DE2331756C3 - Hydraulische Bremsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische iremsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge, besteend aus einer zentralen Druckquelle, z.B. einem lauptbremszylinder, von der Druckmittelleitungen zu lehreren abzubremsenden Rotationskörpern, z. B. Lraftfahrzeugrädern, führen, wobei in den Druckmitelleitungen — zwischen der zentralen Druckquelle und en Rotationskörpern — Mittel vorgesehen sind, die iner Fortpflanzung der Druckmittelschwingungen von inem Rotationskörper zum anderen entgegenarbeiten.

Bei Kraftfahrzeugbremsen bekannter Bauart wird der im manuell oder hilfskraftbetätigten Hauptbremszylinder aufgebaute Druck über Druckleitungen den einzelnen Radbremszylindern mitgeteilt, die dann ihrerseits den üblicherweise auf dem Prinzip mechanischer Reibung beruhenden Bremsvorgang unmittelbar einleiten. Während des Bremsvorganges tritt häufig ein sogenanntes Bremsrattern auf, und zwar wird diese Erscheinung sowohl bei Trommel- als auch bei Scheibenbremsen beobachtet

Als Ursache für das Bremsrattern kommen hauptsächlich Reibwertschwankungen in Frage, die einmal auf einer ungleichmäßigen Abnutzung der Bremsbeläge oder einer elastischen Verformung der Abstützung der Bremsbacken an der Fahrzeugachse beruhen können. Auch Maßabweichungen bei der Herstellung bzw. bei starker Beanspruchung der Bremstrommel oder -scheibe können die für das Bremsrattern verantwortlichen Reibwertschwankungen hervorrufen.

Tritt das Rattern isoliert nur in der Bremse eines Rades auf, so ist das ohne große Auswirkungen. Bei den meisten Kraftfahrzeugen handelt es sich aber um Ein- oder Zweikreisbremssysteme, bei denen die Bremsen aller oder mehrere Räder durch Druckleitungen miteinander gekoppelt sind. Das in einem Rad auftretende Bremirattern versetzt die Bremsflüssigkeit in Schwingungen und vermag sich so auf die an demselben Bremskreis angeschlossenen anderen Räder des Fahrzeuges zu übertragen. Tritt das Bremsrattern z. B. an einer Bremse in demjenigen Bremskreis auf, an den die Vorderradbremsen angeschlossen sind, so wird das Rattern auf diese übertragen, und es kommt zu dem bekannten unangenehmen Lenkradvibrieren.

Durch die deutsche Auslegeschrift 10 81 788 ist es bekanntgeworden, zur Bekämpfung des nachteiligen Bremsrattems zwischen die Kolben der Radbremszylinder und die Bremsbacken schwingungsisolierende bzw. -dämpfende Zwischenglieder einzuschalten und sie derart anzuordnen, daß die Betätigungskräfte von den Kolben auf die Bremsbacken bei allen in Betrieb auftretenden Bremsbetätigungskrätten ausschließlich über derartige Zwischenglieder übertragen werden. Auch durch die deutsche Patentschrift U 48 891 ist die Verwendung elastischer Zwischenglieder zur Verhinderung des Bremsrattems bekanntgeworden.

Allen bekanntgewordenen Versuchen, dem in Rede stehenden Problem abzuhelfen, ist das Bestreben gemeinsam, schon die Entstehung des Bremsrattems zu verhindern. Abgesehen davon, daß die vorgeschlagenen Maßnahmen zum Teil recht aufwendig erscheinen und außerdem gewisse Nachteile beim eigentlichen Bremsvorgang verursachen können, so reichen sie erfahrungsgemäß keineswegs aus, um die Gefahr eines Bremsrattems mit Sicherheit auszuschließen. Dies erklärt sich leicht dadurch, daß z. B. schon durch die Abnutzung von Reibbelag (bzw. Trommel) ständig sich ändernde Verhältnisse in den einzelnen Bremsen vorliegen, die Reibwertschwankungen — und diese sind ja meistens die Ursache für das Bremsrattern — begünstigen können.

Durch die US-PS 34 30 bbO ist es zwar bereits bekannt, in einem hydraulischen Bremssystem Mittel zur Verhinderung der Fortpflanzung von Druckmittelschwankungen vorzusehen, mit denen die Fortpflanzung von Druckmittelschwankungen, die durch Unrundheiten der Bremstrommel entstehen, verhindert werden sollen. Nach der erwähnten Druckschrift soll aber dazu offenbar nur eine einzige Vorrichtung die-

nen, die entweder am Ausgang des Hauptbremszylinders oder an den Rädern des Fahrzeugs im Druckleitungssystem angeordnet sein kann. Die bekannte Vorrichtung soll mit der Dämpfungswirkung eines elastischen Balges arbeiten, der von dem Druckmittel gegen den Widerstand eines Luftpolsters ausgedehnt wird. Es leuchtet ein, daß Schwingungen im Bremsleitupgssystem durch die bekannte Vorrichtung lediglich verringert werden können. Die Fortpflanzung der Schwingungen vermag jedoch nicht verhindert zu werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, nicht das Bremsrattern als solches, sondern vielmehr die möglichen nachteiligen Auswirkungen desselben (z. B. Lenkradvibrieren) zu verhindern.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß jeder Einzelbremse jedes Rotationskörpers eine Druckmindervorrichtung vorgeschaltet ist und daß das durch die Druckmindervorrichtung erzeugte Druckgefälle zwischen der zentralen Druckquelle und dem betreffenden Rotationskörper mindestens so groß ist wie die Schwingungsamplituden des Druckmittels.

Die Erfindung beschreitet somit einen anderen Weg als die bekannten Vorrichtungen, um dem geschilderten Übel abzuhelfen. Sie geht aus von der Erkenntnis, daß das Bremsrattern an einzelnen Rädern ohne große Auswirkungen ist Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Bremsanlage kann an der Bremse ein« einzelnen Rades durchaus Bremsrattern auftreten. Maßgebend ist aber, daß dadurch nicht die Bremsflüssigkeit im übrigen Leitungssystem in Schwingungen versetzt und das Bremsrattern nicht auf die Bremsen weiterer Räder übertragen wird.

Solange die Schwingungen eine solche Amplitude besitzen, daß ihre Spitzen nicht über die Kurve des Druckes im Hauptbremszylinder hinausragen, sind sie bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Bremsanlage nicht imstande, einen nachteiligen Einfluß in den hinter der jeweiligen Dmckmindervorrichtung liegenden Leitungsteilen auszuüben.

Auch die denkbare Möglichkeit, daß gleichzeitig an mehreren Rädern — unabhängig voneinander — Bremsrattern auftreten könnte, kann bei der erfindungsgemäßen Bremsanlage keine nachteiligen Auswirkungen verursachen, weil mit Sicherheit nicht die gleichen Frequenzen und gleiche Phasenlage der Schwingungen an mehreren Bremsen auftreten.

Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Bremsanlage so weiter ausgebildet, daß als Druckmindervorrichtung in den Druckmittelleitungen jeweils ein ar sich bekanntes Druckverzögerungsventil angeordnet iüt.

Durch die deutsche Offenlegungsschrift 14 80 324 und die deutsche Auslegeschrift 15 05 376 ist es zwar an sich bekannt, in Bremsflüssigkeitsleitungen Druckverzögerungsventile anzuordnen. Jedoch dienen diese bekannten Druckverzögerungsventile einem anderen Zweck. Sie sollen nämlich lediglich einen Ausgleich schaffen, wenn ein Fahrzeug mit verschiedenen Bremssystemen (z. B. Scheibenbremsen an den Vorderrädern und Trommelbremsen an den Hinterrädern) ausgerüstet ist, die bei unterschiedlichen Bremsdrücken anspre- fro chen.

Für eine Bremsanlage, bei der das Druckleitungssystem aus von der zentralen Druckquelle ausgehenden metallischen Leitungen besteht, die jeweils in einen zum jeweiligen Rotationskörper führenden flexiblen Bremsschlauch münden, wird nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Druckmindervorrichtung jeweils an den Verbindungsstellen zwischen metallischer Leitung und Bremsschlauch angeordnet Dadurch werden wesentliche Montageerleichterungen erreicht Beispielsweise kann die Druckruindervorrichtung einerseits durch Schraubverbindung mit der metallischen Leitung, andererseits durch Steckverbindung mit dem Bremsschlauch verbunden sein. Selbstverständlich kann aber die Dmckmindervorrichtung (Druckverzögerungsventil) auch an jeder anderen Stelle der Leitung sitzen.

Im einzelnen weisen die bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Bremsanlage verwendeten Druckverzögerungsventile zweckmäßig einen durch das Druckmittel gegen Federwiderstand betätigbaren Ventilkörper auf, der selbst als Rückschlagventil ausgebildet ist Ein derartiges Druckverzögerungsventil ist zwar für sich durch die DT-OS 14 80 324 bekannt, nicht jedoch für den durch die Erfindung verfolgten Zweck.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht und nachstehend näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht des Vorderteils eines Kraftfahrzeuges,

F i g. 2 den vorderen Teil eines Personenwagenchassis in Seitenansicht

F i g. 3 den Gegenstand aus F i g. 2 in Draufsicht,

F i g. 4 ein Druckverzögerungsventil im Längsschnitt,

Fig.5 eine graphische Darstellung der durch das Druckverzögerungsventil beeinflußten Abhängigkeit des Druckes im Radbremszylinder vom Druck im Hauptbremszylinder und

F i g. 6 den Druckverlauf über der Zeit im Radbremszylinder beim Auftreten von Bremsrattern.

Nach Fig. 1 bezeichnet 10 die Motorhaube, 11 den linken vorderen Radkasten, 12 einen Scheinwerfer, 13 die vordere Stoßstange und 14 den linken Längsträger eines Personenwagens. Weiterhin ist aus F i g. 1 erkennbar der Hauptbremszylinder 15 mit Bremskraftverstärker 16 sowie die Bremstrommel 17 des (nicht gezeigten) linken Vorderrades des Fahrzeuges. Vom Hauptbremszylinder 15 führt eine aus einem metallischen, starren Leitungsteil 18 und einem sich daran anschließenden flexiblen Schlauchteil 19 bestehende Bremsflüssigkeitsleitung 20 zu dem innerhalb der Bremstrommel 17 angeordneten (nicht dargestellten) Radbremszylinder. Zwischen die Teile 18, 19 eingefügt und am Längsträger 14 befestigt ist eine Druckmindervorrichtung 21, die z. B. wie in F i g. 4 gezeigt ausgebildet sein kann und auf deren Funktionsweise weiter unten noch näher eingegangen werden wird. Durch die Dmckmindervorrichtung wird ein konstantes Druckgefälle zwischen dem im Hauptbremszylinder 15 herrschenden Druck und dem im Radbremszylinder wirksamen Druck der Bremsflüssigkeit hergestellt (s. F i g. 5).

Aus F i g. 2 und 3 sind im wesentlichen die gleichen Elemente ersichtlich, nur weniger schematisch dargestellt als in F i g. 1. F i g. 3 läßt außerdem die Bremsflüssigkeitsführung zur Bremstrommel 17a des rechten Vorderrades erkennen. Die Bezeichnungen der entsprechenden Teile der rechten Fahrzeugseite sind dabei zur Unterscheidung von den bereits erwähnten Teilen der linken Fahrzeugteile durch den Index »a« ergänzt worden. Weiterhin ist aus F i g. 2 und 3 ersichtlich ein auf dem Hauptbremszylinder 15 angeordneter Bremsflüssigkeitsbehälter 22 und eine vom Hauptbremszylinder 15 ausgehende Bremsflüssigkeitsleitung 23 für die Bremsen der nicht dargestellten Hinterräder des Fahrzeuges.

Nach F i g. 4 ist die Druckmindervorrichtung 21 als

Druckverzögerungsventil ausgebildet. Es weist an seinem einen Ende ein Gewinde 24 auf, in das das freie Ende des vom Hauptbremszylinder 15 kommenden starren Leitungsteils 18 (IBa) eingeschraubt ist. An dem anderen zapfenförmigen Ende 25 ist der flexible Bremsschlauch 19 ebenfalls mittels eines Schraubanschlusses (nicht dargestellt) befestigt. Das Ventilgehäuse besteht ferner aus zwei Teilen 26, 27, die durch eine Schraubverbindung miteinander gekuppelt und durch einen Ring 28 gegeneinander abgedichtet sind. Das aus F i g. 4 ersichtliche Druckverzögerungsventil 21 besteht aus einem Ventilsitz 29 und einem unter der Wirkung einer Feder 30 stehenden Ventilkörper 31, dessen Dichtfläche von einem Gummiring 32 gebilet ist Die Feder 30 ist so stark, daß z. B. erst bei 10 atu Druck im Hauptbremszylinder 15 das Ventil 21 öffnet und Bremsflüssigkeit in den Radbremszylinder strömen kann. Das Druckdiagramm in F i g. 5 (ausgezogene Linie) zeigt daß der Druck im Radbremszylinder immer um 10 atQ niedriger als als im Hauptbremszylinder 15. Wird der Druck im Hauptbremszylinder 15 abgebaut, so fließt die Bremsflüssigkeit aus dem Radbremszylinder im Druckveritögerungsventil 21 durch eine Bohrung 33 im Ventilkörper 31 zurück, wobei eine unter der Wirkung einer nur schwachen Feder 34 stehende Kugel 35 den Durchfluß freigibt.

Das Bremsrattern in einer der Bremsen tritt immer kurz nach Schließung des Ventilkörpers 31 auf, d. h. ein und derselbe Druck muß eine gewisse Zeit lang anstehen. Im Diagramm nach F i g. 6 ist das durch das Bremsrattern verursachte Schwingen der Bremsflüssig keit d.h. deren periodische Druckschwankungen, er sichtlich. Weiterhin läßt F i g. 6 erkennen, daß die durch das Druckverzögerungsventil 21 bewirkte Druckdifferenz (im vorliegenden Beispiel 10 atü) zwischen Hauptbremszylinder 15 und Radbremszylinder so groß ist, daß die Spitzen 26 der Schwingungsamplituden des Druckes im Radbremszylinder noch unterhalb der Druckcharakteristik des Hauptbremszylinders liegen. Das Bremsrattern kann somit keine Druckschwankungen im Hauptbremszylinder 15 hervorrufen und sich damit auch nicht zu den Radbremszylindern der anderen an das Bremsflüssigkeitssystem angeschlossenen Bremsen fortpflanzen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Bremsanlage, insbesondere für Knaftfahrzeuge, bestehend aus einer zentralen Druckquelle, z. B. einem Hauptbremszylinder, von der Druckmittelleitungen zu mehreren abzubremsenden Rotationskörpern, z.B. Kraftfahrzeugrädern, führen, wobei in den Druckmittelleitungen — zwischen der zentralen Druckquelle und den Rotationskörpern — Mittel vorgesehen sind, die einer Fortpflanzung der Druckmittelschwingungen von einem Rotationskörper zum anderen entgegenarbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Einzelbremse jedes Rotationskörpers (17, 17a) eine Druckmindervorrichtung (21, 21a) vorgeschaltet ist und daß das durch die Druckmindervorrichtung erzeugte Druckgefälle zwischen der zentralen Druckquelle (15) und dem betreffenden Rotationskörper (17, 17a) mindestens so groß ist wie die Schwingungsamplituden des Druckmittels.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckmindervorrichtung in den Druckmittelleitungen (20, 20a) jeweils ein an sich bekanntes Druckverzögerungsventil (21, 21a) angeoidnet ist

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, bei der das Druckleitungssystem aus von der zentralen Druckquelle ausgehenden metallischen Leitungen besteht, die jeweils in einem zum jeweiligen Rotationskörper führenden flexiblen Bremssch:3uch münden, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmindervorrichtungen (21,21a) jeweils an den Verbindungsstellen zwischen metallischer Leitung (18) und Bremsschlauch (19) angeordnet sind.

4. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmindervorrichtung (21, 21a) einerseits durch Schraubverbindung (24) mit der metallischen Leitung (18) andererseits durch Steckverbindung (25) mit dem Bremsschlauch (19) verbunden ist.

5. Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckverzögerungsventil (21, 21a) in an sich bekannter Weise einen durch das Druckmittel gegen Federwiderstand (30) betätigten Ventilkörper (31) aufweist, der selbst als Rückschlagventil ausgebildet ist.

6. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (31) des Druckverzögerungsventils (21, 21a) in an sich bekannter Weise eine zentrale Bohrung (33) aufweist, die durch das von der Druckquelle (15) kommende Druckmittel mittels einer Kugel (35) verschließbsr ist.

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