DE3622556A1

DE3622556A1 - Hydraulische bremsanlage, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3622556A1
Application number: DE19863622556
Authority: DE
Inventors: Horst Peter Becker
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1986-07-04
Filing date: 1986-07-04
Publication date: 1988-01-07
Also published as: JPS6325167A; GB2192682B; GB8715257D0; FR2600958A1; FR2600958B1; GB2192682A; US4798422A

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsanlage insbe sondere für Kraftfahrzeuge, mit einem direkt betätigbaren Hauptbremszylinder, wenigstens einer an den Hauptbremszylinder angeschlossenen Radbremse, einer motorgetriebenen Pumpe, die an die Radbremse anschließbar ist, einem Bremsventil zur Steuerung des Pumpendrucks, das durch den Druck im Hauptbrems zylinder betätigbar ist, und einer Bremsschlupfregeleinrich tung mit einer der Radbremse vorgeschalteten Ventilanordnung, durch die die Radbremse wechselweise an die Pumpe oder an einen drucklosen Behälter anschließbar ist.

Bei Bremsanlagen dieser Art kann der Bremsdruck zur Betätigung der Radbremsen sowohl durch den Hauptbremszylinder als auch durch eine motorgetriebene Pumpe erzeugt werden, wobei der Pumpendruck in Abhängigkeit vom Betätigungsdruck im Haupt bremszylinder hydraulisch steuerbar ist. Die Bremsanlagen sind verhältnismäßig einfach im Aufbau, da sie ohne Druckspeicher auskommen und benötigen keine mechanischen Übertragungsmittel zwischen dem Bremspedal und dem Bremsventil.

In einer aus der P 35 38 284.8 bekannten Bremsanlage weisen einzelne Radbremsen eine zweite hydraulische Zuspanneinheit auf, die ausschließlich mit dem geregelten Pumpendruck beauf schlagbar ist, während die erste Zuspanneinheit dieser Rad bremsen nur vom Druck einer Druckkammer des Hauptbremszylin ders beaufschlagt wird. Zur Bremsschlupfregelung weisen die Radbremsen weiterhin eine hydraulische Löseeinheit auf, die von der Ventilanordnung gesteuert mit dem Pumpendruck beauf schlagbar ist und den Zuspanneinheiten entgegenwirkt. Durch diese Trennung der Radbremsbetätigungsmittel in zwei Zuspann einheiten und eine Löseeinheit wird eine hohe Betriebssicher heit erreicht, da die Bremse bei Ausfall der Energieversorgung oder der Bremsschlupfregelung über die zweite Zuspanneinheit mit Hilfe des Hauptbremszylinders betätigbar bleibt. Die Kolbenzylinderanordnungen zur Bildung der Zuspanneinheiten und der Löseeinheit an den Radbremsen sind jedoch aufwendig und benötigen einen verhältnismäßig großen Bauraum.

Bei einer weiteren gattungsgemäßen Bremsanlage (Patentanmel dung P 35 38 284.8) wird das von einer Pumpe geförderte Druck mittel nur in Teilkreise der Bremsanlage geleitet, wobei hydraulisch angesteuerte Umschaltventile vorgesehen sind, die bei Einleitung des Pumpendrucks die Teilkreise von dem Haupt bremszylinder und den übrigen Teilkreisen der Bremsanlage trennen. Die an die Pumpe anschließbaren Teilkreise können auch bei dieser Bremsanlage an eine Bremsschlupfregeleinrich tung angeschlossen sein. Die erforderliche Sicherheit gegen Ausfall der Energieversorgung durch die Pumpe oder der Brems schlupfregeleinrichtung wird bei dieser Bremsanlage durch die Teilkreise gewährleistet, die nur mit Hilfe des Hauptbrems zylinders betätigbar sind. Als Nachteil ist bei dieser Brems anlage anzusehen, daß nur die Teilkreise, die an die Pumpe anschließbar sind, mit einer Bremsschlupfregelung ausgerüstet sein können. Weiterhin ist die Zuverlässigkeit im Betrieb bei dieser Bremsanlage in starkem Maße vom richtigen Schalten der Umschaltventile abhängig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Bremsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der alle angeschlossenen Radbremsen durch eine Bremsschlupfre geleinrichtung steuerbar sind und die sich durch große Einfach heit und Zuverlässigkeit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Boden des Hauptbremszylinders durch einen Kolben gebildet wird, der die Hauptzylinderkammer von einer an den Ausgang der Pumpe anschließbaren Reservedruckkammer trennt, wobei der Kolben durch einen festen Anschlag an einer Bewegung in die Hauptzylinderkammer gehindert ist. Damit wird erreicht, daß bei einem Ausfall der Energieversorgung in einer Bremsbetäti gungsphase, in der durch den vorangegangenen Bremsbetäti gungszyklus kein ausreichendes Druckmittelvolumen in der Hauptzylinderkammer zur Verfügung steht, das erforderliche Druckmittelvolumen durch Durchtreten des Bremspedals aus der Reservekammer verdrängt und zur Fortsetzung des Bremsvorgangs in die Bremsanlage eingespeist werden kann. Ist die Energie versorgung intakt, so beaufschlagt der Pumpendruck den Kolben in der Reservekammer, so daß er in seiner Grundstellung in Anlage an dem festen Anschlag gehalten wird. Die erfindungsge mäße Bremsanlage erhält durch das Vorsehen der Reservedruck kammer eine hohe Sicherheit gegen Ausfall der Energiever sorgung oder der Bremsschlupfregeleinrichtung. Dabei kann das Volumen der Reservedruckkammer so bemessen werden, daß es für eine Notbetätigung aller an den Hauptbremszylinder ange schlossenen Radbremsen ausreichend ist.

Um sicherzustellen, daß das Druckmittel aus der Reserve druckkammer ausschließlich in die Bremsanlage gelangt, ist zwischen dem Pumpenauslaß und dem Anschluß der Bremsanlage an die Reservedruckkammer ein Rückschlagventil vorgesehen, das den Durchfluß in Richtung der Pumpe sperrt.

Das Bremsventil ist in Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorzugsweise so ausgelegt, daß der Pumpendruck höher ist als der Hauptzylinderdruck, um auf diese Weise eine Verstärkung der am Bremspedal ausgeübten Betätigungskraft zu erzielen. Um eine entsprechende Druckdifferenz zwischen der Hauptzylinder kammer und der Bremsanlage erzeugen zu können, ist erfindungs gemäß in dem zur Radbremse führenden Ausgang des Hauptbrems zylinders ein den Rückfluß zum Hauptbremszylinder sperrendes Rückschlagventil angeordnet und es ist weiterhin vorgesehen, daß der Druckabbau in der Radbremse durch Ansteuerung der Ventilanordnung der Bremsschlupfregeleinrichtung erfolgt. Die Erfindung kommt somit mit einem einfachen Rückschlagventil am Hauptzylinderausgang aus und hat weiterhin den Vorteil, daß die Ventilanordnung auch bei normalen Bremsvorgängen ange steuert und in Betriebsbereitschaft gehalten wird.

Zur Ansteuerung der Ventilanordnung können dabei gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung an der Radbremse und am Hauptbremszylinder Drucksensoren vorgesehen sein, deren Meß werte von einer Steuereinrichtung erfaßt und miteinander verglichen werden, die durch gepulste Ansteuerung eines Druck ablaßventils der Ventilanordnung den Radbremsdruck in dem durch das Bremsventil vorgegebenen Verstärkungsverhältnis dem Hauptbremszylinderdruck angleicht. Fällt der Druck im Haupt bremszylinder durch Lösen des Bremspedals ab, so wird dies über die Drucksensoren erfaßt und von der Steuereinrichtung wird das Druckablaßventil so lange aufgesteuert, bis der Radbremsdruck wieder im richtigen Verhältnis zum Hauptbrems zylinderdruck steht.

Die erfindungsgemäße Bremsanlage kann selbstverständlich mehrere, voneinander unabhängige Bremskreise aufweisen, die an getrennte Druckkammern eines Hauptbremszylinders angeschlossen sind, wobei im Ausgang jeder Druckkammer ein Rückschlagventil angeordnet ist. Ferner kann jeder Bremskreis über ein zur Pumpe schließendes Rückschlagventil mit der Reservedruckkammer und dem Pumpenausgang verbunden und jeder Bremskreis enthält wenigstens ein Druckablaßventil der Ventilanordnung der Brems schlupfregeleinrichtung. Hierbei ist der Hauptbremszylinder vorzugsweise als Tandemhauptzylinder ausgebildet, wobei sich an den Boden des Tandemhauptzylinders die Reservedruckkammer anschließt, die durch den Kolben von der Schwimmkammer des Tandemhauptzylinders getrennt ist.

Der am Boden des Hauptbremszylinders angeordnete Kolben kann erfindungsgemäß auch als Stufenkolben ausgebildet sein, dessen größere Stufe der Reservedruckkammer und dessen kleinere Stufe der Hauptzylinderkammer zugewandt ist. Hierdurch wird bei der Auslegung der Bremsanlage, bei der die Drücke am Pumpenausgang und im Hauptbremszylinder etwa gleich sind, erreicht, daß der Kolben gegen den Pumpendruck nicht in die Reservedruckkammer hineingedrückt werden kann. Die Reservestellung des Kolbens läßt sich daher nur bei Ausfall des Pumpendrucks überwinden.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.

Die Zeichnung zeigt in einer einzigen Figur eine schematische Darstellung einer Bremsanlage mit zwei Bremskreisen, wobei der Hauptbremszylinder und das Bremsventil im Längsschnitt dar gestellt sind.

Die hydraulische Bremsanlage besteht aus einem Tandemhaupt zylinder 1, der über ein Bremspedal 2 betätigbar ist. Das Bremspedal 2 wirkt auf einen Druckstangenkolben 3, dem ein Schwimmkolben 4 nachgeschaltet ist, der die Hauptzylinder kammer in zwei Druckkammern 5 und 6 unterteilt. Die Arbeits kammern 5, 6 sind über in der dargestellten Lösestellung des Tandemhauptzylinders 1 offene Zentralventile 7, 8 im Druck stangenkolben 3 und im Schwimmkolben 4 mit einem drucklosen Behälter 9 verbunden.

An die Arbeitskammern 5, 6 des Tandemhauptzylinders 1 sind Bremsleitungen 10, 11 angeschlossen, die zu getrennten Steuer kammern eines Bremsventils 12 und von dort weiter zu Rück schlagventilen 13, 14 führen, an deren Ausgänge über Brems leitungen 15, 16 zwei Gruppen von Radbremsen 17, 18 ange schlossen sind. Vor den Radbremsen sind in den Bremsleitungen 15, 16 stromlos offene Elektromagnetventile 19, 20 vorgesehen, die durch eine Bremsschlupfregeleinrichtung steuerbar sind und durch die bei Ansteuerung die Bremsleitungen 15, 16 sperrbar sind. Parallel zu den Bremsleitungen 15, 16 ist jede Gruppe der Radbremsen 17, 18 über ein stromlos geschlossenes Magnet ventil 21, 22 an eine Rücklaufleitung 23 anschließbar, die zum Behälter 9 führt. Die Elektromagnetventile 21, 22 sind eben falls durch die Bremsschlupfregeleinrichtung ansteuerbar, wodurch sie aus ihrer Sperrstellung in ihre Durchgangsstellung gelangen.

Die Bremsanlage umfaßt weiterhin eine motorgetriebene Pumpe 24, die über die Rücklaufleitung 23 dem Behälter 9 Druckmittel entnimmt und bei fehlendem Steuerdruck über das offene Bremsventil 12 im Umlauf über eine Leitung 25 zurück in den Behälter 9 fördert. Vor dem Bremsventil 12 zweigt vom Pum penausgang eine Druckleitung 26 ab die über ein Rückschlag ventil 27 zu einer Verzweigungsstelle 28 führt. An der Verzwei gungsstelle 28 ist die Druckleitung 26 an Verbindungsleitungen 29, 30 angeschlossen, die Rückschlagventile 31, 32 enthalten und zu den Bremsleitungen 15, 16 führen. Weiterhin führt von der Verzweigungsstelle 28 eine Druckleitung 33 zu einer Re servedruckkammer 34, die am Boden des Tandemhauptzylinder 1 angeordnet ist und durch einen Kolben 35 von der Arbeitskammer 6 getrennt ist. Der Kolben 35, dessen Durchmesser dem des Schwimmkolbens 4 entspricht, liegt in Richtung der Arbeits kammer 6 an einem Anschlagring 36 an und wird von einer Druck feder 37 in dieser Stellung gehalten.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Bremsanlage beschrie ben, wobei von dem in der Zeichnung dargestellten Bremslose zustand ausgegangen wird:

In der Bremslösestellung sind sämtliche Leitungen und Kammern der Bremsanlage drucklos. Die Radbremsen 17, 18 stehen über die angesteuerten Elektromagnetventile 21, 22 und die Rücklauf leitung 23 mit dem Behälter 9 in Verbindung. Das Bremsventil 12 ist offen und die von einem Motor angetriebene Pumpe 24 fördert drucklos und damit nahezu verlustfrei in den Behälter 9. Es kann auch vorgesehen sein, daß die Pumpe 24 in der Bremslösestellung stillsteht und erst bei Einleitung eines Bremsvorgangs angetrieben wird. Beispielsweise kann als An triebsmotor für die Pumpe 34 ein Elektromotor verwendet wer den, der über den Bremslichtschalter einschaltbar ist.

Durch Betätigung des Bremspedals 2 werden der Druckstangen kolben 3 und der Schwimmkolben 4 axial verschoben und die Zentralventile 7, 8 geschlossen. Gleichzeitig werden die Elektromagnetventile 21, 22 in ihre Schließstellung ge steuert, indem beispielsweise die Bewegung oder Belastung des Bremspedals durch einen geeigneten Sensor, z.B. einen pedal betätigten Bremslichtschalter erfaßt wird. In den Arbeits kammern 5, 6 wird daraufhin ein Druck erzeugt, der sich über die Bremsleitungen 10, 11 zu den Steuerkammern des Bremsven tils 12 und über die Rückschlagventile 13, 14 und die Brems leitungen 15, 16 zu den Radbremsen 17, 18 fortpflanzt. Durch diesen Druckaufbau wird die Betätigung der Radbremsen 17, 18 eingeleitet. Gleichzeitig wird der von der Pumpe 24 geförder te Druckmittelstrom gedrosselt, so daß der Druck am Ausgang der Pumpe 24 ansteigt. Der ansteigende Pumpendruck pflanzt sich über das Rückschlagventil 27 und die Druckleitung 33 in die Reservedruckkammer 34 fort und sorgt hier zusammen mit der Druckfeder 37 dafür, daß der Kolben 35 in Anlage am Anschlagring 36 verbleibt.

Sobald der Pumpendruck den in den Bremsleitungen 15, 16 vorhandenen Druck überschritten hat, öffnen die Rückschlag ventile 31, 32. Der weitere Druckanstieg in den Bremsleitun gen 15, 16 und den daran angeschlossenen Radbremsen 17, 18 wird daraufhin durch die Druckmittelförderung der Pumpe 24 erzielt, während die Betätigung des Tandemhauptzylinders 1 nur noch die Steuerung des Bremsventils 12 bewirkt. Je nach Auslegung des Bremsventils 12 kann der Pumpendruck ein Mehr faches des Hauptzylinderdrucks betragen, so daß sich mit der beschriebenen Bremsanlage bereits bei normaler Bremsbetäti gung eine Bremskraftverstärkung ergibt, durch die ein er heblicher Betätigungskomfort erzielt werden kann.

Wird der Druck im Tandemhauptzylinder gesenkt, so sinkt auch der Druck am Pumpenausgang im entsprechenden, durch das Bremsventil 12 vorgegebenen Übersetzungsverhältnis. In den Bremsleitungen 15, 16 und an den Radbremsen 17, 18 ist jedoch auf diese Weise kein Druckabbau zu erzielen, da ein Zurück strömen des Druckmittels zum Hauptbremszylinder oder zum Pumpenausgang durch die Rückschlagventile 13, 14 und 31, 32 verhindert wird. Zur Erzielung des Druckabbaus an den Rad bremsen 17, 18 sind daher Drucksensoren 38, 39 an den Rad bremsen 17, 18 und Drucksensoren 40, 41 an den Bremsleitungen 10, 11 vorgesehen. Die von den Drucksensoren 38 bis 41 ge messenen und als elektrische Größen an die Bremsschlupfregel einrichtung übertragenen Druckwerte werden von der Brems schlupfregeleinrichtung miteinander verglichen. Überschreitet nun die Druckdifferenz zwischen dem Radbremsdruck und dem Hauptzylinderdruck die durch das Übersetzungsverhältnis des Bremsventils festgelegte Größe, so werden von der Brems schlupfregeleinrichtung die Elektromagnetventile 21, 22 gepulst so lange angesteuert, bis der Druck an den Radbremsen 17, 18 auf den erforderlichen, durch den Druck im Tandemhaupt zylinder vorgegebenen Wert abgebaut ist. Wird das Bremspedal vollkommen gelöst und der Hauptzylinderdruck entsprechend vollständig abgebaut, so werden die Elektromagnetventile 21, 22 in ihre Offenstellung gesteuert, in der sie solange blei ben, bis die Bremse erneut betätigt wird.

Fällt während einer Bremsbetätigung die Druckmittelversor gung durch die Pumpe 24 aus, so kann ein weiterer Brems druckanstieg in den Bremsleitungen 15, 16 allein durch Betä tigung des Tandemhauptzylinders 1 erreicht werden. Hierbei ist der Druck in den Arbeitskammern 5, 6, der Reservedruck kammer 34 und den Radbremsen 17, 18 jeweils gleich. Da der Kolben 35 nicht mehr durch einen höheren Druck an dem An schlagring 36 gehalten wird, steht in diesem Falle auch das Volumen der Reservedruckkammer zum Füllen der Bremsanlage zur Verfügung. Das fehlende Fördervolumen der Pumpe 24 kann somit durch Inkaufnahme eines längeren Bremspedalwegs durch die Reservedruckkammer des Tandemhauptzylinders den Radbremsen zugeführt werden.

Registriert die Bremsschlupfregelanlage eine Blockierneigung einer Radbremse 17, 18, so werden die Elektromagnetventile 19-22 intermittierend gesteuert, um durch intermittierenden Druckaufbau und Druckabbau entsprechend den Regelvorgaben der Bremsschlupfregeleinrichtung eine optimale Abbremsung zu erzielen. Auch in einer solchen Betätigungsphase schützt die Reservedruckkammer 34 die Bremsanlage vor einem vollständigen Ausfall, da bei Ausfall der Druckmittelversorgung durch die Pumpe 24 mit Hilfe des Bremspedals 2 der Kolben 35 betätigt und eine ausreichende Druckmittelmenge aus der Reservedruck kammer 34 in die Bremsleitungen 15, 16 verdrängt werden kann.

Wie auch die Beschreibung des Ausführungsbeispiels zeigt, ist die erfindungsgemäße Bremsanlage einfach in ihrem Aufbau und sie bietet ausreichende Sicherheit gegen einen Ausfall der Druckmittelversorgung. Eine besondere Rückstelleinheit, durch die die Kolben des Tandemhauptzylinders bei Einsetzen der Bremsschlupfregelung in eine Sicherheitsposition zurückge drückt werden können, ist nicht erforderlich, wodurch sich auch ein größerer Bedienungskomfort ergibt. Weiterhin wird durch die Steuerung des Druckabbaus mit Hilfe der Elektro magnetventile 21, 22 deren Betriebsbereitschaft gesteigert und überwacht.

Die Ansteuerung der Elektromagnetventile 21, 22 muß bei ge löster Bremse nicht permanent sein sondern es kann auch vor gesehen sein, daß die Elektromagnetventile 21, 22 in regel mäßigen zeitlichen Abständen nur kurzeitig aufgesteuert werden um einen Druckausgleich zu ermöglichen, und daß sie im übrigen ihre stromlose Schließstellung einnehmen. Auf diese Weise wird eine Dauerbelastung der Elektromagnete ver mieden.

Bezugszeichenliste 1 Tandemhauptzylinder
2 Bremspedal
3 Druckstangenkolben
4 Schwimmkolben
5 Druckkammer
6 Druckkammer
7 Zentralventil
8 Zentralventil
9 Behälter
10 Bremsleitung
11 Bremsleitung
12 Bremsleitung
13 Rückschlagventil
14 Rückschlagventil
15 Bremsleitung
16 Bremsleitung
17 Radbremsen
18 Radbremsen
19 SO-Magnetventil
20 SO-Magnetventil
21 SG-Magnetventil
22 SG-Magnetventil
23 Rücklaufleitung
24 Pumpe
25 Leitung
26 Druckleitung
27 Rückschlagventil
28 Verzweigungsstelle
29 Verbindungsleitung
30 Verbindungsleitung
31 Rückschlagventil
32 Rückschlagventil
33 Druckleitung
34 Reservedruckkammer
35 Kolben
36 Anschlagring
37 Druckfeder
38 Drucksensor
39 Drucksensor
40 Drucksensor
41 Drucksensor

Claims

1. Hydraulische Bremsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem direkt betätigbaren Hauptbremszylinder, wenigstens einer an den Hauptbremszylinder angeschlossenen Radbremse, einer motorgetriebenen, an die Radbremse anschließbaren Pumpe, einem Bremsventil zur Steuerung des Pumpendrucks, das durch den Druck im Hauptbremszylinder betätigbar ist, und einer Bremsschlupfregeleinrichtung mit einer der Radbremse vorge schalteten Ventilanordnung, durch die die Radbremse wechsel weise an die Pumpe oder an einen drucklosen Behälter anschließ bar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Hauptbrems zylinders (1) durch einen Kolben (35) gebildet wird, der die Hauptzylinderkammer (6) von einer an den Ausgang (26) der Pumpe (24) anschließbaren Reservedruckkammer (34) trennt, wobei der Kolben (35) durch einen festen Anschlag (36) an einer Bewegung in die Hauptzylinderkammer (6) gehindert ist.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Pumpenausgang (26) und dem Anschluß (28) der Bremsanlage (15, 16) an die Reservedruckkammer (34) ein Rück schlagventil (27) angeordnet ist, das den Durchfluß in Rich tung auf die Pumpe (24) sperrt.

3. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zur Radbremse (17, 18) führenden Ausgang (10, 11) des Hauptbremszylinders (1) ein den Rückfluß zum Hauptbremszylinder (1) sperrendes Rückschlagventil (13, 14) angeordnet ist und daß der Druckabbau in der Radbremse (17, 18) durch Ansteuerung der Ventilanordnung (21, 22) erfolgt.

4. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Radbremse (17, 18) und der Druck am Ausgang des Hauptbremszylinders (1) mit Drucksensoren (38, 39, 40, 41) gemessen wird und daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die die gemessenen Druckwerte erfaßt, vergleicht und durch gepulste Ansteuerung eines Druckablaßventils (21, 22) der Ventilanordnung den Radbremsdruck in dem durch das Brems ventil (12) vorgegebene Verhältnis dem Hauptzylinderdruck angleicht.

5. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (35) am Boden des Hauptbremszylinders (1) als Stufenkolben ausgebildet ist, dessen größere Stufe der Reservedruckkammer (34) und dessen kleinere Stufe der Hauptzylinderkammer (6) zugewandt ist.