DE3728694A1 - Hydraulische kraftfahrzeugbremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kraftfahrzeug-Brems­ anlage mit einer hydraulischen Pumpe und einem Hydrospeicher zur Lieferung von hydraulischem Druckmedium an einen an die Rad­ bremskreise angeschlossenen Hauptzylinder und/oder an zu den Radbremskreisen führende Ventile, wobei der Hauptzylinder und/oder die Ventile vom Bremspedal des Kraftfahrzeuges ange­ steuert sind, sowie mit einem Bremsflüssigkeits-Rücklaufbe­ hälter.

Bei einer derartigen hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage steht am Ausgang des Hydrospeichers bzw. der hydraulischen Pumpe ständig ein für die Speisung des pedalbeaufschlagten Bremsgerätes erforderlicher Druck an, welcher während der Perioden, wo nicht gebremst wird, nicht ausgenutzt wird.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kraft­ fahrzeug-Bremsanlage der eingangs genannten Gattung zu schaf­ fen, bei der der für das Bremsgerät zur Verfügung stehende hydraulische Druck in den Perioden, wo er für eine Bremsung nicht benötigt wird, zur Niveauregulierung an mindestens einer Achse des Kraftfahrzeugs herangezogen wird, wobei die Bau­ größe der hierfür erforderlichen hydraulischen Bauelemente gering gehalten werden soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß eine an wenigstens einer Fahrzeugachse angeordnete, hydraulisch arbeitende Niveauregelung über einen Medientrenner und ein Schaltventil normalerweise an den Rücklaufbehälter und zeitweise an die Druckseite des Hydrospeichers anschließbar ist, daß der Medientrenner ein einen federnd entgegen dem Bremsflüssigkeitsdruck vorgespannten Kolben enthaltender Zylin­ der ist, dessen Eingangsdruckraum an das Schaltventil und des­ sen Ausgangsdruckraum an den Niveauregelkreis angeschlos­ sen ist, daß das Schaltventil beim Ansteuern in die Druck­ stellung impulsartig zwischen dem Anschluß an den Bremsflüs­ sigkeits-Rücklaufbehälter und der Druckseite des Hydrospeichers hin- und hergeschaltet ist, und daß zwischen den Ausgangsdruck­ raum des Medientrenners und den Niveauregelkreis ein Öffnungsventil geschaltet ist, welches normalerweise geschlos­ sen ist und nur innerhalb der Perioden, während der der Ein­ gangsdruckraum an Druck anliegt, zeitweise geöffnet ist.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist also darin zu sehen, daß der für die Trennung der hydraulischen Brems­ flüssigkeit vom Mineralöl des Niveauregelkreises erfor­ derliche Medientrenner nicht wegabhängig, sondern zeittakt­ gesteuert betrieben wird. In Verbindung mit dem Öffnungsven­ til wirkt der Medientrenner wie eine oszillierend arbeitende, hydraulisch angetriebene Pumpe. Mit anderen Worten kehrt der Kolben des Medientrenners nach jeder Einzeldruckbeaufschla­ gung innerhalb der impulsmäßigen Ansteuerung sofort wieder in seine Ausgangslage zurück, wobei das Öffnungsventil schließt und Mineralöl aus dem Niveauregelungs-Rücklaufbehälter nachgesaugt wird. Während des nächsten Druckimpulses kann somit der Medientrenner wieder ausgehend von seiner Ruhelage einen nächsten Druckstoß über das Öffnungsventil in den Niveau­ regelkreis abgeben.

Im einfachsten Falle ist das Öffnungsventil ein in Richtung des Niveauregelkreises öffnendes Rückschlagventil.

Bei jedem Druckstoß auf der Ausgangsseite des Medientrenners öffnet das Rückschlagventil automatisch, während es nach Beendi­ gung des Druckstoßes selbsttätig wieder schließt und so für die Aufrechterhaltung des im Niveauregelkreis erzeugten Druckes sorgt.

Eine praktische Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, daß ein Niveauregelungssteuergerät über einen Pumptaktgeber an das Schaltventil angeschlossen ist.

Während die Nachsaugung von Mineralöl in den Ausgangsdruckraum des Medientrenners während der Druckstoßpausen erfolgt, also während des Anschlusses des Eingangsdruckraumes an den Brems­ flüssigkeits-Rücklaufbehälter, kann der Ausgangsdruckraum über ein gesteuert geöffnetes Ventil an den Niveauregulierungs- Rücklaufbehälter angeschlossen sein; für einen besonders ein­ fachen und betriebssicheren Aufbau ist es jedoch besonders zweckmäßig, wenn der Ausgangsdruckraum über ein Nachsaugrück­ schlagventil an den Niveauregelungs-Rücklaufbehälter ange­ schlossen ist, der außerdem über ein Ablaßschaltventil an den Niveauregelungskreis angeschlossen ist.

In jedem Fall soll vorgesehen sein, daß das Niveauregelungs­ steuergerät vom Bremsgerät derart angesteuert ist, daß die Niveauregelung bei jedem Bremsvorgang inaktiviert ist, so daß der Bremsvorgang durch die Niveauregelung in keiner Weise beeinträchtigt wird.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur eine schematische, blockschaltbildartige Darstellung einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Bremsanlage zeigt.

Nach Fig. 1 beaufschlagt eine von einem Motor 28 angetriebene hydraulische Pumpe 29 einen Hydrospeicher 13 sowie ein hydrau­ lisches Bremsgerät 27, das vom Bremspedal 30 beaufschlagt ist und an welches die nur angedeuteten Radbremskreise 31 angeschlossen sind. Die hydraulische Pumpe 29 bezieht die für die Beaufschlagung des Bremsgerätes 27 erforderliche Brems­ flüssigkeit von einem Bremsflüssigkeits-Rücklaufbehälter 15, zu dem eine Rücklaufleitung 32 führt, die u.a. die vom Brems­ gerät 27 wieder abgegebene Bremsflüssigkeit zum Bremsflüssig­ keits-Rücklaufbehälter 15 zurückleitet.

An die Druckseite des Bremsgerätes 27 bzw. an den Hydrospeicher 13 ist ein Schaltventil 12 angeschlossen, welches in der aus der Zeichnung ersichtlichen Ruhelage den Eingangsdruckraum 18 eines Medientrenners 11 über die Leitungen 32′, 32 mit dem Bremsflüssigkeits-Rücklaufbehälter 15 verbindet. In der zweiten Stellung verbindet das Schaltventil 12 die Druckseite des Bremsgeräts 27 mit dem Eingangsraum 18 des Medientrenners 11.

Der Medientrenner 11 besteht aus einem hydraulischen Zylinder 17, der ähnlich aufgebaut ist wie der Hauptzylinder einer hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage. In dem Zylinder 17 ist axial verschieblich ein hydraulischer Kolben 16 angeord­ net, welcher den Eingangsdruckraum 18 von einem Ausgangsdruck­ raum 19 hydraulisch dicht abtrennt. Im Ausgangsdruckraum 19 ist eine Schraubendruckfeder 33 angeordnet, die sich am aus­ gangsseitigen Boden des Zylinders 17 abstützt und den Kolben 16 in Richtung des Eingangsdruckraums 18 federnd vorspannt.

Während im Eingangsdruckraum 18 des Medientrenners 11 Brems­ flüssigkeit vorhanden ist, befindet sich im Ausgangsdruckraum 19 das für die Beaufschlagung eines Niveauregelkreises 20 erforderliche Mineralöl. Um eine einwandfreie Trennung der beiden Medien zu erzielen, ist der Kolben 16 ähnlich dem Hauptkolben eines Hauptzylinders langgestreckt ausgebildet und weist eine bremsflüssigkeitsbeständige Eingangsdichtung 34 sowie eine mineralölbeständige Ausgangsdichtung 35 auf. Zwi­ schen den Dichtungen 34, 35 befindet sich ein ausreichend langer axialer Spielraum, um eine Berührung der jeweiligen Dichtungen mit dem ungeeigneten Medium zu vermeiden.

Der Ausgangsdruckraum 19 des Medientrenners 11 ist über eine Ausgangsleitung 36 und ein Rückschlagventil 21 an den Niveau­ regelkreis 20 des Kraftfahrzeuges angeschlossen, wel­ cher beispielsweise ein teiltragendes Federbein 37 am linken Hinterrad eines Kraftfahrzeuges und ein entsprechendes, nicht dargestelltes teiltragendes Federbein am rechten Hinderrad des Fahrzeuges mit hydraulischem Druck beaufschlagt. In der Zuleitung 38 zu jedem teiltragenden Federbein 37 befindet sich jeweils ein Druckschwankungen dämpfender und einen zu schnellen Druckabbau verhindernder Druckspeicher 39.

Im teiltragenden Federbein 37 ist ein nur gestrichelt ange­ deuteter Niveaugeber 40 untergebracht, der ein dem Ist-Niveau der betreffenden Radachse entsprechendes elektrisches Signal über eine gestrichelt angedeutete Steuerleitung 41 an ein Niveauregelungssteuergerät 22 abgibt, welches über eine Inaktivierungsleitung 42 mit dem Bremsgerät 27 und über Steuer­ leitungen 43, 44 mit einem Pumptaktgeber 23 bzw. einem elektro­ magnetisch betätigten Ablaßventil 26 verbunden ist. Der Pump­ taktgeber 23 ist seinerseits über eine elektrische Zuleitung 45 mit dem Betätigungselektromagneten des elektromagnetisch be­ tätigten Schaltventils 12 verbunden.

Das Ablaßventil 26 weist eine Sperr- und eine Durchlaßstellung auf und verbindet den Niveauregelkreis 20 mit der Rück­ laufleitung 46 zum Niveauregelungs-Rücklaufbehälter 25. Letzterer liefert über ein Nachsaugrückschlagventil 24 die jeweils erforderliche Menge von Mineralöl über die Ausgangs leitung 36 in den Ausgangsdruckraum 19 des Medientrenners 11.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit Niveauregulierung ist wie folgt:

Während einer Betätigung des Bremspedals 30 des Kraftfahrzeugs wird über die Inaktivierungsleitung 42 ein Inaktivierungssignal an das Niveauregelungssteuergerät 22 abgegeben, so daß dieses unabhängig von dem vom Niveaugeber 40 abgegebenen Niveau­ signal stets die aus der Zeichnung ersichtliche Ruhelage bei­ behält, in welcher keines der beiden Ventile 12, 26 so ange­ steuert wird, daß es die aus der Zeichnung ersichtliche Ruhe­ lage verläßt.

Nur wenn keine Bremsung des Fahrzeuges erfolgt, verschwindet das Inaktivierungssignal und das Niveauregelungssteuer­ gerät 22 ist bereit, auf Niveausignale vom Niveaugeber 40 hin eine seiner beiden Schaltstellungen einzunehmen.

Stellt der Niveaugeber 40 z.B. aufgrund einer höheren Fahrzeug­ belastung ein zu niedriges Niveau der betreffenden Radachse fest, so wird das Niveauregelungssteuergerät 22 in seine Druckaufbaustellung umgeschaltet, und der Pumptaktgeber 23 über die Steuerleitung 43 veranlaßt, das Schaltventil 12 in schneller Folge zwischen der aus der Zeichnung ersichtlichen Ruhelage und der Druckstellung hin- und herzuschalten, in welcher die Druckseite des Bremsgerätes 27 mit dem Eingangsdruck­ raum 18 des Medientrenners 11 verbunden ist. Bei jedem hier­ durch erzeugten Druckstoß bewegt sich der Kolben 16 entgegen der Schraubendruckfeder 33 um einen relativ geringen Weg, wobei in der Ausgangsleitung 36 ein Druck aufgebaut wird, der zur Öffnung des Rückschlagventils 21 führt und so eine entsprechende Erhöhung des Druckes im Niveauregelkreis 20 nach sich zieht.

Wenn im nächsten Augenblick das Schaltventil 12 wieder in die aus der Zeichnung ersichtliche Ruhelage zurückschaltet, drückt die Feder 33 den Kolben 16 wieder in seine Ausgangs­ lage zurück, wobei die Bremsflüssigkeit aus dem Eingangsdruck­ raum 18 über das Schaltventil 12 zum Bremsflüssigkeits-Rück­ laufbehälter 15 zurückgedrückt wird. Gleichzeitig schließt das Rückschlagventil 21 und der Kolben 16 saugt über die Aus­ gangsleitung 36 und das sich jetzt öffnende Ansaugrückschlag­ ventil 24 Mineralöl aus dem Niveauregelungs-Rücklaufbehäl­ ter 25 in den Ausgangsdruckraum 19 nach. Hierbei ist das Rück­ schlagventil 21 also geschlossen, so daß in diesem Stadium der Impulsbeaufschlagung des Schaltventils 12 der Druck im Niveauregelkreis 20 aufrechterhalten bleibt.

Wenn das Schaltventil 12 während des nächsten Impulses vom Pumptaktgeber 23 wieder in die Druckstellung gelangt, wieder­ holt sich der Druckbeaufschlagungsvorgang, und es wird auf­ grund eines weiteren Druckstoßes in der Ausgangsleitung 36 über das Rückschlagventil 21 ein weiterer stufenartiger Druck­ aufbau im Niveauregulierungskreis 20 erzeugt.

Dieses Arbeitsspiel geht solange vor sich, bis über das teil­ tragende Federbein 37 das Niveau der entsprechenden Radachse so weit angehoben ist, daß der Niveaugeber 40 das Erreichen des Soll-Niveaus über die Leitung 41 an das Niveauregelungs­ steuergerät 22 meldet. Nunmehr schaltet das Niveauregelungs­ steuergerät 22 den Pumptaktgeber 23 wieder ab, so daß das Schaltventil 12 in die aus der Zeichnung ersichtliche Ruhelage zurückkehrt und in dieser verharrt. Nunmehr befindet sich der Kolben 16 wieder in der aus der Zeichnung ersichtlichen Ausgangsstellung. Der Druck im Niveauregelkreis 20 bleibt jetzt bis auf die unvermeidbaren Verluste aufrechterhal­ ten. Sobald ein das Niveau unter eine vorgegebene Stellung absinkender Druckverlust im Niveauregelkreis 20 aufge­ treten ist, löst der Niveaugeber 40 über das Niveauregelungs­ steuergerät 22 eine neue Druckaufbauphase aus, die wie oben beschrieben abläuft.

Nimmt die Radachse am teiltragenden Federbein 37 beispiels­ weise aufgrund einer Entladung des Fahrzeuges ein zu hohes Niveau ein, so wird das Niveauregelungssteuergerät 22 in seine andere Schaltstellung umgeschaltet, in welcher das Ablaß­ ventil 26 geöffnet wird. Nunmehr kann Mineralöl aus dem Niveau­ regelungskreis 20 zum Niveauregelungs-Rücklaufbehälter 25 zurückfließen, so daß eine entsprechende Druckentlastung eintritt. Ist diese Druckentlastung so groß geworden, daß der Niveaugeber 40 wieder das Sollniveau anzeigt, so schaltet das Niveauregelungssteuergerät 22 erneut in die aus der Zeichnung ersichtliche Mittelstellung um, in welcher das Ablaß­ schaltventil 26 wieder in die aus der Zeichnung ersichtliche Schließstellung umschaltet und so den weiteren Druckabbau im Niveauregelkreis 20 unterbindet.

Auf die vorbeschriebene Weise kann wahlweise ein Druckauf­ bzw. -abbau im Niveauregelkreis 20 stattfinden. Der Medientrenner 11 arbeitet beim Druckaufbau quasi als eine hydraulisch angetriebene Pumpe.

Der Arbeitshub des Kolbens 16 des Medientrenners 11 kann z.B. so ausgelegt sein, daß bei jedem Druckstoß ein Volumen von 0,1 bis 0,2 l verdrängt wird.

Das beschriebene Prinzip der Medientrennung kann auch auf andere Verbraucher (mit CC-Steuerung) angewendet werden (z.B. Getriebeschaltung und Sperrenschaltung).

Wichtig ist für eine einwandfreie Medientrennung ist, daß die Hübe der beiden an den Eingangsdruckraum 18 und den Ausgangs­ druckraum 19 angrenzenden, einen deutlichen Abstand aufweisen­ den Teilkolben des langgestreckten, einen Ringluftraum zwi­ schen den beiden Teilkolben aufweisenden Kolbens 16 sich nicht überdecken, sondern daß zwischen den benachbarten Enden der beiden Hübe ein Abstand vorliegt.

Claims (5)

1. Hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit einer hydrau­ lischen Pumpe und einem Hydrospeicher zur Lieferung von hydraulischem Druckmedium an einen an die Radbremskreise ange­ schlossenen Hauptzylinder und/oder an zu den Radbremskrei­ sen führende Ventile, wobei der Hauptzylinder und/oder die Ventile vom Bremspedal des Kraftfahrzeuges angesteuert sind, sowie mit einem Bremsflüssigkeits-Rücklaufbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß eine an wenigstens einer Fahr­ zeugachse angeordnete, hydraulisch arbeitende Niveau­ regelung (14) über einen Medientrenner (11) und ein Schalt­ ventil (12) normalerweise an den Rücklaufbehälter (15) und zeitweise an die Druckseite des Hydrospeichers (13) anschließbar ist, daß der Medientrenner (11) ein einen federnd entgegen dem Bremsflüssigkeitsdruck vorgespannten Kolben (16) enthaltender Zylinder (17) ist, dessen Eingangs­ druckraum (18) an das Schaltventil (12) und dessen Ausgangs­ druckraum (19) an den Niveauregelkreis (20) ange­ schlossen ist, daß das Schaltventil (12) beim Ansteuern in die Druckstellung impulsartig zwischen dem Anschluß an den Bremsflüssigkeits-Rücklaufbehälter (15) und der Druckseite des Hydrospeichers (13) hin- und hergeschaltet ist, und daß zwischen den Ausgangsdruckraum (19) des Medien­ trenners (11) und den Niveauregelkreis (20) ein Öffnungsventil (21) geschaltet ist, welches normalerweise geschlossen ist und nur innerhalb der Perioden, während der der Eingangsdruckraum (18) an Druck anliegt, zeitweise geöffnet ist.

2. Kraftfahrzeug-Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Öffnungsventil ein in Richtung des Niveau­ regulierungskreises (20) öffnendes Rückschlagventil (21) ist.

3. Kraftfahrzeug-Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Niveauregelsteuergerät (22) über einen Pumptaktgeber (23) an das Schaltventil (12) angeschlossen ist.

4. Kraftfahrzeug-Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsdruck­ raum (19) über ein Nachsaugrückschlagventil (24) an den Niveauregelungsrücklaufbehälter (25) angeschlossen ist. der außerdem über ein Ablaßschaltventil (26) an den Niveau­ regelkreis (20) angeschlossen ist.

5. Kraftfahrzeug-Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Niveaure­ gelsteuergerät (22) vom Bremsgerät (27) derart angesteuert ist, daß die Niveauregelung bei jedem Bremsvorgang in­ aktiviert ist.