DE3631684A1 - Hydraulische bremsanlage fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Mit einer derartigen Bremsanlage läßt sich sowohl eine Bremsschlupfrege­ lung, als auch eine Antriebsschlupfregelung realisieren, wobei mehrere Möglichkeiten gegeben sind.

Z. B. können die Ventile in Paaren angeordnet sein, die jeweils einer Radbremse zugeordnet sind, wobei das eine Ventil die Lei­ tung zu einem Druckraum, z.B. der Arbeitskammer eines Haupt­ bremszylinders, und das andere Ventil die Leitung zu einem drucklosen Ausgleichsbehälter schaltet. Durch das elektronisch gesteuerte Wechselspiel der Ventile wird erreicht, daß das Rad nicht blockiert bzw. nicht durchdreht.

Eine weitere Möglichkeit der Schlupfregelung besteht darin, un­ mittelbar den Druck in den Arbeitskammern, an denen die Rad­ bremszylinder angeschlossen sind, zu regeln, wobei durch jeweils ein Ventil die Verbindungen zwischen der Arbeitskammer und den Radbremszylindern geschaltet wird.

In beiden Fällen kann es vorkommen, daß die Ventile nicht ord­ nungsgemäß arbeiten, so daß beim Lösen der Bremse kein voll­ ständiger Druckabbau erfolgt, sondern ein Restdruck im Radbrems­ zylinder verbleibt. Dies hat nicht oder nur schwer zu beherr­ schende Folgen auf das Bewegungsverhalten des abzubremsenden Fahrzeugs.

Um dieses Risiko auszuschalten und damit die Betriebssicherheit der Bremse zu erhöhen, wurde schon vorgeschlagen, parallel zu den Ventilen sperrbare Rückschlagventile zu schalten, so daß beim Lösen der Bremse ein Entspannen des Drucks in den Radbrems­ zylindern in jedem Fall gewährleistet ist.

Wird bei einem Fahrzeug das Drehverhalten jedes einzelnen Rades geregelt, so bedeutet dies, daß vier zusätzliche, nicht einfach aufgebaute Ventile vorzusehen sind.

Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, eine einfache Schaltung mit möglichst einfach aufgebauten Elementen zu finden, die dem gleichen Zweck genügt.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß parallel zu der Ventilan­ ordnung ein einziges sperrbares Rückschlagventil geschaltet ist, dessen Einlaß über jeweils ein Rückschlagventil an die Radbrems­ zylinder und dessen Auslaß an den drucklosen Nachlaufbehälter oder an den Hauptbremszylinder angeschlossen sind. Dabei wird das Rückschlagventil zweckmäßigerweise durch die Einwirkung des geregelten Drucks in die Sperrposition geschaltet.

Eine vorteilhafte Ausführung des sperrbaren Rückschlagventils ist in den Unteransprüchen 3 und 4 beschrieben.

Der Erfindungsgedanke, ein einziges sperrbares Rückschlagventil parallel zu den Ventilen vorzusehen, läßt sich bei unterschied­ lichsten Brems- und Antriebsschlupfregelanlagen verwirklichen.

Die im Folgenden vorgestellte Anlage soll daher nur beispielhaften Charakter haben, wobei sich dem Fachmann die Anwendung des Erfindungsprinzips auch für andere Anlagen erschließt.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schaltplan einer Bremsanlage mit einem sperrbaren Rückschlagventil und einen Längs­ schnitt durch den aus Hauptbremszylinder und Kraftvertstärker bestehenden Bremsdruckgeber,

Fig. 2 und Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein sperrbares Rückschlagventil.

Die in Fig. 1 dargestellte hydraulische Bremsanlage enthält einen Tandemhauptbremszylinder 1 mit zwei getrennten Arbeitskam­ mern 2, 3, die durch den Betätigungshub eines Druckstangenkolbens 4 und eines Schwimmkolbens 5 verkleinerbar sind. Im Druckstan­ genkolben 4 ist ein Zentralventil 6 und im Schwimmkolben 5 ein Zentralventil 7 angeordnet. Die Zentralventile 6, 7 verbinden in ihrer dargestellten, offenen Grundstellung die Arbeitskammern 2, 3 mit Nachlaufräumen 8, 9, die an einen drucklosen Nachlaufbe­ hälter 10 angeschlossen sind.

Von den Arbeitskammern 2, 3 des Tandemhauptbremszylinders 1 füh­ ren getrennte Bremsleitungen 11, 12 zu stromlos offenen Magnet­ ventilen 13, 14, 15, 16. An den Magnetventilen sind die linke Vor­ derradbremse VL, die rechte Hinterradbremse HR, die rechte Vor­ derradbremse VR und die linke Hinterradbremse HL eines Fahrzeu­ ges angeschlossen.

Der Tandemhauptbremszylinder 1 ist an einem hydraulischen Kraft­ verstärker 22 angeordnet. Der Kraftverstärker 22 besteht im we­ sentlichen aus einem Verstärkerkolben 27 und einem Steuerkolben 30, womit eine Ventilvorrichtung zum Einregeln des Verstärker­ drucks betätigbar ist.

Des weiteren ist eine Rückstellkammer 35 und ein Zylinderraum 38 vorgesehen, die durch elektromagnetische Ventile 46, 48, 50, 53, 55 entweder an den Speicher 42, den Ausgleichsbehälter 44 oder aber an den Verstärkerraum anschließbar sind.

Von den Leitungsabschnitten zwischen den Magnetventilen 13, 14, 15, 16 zu dem zugehörigen Radbremszylinder zweigen jeweils Leitungen zu dem sperrbaren Rückschlagventil 70 ab, wobei in die Leitungen jeweils ein Rückschlagventil 17-20 eingebaut ist. Das sperrbare Rückschlagventil 70 ist über eine Leitung an die Arbeitskammern 3, 4 angeschlossen. Soll mit der Anlage keine Antriebsschlupfregelung verwirklicht werden, so kann der Anschluß auch an dem Ausgleichsbehälter 10 erfolgen. An das sperrbare Rückschlagventil ist weiterhin eine Steuerleitung 21 angeschlossen, die in den Verstärkerraum mündet.

In Fig. 2 ist eine Ausgestaltung des sperrbaren Rückschlagven­ tils 70 im Schnitt dargestellt. In einem Gehäuse 60 ist ein Ku­ gelsitzventil mit einer Ventilkugel 61 und einem Ventilsitzring 62 angeordnet. Die Ventilkugel befindet sich in einer Aussparung in der Stirnfläche eines gestuften Sperrkolbens 63, der mit einer kleineren Stirnfläche auf die Ventilkugel 61 in Schließ­ richtung einwirkt. Die größere Stirnfläche des Sperrkolbens 63 liegt in einem Steuerraum 64, der an die Steuerleitung 21 ange­ schlossen ist. Ein Ringraum 65 zwischen den beiden Stufen des Sperrkolbens 63 steht mit der Atmosphäre in Verbindung. Das Ku­ gelsitzventil ist über einen Zentralanschluß 66 mit den Rad­ bremszylindern verbunden und über einen radialen Anschluß 67 mit den Arbeitskammern des Tandemhauptzylinders 1 bzw. mit dem Vor­ ratsbehälter 10. Ist der Steuerraum 64 drucklos, so kann die Ventilkugel 61 von einem Druck am Anschluß 66 aufgestoßen wer­ den, während sie durch einen Druck am Anschluß 67 gegen den Ven­ tilsitzring 62 gedrückt wird und den Ventildurchgang schließt. Wird der Steuerraum 64 mit Druck beaufschlagt, so ist die auf den Sperrkolben 63 in Schließrichtung einwirkende Druckkraft ge­ nügend groß, um die Ventilkugel 61 gegen die Drücke an den An­ schlüssen 66 und 67 in Anlage am Ventilsitzring 62 zu halten. In diesem Falle bleibt das Ventil geschlossen.

Eine weitere Ausführungsform eines sperrbaren Rückschlagventils ist in der Fig. 3 dargestellt. Die Ventilkugel 61 ist in eine Gehäusebohrung 68 geführt und wird von einer Feder 69 leicht ge­ gen den Ventilsitz 62 gedrückt. Der gestufte Sperrkolben wirkt über einen Stößel 71 auf die Ventilkugel und hält sie in der Schließposition, wenn im Raum 64 Druck herrscht.

Die beschriebene Bremsanlage ist zum einen für normale Bremsung vorgesehen, bei denen die am Bremspedal ausgeübte Bremsbetäti­ gungskraft durch den Kraftverstärker 22 verstärkt wird. Bei sol­ chen Bremsungen arbeitet der Kraftverstärker 22 in üblicher Wei­ se und die Magnetventile 13 bis 16, 46, 48, 50, 53, 55 bleiben wäh­ rend des gesamten Bremsvorganges in der in Fig. 1 gezeigten Stellung.

Um ein Blockieren der Radbremsen zu vermeiden, ist die Bremsan­ lage weiterhin an eine elektrische, in der Fig. 1 nicht darge­ stellte Bremsschlupfregeleinrichtung angeschlossen, die wie folgt arbeitet. Ausgangssituation für das Einsetzen der Brems­ schlupfregelung ist ein Bremsbetätigungsvorgang, bei dem die Radbremsen mit einem bestimmten Druck beaufschlagt sind. Stellt nun die Bremsschlupfregeleinrichtung beispielsweise an der lin­ ken Vorderradbremse VL eine Bremsblockierneigung fest, so werden zunächst die Magnetventile 14 bis 16 und 46 und 53 angesteuert. Hierdurch werden die Radbremsen HR, VR, HL von den Bremslei­ tungen 11, 12 getrennt. Der in die Verstärkerkammer 28 eingesteu­ erte Druck bewirkt, daß der Verstärkerkolben 27, der Steuerkol­ ben 30 und das Bremspedal in die Ausgangsstellungen zurückbewegt werden. Der Druckstangenkolben 4 des Tandemhauptbremszylinders 1 folgt dieser Bewegung, so daß der Druck in den Arbeitskammern 2, 3 und den Bremsleitungen völlig abgebaut wird. Dieser Druckab­ bau wird auch an der linken Vorderradbremse VL wirksam, da das Magnetventil 13 in seiner Offenstellung geblieben ist. Sobald die Bremsschlupfregeleinrichtung eine ausreichende Wiederbesch­ leunigung des linken Vorderrades feststellt, werden die Magnet­ ventile 48 und 55 angesteuert und als Folge wird in den Arbeits­ kammern 2 und 3 der Bremsdruck wieder aufgebaut.

Die beschriebene Bremsanlage kann weiterhin zur Regelung des Schlupfes an den Antriebsrädern des Fahrzeuges eingesetzt wer­ den, um ein Durchdrehen der Antriebsräder beim Beschleunigen zu verhindern. Die Wirkungsweise ist die folgende:

Wird beim Anfahren an den Antriebsrädern ein bestimmter Schlupf festgestellt, so werden zunächst die Magnetventile 13 bis 16 und die Magnetventile 48 und 50 angesteuert. Hierdurch werden alle Radbremsen vom Tandemhauptzylinder 1 getrennt. Weiterhin wird in den Arbeitskammern 2 und 3 des Tandemhauptzylinders Druck aufge­ baut, der nun durch Zurückschalten des Magnetventils 13 oder 15 zu den jeweiligen Vorderradbremsen VL oder VR gesteuert wird, um das jeweils durchdrehende Rad zu bremsen. Zum Wiederbeschleu­ nigen des gebremsten Antriebsrades werden anschließend die Mag­ netventile 48, 50 zurückgesteuert, wodurch der Tandemhauptzy­ linder 1 wieder in Bremslösestellung gelangt.

Die beschriebene Bremsanlage ist auch ohne Verwendung des sperr­ baren Rückschlagventils 70 funktionsfähig. Durch das sperrbare Rückschlagventil und den zugeordneten Rückschlagventilen wird jedoch eine Erhöhung der Betriebssicherheit erreicht, da das Lö­ sen der Radbremsen auch dann gewährleistet ist, wenn eines der Magnetventile 13 bis 16 in seiner geschalteten Sperrstellung hängen bleibt. Weiterhin ermöglicht die Schaltanordnung einen fein dosierten Druckabbau beim Lösen der Bremse, und abhängig von der jeweiligen Schaltstellung der Elektromagnetventile 13 bis 16 und vermeidet damit unterschiedliche Bremsdrücke und unter­ schiedliche Bremskräfte an den einzelnen Radbremsen.

Soll mit der Bremsanlage lediglich ein Anti-Blockier-System, al­ so die Regelung des Bremsschlupfes, verwirklicht werden, so ist es unerheblich, ob der Auslaß des sperrbaren Rückschlagventils an die Arbeitskammern des Tandemhauptzylinders oder an den Rück­ laufbehälter 10 erfolgt. So lange der geregelte Druck ansteht, ist das sperrbare Rückschlagventil 70 gesperrt und erst beim Lö­ sen der Bremse geöffnet. Dann aber sind die Arbeitskammern 2 und 3 über die Zentralventile 7 und 6 mit dem Auftragsbehälter ver­ bunden.

Ist zusätzlich eine Antriebsschlupfregelung vorgesehen, so ist es bei der beschriebenen Schaltung notwendig, den Auslaß des sperrbaren Rückschlagventils in die Arbeitskammern zu führen. Da bei der Antriebsschlupfregelung kein geregelter Druck ansteht, ist das sperrbare Rückschlagventil 70 nicht gesperrt, so daß bei Anschluß des Rückschlagventils an den Vorratsbehälter 10 der in die Vorderräder eingesteuerte Druck sich unmittelbar in den Vor­ ratsbehälter entspannen würde. In diesem Fall ist es notwendig, das sperrbare Rückschlagventil an die Arbeitskammern anzuschlie­ ßen, so daß erst in Lösestellung ein Entspannen des Drucks in den Radbremszylindern über das sperrbare Rückschlagventil und den Zentralventilen erfolgen kann.

• Bezugszeichenliste  1 Hauptbremszylinder
   2 Arbeitskammer
   3 Arbeitskammer
   4 Druckstangenkolben
   5 Schwimmkolben
   6 Zentralventil
   7 Zentralventil
   8 Nachlaufraum
   9 Nachlaufraum
  10 Nachlaufbehälter
  11 Bremsleitung
  12 Bremsleitung
  13 Magnetventil
  14 Magnetventil
  15 Magnetventil
  16 Magnetventil
  17 Rückschlagventil
  18 Rückschlagventil
  19 Rückschlagventil
  20 Rückschlagventil
  21 Steuerleitung
  22 Kraftverstärker
  27 Verstärkerkolben
  30 Steuerkolben
  35 Rückstellkammer
  38 Zylinderraum
  42 Druckspeicher
  44 Behälter
  46 Magnetventil
  48 Magnetventil
  50 Magnetventil
  53 Magnetventil
  55 Magnetventil
  60 Gehäuse
  61 Ventilkugel
  62 Ventilsitzring
  63 Sperrkolben
  64 Steuerraum
  65 Ringraum
  66 Anschluß
  67 Anschluß
  68 Bohrung
  69 Ventilfeder
  70 sperrbares Rückschlagventil
  71 Stößel

Claims (4)

1. Hydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem durch ein Bremspedal betätigbaren Hauptbremszylinder, an den über eine oder mehrere Bremsleitungen Radbrems­ zylinder angeschlossen sind, einem hydraulischen, von einer Druckmittelquelle gespeisten, durch das Bremspe­ dal steuerbaren Kraftverstärker, der zur Verstärkung der Betätigungskraft zwischen das Bremspedal und den Hauptbremszylinder geschaltet ist, und mit einem oder mehreren Ventilen, die in eine oder mehreren Bremslei­ tungen geschaltet sind und von einer Schlupfregelein­ richtung angesteuert werden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß parallel zu den Ventilen ein ein­ ziges sperrbares Rückschlagventil (70) geschaltet ist, dessen Einlaß über jeweils ein Rückschlagventil an die Radbremszylinder und dessen Auslaß an den drucklosen Nachlaufbehälter (10) oder an den Hauptbremszylinder (1) angeschlossen sind.

2. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das sperrbare Rückschlag­ ventil (70) durch Einwirkung des geregelten Drucks in die Sperrposition schaltet.

3. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das sperrbare Rückschlag­ ventil ein Kugelsitzventil (61, 62) enthält, auf dessen Ventilkugel ein gestufter Sperrkolben (63) in Schließ­ richtung einwirkt, dessen größere, in Sperrichtung be­ aufschlagte Kolbenstirnfläche größer ist als die wirk­ same Ventilsitzfläche.

4. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der gestufte Sperrkolben (63) gegen die Sperrichtung von der Kraft einer Feder beaufschlagt wird.