DE4112136A1

DE4112136A1 - Hydraulische bremsanlage mit einer blockierschutz- und antriebsschlupfregeleinrichtung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE4112136A1
Application number: DE19914112136
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Wetzel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1991-04-13
Filing date: 1991-04-13
Publication date: 1992-10-15
Also published as: JPH05112229A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Bremsanlage mit einer Blockierschutz- und Antriebsschlupfregeleinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Es ist schon eine solche hydraulische Bremsanlage bekannt (DE-OS 38 32 023), bei welcher das Umschaltventil und das Druckbe grenzungsventil baulich voneinander unabhängig ausgebildet sind. Eine solche Lösung ist aufwendig, denn für ihre Ausgestaltung werden auch Druckmittelleitungen und zusätzliches Einbauvolumen benötigt. Das parallel zum Umschaltventil angeordnete Druckbegrenzungsventil wird wirksam, wenn bei in die Arbeitsstellung geschaltetem Umschalt ventil die Radbremse das von der Hochdruckpumpe in die Bremsleitung eingespeiste Druckmittel nicht abnehmen kann. Um Schäden durch einen unzulässig hohen Druckanstieg in der Bremsleitung und in der Hoch druckquelle zu verhindern, öffnet das Druckbegrenzungsventil nach einem vorbestimmten Ansprechdruck, so daß eine Teilmenge des Druck mittels zum Hauptbremszylinder abströmen kann. Dabei führt das als Sitzventil ausgebildete Druckbegrenzungsventil einen sehr kleinen Hub aus. Dieser Hub ist nicht ausreichend, um das Druckbegrenzungs ventil für vom Druckmittel mitgeführte Fremdkörper, wie Dichtungs abrieb, Metallabrieb und dergleichen, durchgängig zu machen, d. h. die Fremdkörper lagern sich am Ventilsitz ab und beeinträchtigen die Funktion des Druckbegrenzungsventils.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Bremsanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß das Druck begrenzungsventil in das Umschaltventil integriert ist, d. h. das vom zweiten Ventilsitz und vom zweiten Schließglied gebildete Sitz ventil des Umschaltventils übernimmt in der Arbeitsstellung mit die Funktion des Druckbegrenzungsventils, wenn der verbraucherseitige Druck den Ansprechdruck überschreitet. Zwar führt das zweite Schließglied beim Begrenzen des Druckes nur einen sehr kleinen Hub aus. Beim Schalten des Umschaltventils in seine Ruhestellung, in welcher eine druckbegrenzende Funktion nicht erforderlich ist, führt das zweite Schließglied jedoch einen sehr viel größeren Hub aus. Das Umschaltventil ist somit in der Ruhestellung für Fremdkörper durch gängig. Bei der Druckbegrenzungsfunktion am Sitzventil angelagerte Fremdkörper werden jetzt ausgespült. Die Funktionssicherheit der Bremsanlage wird dadurch erhöht. Weiterhin ist die mit der erfin dungsgemäßen Gestaltung erzielte Raum- und Kosteneinsparung eben falls von Vorteil. Da die von der Feder erzeugte Schließkraft geringer ist als die auf den Anker wirkende Magnetkraft, wird darüber hinaus eine Geräuschminderung sowie eine Reduzierung des Verschleißes am zweiten Ventilsitz erzielt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Bremsanlage möglich.

Die im Anspruch 2 angegebene Maßnahme hat den Vorteil, daß durch diese Anordnung der erwähnten Elemente die axiale Baulänge des Umschaltventils klein gehalten ist. Außerdem ist auf einfache Weise das Wirksamwerden der den Ansprechdruck des Druckbegrenzungsventils bestimmenden Schließkraft der Feder in der Arbeitsstellung erzielt. In der Ruhestellung ist dagegen der Kraftfluß der Feder über den Anker geschlossen, so daß der überwiegende Teil des Ankerhubes frei von der Kraft der Feder ist.

Mit der im Anspruch 3 angegebenen Ausgestaltung werden die kosten günstige Herstellung des Umschaltventils mit integriertem Druck begrenzungsventil durch Verwendung formgleicher Teile unterstützt und damit die Gestehungskosten der Bremsanlage verringert.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung ver einfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Schaltschema einer hydraulischen Bremsanlage mit einer aus Umschaltventil und Druckbegrenzungsventil bestehenden Baueinheit und Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Baueinheit in anderem Maßstab.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das in Fig. 1 dargestellte Schaltschema gibt eine hydraulische Bremsanlage 10 mit einer Blockierschutz- und Antriebsschlupfregel einrichtung 11 wieder.

Die Bremsanlage 10 hat einen pedalbetätigbaren, zweikreisigen Haupt bremszylinder 14 mit einem Druckmittel-Vorratsbehälter 15. Ein Bremskreis Z weist eine von Hauptbremszylinder 14 ausgehende Brems leitung 16 auf, welche in zwei Bremsleitungen 17, 18 verzweigt ist.

An die Bremsleitungen 17 und 18 sind Radbremsen 19 bzw. 20 nichtan getriebener Vorderräder eines im übrigen nicht dargestellten Kraft fahrzeugs angeschlossen.

Ein Bremskreis II weist eine von Hauptbremszylinder 14 ausgehende Bremsleitung 23 auf, welche in zwei Bremsleitungen 24 und 25 ver zweigt ist. Die Bremsleitungen 24, 25 führen zu Radbremsen 26 bzw. 27 angetriebener Hinterräder des Fahrzeugs.

In der Bremsleitung 24 ist eine Drucksteuerventilanordnung 30 für die Bremsdruckmodulation in der Radbremse 26 im Blockierschutz- und Antriebsschlupfregelbetrieb angeordnet. Die Drucksteuerventilanord nung 30 ist als 3/3-Wegeventil ausgebildet. Sie hat einen ersten, hauptbremszylinderseitigen Anschluß und einen zweiten radbremssei tigen Anschluß für die Bremsleitung 24. Von einem dritten Anschluß geht ein Zweig einer Rückführleitung 31 aus. In einer ersten, feder betätigten Stellung der Drucksteuerventilanordnung 30 sind die erste und der zweite Anschluß miteinander verbunden, während der dritte Anschluß gesperrt ist. In einer zweiten elektromagnetisch schalt baren Stellung sind alle drei Anschlüsse gesperrt. In einer dritten, ebenfalls elektromagnetisch schaltbaren Stellung sind der zweite und der dritte Anschluß miteinander verbunden, während der erste Anschluß gesperrt ist. Die Drucksteuerventilanordnung 30 ist im Blockierschutz- und Antriebsschlupfregelbetrieb in Phasen für Brems druckaufbau in die erste Stellung, in Phasen für Druckhalten in die zweite Stellung und in Phasen für Druckabbau in der Radbremse 26 in die dritte Stellung schaltbar. In gleicher Weise ist in der Brems leitung 25 eine Drucksteuerventilanordnung 32 angeordnet. Der von dieser Drucksteuerventilanordnung 32 ausgehende Rückführleitungs zweig 33 ist mit dem Rückführleitungszweig 31 in einer Rückführ leitung 34 vereinigt. In dieser liegt ein als Rückschlagventil ausgebildetes Unterdruckschutzventil 35.

Die Rückführleitung 34 ist an eine Saugleitung 37 für Druckmittel angeschlossen, welche zur Eingangsseite einer selbstsaugend ausge bildeten Hochdruckpumpe 38 führt. An die Saugleitung 37 ist ein Druckmittelspeicher 39 angeschlossen. Von der Hochdruckpumpe 38 geht eine Druckleitung 40 mit einer darin angeordneten Dämpferkammer 41 und einer Drossel 42 zur Bremsleitung 25 aus.

In der Bremsleitung 23 ist ein Umschaltventil 45 in Form eines 3/2-Wegeventils angeordnet. Das Umschaltventil 45 besitzt einen hauptbremszylinderseitigen, ersten Anschluß 45.1 für die Brems leitung 23, einen radbremsseitigen, zweiten Anschluß 45.2 ebenfalls für die Bremsleitung 23 sowie einen dritten Anschluß 45.3 für die Saugleitung 37. Das Umschaltventil 45 hat zwei Stellungen: In einer federbetätigten, ersten Stellung, der Ruhestellung, sind der erste Anschluß 45.1 und der zweite 45.2 miteinander verbunden, während der Anschluß 45.3 gesperrt ist. In einer elektromagnetisch schaltbaren, zweiten Stellung, der Arbeitsstellung des Umschalt ventils 45 sind der erste Anschluß 45.1 und der dritte Anschluß 45.3 miteinander verbunden.

Parallel zum Umschaltventil 45 verläuft eine Umgehungsleitung 48 mit einem darin angeordneten Druckbegrenzungsventil 49. Über das Druck begrenzungsventil 49 sind der erste Anschluß 45.1 und der zweite Anschluß 45.2 des Umschaltventils 45 verbindbar. Das Umschaltventil 45 und das Druckbegrenzungsventil 49 sind in einer Baueinheit 50 zusammengefaßt, deren konstruktiver Aufbau weiter unten beschrieben ist.

In dem Bremskreis II entsprechender Weise ist auch der Bremskreis I mit Drucksteuerventilanordnungen 53, 54 für die Bremsdruckmodulation in den Radbremsen 19, 20 ausgestattet. Von den Drucksteuerventil anordnungen 53, 54 ausgehende Rückführleitungen 55, 56, 57 mit angeschlossenem Druckmittelspeicher 58 sind zu einer Hochdruckpumpe 59 geführt, welche mit einer Druckleitung 60 mit darin angeordneter Dämpferkammer 61 und Drossel 62 an die Bremsleitung 17 angeschlossen ist.

Zur Bremsanlage 10 gehören noch weitere, nicht dargestellte Elemente wie ein elektronisches Steuergerät, Drehzahlsensoren und ein Antriebsmotor für die Hochdruckpumpen 38, 59.

Die Bremsanlage hat folgende Funktionsweisen:
Im normalen Bremsbetrieb nehmen die Drucksteuerventilanordnungen 30, 32, 53, 54 und das Umschaltventil 45 die gezeichneten Stellungen ein, so daß im Hauptbremszylinder 14 erzeugter Bremsdruck durch Verschieben von Druckmittelmengen in den Bremsleitungen 16, 17, 18, 23, 24, 25 in den Radbremsen 19, 20, 26, 27 wirksam wird. Droht eines der Fahrzeugräder zu blockieren, so wird die entsprechende Drucksteuerventilanordnung 30, 32, 53, 54 in die Druckabbaustellung geschaltet und Druckmittel aus der entsprechenden Radbremse 19, 20, 26, 27 entnommen. Das entnommene Druckmittel wird von der ent sprechenden Hochdruckpumpe 38, 59 in den Hauptbremszylinder 14 gefördert.

Tritt dagegen beim Anfahren und Beschleunigen des Fahrzeugs bei spielsweise an dem der Radbremse 26 zugeordneten Antriebsrad Antriebsschlupf auf, so wird das Umschaltventil 45 in die Arbeits stellung geschaltet und die Hochdruckpumpe 38 in Betrieb gesetzt. Die Hochdruckpumpe 38 saugt aus dem Druckmittel-Vorratsbehälter 15 durch den (nicht betätigten) Hauptbremszylinder 14, die Bremsleitung 23 und die Saugleitung 37 an und speist dieses durch die Brems leitung 25 und die Bremsleitung 24 mit der ihre Ruhestellung ein nehmenden Drucksteuerventilanordnung 30 in die Radbremse 26 ein. Der hierdurch in der Radbremse 26 zum Stabilisieren des Antriebsrades aufgebaute Bremsdruck ist durch entsprechendes Schalten der Druck steuerventilanordnung 30 in Phasen für Druckaufbau, Druckhalten und Druckabbau modulierbar. Von der Hochdruckpumpe 38 im Überschuß gefördertes und nicht von der Radbremse 26 abgenommenes Druckmittel wird bei Erreichen eines vorgegebenen Ansprechdrucks des Druckbe grenzungsventils 49 durch dieses zum Druckmittel-Vorratsbehälter 15 abgesteuert.

Die in Fig. 1 dargestellte Bremsanlage 10 besitzt eine sogenannte TT-Bremskreisaufteilung, d. h. die Bremskreise I und II sind achs weise dem Fahrzeug zugeordnet. In der sogenannten K-Aufteilung sind dagegen diagonial gegenüberliegende Fahrzeugräder dem jeweiligen Bremskreis zugeordnet, also beispielsweise der Radbremse 19 das angetriebene rechte Vorderrad, der Radbremse 20 das nicht ange triebene linke Hinterrad, der Radbremse 26 das nicht angetriebene rechte Hinterrad und der Radbremse 27 das angetriebene linke Vorderrad. In diesem Fall sind beide Bremskreise I und II mit einer Baueinheit 50 aus Umschaltventil 45 und Druckbegrenzungsventil 49 in der Bremsleitung 17 sowie in der Bremsleitung 25 auszustatten, und zwar zwischen dem Abzweig der Bremsleitung 18 bzw. 24 und dem Anschluß der Druckleitung 40 bzw. 60. Außerdem sind beide Hochdruck pumpen 38 und 59 selbstansaugend auszubilden. Die Hochdruckpumpe 59 ist mit einer Saugleitung an das zugeordnete Umschaltventil 45 anzuschließen. Außerdem ist im Bremskreis I ein Unterdruckschutz ventil in der Rückführleitung 57 erforderlich. Bei einer derart ausgestatteten Bremsanlage in K-Bremskreisaufteilung ist Blockier schutzbetrieb an allen Fahrzeugrädern möglich, Antriebsschlupfregel betrieb an den in getrennten Bremskreisen liegenden, den Radbremsen 19 und 27 zugeordneten Antriebsrädern des Fahrzeugs.

Die Baueinheit 50 aus Umschaltventil 45 und Druckbegrenzungsventil 49 ist anhand Fig. 2 erläutert:
Die Baueinheit 50 hat ein aus einem Gehäusemantel 65 mit einer darin aufgenommenen Spule 66 gebildetes Führungsrohr 67 für einen darin längsbewegbar aufgenommenen Anker 68. Das Führungsrohr 67 ist stirn seitig durch Jochteile 69 und 70 abgeschlossen. Das in Fig. 2 obere, erste Jochteil 69 weist den ersten Anschluß 45.1 des Umschaltventils 45 auf. Durch diesen außermittig angeordneten Anschluß 45.1 steht der Innenraum des Führungsrohres 67 mit dem Hauptbremszylinder 14 der Bremsanlage 10 in Fig. 1 in Verbindung. Außerdem weist das erste Jochteil 69 den gleichachsig zur Längsachse 71 des Führungsrohres 67 verlaufenden dritten Anschlusses 45.3 des Umschaltventils 45 auf. Dieser der Saugleitung der Hochdruckpumpe 38 zugeordnete Anschluß 45.3 endet innenseitig in einem ersten Ventil sitz 72. Das zweite Jochteil 70 ist mittig mit dem zweiten Anschluß 45.2 des Umschaltventils 45 versehen. Dieser den Radbremsen 26, 27 in Fig. 1 zugeordnete Anschluß 45.2 endet innenseitig in einem zweiten Ventilsitz 73.

Der Anker 68 des Umschaltventils 45 ist rohrförmig ausgebildet und weist auf der Seite des zweiten Jochteils 70 einen Innenbund 76 auf. An diesem Innenbund 76 ist eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Rückstellfeder 77 abgestützt, welche am zweiten Jochteil 70 angreift.

Im Anker 68 sind zwei für Druckmittel durchlässige Scheiben 80 und 81 aufgenommen. Zwischen den beiden Scheiben 80 und 81 erstreckt sich eine als Schraubendruckfeder ausgebildete, gleichachsig zur Längsachse 71 verlaufende Feder 82. Die Feder 82 ist einer Vorspann kraft unterworfen, aufgrund der die erste Scheibe 80 an einem in den Anker 68 eingefügten Anschlagring 83 und die zweite Scheibe 81 am Innenbund 76 abgestützt sind.

Auf der Seite des ersten Jochteils 69 ist an der ersten Scheibe 80 eine als erstes Schließglied 86 dienende Kugel befestigt. Das Schließglied 86 bildet im Zusammenwirken mit dem Ventilsitz 72 des Jochteils 69 ein erstes Sitzventil 87 des Umschaltventils 45. An der zweiten Scheibe 81 des Ankers 68 ist auf der Seite des zweiten Joch teils 70 gleichfalls eine Kugel als zweites Schließglied 88 befestigt. Das Schließglied 88 bildet im Zusammenwirken mit dem Ventilsitz 73 des zweiten Jochteils 70 ein Sitzventil 89 sowohl des Umschaltventils 45 als auch des Druckbegrenzungsventils 49. Die beiden Scheiben 80 und 81 mit Schließglied 86, 88 der beiden Sitz ventile 87, 89 sind formgleich ausgebildet.

Die Baueinheit 50 aus Umschaltventil 45 und Druckbegrenzungsventil 49 hat folgende Funktion:
In der gezeichneten Stellung des Ankers 68 nimmt das Umschaltventil 45 seine Ruhestellung ein. In dieser Stellung greift das Schließ glied 86 unter der Wirkung der vorgespannten Rückstellfeder 77 am Ventilsitz 72 des ersten Sitzventiles 87 an und sperrt den Anschluß 45.3 zur Saugseite der Hochdruckpumpe 38. Dagegen ist die Verbindung zwischen dem ersten Anschluß 45.1 und dem zweiten Anschluß 45.2 des Umschaltventils 45 für Druckmittel durchgängig.

Durch Erregen der Spule 66 ist das Umschaltventil 45 in seine Arbeitsstellung schaltbar. Die auf den Anker 68 wirkende Magnetkraft bewegt diesen gegen das zweite Jochteil 70. Dabei öffnet das erste Sitzventil 87, während das Schließglied 88 des zweiten Sitzventils 89 auf den Ventilsitz 73 trifft. Das zweite Sitzventil 89 nimmt daher seine Schließstellung ein. Da der Ventilhub des zweiten Schließgliedes 88 jedoch kleiner ist als der Hub des Ankers 68, wird die zweite Scheibe 81 vom Innenbund 76 des Ankers 68 entgegen der Kraft der Feder 82 abgehoben. Während bisher der Kraftfluß dieser Feder 82 über die zweite Scheibe 81, den Innenbund 76, den Anker 68, den Anschlagring 83 und die erste Scheibe 80 geschlossen war, wirkt nun die Kraft der Feder 82 als Schließkraft auf das zweite Sitz ventil 89. In dieser Arbeitsstellung des Umschaltventils 45 sind die Anschlüsse 45.1 und 45.3 miteinander verbunden. Die Hochdruckpumpe 38 kann nun Druckmittel aus dem Vorratsbehälter 15 des Hauptbrems zylinders 14 ansaugen. Der von der Hochdruckpumpe 38 erzeugte Druck wirkt auf das Schließglied 88 des dem zweiten Anschluß 45.2 zuge ordneten, geschlossenen Sitzventils 89. Das Schließglied 88 dieses Sitzventils 89 wird jedoch erst dann vom Ventilsitz 73 abgehoben, wenn der die Schließkraft der Feder 82 kompensierende Ansprechdruck des Druckbegrenzungsventils 49 erreicht ist. Das zweite Sitzventil 89 des Umschaltventils 45 wirkt somit als Druckbegrenzungsventil, welches das Abströmen von Druckmittel zum Vorratsbehälter 15 des Hauptbremszylinders 14 gestattet. Dabei öffnet das zweite Sitzventil 89 nur einen relativ kleinen Ventilquerschnitt. Beim Schalten des Umschaltventils 45 in die Ruhestellung führt das Schließglied 88 des zweiten Sitzventils 89 jedoch einen demgegenüber sehr viel größeren Ventilhub aus, so daß am Ventilsitz 73 abgelagerte Fremdkörper ausgespült werden.

Claims

1. Hydraulische Bremsanlage (10) mit einer Blockierschutz- und Antriebsschlupfregeleinrichtung (11), insbesondere für Kraftfahr zeuge,

- mit einer Druckmittel führenden, zwischen einem Hauptbrems zylinder (14) und wenigstens einer Radbremse (z. B. 27) verlaufenden Bremsleitung (23, 25),
- mit einer an die Bremsleitung (25) angeschlossenen Hochdruck pumpe (38) zum Einspeisen von Druckmittel,
- mit einem in der Bremsleitung (23) zwischen dem Hauptbrems zylinder (14) und dem Anschluß der Hochdruckpumpe (38) ange ordneten Umschaltventil (45) mit einem ersten, hauptbremszylin derseitigen Anschluß (45.1), mit einem zweiten, radbrems seitigen Anschluß (45.2) und mit einem dritten Anschluß (45.3) für eine zur Saugseite der Hochdruckpumpe (38) führende Saug leitung (37) sowie mit zwei Stellungen, wobei in einer ersten, federbetätigten Ruhestellung der erste und der zweite Anschluß (45.1, 45.2) und in einer zweiten, elektromagnetisch geschal teten Arbeitsstellung der erste und der dritte Anschluß (45.1, 45.3) miteinander verbunden sind,
- sowie mit einem den ersten Anschluß (45.1) des Umschaltventils (45) mit dem zweiten Anschluß (45.2) verbindenden Druckbe grenzungsventil (49), mit dem Druckmittel zum Hauptbrems zylinder (14) absteuerbar ist,

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- eine das Umschaltventil (45) und das Druckbegrenzungsventil (49) umfassende Baueinheit (50) hat ein mit dem ersten Anschluß (45.1) verbundenes Führungsrohr (67), in dem ein Anker (68) längsbewegbar aufgenommen ist,
- das Führungsrohr (67) ist stirnseitig durch Jochteile (69, 70) abgeschlossen, von denen ein erstes Jochteil (69) einen mit dem dritten Anschluß (45.3) in Verbindung stehenden ersten Ventil sitz (72) aufweist, während ein zweites Jochteil (70) mit einem mit dem zweiten Anschluß (45.2) verbundenen zweiten Ventilsitz (73) versehen ist,
- der Anker (68) trägt wenigstens mittelbar an seiner einen Stirnfläche ein erstes Schließglied (86), mit dem er in der Ruhestellung unter der Wirkung einer Rückstellfeder (77) am ersten Ventilsitz (72) angreift,
- am Anker (68) ist ein relativ zu diesem bewegbares, zweites Schließglied (88) aufgenommen, welches in der Arbeitsstellung unter der Wirkung einer wenigstens mittelbar am Anker (68) abgestützten Feder (82) am zweiten Ventilsitz (73) angreift, wobei die Schließkraft der Feder (82) auf den Ansprechdruck des Druckbegrenzungsventils (49) abgestimmt ist.

2. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (68) rohrförmig ausgebildet ist und einen Innenbund (76) aufweist, an dem eine das zweite Schließglied (88) tragende Scheibe (81) unter der Wirkung der als Schraubendruckfeder ausge bildeten, im Anker (68) aufgenommenen Feder (82) angreift, und daß der Ventilhub des zweiten Schließgliedes (88) kleiner ist als der Ankerhub.

3. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Schließglied (86) formgleich zum zweiten Schließglied (88) mit einer Scheibe (80) verbunden ist, die ebenfalls unter der Wirkung der Feder (82) steht und an einem in den Anker (68) einge fügten Anschlagring (83) angreift.