DE4109450A1 - Schlupfgeregelte bremsanlage, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
Schlupfgeregelte bremsanlage, insbesondere fuer kraftfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage mit Schlupfregelung
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der internationalen Patentanmeldung PCT/EP/00 266 ist be
reits die Anordnung von Druckpulsationsdämpfern innerhalb
den Hauptdruckleitungen, und zwar in Nähe des Bremsdruckge
bers, bzw. im Nebenschluß der elektromagnetischen Einlaß- und
Auslaßventile bekannt. Die verwendeten Druckpulsations
dämpfer sind als schwingungsdämpfende elastomere Energie
speicherelemente ausgeführt, die durch ihre definierte Volu
menerweiterung, Durchströmungslänge und Drosseleigenschaften
eine Übertragung der aus der Pumpen- und Ventilschaltfre
quenzen resultierenden Schallemission auf das massebehaftete
und folglich schwingungsfähige Bremssystem verhindern sollen.
Ein relativ weiches Pedalgefühl und die Vergrößerung des Pe
dalweges sind die unerwünschten Folgen der durch die vorbe
schriebenen Druckpulsationsdämpfer zusätzlich hervorgerufene
Volumenaufnahme von Druckmittel während des Bremsvorganges.
Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, unter Beibehaltung
eines möglichst unveränderten einfachen Grundaufbaues der
Bremsanlage einen Lösungsweg aufzuzeigen, der den von den
Ventilschaltstellungen abhängige Geräuschpegel und dessen
Fortpflanzung wirkungsvoll vermindert, ohne die vorbeschrie
bene, nachteilig empfundene Pedalcharakteristik während der
Druckmodulation hinnehmen zu müssen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Patentan
spruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Die Erfindung basiert somit auf dem Gedanken, die von den
Schaltfrequenzen der Ventile ausgelösten Druckimpulse unter
schiedlicher Intensität, in einem volumenverdrängenden
Druckpulsationsdämpfer zu reflektieren, indem der Druckpul
sationsdämpfer in der Funktion eines Resonators (Kanal und
Kammer) als Abzweigfilter zur Druckmittelströmungsrichtung
angeordnet ist. Die Schalldämpfung erfolgt im wesentlichen
durch Impulsreflexion an den Querschnittsänderungen zwischen
Kanal und Kammer sowie durch Schallspeicherung und Schall
vernichtung in der Kammer.
Die Ausgestaltung des Erfindungsgedankens gemäß Anspruch 2
sieht vor, zwischen dem hydraulischen Anschluß des Druckpul
sationsdämpfers und der Radbremse eine Blende in der Haupt
druckleitung anzuordnen, um zur Aktivierung des Druckpulsa
tionsdämpfers eine druckabhängige Strombeeinflussung zu er
reichen.
Das gemäß Anspruch 3 beschriebene Rückschlagventil stellt im
Zusammenhang mit den gewünschten Funktionseigenschaften der
Bremsanlage ein wichtiges Sicherheitsmerkmal dar. Das Rück
schlagventil ermöglicht nach Beendigung des pedalseitig aus
geführten Bremsvorganges den raschen ungedrosselten Druckab
bau in der jeweiligen Radbremse.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines Re
flexionsdämpfers wird in Anspruch 4 vorgestellt. Der Druck
pulsationsdämpfer besteht aus einem dichtend im Zylinder ge
führten Kolben, der abhängig von der Intensität der Druckim
pulse einerseits eine zusätzliche Volumenaufnahme (schwin
gungsdämpfende Elastizität der Bremsanlage), andererseits
eine Reflexionskammer begrenzt.
Eine weitere vorteilhafte konstruktive Ausführungsform des
Druckpulsationsdämpfers geht aus den Merkmalen des Anspruchs
5 hervor, wonach der Druckpulsationsdämpfer in einem Zylin
der zwei hintereinander angeordnete Kolben aufweist. Die
voneinander abgewandten Kolbenstirnflächen der beiden Kolben
sind vom jeweils in den Hauptdruckleitungen herrschenden hy
draulischen Druck beaufschlagbar, während die einander zuge
wandten Kolbenstirnflächen der beiden Kolben einen Kompres
sionsraum bilden.
Alternativ zu den vorbeschriebenen Weiterbildungen des Er
findungsgegenstandes, wird in Anspruch 6 ein besonders klein
und kostengünstig herzustellender Druckpulsationsdämpfer be
schrieben, der lediglich aus einer in einem Gehäuse einge
spannten Membran besteht, die von beiden Seiten von den
Drücken zweier Radbremsen beaufschlagt ist.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten gehen
aus der nachfolgenden Beschreibung mehrere Ausführungsbei
spiele hervor.
Im einzelnen zeigt:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform zur Anordnung von Druck
pulsationsdämpfer für schlupfgeregelte Diago
nal-Zweikreis-Bremsanlagen, insbesondere für An
triebsschlupfregelung bei Fahrzeugen mit
Front- oder Heckantrieb,
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform zur Anordnung von
Druckpulsationsdämpfern für schlupfgeregelte Brems
anlagen mit Hinterachs/-Vorderachs-Bremskreisauf
teilung, insbesondere für Antriebsschlupfregelung
bei Front- oder Heckantrieb.
Fig. 3 bis 6 vorteilhafte Konstruktionen des Druckpulsations
dämpfers im Längsschnitt.
Die Fig. 1 zeigt einen Hydraulikschaltplan für eine
schlupfgeregelte Diagonal-Zweikreis-Bremsanlage. Die Hydrau
likschaltung besteht im einzelnen aus den am Bremsdruckgeber
11 angeschlossenen beiden Bremskreisen I, II, die sich über
die zugeordneten Hauptdruckleitungen 2, 2′, 2′′, 2′′′, in
Richtung der einzelnen Radbremsen VL, HR, HL, VR diagonal
verzweigen. In jeder Hauptdruckleitung 2 bis 2′′′ einge
setzt, befinden sich in der Grundstellung strömungsoffene
Einlaßventile 1, 1′, 1′′, 1′′′, die sowohl elektromagne
tisch, elektromotorisch oder hydraulisch angesteuert werden
können. Jeweils zwischen den Einlaßventilen 1 bis 1′′′ und
den Radbremsen VL, HR, HL, VR ist eine Rücklaufleitung 12
angeschlossen, die ein in der Grundstellung vorzugsweise
elektromagnetisch gesperrtes Auslaßventil 13 aufnimmt. Jede
Rücklaufleitung weist eine hydraulische Verbindung zu einem
Niederdruckspeicher 14 auf, der überschüssiges Druckmittel
jeweils zur Saugseite einer Hilfsdruckpumpe 15 zuführt. Je
der Bremskreis besitzt zumindest eine aus Niederdruckspei
cher 14 und Hilfsdruckpumpe 15 bestehende dynamische Ener
gieversorgung, die während der Schlupfregelung aktiviert und
der fußkraftproportionalen Druckmitteleinspeisung überlagert
wird. Um das Ansaugen der Hilfsdruckpumpen 15 zu verbessern,
stellt ein zwischen Niederdruckspeicher 14 und Hilfsdruck
pumpe 15 schaltbarer Abzweig 16 eine direkte hydraulische
Verbindung zum Bremsdruckgeber 11 her. Ferner sind für die
Antriebsschlupfregelung in den beiden Bremskreisen
ASR-Trennventile 17 und Überdruckventile 18 angeordnet. Die
für die Geräuschreduzierung maßgeblichen Bauteile befinden
sich jeweils stromabwärts zwischen dem Anschluß der Ein
laß- bzw. Auslaßventile und den Radbremsen. In einer ersten
bevorzugten Anordnung befindet sich der Druckpulsations
dämpfer 3 im Nebenschluß zu den an die Radbremsen VR, VL der
Vorderachse führenden Hauptdruckleitung 2, 2′′. Analog hier
zu zeigt Fig. 1 einen weiteren Druckpulsationsdämpfer 3′ im
Abzweig der beiden zu den Radbremsen HL, HR der Hinterachse
führenden Hauptdruckleitung 2′, 2′′′. Eine weitere vorteil
hafte Anordnungsvariante von Druckpulsationsdämpfern gemäß
Fig. 1 sieht vor, jeweils einen Druckpulsationsdämpfer 3′′,
bzw. 3′′′ zwischen den beiden diagonalen Radbremsen VL, HR
bzw. VR, HL und damit im Abzweig der zugehörigen diagonalen
Hauptdruckleitung 2, 2′ bzw. 2′′, 2′′′ anzuordnen. Welche
der vorgeschlagenen Anordnungsvarianten und Kombinationen
für die beschriebenen diagonal aufgeteilte Zweikreisbremsan
lage zum Tragen kommt, richtet sich insbesondere bei einer
Antriebsschlupfregelung nach dem angestrebten Maß der Ge
räuschdämpfung und der Lage der angetriebenen Achse
(Front- oder Heckantrieb).
Die Fig. 2 zeigt abweichend von Fig. 1 eine Zweikreis
bremsanlage mit Hinterachs - und Vorderachsbremskreisauftei
lung, so daß abweichend vom Hydraulikschaltplan gemäß Fig.
1, am ersten Bremskreis I die Radbremsen VL, VR der Vorder
achse, am zweiten Bremskreis II die Radbremsen HL, HR der
Hinterachse mit ihren zugehörigen Hauptdruckleitungen 2 bis
2′′′ angeschlossen sind. Ferner gelten die bereits aus Fig.
1 bekannten Erläuterungen. Es wird darauf verwiesen, daß
gleiche Bauteile von Fig. 1 und Fig. 2 mit gleichen Be
zugszeichen versehen sind. Ein erster Druckpulsationsdämpfer
3 befindet sich zwischen den zu den Radbremsen vorne links,
vorne rechts der Vorderachse führenden beiden Hauptdrucklei
tungen 2, 2′, während ein zweiter Druckpulsationsdämpfer 3′
zwischen den zu den Radbremsen hinten links, hinten rechts
der Hinterachse führenden beiden Hauptdruckleitungen 2′′,
2′′′ angeordnet ist. Soweit nicht im Detail auf Fig. 2 ein
gegangen wird, sind dieser die Angaben von Fig. 1 zugrunde
zu legen.
Für das Funktionsprinzip und damit für die Wirkungsweise der
Druckpulsationsdämpfer in der Bremsanlage, insbesondere wäh
rend der Antriebsschlupfregelung, ist die Wahl der Brems
kreisaufteilung ohne Belang. Die Funktion der Druckpul
sationsdämpfer soll daher grundlegend und dennoch beispiel
haft an dem zwischen den beiden Radbremsen VR, VL einer vom
Motor angetriebenen Vorderachse befindlichen Druckpulsa
tionsdämpfer 3 (Diagonalbremsanlage gemäß Fig. 1) erläutert
werden.
Sobald im Rahmen der Schlupfregelung zumindest eines der
beiden Ventilpaare, d. h. das Einlaß- und/oder Auslaßventil
1, 13, bzw. 1′′, 13 des betreffenden Fahrzeugrades aktiviert
wird, gelangen instationäre Druckwellen unterschiedlicher
Intensität während ihrer räumlichen und zeitlichen Dichteän
derung als longitutinale Schallwellen in den Bereich des als
Abzweigfilters wirksamen Druckpulsationsdämpfers 3. Hierbei
führt der Transport von mechanischen Erhaltungsgrößen (Ener
gie und Impuls) einerseits durch die Beschaffenheit der
Grenzflächen innerhalb des Druckpulsationsdämpfers 3 zur Re
flexion, andererseits führt die durch die vom Druckimpuls
verursachte Druckmittelvolumen verdrängende Eigenschaft des
Druckpulsationsdämpfers 3 zu einer Schwächung des Schall
druckpegels, ohne eine zusätzliche Volumenaufnahme des
Bremssystems und damit eine Pedalwegverlängerung herbeizu
führen. Die Beibehaltung der ursprünglichen Volumenaufnahme
im Bremssystem basiert darauf, daß das mit dem Effekt einer
Volumenvergrößerung aus einer modulierten Radbremse in die
zugehörige Hauptdruckleitung und damit in den Abzweig zum
Druckpulsationsdämpfer verdrängte Druckmittel, zwangsläufig
zu einer mittelbaren Rückwirkung der modulierten Flüssig
keitssäule im Sinne einer Verkleinerung der Volumenaufnahme
in einer weiteren mit dem Druckpulsationsdämpfer korrespon
dierende Hauptdruckleitung führt, so daß unabhängig von der
Größe der Druckpulsation immer ein Ausgleich von Druckmit
telvolumen im Bremssystem angestrebt wird.
Konkrete Ausführungsformen zur Konstruktion des Druckpulsa
tionsdämpfers sind den Fig. 3 bis 6 zu entnehmen.
Die Fig. 3 zeigt einen aus einer Zylinder-Kolben-Einheit
gebildeten Druckpulsationsdämpfer 3. Der Kolben 7 ist beid
seitig hydraulisch beaufschlagbar zwischen zwei Druckfedern
19 eingespannt. Zur Abdichtung der Mantelfläche gegenüber
Leckageströme und damit zur Vermeidung eines Druckausgleichs
zwischen einer ersten und einer weiteren Hauptdruckleitung
(beispielsweise 2, 2′ bzw. 2′′, 2′′′) ist der Kolben 7 mit
einer Ringnut versehen. Zusätzlich begrenzen beidseitig des
Kolbens 7 in den Zylinder eingelassene Anschläge 20 den
Maximalhub. Die durch den Zylinder 6 und Kolben 7 einge
grenzten beiden Druckräume 21, 22 werden jeweils von der zu
einer Radbremse zugehörigen Hauptdruckleitung durchdrungen,
so daß sich Druckwellen unterschiedlicher Intensität im
Druckraum ausbreiten, reflektieren und durch die Verschie
bung des Kolbens 7 entspannen können, womit gleichzeitig ei
ne im ersten Druckraum 21 eingeleitete Volumenvergrößerung
im weiteren Druckraum 22 zu einer Volumenverkleinerung
führt, um das Druckmittelvolumen der Bremsanlage konstant zu
halten.
Die Fig. 4 zeigt ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbei
spiel zur Konstruktion des Druckpulsationsdämpfers, wonach
abweichend gegenüber Fig. 3 zwei Kolben 7, 7′ in Tandemkon
figuration jeweils beidseitig von Druckfedern 19 beauf
schlagt werden. Eine zwischen den beiden Kolben 7, 7′ einge
spannte Druckfeder 23 bestimmt in Abhängigkeit der Federken
nung und damit in der Funktion eines Federspeichers die
Rückkopplung des geregelten hydraulischen Radbremsdruckes
auf das mit dem Druckpulsationsdämpfer 3 korrespondierende
Bremsleitungssystem.
Alternativ zu Fig. 4 zeigt Fig. 5 die Verwendung eines mit
dem Bremssystem in Verbindung stehenden Gasdruckspeichers 24
anstelle eines Federspeichers, um die in einem ersten oder
zweiten Druckraum 21, 22 eingeleitete Druckpulsation zu
dämpfen. Hierdurch entfällt die Anordnung einer Druckfeder
zwischen den beiden Kolben 7, 7′.
Ein besonders klein und kostengünstiger Aufbau des Druckpul
sationsdämpfers erhält man gemäß Fig. 6. Der Druckpul
sationsdämpfer besteht aus einem Gehäuse 9. Das Gehäuse 9
wird mittels einer Membran 10 in zwei Druckräume 21, 22 un
terteilt, die von jeweils einer Hauptdruckleitung 2, 2′,
bzw. 2′′, 2′′′ durchdrungen sind.
Bezugszeichenliste
1, 1′, 1′′, 1′′′ Einlaßventil
2, 2′, 2′′, 2′′′ Hauptdruckleitung
3, 3′, 3′′, 3′′′ Druckpulsationsdämpfer
4 Blende
5 Rückschlagventil
6 Zylinder
7, 7′ Kolben
8 Kompressionsraum
9 Gehäuse
10 Membran
11 Bremsdruckgeber
12 Rücklaufleitung
13 Auslaßventil
14 Niederdruckspeicher
15 Hilfsdruckpumpe
16 Abzweig
17 ASR-Trennventil
18 Druckbegrenzer
19 Druckfeder
20 Anschlag
21 Druckraum
22 Druckraum
23 Druckfeder
24 Gasdruckspeicher
2, 2′, 2′′, 2′′′ Hauptdruckleitung
3, 3′, 3′′, 3′′′ Druckpulsationsdämpfer
4 Blende
5 Rückschlagventil
6 Zylinder
7, 7′ Kolben
8 Kompressionsraum
9 Gehäuse
10 Membran
11 Bremsdruckgeber
12 Rücklaufleitung
13 Auslaßventil
14 Niederdruckspeicher
15 Hilfsdruckpumpe
16 Abzweig
17 ASR-Trennventil
18 Druckbegrenzer
19 Druckfeder
20 Anschlag
21 Druckraum
22 Druckraum
23 Druckfeder
24 Gasdruckspeicher
Claims (6)
1. Schlupfgeregelte Bremsanlage, insbesondere für Kraftfahr
zeuge, mit einem pedalbetätigten, vorzugsweise hilfs
kraftunterstützten Bremsdruckgeber, der einen Hauptzylin
der aufnimmt, an dem über Hauptbremsleitungen die Rad
bremsen angeschlossen sind, aus hydraulischen Hilfsdruck
pumpen sowie aus Radsensoren und elektronischen Schalt
kreisen zur Ermittlung des Raddrehverhaltens und zur Er
zeugung von elektrischen Bremsdrucksteuersignalen beste
hend, mit denen zur Schlupfregelung in die Druckmittel
leitungen eingefügte, vorzugsweise elektromagnetisch be
tätigbare Druckmitteleinlaß- und Auslaßventile steuerbar
sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils
zwischen den Radbremsen (VL, VR, HL, HR) und den zugehö
rigen Einlaßventilen (1, 1′, 1′′, 1′′′) zweier Haupt
druckleitungen (2, 2′, 2′′, 2′′′) zumindest ein mit der
Drucksäule der beiden Hauptdruckleitungen (2, 2′, 2′′,
2′′′) in Wechselwirkung stehender volumenverdrängender
Druckpulsationsdämpfer (3, 3′, 3′′, 3′′′) angeordnet ist,
der abhängig von den Ventilschaltfrequenzen die im Flüs
sigkeitsmedium erzeugte Schallenergie in kinetische Ener
gie konvertiert und/oder an Begrenzungsflächen des Druck
pulsationsdämpfers (3, 3′, 3′′, 3′′′) reflektiert.
2. Schlupf geregelte Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß jeweils im Bereich zwi
schen der einer Hauptdruckleitung (2-2′′′) zugeordneten
Radbremse (VL, VR, HL, HR) und einer Anschlußstelle des
Druckpulsationsdämpfers (3 bis 3′′′) ein Blenden- oder
Drosselkörper (4) eingesetzt ist.
3. Schlupfgeregelte Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß parallel zum Blen
den- bzw. Drosselkörper (4) ein in Richtung der Radbremse
(VL, VR, HL, HR) sperrendes Rückschlagventil (5) angeord
net ist.
4. Schlupfgeregelte Bremsanlage nach mindestens einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß der das Druckmittelvolumen kompensierende
Druckpulsationsdämpfer (3 bis 3′′′) zumindest aus einer
Kolben-Zylinder-Einheit gebildet ist, dessen dichtend im
Zylinder (6) geführter, als Medientrenner wirkende Kolben
(7, 7′) von den Radbremsdrücken zweier Hauptdruckleitun
gen (2 bis 2′′′) beaufschlagbar ist.
5. Schlupfgeregelte Bremsanlage nach mindestens einem der
vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Druckpulsationsdämpfer (3 bis
3′) zwei in einem Zylinder (6) hintereinander angeordnete
Kolben (7, 7′) aufweist, wobei die voneinander abge
wandten Kolbenstirnflächen der beiden Kolben (7, 7′) vom
jeweiligen in den Hauptdruckleitungen (2 bis 2′′′) herr
schenden hydraulischen Druck beaufschlagbar sind, während
die einander zugewandten Kolbenstirnflächen in der beiden
Kolben (7, 7′) einen Kompressionsraum (8) begrenzen.
6. Schlupfgeregelte Bremsanlage nach einem der vorhergehen
den Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß der Druckpulsationsdämpfer (3 bis 3′′′) eine
in einem Gehäuse (9) eingespannte Membran (10) aufweist,
die von beiden Seiten von den jeweils in den Hauptdruck
leitungen (2 bis 2′′′) zweier Radbremsen herrschenden
Druck beaufschlagbar ist.
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---|---|---|---|
DE4109450A DE4109450A1 (de) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | Schlupfgeregelte bremsanlage, insbesondere fuer kraftfahrzeuge |
EP92902847A EP0529015B1 (de) | 1991-03-22 | 1992-01-23 | Schlupfgeregelte bremsanlage, insbesondere für kraftfahrzeuge |
PCT/EP1992/000133 WO1992016398A1 (de) | 1991-03-22 | 1992-01-23 | Schlupfgeregelte bremsanlage, insbesondere für kraftfahrzeuge |
DE59202690T DE59202690D1 (de) | 1991-03-22 | 1992-01-23 | Schlupfgeregelte bremsanlage, insbesondere für kraftfahrzeuge. |
JP92502903A JPH05507250A (ja) | 1991-03-22 | 1992-01-23 | 特に自動車用のスリップコントロール付ブレーキシステム |
US08/198,199 US5385395A (en) | 1991-03-22 | 1994-02-17 | Slip-controlled brake system, especially for automotive vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4109450A DE4109450A1 (de) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | Schlupfgeregelte bremsanlage, insbesondere fuer kraftfahrzeuge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4109450A1 true DE4109450A1 (de) | 1992-09-24 |
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DE4109450A Withdrawn DE4109450A1 (de) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | Schlupfgeregelte bremsanlage, insbesondere fuer kraftfahrzeuge |
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JP (1) | JPH05507250A (de) |
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WO (1) | WO1992016398A1 (de) |
Cited By (14)
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