DE3531782A1

DE3531782A1 - Hydraulische bremsanlage mit schlupfregelung

Info

Publication number: DE3531782A1
Application number: DE19853531782
Authority: DE
Inventors: Juan Belart; Juergen Schonlau; Wolfram Dr Seibert; Guenter Trach; Norbert Ocvirk
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1985-09-06
Filing date: 1985-09-06
Publication date: 1987-03-19
Also published as: KR870002975A; GB2180025B; SE8603601L; IT8621184A0; US4732429A; GB2180025A; SE8603601D0; FR2586983A1; GB8620182D0; FR2586983B1; IT1196524B; JPS6261867A

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsanlage mit Schlupfregelung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem durch einen hydraulischen Kraftverstärker unter Druck setzbaren Hauptzylinder, bei der zwischen dem Hauptzylinder und den am Hauptzylinder angeschlossenen Radbremsen Ventilmittel vorgesehen sind, durch die Druckmittel aus den Radbremsen entnehmbar ist, wobei aus den Radbremsen entnommenes Druckmittel aus dem Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers ergänzbar ist und bei der während der Schlupfregelung eine Hubbegrenzung des Bremspedals erfolgt.

Eine hydraulische Bremsanlage mit den vorstehenden Merkmalen ist aus der DE-OS 30 40 562.2 bekannt. Die bekannte Anlage verfügt über einen hydraulischen Bremskraftverstärker, bei dem über ein pedalbetätigbares Bremsventil ein der Betätigungskraft proportionaler Druck des Verstärkers einstellbar ist. Durch den hydraulischen Kraftverstärker ist ein Tandemhauptzylinder betätigbar, an dessen Arbeitskammern Radbremsen angeschlossen sind. Die Verbindungen zwischen den Arbeitskammern des Tandemhauptzylinders und den daran angeschlossenen Radbremsen sind durch elektromagnetisch betätigbare Ventilmittel unterbrechbar. Des weiteren sind den Radbremsen weitere Ventilmittel zugeordnet, durch die bei Bedarf Druckmittel aus den Radbremsen entnehmbar ist, so daß der wirksame Bremsdruck sinkt, was im Falle einer drohenden Blockierneigung in der Regel dazu führt, daß das betreffende Fahrzeugrad eine ausreichende Wiederbeschleunigung erfährt.

Während der Bremsschlupfregelung aus dem Radbremsen entnommenes Druckmittel wird dabei aus dem Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers ergänzt, wobei das im Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers vorherrschende Druckmittel über zusätzliche Ventilmittel über die Manschetten der Hauptzylinderkolben in die entsprechenden Arbeitskammern geleitet wird. Bei der bekannten Bremsanlage ist es im Hinblick auf eine Sicherstellung eines Mindestvolumens im Tandemhauptzylinder notwenig, daß eine Hubbegrenzung des Bremspedals erfolgt. Zu diesem Zweck wird bei einer Druckbeaufschlagung der Arbeitskammern des Tandemhauptzylinders gleichzeitig eine sogenannte Positionierungshülse gegen eine Federkraft in Bremslöserichtung druckbeaufschlagt, wodurch die Positionierungshülse an einem Anschlag des Verstärkerkolbens zur Anlage kommt und aufgrund der vorherrschenden Wirkflächenverhältnisse ein weiteres Durchtreten des Verstärkerkolbens und der Hauptzylinderkolben verhindert.

Bei einer anderen Bremsanlage der in Frage stehenden Bauart (Patentanmeldung P 35 08 709.9) taucht der Verstärkerkolben in einen zwischen Hauptzylinder und Bremskraftverstärker angeordneten Ringraum ein, der einerseits mit der Druckkammer eines Füllstufenzylinders und andererseits mit dem Nachlaufbehälter verbunden ist, wobei in den Druckmittelweg vom Ringraum zum Nachlaufbehälter ein vom Druck im Verstärkerraum betätigbares Ventil eingeschaltet ist, das in seiner einen Schaltstellung den Druckmitteldurchgang zum Nachlaufbehälter sperrt und damit beim Bremsvorgang das Einströmen des Druckmittels vom Ringraum in die Druckkammer des Füllstufenzylinders gestattet und in seiner anderen Schaltstellung den Ringraum mit dem Nachlaufbehälter verbindet. Diese ältere Bremsanlage hat den Nachteil, daß außerhalb des Bremsbetätigungsaggregats ein Füllstufenzylinder vorgesehen ist, der den Platzbedarf der Bremsanlage erheblich vergrößert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Bremsanlage des eingangs genannten Typs so auszubilden, daß bei intakter Anlage im Regelfalle eine kontrollierte Rückstellung des Bremspedals bewirkt und gleichzeitig ein zusätzliches Druckmittelvolumen in den Bremskreis gefördert wird, wobei jedoch eine Förderung von Zusatzvolumen bei Verstärkerausfall im Sinne eines Übersetzungssprungs nicht erfolgen soll. Darüber hinaus soll die Bremsanlage konstruktiv einfach und kompakt aufgebaut sein; insbesondere sollen Ventile oder Zylinder außerhalb des Aggregategehäuses angeordnet sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine dem Verstärkerkolben ringfömig umschließende Verstärkerhülse gelöst, deren dem Druckraum des Verstärkers zugewandte Stirnfläche vom Druck im Druckraum beaufschlagt ist, wobei die Verstärkerhülse über einen Anschlag, beispielsweise einen Sprengring, mit dem Verstärkerkolben gekoppelt ist, derart, daß bei einer Bewegung des Verstärkerkolbens in Bremslöserichtung die Verstärkerhülse vom Verstärkerkolben mitgenommen wird, und daß bei einer Verschiebung des Verstärkerkolbens über die an das Bremspedal angelenkte Druckstange in Bremsbetätigungsrichtung die Verstärkungshülse in ihrer Ausgangsstellung verharrt. Diese den Verstärkerkolben ringförmig umschließende Verstärkerhülse hat nur einen vergleichsweise geringen Platzbedarf und stellt außerdem ein preiswert zu fertigendes Einzelteil dar.

Zweckmäßigerweise weist die den Verstärkerkolben umschließende Verstärkerhülse ihrem dem Bremspedal zugekehrten Ende eine sich radial nach außen zu erstreckende Stufe oder ein Kopfteil auf, mit dem sie dichtend in einer Längsbohrung des Verstärkergehäuses geführt ist, wobei der im Außendurchmesser reduzierte Abschnitt der Verstärkerhülse mit der Längsbohrung einen Ringspalt oder Ringraum bildet, der über einen Kanal und/oder eine Druckleitung mit einer Arbeitskammer des Hauptzyliders oder einer Bremsleitung in Verbindung steht, so daß bei einer Längsverschiebung der Verstärkerhülse das im Ringraum vorhandene Druckmittel als Zusatzvolumen in den Bremskreis gefördert wird.

Vorzugsweise ist auf der dem Bremspedal zugekehrten Kolbenstufe des Hauptzylinderkolbens eine einen Kragen aufweisende Positionierhülse gehalten und geführt, die mit der Bohrung des die Kolbenstufe umgebenden Ringraums und einer Buchse einen weiteren Ringraum bildet und die eine Drosselbohrung aufweist, die die beiden Ringräume miteinander verbindet, wobei am Kragen ein Dichtring mit Dichtlippe angeordnet ist, der ein Einströmen des Druckmittels vom einen Ringraum in den anderen Ringraum gestattet und wobei die Positionierhülse mit einem sich radial nach innen zu erstreckenden Bund versehen ist, der mit dem dem Hauptzylinder zugewandten Ende des Verstärkerkolbens zusammenwirkt und von diesem in Bremsbetätigungsrichtung verschiebbar ist. Das im Ringraum zwischen Positionierungshülse und der Bohrung für den die hintere Stufe des Hauptzylinderkolbens umschließenden Ringraum eingeschlossene Druckmittel kann beim Lösen der Bremse nur relativ langsam aus diesem wieder austreten, so daß das Bremspedal sich mit gebremster Geschwindigkeit in seine Ausgangsstellung zurückbewegt.

Mit Vorteil ist ein in die für die Verstärkerhülse notwendige Längsbohrung eingesetztes Ringteil vorgesehen, das einerseits den zwischen der Verstärkerkülse und der Längsbohrung vorhandenen Ringraum hauptzylinderseitig abschließt und andererseits der Positionierhülse als Anschlag dient.

Um eine Verschiebung der Verstärkerhülse zu ermöglichen, weist das Gehäuse des Verstärkers für die Durchführung des Verstärkerkolbens eine Öffnung oder Bohrung auf, deren Weite geringer bemessen ist als der Außendurchmesser des Kopfteils der Verstärkerhülse, wobei die Bohrung einen Druckkanal bildet, der den Druckraum des Verstärkers mit dem Ringraum vor der Verstärkerhülse verbindet.

Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu. Eine davon ist in der anhängenden Zeichnung schematisch näher dargestellt, die das Schaltbild einer hydraulischen Bremsanlage mit Schlupfregelung und einen Längsschnitt durch den Bremsdruckgeber zeigt.

In der Zeichnung ist mit 1 ein hydraulischer Kraftverstärker bezeichnet, durch den ein Tandemhauptzylinder 2 betätigbar ist. Der hydraulische Kraftverstärker verfügt über ein Bremsventil 3, das im wesentlichen parallel zur Achse eines Verstärkerkolbens 4 bzw. von Hauptzylinderkolben 5, 6 angeordnet ist. Das Bremsventil 3 ist über eine Hebelbetätigung 7 mit einer durch ein Bremspedal 8 verbundenen Druckstange 9 verbunden. Der hydrauische Kraftverstärker 1 weist ferner einen Druckraum 10 auf, der in der Bremslösestellung über das Bremsventil 3 mit einem drucklosen Nachlaufbehälter 11 verbunden ist. Bei Kraftbeaufschlagung des Bremspedals 8 gelangt Druckmittel aus einem hydropneumatischen Druckspeicher 12 in den Druckraum 10, so daß im Druckraum ein der Betätigungskraft proportionaler Druck entsteht.

Der Hauptzylinderkolben 5 ist koaxial zum Verstärkerkolben 4 angeordnet und durch eine zwischen den Kolben 5, 4 angeordnete Stange 13 in Betätigungsrichtung verschiebbar. Der Hauptzylinderkolben 5 ist als Stufenkolben ausgebildet, wobei die Kolbenstufe 14 mit geringerem Durchmesser dem Verstärkerkolben 4 zugewandt ist und die Kolbenstufe 15 mit größerem Durchmesser eine Arbeitskammer 16 des Hauptzylinders 2 begrenzt. Die Arbeitskammer 16 steht normalerweise über ein wegabhängig schaltendes Ventil 17 mit dem drucklosen Nachlaufbehälter 11 in Verbindung. Der Hauptzylinderkolben 5 weist zwischen den Kolbenstufen 14, 15 eine Ringfläche auf, die einem Ringraum 19 zugekehrt ist. Der Hauptzylinderkolben 6 ist koaxial zu den Kolben 4, 5 angeordnet und ist durch einen sich in der Arbeitskammer 16 aufbauenden Druck hydraulische in Betätigungsrichtung verschiebbar. Der Hauptzylinderkolben 6 begrenzt eine zweite Arbeitskammer 20 die in der Bremslösestellung über ein Ventil 21, das dem Ventil 17 entspricht, eine Verbindung zum drucklosen Nachlaufbehälter 11 hat.

In die erste Arbeitskammer 16 mündet ein Gehäuseanschluß 22 ein, an dem über einen Druckmodulator 23 Radbremsen 24, 25 angeschlossen sind, die sich beispielsweise an der Hinterachse eines Kraftfahrzeuges befindet. Mit der Arbeitskammer 20 des Hauptzylinders 2 steht ein Gehäuseanschluß 27 in Verbindung, an dem über den Druckmodulator 23 Radbremsen 29, 30 angeschlossen sind, die sich beispielsweise an der Vorderachse des Kraftfahrzeuges befindet. Der Druckmodulator 23, der durch eine nicht dargestellte Schlupfüberwachungselektronik steuerbar ist, ist mit dem Nachlaufbehälter 11 über eine Rücklaufleitung 26 verbunden. Durch eine geeignete Umschaltung der den Radbremsen zugeordneten Ventilen im Druckmodulator 23 ist es möglich, den Druck in jeder Radbremse 29, 30, 24, 25 unabhängig von den in den Arbeitskammern 16, 20 vorherrschenden Drücken konstant zu halten oder abzusenken, so daß ein drohender Blockierzustand abwendbar ist.

Der Hauptzylinder 2 verfügt über einen Kanal 18, der radial in den den Hauptzylinderkolben 5 umgebenden Ringraum 19 mündet und diesen mit der Kammer 33 eines Ausgleichsbehälters 34 verbindet. Weiterhin ist der Hauptzylinder 2 mit einem Kanal 28 versehen, der in die Kammer 35 des Ausgleichsbehälters 34 einmündet.

Der Ausgleichsbehälter 34 ist über einen Anschluß 36 und eine Druckleitung 37 mit einem magnetbetätigten Wegeventil 38 verbunden, das den Ausgleichsbehälter 34 über die Druckleitung 39 entweder an den Druckraum 10 des hydraulischen Kraftverstärkers 1 oder über die Rücklaufleitung 40 an den Nachlaufbehälter 11 anschließt. Beide Kammern 33, 35 des Ausgleichsbehälters 34 stehen über Bohrungen 41, 42 miteinander in Verbindung.

Im Ringraum 19 ist längsverschiebbar eine die Kolbenstufe 14 des Hauptzylinderkolbens 5 umschließende Positionierhülse 43 gelagert, die mit Hilfe eines Dichtrings 44 gegenüber der Stufe 14 und eines Rings mit Lippe 45 gegenüber der Bohrung 46 abgedichtet ist. Die Positionierhülse 43 begrenzt zusammen mit der Bohrung 46 und der Buchse 48 eine Ringkammer 47, die über eine radiale Drosselbohrung 49 in der Positionierhülse 43 mit dem Ringraum 19 verbunden ist. Diese Positionierhülse 43 wird bei der Bremsbetätigung (wenn also der Hauptzylinderkolben 5 nach links bewegt wird) vom Verstärkerkolben 4 gegen die Kraft der Feder 50 verschoben, wobei die Lippe des Rings 45 ein Einströmen von Druckmittel aus dem Ringraum 19 in die Ringkammer 47 gestattet.

Im Falle, daß bei einem Bremsvorgang die Räder des Fahrzeugs in den Schlupfbereich geraten und über den Modulator 23 der Druck in den Radbremsen 29, 30, 24, 25 abgesenkt wird, strömt Druckmittel (unter höherem Druck) über die Druckleitung 39 und das Wegeventil (Hauptventil) 38 in die Kammer 33, 35 der Ausgleichsbehälter 34 und damit auch (über die Dichtmanschetten der Hauptzylinderkolben 5, 6) in die Arbeitskammern 16, 20 des Hauptzylinders 2 nach (dynamisches Einströmen). Dieser geregelte Druck wirkt nun auch auf die dem Ringraum 19 zugekehrte ringförmige Stirnfläche der Positionierungshülse 43 und würde diese, falls sie bereits vom Verstärkerkolben 4 vorher nach links verschoben wurde, schlagartig nach rechts (in Richtung auf das Bremspedal 8 zu) bewegen und dabei auch den Verstärkerkolben 4 mit (zurück) verschieben, wenn nicht auch Druckmittel in der Ringkammer 47 der Positionierhülse 43 eingeschlossen wäre. Dieses Druckmittel kann nun nur gedrosselt aus der Ringkammer 47 in den Ringraum 19 (über die Drosselbohrung 49) zurückströmen, so daß die Positionierhülse 43 den an der Stirnfläche 51 anliegenden Verstärkerkolben 4 in eine bestimmte (mittlere) Position schiebt.

Der im Druckraum 10 des Verstärkers 1 herrschende (geregelte) Druck wirkt sowohl auf die Querschnittsfläche des Verstärkerkolbens 4 als auch auf die Stirnfläche einer Verstärkerhülse 52, die den Verstärkerkolben 4 dichtend umschließt und mit diesem über einen Sprenring 53 gekoppelt ist, so daß die wirksame Querschnittsfläche des Verstärkerkolbens, (die über die Druckerstange 13 auf den Hauptzylinderkolben 5 einwirkt), der Fläche F (abzüglich der Fläche f der Führungshülse 58) entspricht, wobei das im Ringraum 59 vorhandene Druckmittel (bei intaktem Verstärker 1) über den sich radial im Gehäuseteil 54 erstreckenden Kanal 55, den Anschluß 56 und die Druckleitung 57 in die Bremsleitung 32 gefördert wird.

Bei Ausfall des Verstärkers 1 läßt sich über das Bremspedal 8 und die Druckstange 9 nur der Verstärkerkolben 4 in Betätigungsrichtung (Pfeilrichtung A) verschieben, da die Verstärkerhülse 52 vom Kolben 4 entkoppelt ist und in ihrer (in der Zeichnung dargestellten) Ausgangsstellung verharrt, so daß ein "Übersetzungssprung" erfolgt.

Auflistung der Einzelteile 1 hydraulischer Kraftverstärker
2 Tandemhauptzylinder
3 Bremsventil
4 Verstärkerkolben
5 Hauptzylinderkolben
6 Hauptzylinderkolben
7 Hebelbetätigung
8 Bremspedal
9 Druckstange
10 Druckraum
11 Nachlaufbehälter
12 Druckspeicher
13 Druckstange
14 Kolbenstufe
15 Kolbenstufe
16 Arbeitskammer
17 Ventil
18 Kanal
19 Ringraum
20 Arbeitskammer
21 Ventil
22 Gehäuseanschluß
23 Druckmodulator
24 Radbremse
25 Radbremse
26 Rücklaufleitung
27 Gehäuseanschluß
28 Kanal
29 Radbremse
30 Radbremse
31 Bremsleitung
32 Bremsleitung
33 Kammer
34 Ausgleichsbehälter
35 Kammer
36 Anschluß
37 Druckleitung
38 Wegeventil (Hauptventil)
39 Druckleitung
40 Rücklaufleitung
41 Bohrung
42 Bohrung
43 Positionierhülse
44 Dichtring
45 Ring mit Lippe
46 Bohrung
47 Ringkammer
48 Buchse
49 Drosselbohrung
50 Feder
51 Stirnfläche
52 Verstärkerhülse
53 Sprengring
54 Gehäuseteil
55 Kanal
56 Anschluß
57 Druckleitung
58 Führungshülse
59 Ringraum
60 Längsbohrung
61 Kopfteil, Stufe
62 Kragen
63 Bund
64 Ringteil
65 Bohrung

Claims

1. Hydraulische Bremsanlage mit Schlupfregelung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem durch einen hydraulischen Kraftverstärker (1) unter Druck setzbaren Hauptzylinder (2), bei der zwischen dem Hauptzylinder (2) und den am Hauptzylinder angeschlossenen Radbremsen (24, 25, 29, 30) Ventilmittel (23, 38) vorgegeben sind, durch die Druckmittel aus den Radbremsen (24, 25, 29, 30) entnehmbar ist, wobei aus den Radbremsen entnommenes Druckmittel aus dem Druckraum (10) des hydraulischen Kraftverstärkers (1) ergänzbar ist und bei der während der Schlupfregelung eine Hubbegrenzung des Bremspedals (8) erfolgt, gekennzeichnet durch eine den Verstärkerkolben (4) ringförmig umschließende Verstärkerhülse (52), deren dem Druckraum (10) des Verstärkers (1) zugewandte Stirnseite vom Druck im Druckraum (10) beaufschlagt ist, wobei die Verstärkerhülse (52) über einen Anschlag, beispielsweise einen Sprengring (53) mit dem Verstärkerkolben (4) gekoppelt ist derart, daß bei einer Bewegung des Verstärkerkolbens (4) in Bremslöserichtung die Verstärkerhülse (52) vom Verstärkerkolben (4) mitgenommen wird, und daß bei einer Verschiebung des Verstärkerkolbens (4) ausschließlich über die an das Bremspedal (8) angelenkte Druckstange (9) in Bremsbetätigungsrichtung die Verstärkerhülse (52) in ihrer Ausgangsstellung verharrt.

2. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Verstärkerkolben (4) umschließende Verstärkerhülse (52) an ihrem dem Bremspedal (8) zugekehrten Ende eine sich radial nach außen zu erstreckende Stufe oder ein Kopfteil (61) aufweist, mit dem sie dichtend in einer Längsbohrung (60) eines Gehäuseteils geführt ist, wobei der im Außendurchmesser reduzierte Abschnitt der Verstärkerhülse (52) mit der Längsbohrung (60) einen Ringraum (59) bildet, der über einen Kanal (55) und/oder eine Druckleitung (57) mit einer Arbeitskammer (16) des Hauptzylinders (2) oder einer Bremsleitung (32) in Verbindung steht.

3. Hydraulische Bremsanlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die dem Bremspedal (8) zugekehrte Kolbenstufe (14) des Hauptzylinderkolbens (5) eine einen Kragen (62) aufweisende Positionierhülse (43) gehalten und geführt ist, die mit der Bohrung (46) des die Kolbenstufe (14) umgebenden Ringraums (19) und einer Buchse (48) eine weitere Ringkammer (47) bildet, wobei die Positionierhülse (43) eine Drosselbohrung (49) aufweist, die den Ringraum (19) und die Ringkammer (47) miteinander verbindet, wobei am Kragen (62) der Positionierhülse (43) ein Dichtring mit Dichtlippe (45) angeordnet ist, der ein Einströmen des Druckmittels vom Ringraum (19) in die Ringkammer (47) gestattet und wobei die Positionierhülse (43) mit einem sich radial nach innen bis an die Stufe (14) des Hauptzylinderkolbens (5) zu erstreckenden Bund (63) versehen ist, der mit dem dem Hauptzylinder (2) zugewandten Ende des Verstärkerkolbens (4) zusammenwirkt und von diesem in Bremsbetätigungsrichtung verschiebbar ist.

4. Hydraulische Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein in die für die Verstärkerhülse (52) vorgesehene Längsbohrung (60) des Gehäuseteils eingesetztes Ringteil (64), das einerseits den zwischen der Verstärkerhülse (52) und der Längsbohrung (60) vorhandenen Ringraum (59) hauptzylinderseitig abschließt und andererseits der Positionierhülse (43) als Anschlag dient.

5. Hydraulische Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Verstärkers (1) für die Durchführung des Verstärkerkolbens (4) eine Öffnung oder Bohrung (65) aufweist, deren lichte Weite geringer bemessen ist, als der Außendurchmesser des Kopfteils (61) der Verstärkerhülse, wobei die Bohrung (65) einen Druckkanal bildet, der den Druckraum (10) des Verstärkers (1) mit dem Ringraum vor der Verstärkerhülse (52) verbindet.