.

Eine einfache Herstellung des Bypasskanals ergibt sich dadurch, dass sich der Bypasskanal ausgehend von dem Druckmittelbehälteranschluss direkt zum Druckraum erstreckt. Ferner muss für den Bypasskanal und das Ventil kein bzw. nur ein geringer Bauraum geschaffen werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass sich der Bypasskanal ausgehend von dem Druckmittelkanal zum Druckraum erstreckt, wobei das Gehäuse einen zusätzlichen Dom aufweist, in welchen das Ventil eingeführt ist. Dadurch kann das Ventil auf einfache Weise montiert werden. Vorzugsweise umfasst dabei der Bypasskanal eine von dem Druckmittelkanal abzweigende Stichbohrung und eine Querbohrung umfasst, wobei die Stichbohrung parallel zu einer Längsachse des Hauptzylinders verläuft und die Querbohrung quer zur Längsachse vorgesehen ist.

Um zu verhindern, dass Schmutzpartikel über den Druckmittelkanal in den Druckraum gelangen, sieht eine vorteilhafte Ausführungsform vor, dass der Druckmittelkanal im Bereich zwischen dem Druckmittelbehälteranschluss und der Abzweigung der Stichbohrung einen ersten, großen Durchmesser und im Bereich zwischen der Stichbohrung und dem Druckraum einen zweiten, kleinen Durchmesser aufweist.

Eine Kombination von zwei genannten Ausführungsformen der Erfindung sieht vor, dass sich in einem ersten Bremskreis der Bypasskanal ausgehend von dem Druckmittelbehälteranschluss direkt zum Druckraum erstreckt und dass sich in einem zweiten Bremskreis der Bypasskanal ausgehend von dem Druckmittelkanal zum Druckraum erstreckt. Hierdurch ergeben sich für beide Bremskreise die genannten Vorteile.

Vorzugsweise ist das Ventil als federbelastetes oder als membrangesteuertes Rückschlagventil vorgesehen ist. Dadurch ist ein konventionelles Schließverhalten des Hauptzylinders gewährleistet, da nach einer Druckmittelanforderung über die Druckmittelfördereinrichtung ein Rücklauf des Druckmittels zum Druckmittelbehälter sofort unterbunden wird. Eine Scheibe im Ventil kann als Filter und/oder Drossel dienen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende schematische Zeichnung hervor. In der Zeichnung zeigen:
1 den Aufbau einer bekannten elektrohydraulischen Bremsanlage mit Fahrdynamikregelung;
2 einen Hauptzylinder eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremsanlage im Längsschnitt in unbetätigter Stellung;
3 den Hauptzylinder des ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremsanlage gemäß 2 im Längsschnitt in betätigter Stellung;
4 einen Ausschnitt eines Hauptzylinders eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremsanlage im Längsschnitt in unbetätigter Stellung;
5 einen Hauptzylinder eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremsanlage im Querschnitt;
6 einen Hauptzylinder eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremsanlage im Längsschnitt in unbetätigter Stellung;
7 ein membrangesteuertes Rückschlagventil im ersten Bremskreis und
8 ein membrangesteuertes Rückschlagventil im zweiten Bremskreis.
Die 1 dient zur Erläuterung einer an sich bekannten elektrohydraulischen Bremsanlage 70, die hier beispielhaft mit dem Fahrdynamikregelsystem ESP ausgestattet ist. Die Bremsanlage 70 umfasst ein Bremsgerät mit einem pneumatischen Bremskraftverstärker 71, einen pedalbetätigbaren Hauptzylinder 1 mit einem drucklosen Druckmittelbehälter 72, wobei nicht dargestellte Druckräume 4, 5 des Hauptzylinders 1 über Bremsleitungen 73, 74 mit Radbremsen 75-78 verbunden sind. Die Radbremsen 75-78 sind paarweise in sogenannten Bremskreisen I, II zusammengefasst. Bei den Bremskreisen I, II hat sich die sogenannte Diagonalaufteilung unter Zusammenfassung von diagonal gegenüberliegenden Radbremsen der Vorderachse und Hinterachse eines Fahrzeugs durchgesetzt, wobei prinzipiell auch andere Aufteilung wie beispielsweise die sogenannte Schwarz/Weiß Aufteilung unter paarweiser Kombination der Radbremsen einer Achse möglich ist.
Zur Erfassung eines fahrerseitig eingesteuerten Drucks dient ein Drucksensor 79 an der Bremsleitung 73, welche die Druckkammer 4 mit den Radbremsen 75, 76 von Bremskreis I verbindet. Jede Bremsleitung 73, 74 weist in Reihenschaltung elektromagnetische Trennventile 80, 81 sowie für jede Radbremse 75-78 jeweils ein Einlassventil 82-85 sowie jeweils ein Auslassventil 86-89 auf. Die beiden Radbremsen 75, 76; 77, 78 eines jeden Bremskreises I, II sind mit einer Rücklaufleitung 90, 91 verbunden, in deren Leitungsabzweige pro Radbremse 75-78 jeweils das Auslassventil 86-89 eingesetzt ist. Stromabwärts zu den Auslassventilen 86-89 befindet sich in jeder Rücklaufleitung 90, 91 ein Niederdruckspeicher 92, 93 der mit einem Eingang einer elektromotorisch angetriebenen Druckmittelfördereinrichtung 94, 95 verbunden ist, welche beispielsweise als Pumpe ausgestaltet ist und welche die beiden Bremskreise I, II speist. Zwischen einem Ausgang jeder Druckmittelfördereinrichtung 94, 95 und dem zugehörigen Bremskreis I, II besteht mittels Druckkanal 96, 97 und einem Abzweig 98, 99 eine hydraulische Verbindung, wobei die Druckerhöhung in den Radbremsen 75-78 über die Einlassventile 82-85 regelbar ist. Dadurch ist über die Druckmittelfördereinrichtungen 94, 95 Druck zwecks Fahrstabilitätseingriffe oder zum Bremsen in den Radbremsen 75-78 einsteuerbar, ohne auf einen zentralen Hochdruckspeicher wie bei elektrohydraulischen Bremsanlagen zurückgreifen zu müssen.
Um einen Wechsel zwischen ABS-Rückförderbetrieb (Förderrichtung in Richtung Hauptbremszylinder 1) und ASR oder ESP-Fahrdynamikregelungsbetrieb (Förderrichtung in Richtung Radbremsen) mittels der Druckmittelfördervorrichtungen 94, 95 zu ermöglichen, ist im Ansaugzweig jeder Druckmittelfördereinrichtung 94, 95 jeweils ein Umschaltventil 100, 101 integriert, welches bei aktiver Fahrdynamikregelung eine Druckmittelverbindung zwischen dem Hauptzylinder 1 und dem Eingang der Druckmittelfördereinrichtungen 94, 95 herzustellen vermag.
2 zeigt einen Hauptzylinder 1 eines ersten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Bremsanlage mit Fahrdynamikregelung wie beispielsweise ESP. Die Funktionsweise eines derartigen Hauptzylinders 1 ist grundsätzlich bekannt, so dass weitgehend nur die erfindungswesentlichen Merkmale beschrieben werden.
Der Hauptzylinder 1 mit einem ersten und einem zweiten Kolben 2, 3 für einen ersten und zweiten Druckraum 4, 5 ist mittels einem, in 1 dargestellten Bremspedals 41 betätigbar, welches mittelbar oder unmittelbar mit dem ersten Kolben 2 verbunden ist, wobei die Kolben 2, 3 zur Druckmittelversorgung von den Radbremsen 75-78 innerhalb eines Gehäuses 6 des Hauptzylinders 1 verschiebbar angeordnet sind.
Der Hauptzylinder 1 ist vom sogenannten Plunger-Typ mit ortsfest in einer Wandung 7 des Gehäuses 6 angeordneten, und an einer Kolbenwandung 8, 9 mit einer Innendichtlippe 10, 11 anliegenden Dichtmanschetten 12, 13 zur Abdichtung der Druckräume 4, 5. Außendichtlippen 42, 43 der Dichtmanschetten 12, 13 können in Richtung Radbremse 75-78 überströmt werden, falls ein Druckgefälle zwischen dem mit einer Strichlinie angedeuteten Druckmittelbehälter 72 und Radbremsen 75-78 eingestellt wird. Für den unbetätigten Betriebszustand wird ferner zwischen den beiden Druckräumen 4, 5 eine druckausgleichende Verbindung über den Druckmittelbehälter 72 ermöglicht, so dass für diesen unbetätigten Betriebszustand auch zwischen den beiden Bremskreisen I, II ein genereller Druckausgleich besteht.
Jedem der Kolben 2, 3 ist eine Rückstellfeder 14, 15 zugeordnet, welche mit einem Ende 16, 17 an einem Kolbenboden 18, 19 und mit einem anderen Ende 20, 21 mittelbar oder unmittelbar am zweiten Kolben 3 bzw. am Gehäuse 6 abgestützt ist. Die Rückstellfeder 14, 15, welche zumindest teilweise in einer topfförmigen Wandung 24, 25 des Kolbens 2, 3 angeordnet ist, wird bei Kolbenverschiebung in eine Betätigungsrichtung A komprimiert, und zwecks Kolbenrückstellung expandiert.
Der Hauptzylinder 1 ist lediglich stark schematisiert dargestellt, wobei sich die Rückstellfeder 14, 15 am zweiten Kolben 3 bzw. am Gehäuse 6 abstützt.
Zur Verbesserung der Montage ist es im Rahmen der Erfindung ebenfalls – wie im zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 4 angedeutet – denkbar, die Kolben 2, 3 mit den Rückstellfedern 14, 15 als vormontierbare Baugruppe vorzusehen. Hierzu kann beispielsweise ein in 4 dargestellter zylindrischer Zapfen 46, 47 vorgesehen werden, welcher die topfförmige Wandung 24, 25 der Kolben 2, 3 ausgehend von dem Kolbenboden 18, 19 mittig durchragt und der vor seinem axialen Austritt aus der Wandung 24, 25 endet. Dieses Ende kann mit einem Anschlag 48 für eine Hülse 49 versehen sein, der mit einem Kragen 50 derart zusammenwirkt, dass die Hülse 49 relativ zu dem Zapfen 46, 47 begrenzt teleskopierbar ist. Bei Betätigung kann die Hülse 49 mit Rückstellfeder 14, 15 in das Kolbeninnere gedrängt werden. Bei dem Anschlag 48 für die Hülse 49 kann es sich um eine, an den Zapfen 46, 47 angenietete – insbesondere taumelvernietete – Ringscheibe handeln und das anderseitige Ende der Hülse 49 kann über einen tellerartigen Kragen 51 zur Anlage der Rückstellfeder 14, 15 verfügen.
Die Druckräume 4, 5 sind in dem dargestellten unbetätigtem Zustand des Hauptzylinders 1 über einen Druckmittelkanal 22, 23 und einen Nachlaufraum 26, 27 im Gehäuse 6 sowie über Querbohrungen 28, 29 in der topfförmigen Wandung 24, 25, die an einer Seite 44, 45 des ersten und des zweiten Kolbens 3, 4 vorgesehen ist, mit nicht dargestellten Anschlussstutzen des Druckmittelbehälters 72 verbunden.
Zur Betätigung des Hauptzylinders 1 wird der erste Kolben 2 in Betätigungsrichtung A verschoben. Dabei wird die Bewegung des ersten Kolbens 2 über die Rückstellfeder 14 auf den zweiten Kolben 3 übertragen. Sobald sich die Querbohrungen 28, 29 im Bereich der Dichtmanschette 12, 13 befinden, ist der sogenannte Leerweg des Hauptzylinders 1 durchfahren, da kein Druckmittel mehr von den Nachlaufräumen 26, 27 durch die Querbohrungen 28, 29 in die Druckräume 4, 5 gelangen kann. Die Verbindung der Druckräume 4, 5 mit dem Druckmittelbehälter 72 ist unterbrochen und in den Druckräumen 4, 5 wird Druck aufgebaut. Eine betätigte Stellung des Hauptzylinders 1 ist schematisch in 3 dargestellt.
Bei einem ASR- oder ESP-Regeleingriff kann es notwendig sein, bei unbetätigten oder betätigten Kolben 2, 3 Druckmittel aus dem Druckmittelbehälter in Richtung Radbremsen nachzusaugen, was vorzugsweise mittels der Druckmittelfördereinrichtung 94, 95 erfolgt, deren Eingang wahlweise mit den Druckräumen 4, 5 des Hauptzylinders 1 oder mit den Radbremsen 75-78 verbindbar ist, um in Richtung Radbremsen 75-78 oder in Richtung Hauptzylinder 1 zu fördern (Rückförderprinzip). Hierzu wird bei einem ASR- oder ESP-Regeleingriff das Druckmittel aus dem Druckmittelbehälter 72 über einen Bypasskanal 34, 35 in Richtung Radbremsen 75-78 nachgesaugt.
Wie aus 2 ersichtlich ist, ist der Bypasskanal 34, 35 zwischen einem Druckmittelbehälteranschluss 30, 31 und einem Ausgang 32, 33 des Hauptzylinders 1 ausgebildet, wobei hierin ein Ventil 37, 38 vorgesehen ist, welches im Regelfall eine Druckmittelströmung von dem Druckmittelbehälter 72 über den Bypasskanal 34, 35 zur Druckmittelfördereinrichtung 94, 95 erlaubt und eine entgegengesetzte Druckmittelströmung verhindert. Dadurch ist ein konventionelles Schließverhalten des Hauptzylinders 1 gewährleistet, da nach einer Druckmittelanforderung über die Druckmittelfördereinrichtung 94, 95 ein Rücklauf des Druckmittels zum Druckmittelbehälter 72 sofort unterbunden wird. Durch die Druckmittelfördereinrichtung 94, 95 in Richtung Hauptzylinder 1 zurückgefördertes Druckmittel wird somit wie bei bekannten Bremsanlagen über den Druckraum 4, 5 in den Druckmittelbehälter 72 geleitet.
Das Nachsaugen der Druckmittelfördereinrichtung 94, 95 über den Bypasskanal 34, 35 ermöglicht also eine Verbesserung der Ansprechzeit der Fahrdynamikregelung, da das Nachsaugen unabhängig von dem Drosselwiderstand der Bauteile des Hauptzylinders 1 vorgesehen ist.
Das Ventil 37, 38 ist als federbelastetes Rückschlagventil vorgesehen, welches beispielsweise als Membran-, Kugel- oder Kegel-Ventil ausgeführt sein kann. Grundsätzlich sind jedoch alle möglichen Bauformen eines Rückschlagventils denkbar.
Wie aus der lediglich schematischen Darstellung des Hauptzylinders 1 in 2 ersichtlich ist, ist der Druckmittelkanal 22, 23 zwischen einem Eingang 39, 40 des Hauptzylinders 1 und dem Druckmittelbehälteranschluss 30, 31 ausgebildet.
Dabei sind verschiedenste Ausführungsformen des Hauptzylinders 1 im Rahmen der Erfindung denkbar. So ist es einerseits möglich, den Druckmittelkanal 22, 23, den Bypasskanal 34, 35 sowie den Druckmittelbehälteranschluss 30, 31 beispielsweise durch Angießen in die Wandung 7 des Gehäuses 6 zu integrieren, wodurch lediglich die Montage des Ventils 37, 38 als zusätzlicher Arbeitsschritt bei der Herstellung des Hauptzylinders 1 anfallen würde. Andererseits besteht auch die Möglichkeit, nur den Bypasskanal 34, 35 und den Druckmittelkanal 22, 23 in die Wandung 7 des Gehäuses 6 beispielsweise durch Angießen zu integrieren und den Druckmittelbehälteranschluss 30, 31 als separates Bauteil auszuführen, welches an dem Gehäuse 6 des Hautzylinders 1 befestigbar ist. Denkbar ist auch, den Bypasskanal 34, 35, den Druckmittelkanal 22, 23 sowie den Druckmittelbehälteranschluss 30, 31 als separates, einteiliges Bauteil vorzusehen, welches an dem Gehäuse 6 des Hauptzylinders 1 befestigbar ist.
Weiter ist es bei allen Ausführungsformen denkbar, dass der Hauptzylinder 1 eine Einrichtung zur Erkennung einer Bremsbetätigung aufweist, welche einen Magneten als Signalgeber und ein in 1 gezeigtes Sensorelement 36 umfasst und mit welcher auch während eines Fahrdynamik-Regelungsvorganges oder eines ABS-Eingriffes infolge geschlossener Trennventile 80, 81 eine zuverlässige Überwachung eines Kolbens 2, 3 ermöglicht wird. Hiermit kann der Fahrerwunsch über den gesamten Betätigungsweg erkannt und Fahrzeugregelungsvorgänge optimiert werden.
Aus 3 wird deutlich, dass in einem betätigten Zustand des Hauptzylinders 1 in den Druckräumen 4, 5 sowie an dem Ausgang 32, 33 Überdruck vorherrscht, wobei das Ventil 37, 38 eine Druckmittelströmung von dem Ausgang 32, 33 über den Bypasskanal 34, 35 nicht zulässt. Der Eingang 39, 40 sowie der Druckmittelkanal 22, 23 sind hierbei drucklos.
Der Hauptzylinder 1 hat durch das Nachsaugen des Druckmittels über den Bypasskanal 34, 35 auch im betätigten Zustand eine gutes Nachsaugverhalten, da das Nachsaugen unabhängig von dem Drosselwiderstand der Bauteile des Hauptzylinders 1 vorgesehen ist, also das Nachsaugen des Druckmittels durch Überströmen der Außendichtlippe 42, 43 der Dichtmanschette 12, 13 entfällt.
Damit kann auch die Befederung und somit der Wirkungsgrad des Hauptzylinders 1 reduziert werden, da beim Nachsaugen nicht mehr ein Vakuum überwunden werden muss, das an der Dichtmanschette 12, 13 anliegt, bis die Außendichtlippe 42, 43 umklappt.
Ein zweites Ausführungsbeispiel eines Hauptzylinders 1 einer erfindungsgemäßen Bremsanlage, bei welchem ein nur mittels einer Linie angedeutete Druckmittelkanal 60, ein Bypasskanal 52 und der Druckmittelbehälteranschluss 30 in das Gehäuse 6 integriert vorgesehen ist, ist in 4 dargestellt, welche einen Ausschnitt des Hauptzylinders 1 im Längsschnitt in unbetätigter Stellung zeigt. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich zu dem ersten Ausführungsbeispiel lediglich in der Anordnung des Bypasskanals 52, so dass das oben Gesagte gleichfalls auch für dieses Ausführungsbeispiel gilt. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht wiederholt beschrieben.
Aus 4 wird ersichtlich, dass der Hauptzylinder 1 des zweiten Ausführungsbeispiels einen Bypasskanal 52 aufweist, welcher sich ausgehend von dem Druckmittelbehälteranschluss 30 direkt zum Druckraum erstreckt und in diesen mündet, so dass im Fahrdynamik-Regelfall eine Druckmittelnachsaugung von dem Druckmittelbehälter 72 bzw. dem Druckmittelbehälteranschluss 30 über den Bypasskanal 52, den Druckraum 4 des ersten Bremskreises I sowie den nicht gezeigten Ausgang 32 zur Druckmittelfördereinrichtung 94 erfolgt.
Der Bypasskanal 52 sowie der Druckmittelkanal 60 können bei der Herstellung des Gehäuses 6 vorgesehen werden oder nachträglich beispielsweise durch ein spanendes Verfahren in das Gehäuse 6 eingebracht werden.
Dieses Ausführungsbeispiel hat ferner den Vorteil, dass bei einem schnellen Lösen der Bremsbetätigung störende Geräusche (Kavitationsknall) verhindert werden kann. Dieser entsteht bei einer schnellen Rückbewegung des Kolbens 2 entgegen der Betätigungsrichtung A, wenn Druckmittel in dem Moment, wenn die Querbohrungen 28 den Bereich der Dichtmanschette 12 verlassen, schlagartig von dem Druckmittelbehälter 72 in den Druckraum 4 einströmt und im Druckraum 4 durch die Rückbewegung des Kolbens 2 ein Vakuum bzw. ein Unterdruck entsteht. Hierfür ist das Ventil 37 derart auszulegen, dass es bei einem bestimmten Unterdruck öffnet und somit ein schlagartiges Einströmen von Druckmittel, d.h. ein Kavitationsknall verhindert werden kann.
Das Ventil 37 ist in diesem Ausführungsbeispiel als federbelastetes Rückschlagventil vorgesehen und weist einen Ventilsitz 53, einen Ventilstift 54, eine Ventilaufnahme 55 sowie eine Ventilfeder 56 auf. Die Befestigung im Bypasskanal 52 erfolgt durch ein Sicherungselement 57, das die Ventilaufnahme 55 im Bypasskanal 52 fixiert. Weiter ist eine Scheibe 58 vorgesehen, an welcher die Ventilfeder 56 anliegt und die als Filter dienen kann.
5 zeigt einen Hauptzylinder 1 im Querschnitt im Bereich des Druckraumes 5 des zweiten Bremskreises II eines dritten Ausführungsbeispiels. Wie ersichtlich ist, weist der Hauptzylinder 1 einen zusätzlichen Dom 62 auf, in welchen das als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildete Ventil 38 eingeführt ist. Das Ventil 38 weist einen ähnlichen Aufbau wie das Ventil 37 gemäß 4 auf und umfasst einen Ventilsitz 63, einen Ventilstift 64, eine Ventilaufnahme 65 sowie eine Ventilfeder 66. Ein Verschlussdeckel 67 ist mittels eines ringförmigen Dichtelementes 68 und einem Sicherungselement 69 abgedichtet in dem Dom 62 befestigt und gewährleistet die Position des Ventils 38. Eine Scheibe 110 dient einerseits als Filter und kann andererseits auch als Drossel zur Druckmitteldurchflussbegrenzung vorgesehen sein.
Der Bypasskanal 59 und ein Druckmittelkanal 61 dieses Ausführungsbeispiels sind zu 6 näher ausgeführt.
In 6 ist einen Hauptzylinder eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremsanlage im Längsschnitt in unbetätigter Stellung. Dabei handelt es sich um eine Kombination von den Ausführungsbeispielen gemäß 4 und 5.
Wie ersichtlich ist, ist im Bremskreis I der Bypasskanal 52 mit dem Rückschlagventil 37 gemäß 4 vorgesehen. Der Druckmittelkanal 60 hat einen sehr geringen Durchmesser D1 von ca. 0,7 mm. Dadurch wird verhindert, dass Schmutz aus dem Druckmittelbehälter 72 in den Druckraum 4 angesaugt wird. Ferner kann damit eine sogenannte PFO-Funktion (Pedal Feel Optimizer) erzielt werden, d.h. ein kleiner Leerweg und damit ein schnelles Ansprechen der Bremsanlage, da der durch den sehr kleinen Durchmesser D1 gedrosselte Druckmittelkanal 60 ein schnelles Abströmen des Druckmittels in den Druckmittelbehälter 72 verhindert und somit den Volumenverlust bis zum Erreichen des Schließpunktes minimiert.
Im zweiten Bremskreis II ist gemäß 5 ein Bypasskanal 59 und ein Rückschlagventil 38 vorgesehen. Wie aus 6 ersichtlich ist, zweigt sich der Bypasskanal 59 von dem Druckmittelkanal 61 ab und mündet in den Druckraum 5. Weiter setzt sich der Bypasskanal 59 aus einer ersten Stichbohrung 111, die parallel zu einer Längsachse L des Hauptzylinders 1 in das Gehäuse 6 eingebracht ist, und einer zweiten, quer zur Längsachse L vorgesehenen Querbohrung 112 zusammen, wobei das Ventil 38 in der Querbohrung 112 angeordnet ist. Der Druckmittelkanal 61 weist im Bereich zwischen dem Druckmittelbehälteranschluss 31 und der Stickbohrung 111 einen ersten, großen Durchmesser D2 auf. Im Bereich zwischen der Abzweigung der Stichbohrung 111 und dem Druckraum 5 ist ein zweiter, kleiner Durchmesser D3 vorgesehen, welcher analog zum Durchmesser D1 des Druckmittelkanals 60 ca. 0,7 mm aufweist.
Wie weiter ersichtlich ist, ist es aufgrund der Bypasskanäle 52, 59 denkbar, die Ausgestaltung des Gehäuses 6 zu vereinfachen und die in 2 und 4 gezeigten Querbohrungen 28, 29 der Kolben 2, 3 entfallen zu lassen. So kann das Gehäuse 6 vereinfacht werden, indem ein nahezu einheitlicher Durchmesser D4 einer Hauptbohrung 113 des Hauptzylinder 1 vorgesehen wird. Ferner können Freimachungen für in 2 und 4 dargestellte ringförmige Nachlaufräume 26, 27 und zusätzliche Stützstege zwischen den Nachlaufräumen 26, 27 und den Dichtmanschetten 12, 13 entfallen bzw. stark reduziert werden, welche aufgrund des Nachsaugevorganges über die Dichtmanschetten 12, 13 notwendig waren. Aus 6 ist ersichtlich, dass lediglich im Bereich der Einmündung der Druckmittelkanäle 60, 61 in die Druckräume 4, 5 geringe Ausnehmungen 124, 125 vorgesehen sind.
Grundsätzlich können die gemäß den Ausführungsbeispielen beschriebene Bypasskanäle 34, 35, 52, 59 in nur einem Bremskreis oder in beiden Bremskreisen I, II vorgesehen sein. Dabei ist es auch möglich, das Rückschlagventil 37 im ersten Bremskreis I in einem zusätzlichen Dom anzuordnen und den Bypasskanal ähnlich dem Bypasskanal 59 auszugestalten.
Aus den 7 und 8 sind membrangesteuerte Rückschlagventile 114, 115 zu entnehmen, welche beispielsweise als Ventile 37, 38 in den Bypasskanälen 52, 59 vorgesehen sein können. Wie ersichtlich ist, weisen die Ventile 114, 115 jeweils einen Ventilkörper 116, 117 sowie eine Membran 118, 119 auf. Eine Schiebe 120, 121 dient als Filter oder kann als Drossel vorgesehen sein. Die Sicherung der Ventile 114, 115 in den Bypasskanälen 52, 59 erfolgt mittels ringförmigen Sicherungselementen 122, 123.
Wie aus 8 deutlich wird, kann bei dieser Ventilausgestaltung ein Verschlussdeckel entfallen, da der Ventilkörper 117 eine Abdichtung und eine Sicherung des Ventils 115 ermöglicht.

1: Hauptzylinder
2: Kolben
3: Kolben
4: Druckraum
5: Druckraum
6: Gehäuse
7: Wandung
8: Kolbenwandung
9: Kolbenwandung
10: Innendichtlippe
11: Innendichtlippe
12: Dichtmanschette
13: Dichtmanschette
14: Rückstellfeder
15: Rückstellfeder
16: Ende
17: Ende
18: Kolbenboden
19: Kolbenboden
20: Ende
21: Ende
22: Druckmittelkanal
23: Druckmittelkanal
24: Wandung
25: Wandung
26: Nachlaufraum
27: Nachlaufraum
28: Querbohrung
29: Querbohrung
30: Druckmittelbehälteranschluss
31: Druckmittelbehälteranschluss
32: Ausgang
33: Ausgang
34: Bypasskanal
35: Bypasskanal
36: Sensorelement
37: Ventil
38: Ventil
39: Eingang
40: Eingang
41: Bremspedal
42: Außendichtlippe
43: Außendichtlippe
44: Seite
45: Seite
46: Zapfen
47: Zapfen
48: Anschlag
49: Hülse
50: Kragen
51: Kragen
52: Bypasskanal
53: Ventilsitz
54: Ventilstift
55: Ventilaufnahme
56: Ventilfeder
57: Sicherungselement
58: Scheibe
59: Bypasskanal
60: Druckmittelkanal
61: Druckmittelkanal
62: Dom
63: Ventilsitz
64: Ventilstift
65: Ventilaufnahme
66: Ventilfeder
67: Verschlussdeckel
68: Dichtelement
69: Sicherungselement
70: Bremsanlage
71: Bremskraftverstärker
72: Druckmittelbehälter
73: Bremsleitung
74: Bremsleitung
75: Radbremse
76: Radbremse
77: Radbremse
78: Radbremse
79: Drucksensor
80: Trennventil
81: Trennventil
82: Einlassventil
83: Einlassventil
84: Einlassventil
85: Einlassventil
86: Auslassventil
87: Auslassventil
88: Auslassventil
89: Auslassventil
90: Rücklaufleitung
91: Rücklaufleitung
92: Niederdruckspeicher
93: Niederdruckspeicher
94: Druckmittelfördereinrichtung
95: Druckmittelfördereinrichtung
96: Druckkanal
97: Druckkanal
98: Abzweig
99: Abzweig
100: Umschaltventil
101: Umschaltventil
110: Scheibe
111: Stichbohrung
112: Querbohrung
113: Hauptbohrung
114: Rückschlagventil
115: Rückschlagventil
116: Ventilkörper
117: Ventilkörper
118: Membran
119: Membran
120: Scheibe
121: Scheibe
122: Sicherungselement
123: Sicherungselement
124: Ausnehmung
125: Ausnehmung
A: Betätigungsrichtung
D1: Durchmesser
D2: Durchmesser
D3: Durchmesser
D4: Durchmesser
L: Längsachse
I: Bremskreis
II: Bremskreis

Claims

Elektrohydraulische Bremsanlage mit Fahrdynamikregelung umfassend einen mittels eines Bremspedals (41) betätigbaren Hauptbremszylinder (1) mit wenigstens einem, in einem Gehäuse (6) des Hauptzylinders (1) verschiebbar angeordneten Kolben (2, 3), der zusammen mit dem Gehäuse (6) einen hydraulischen Druckraum (4, 5) begrenzt, welcher über einen Druckmittelbehälteranschluss (30, 31) und einen Druckmittelkanal (22, 23; 60, 61) mit einem drucklosen Druckmittelbehälter (72) und über einen Ausgang (32, 33) mit Radbremsen (75, 76, 77, 78) verbindbar ist, wobei im Fahrdynamik-Regelfall eine Druckmittelfördereinrichtung (94, 95) Druckmittel von dem Druckmittelbehälter (72) in Richtung Radbremsen (75, 76, 77, 78) fördert, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bypasskanal (34, 35; 52, 59) zwischen dem Druckmittelbehälteranschluss (30, 31) und dem Ausgang (32, 33) des Hauptzylinders (1) vorgesehen ist, wobei in dem Bypasskanal (34, 35; 52, 59) ein Ventil (37, 38) angeordnet ist, welches eine Druckmittelströmung von dem Druckmittelbehälter (72) über den Bypasskanal (34, 35; 52, 59) zur Druckmittelfördereinrichtung (94, 95) erlaubt und eine entgegengesetzte Druckmittelströmung verhindert.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmittelkanal (22, 23; 60, 61) zwischen dem Druckmittelbehälteranschluss (30, 31) und einem Eingang (39, 40) des Hauptzylinders (1) ausgebildet ist.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmittelkanal (22, 23) und der Bypasskanal (34, 35) in einer Wandung (7) des Gehäuses (6) integriert vorgesehen sind und der Druckmittelbehälteranschluss (30, 31) als separates Bauteil ausgeführt ist, welches an dem Gehäuse (6) des Hauptzylinders (1) befestigbar ist.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmittelkanal (22, 23), der Bypasskanal (34, 35) sowie der Druckmittelbehälteranschluss (30, 31) als separates, einteiliges Bauteil ausgebildet sind, welches an dem Gehäuse (6) des Hauptzylinders (1) befestigbar ist.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmittelkanal (22, 23; 60, 61), der Bypasskanal (34, 35; 52, 59) sowie der Druckmittelbehälteranschluss (30, 31) in einer Wandung (7) des Gehäuses (6) integriert vorgesehen sind.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (52, 59) in den Druckraum (4, 5) mündet, so dass im Fahrdynamik-Regelfall eine Druckmittelströmung von dem Druckmittelbehälter (72) über den Bypasskanal (52, 59), den Druckraum (4, 5) sowie den Ausgang (32, 33) zur Druckmittelfördereinrichtung (94, 95) erfolgt.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Bypasskanal (52) ausgehend von dem Druckmittelbehälteranschluss (30) direkt zum Druckraum (4) erstreckt.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Bypasskanal (59) ausgehend von dem Druckmittelkanal (61) zum Druckraum (5) erstreckt, wobei das Gehäuse (6) einen zusätzlichen Dom (62) aufweist, in welchen das Ventil (38) eingeführt ist.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (59) eine von dem Druckmittelkanal (61) abzweigende Stichbohrung (111) und eine Querbohrung (112) umfasst, wobei die Stichbohrung (111) parallel zu einer Längsachse (L) des Hauptzylinders (1) verläuft und die Querbohrung (112) quer zur Längsachse (L) vorgesehen ist.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmittelkanal (61) im Bereich zwischen dem Druckmittelbehälteranschluss (31) und der Abzweigung der Stichbohrung (111) einen ersten, großen Durchmesser (D2) und im Bereich zwischen der Stichbohrung (111) und dem Druckraum (5) einen zweiten, kleinen Durchmesser (D3) aufweist.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich in einem ersten Bremskreis (I) der Bypasskanal (52) ausgehend von dem Druckmittelbehälteranschluss (30) direkt zum Druckraum (4) erstreckt und dass sich in einem zweiten Bremskreis (II) der Bypasskanal (59) ausgehend von dem Druckmittelkanal (61) zum Druckraum (5) erstreckt.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (37, 38) als federbelastetes Rückschlagventil vorgesehen ist.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (37, 38) als membrangesteuertes Rückschlagventil (114, 115) vorgesehen ist.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil eine Scheibe als Filter und/oder als Drossel aufweist.