DE4319161A1

DE4319161A1 - Schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage

Info

Publication number: DE4319161A1
Application number: DE19934319161
Authority: DE
Inventors: Erhard Beck; Peter Dr Volz; Jochen Burgdorf
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1993-06-09
Filing date: 1993-06-09
Publication date: 1994-12-15
Also published as: WO1994029149A1

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer schlupf geregelten hydraulischen Bremsanlage gemäß dem Ober begriff des Hauptanspruches.

Eine gattungsgemäße Bremsanlage ist aus der DE-41 08 756 A1 bekannt. Die darin beschriebene Bremsan lage arbeitet bei der Bremsschlupfregelung nach dem bekannten Rückförderprinzip. Für die Antriebsschlupf regelung wurde die zweite Saugleitung installiert, in welche ein hydraulisch betätigtes, drucklos offenes Umschaltventil eingesetzt ist. Über dieses Umschalt ventil saugt die Pumpe zu Beginn einer Antriebs schlupfregelung Druckmittel durch den Hauptzylinder aus dem Nachlaufbehälter. Damit das von der Pumpe geförderte Druckmittel zum Radbremszylinder gelangt und nicht durch die Bremsleitung über den Hauptbrems zylinder zurück in den Nachlaufbehälter fließt, ist zwischen der Anschlußstelle der zweiten Saugleitung und der Einmündung der Druckleitung in die Bremsleitung ein elektromagnetisch betätigtes Trenn ventil eingesetzt. Dieses bleibt während einer An triebsschlupfregelung geschlossen. Das hydraulisch betätigte Umschaltventil dagegen wird bei jeder pedal betätigten Bremsung, also bei jeder Normalbremsung sowie während einer Bremsschlupfregelung vom Haupt zylinderdruck geschlossen.

In der Praxis hat es sich jedoch als zweckmäßig er wiesen, daß das Umschaltventil unter normalen Fahr bahnbedingungen, also bei hohem Reibwert, sich erst bei einem Bremsdruck von etwa 5 bis 10 bar schließt. Dadurch entfallen bei leichten, unkritischen Bremsungen unnötige Schaltgeräusche. Anders sieht es bei Bremsungen auf einer Fahrbahn mit niedrigem Reib wert aus. Bei Glatteis beispielweise führen schon geringe Bremsdrücke zum Blockieren der Räder. Ein dauerhafter Bremsdruckabbau ist aber bei geöffnetem Umschaltventil nicht möglich, weil der niedrigste erreichbare Bremsdruck bei geöffnetem Umschaltventil gleich dem Hauptzylinderdruck ist, sobald der Nieder druckspeicher gefüllt ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt also darin, eine gattungsgemäße Bremsanlage mit einem Umschaltventil auszurüsten, welches zwar nicht bei jeder pedalbetätigten Bremsung schließt, jedoch trotz dem auch bei niedrigen Fahrbahnreibwerten eine sichere Funktion der Bremsschlupfregelung gewährleistet. Das Prinzip der Erfindung besteht also darin, das hydraulisch betätigte Umschaltventil ab hängig vom Füllzustand des Niederdruckspeichers zu schließen. Der Druck im Hauptbremszylinder kann dabei zusätzlich in Schließrichtung wirken, wobei es von der Auslegung des Umschaltventils abhängt, ob er in der Lage ist, das Ventil bei einem bestimmten Druck zu schließen oder nur bei geschlossenem Ventil schließ unterstützend wirkt. Die Steuerung des Umschaltventils durch den Niederdruckspeicher kann wegabhängig oder druckabhängig erfolgen.

Besonders platzsparend ist eine Unterbringung des Niederdruckspeichers und des Umschaltventils in dem selben Gehäuse. Dadurch kann der den Niederdruck speicher begrenzende, druckfederbeaufschlagte Kolben durch seinen Hub zumindest mittelbar das Ventil schließglied beaufschlagen.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den übrigen Unteran sprüchen, sowie aus der nun folgenden weiteren Er läuterung des Erfindungsgedankens anhand der Be schreibung von vier Figuren.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Bremsanlage;

Fig. 2 bis 4 weitere Ausführungen des hydraulisch betätigten Umschaltventils einer erfindungsgemäßen Bremsanlage.

Die Bremsanlage nach Fig. 1 besitzt einen Hauptbrems zylinder 1, welcher an einen Nachlaufbehälter 2 ange schlossen ist und von welchem die Bremsleitung 3 über das Trennventil 13 und das Einlaßventil 4 zum Rad bremszylinder 6 eines angetriebenen Rades führt. Das Auslaßventil 5 ist in der Rücklaufleitung 12 ange ordnet, welche zum Niederdruckspeicher 9 führt. Dieser ist über die erste Saugleitung 7 an die Saugseite der selbstansaugenden Pumpe 10 angeschlossen, die eine zweite Saugleitung besitzt, welche von der Brems leitung 3 abzweigt. Die Druckleitung 11 der Pumpe 10 führt zur Bremsleitung 3 an eine Stelle zwischen dem Trennventil 13 und dem Einlaßventil 4.

In die zweite Saugleitung 8 ist das hydraulisch be tätigte, drucklos offene Umschaltventil 14 eingefügt.

Das Umschaltventil 14 weist im wesentlichen fünf verschiedene Kammern 16 bis 20 auf. Die Einlaßkammer 17 ist von der Auslaßkammer 16 durch Anlegen des Schließgliedes 21 an den Ventilsitz 22 trennbar. Das Schließglied 21 ist im Einlaßraum 17 angeordnet, welcher an den Hauptbremszylinder 1 angeschlossen ist. Vom Schließglied 21 verläuft ein Ventilstößel 23 durch den Ventilsitz 22 und den Auslaßraum 16 zu einer Membran 24, welche den Auslaßraum 16 vom Atmosphären druck trennt. Die Membran 24 ist zum Ventilsitz 22 hin von der Kraft einer Druckfeder 25 beaufschlagt. Deren Vorspannung ist größer als die der im Einlaßraum 16 angeordneten, in Gegenrichtung wirkenden Druckfeder 26. In drucklosem Zustand ist das Umschaltventil 14 also geöffnet. Die Pumpe 10 kann durch die zweite Saugleitung über die Auslaßkammer 16, die Einlaßkammer 17 und den Hauptbremszylinder 1 Druckmittel aus dem Nachlaufbehälter 2 ansaugen, wenn eine Antriebs schlupfregelung erforderlich ist.

Außer vom Hauptbremszylinderdruck, welcher bei ge öffnetem Umschaltventil 14 auf die Membran 24 und bei geschlossenem Umschaltventil 14 auf das Schließglied 21 jeweils in Schließrichtung wirkt, wird das Um schaltventil 14 auch noch vom Druck im Niederdruck speicher 9 in Schließrichtung beaufschlagt. Dazu ist der Niederdruckspeicher 9 über die Steuerleitung 5 an die Speicherdruckkammer 19 angeschlossen. Der Druck in der Speicherdruckkammer 19 wirkt auf den Stufenkolben 27 in Richtung auf das Ventilschließglied 21. Der Stufenkolben 27 ist von der Druckfeder 28 gegen den Niederdruckspeicherdruck belastet und mit einem kleinen Durchmesser abgedichtet in den Einlaßraum 17 geführt, wo er am Schließglied 21 anliegt. Damit der Hauptbremszylinderdruck keine unerwünschten Aus wirkungen auf den Niederdruckspeicher 9 hat, ist der Stufenkolben 27 auf der dem Schließglied abgewandten Seite mit gleichem Durchmesser wie in die Einlaßkammer 17 auch in die Ausgleichskammer 20 geführt, wo er ebenfalls dem Hauptbremszylinderdruck ausgesetzt ist. Da die abgedichtete Fläche des Stufenkolbens 27, welche die Speicherdruckkammer 19 von der Federkammer 18 trennt, größer ist als die jeweils in die vom Hauptbremszylinderdruck beaufschlagten Kammern 17 und 20 geführten Durchmesser, besitzt der Niederdruck speicher 9 eine Wirkfläche in Richtung auf das Schließglied 21, so daß der Niederdruckspeicherdruck in Schließrichtung des Umschaltventils 14 wirkt. Die Federkammer 18 ist dazu an die Atmosphäre ange schlossen.

In den Fig. 2 und 3 ist der Niederdruckspeicher schon in das Ventilgehäuse integriert. Der Niederdruck speicher 9 aus Fig. 1 kann also entfallen. Ansonsten kann das Schaltbild von Fig. 1 vollständig für die Fig. 2 und 3 übernommen werden.

Das in Fig. 2 dargestellte Umschaltventil 114 unter scheidet sich von dem Umschaltventil 14 aus Fig. 2 nur durch den Aufbau des Stufenkolbens 127. Dieser besitzt eine axiale Bohrung 129, welche die Einlaßkammer 117 mit der Ausgleichskammer 120 verbindet. Innerhalb der Bohrung 129 ist eine gefesselte Druckfeder 130 ange ordnet, welche den durch die Bohrung 129 in den Ein laßraum 117 geführten Stift 131 an einer von der Druckfeder 130 aus gesehen einlaßraumseitigen Stufe der Bohrung 129 im Anschlag hält. Die Federhärte der Druckfeder 130 ist dabei größer als die der in Öffnungsrichtung wirkenden Druckfeder 125.

Sobald sich die als Niederdruckspeicher dienende Speicherdruckkammer 119 mit Druckmittel füllt und der Stufenkolben 127 zum Schließglied 121 hin verschoben wird, drückt der Stift 131 das Schließglied 121 gegen den Ventilsitz 122. Gegenüber Fig. 1 hat die Aus führungsform nach Fig. 2 den Vorteil, daß auch bei Anlage des Schließgliedes 121 am Ventilsitz 122 der Stufenkolben 127 noch weiter in den Einlaßraum 117 verschoben werden kann. Es steht also auch bei ge schlossenem Umschaltventil 114 noch ein zusätzliches Speichervolumen zur Verfügung, so daß ein separater Niederdruckspeicher bei dieser Ausführungsform ent fallen kann.

Dasselbe gilt für Fig. 3. Das hier dargestellte Aus führungsbeispiel unterscheidet sich von dem aus Fig. 2 in der Anordnung des Ventils selbst. Hier ist der Stift 231 starr mit dem Schließglied 221 verbunden, so daß das Umschaltventil 214 durch die Mitnehmerverbin dung zwischen Stufenkolben 227 und Stift 231 bei druckloser Speicherdruckkammer 219 stets geöffnet ist. Im Gegensatz zu den vorher beschriebenen Beispielen besitzt beim Umschaltventil 214 nach Fig. 3 der Haupt bremszylinderdruck keine Wirkfläche in Ventilschließ richtung, solange das Schließglied 221 vom Ventilsitz 222 abgehoben ist. Lediglich bei geschlossenem Ventil, also bei Anlage des Schließgliedes 221 am Ventilsitz 222 wirkt der Druck vom Hauptbremszylinder her schließunterstützend.

Während die Ventile aus Fig. 1 und Fig. 2 während einer Antriebsschließregelung auch bei gefülltem Niederdruckschlupfs durch das Ansaugen der Pumpe geöffnet werden können, weil der Atmosphärendruck außerhalb der Membran bei Unterdruck in der Auslaßkammer öffnend wirkt, ist das Umschaltventil 214 allein um den Hub des Stufenkolbens 227 schaltbar. Es ergeben sich jedoch auch bei Antriebsschlupf regelung keine Probleme, da sich das Ventil erst dann schließen kann, wenn ein ausreichendes Regelvolumen in der Speicherdruckkammer 219 zur Verfügung steht.

Fig. 4 zeigt eine besonders kurzbauende Version, eines Umschaltventils 314, bei welchem jedoch wie in Fig. 1 ein separater Niederdruckspeicher benötigt wird. Da die hier vorhandenen Druckmittelanschlüsse nicht deckungsgleich mit denen der vorhergehenden Aus führungsbeispiele sind, wurden die zu den Anschlüssen führenden Leitungen mit den entsprechenden Bezugs zeichen nach Fig. 1 versehen.

Zur Baulängenverkürzung trägt hauptsächlich die Tat sache bei, daß die Speicherdruckkammer 319 an der Membran 324 angeordnet ist, auf welche in den Aus führungsbeispielen nach Fig. 1 und Fig. 2 der Haupt bremszylinderdruck wirkt.

Der Ventilstößel 323 geht zur Membran 324 hin in einen Kolben 332 über, welcher abgedichtet in die Speicher druckkammer 319 geführt ist. Der Kolben 332 besitzt eine starre Verbindung zur Membran 324. Während der Druck im Niederdruckspeicher also als Wirkfläche in Schließrichtung des Umschaltventils die Differenzfläche aus der Membranfläche und dem Quer schnitt des Kolbens 332 besitzt, wirkt der Druck im Hauptbremszylinder bei geöffnetem Ventil nur noch auf die Querschnittsfläche des Kolbens 332. Da diese Querschnittsfläche des Kolbens 232 jedoch kleiner ist als die vom Schließglied 321 abgedeckte Fläche am Ventilsitz 321, vermag die Pumpe wie im Beispiel zuvor das Ventil nicht zu öffnen, wenn der Niederdruck speicher gefüllt ist, die Speicherdruckkammer 319 also unter Druck steht. Dies ist aus den zuvor beschriebenen Gründen auch nicht nötig.

Bezugszeichenliste

1 Hauptbremszylinder
2 Nachlaufbehälter
3 Bremsleitung
4 Einlaßventil
5 Auslaßventil
6 Radbremszylinder
7 erste Saugleitung
8 zweite Saugleitung
9 Niederdruckspeicher
10 Pumpe
11 Druckleitung
12 Rücklaufleitung
13 Trennventil
14 Umschaltventil
15 Steuerleitung
16 Auslaßkammer
17 Einlaßkammer
18 Federkammer
19 Speicherdruckkammer
20 Ausgleichskammer
21 Schließglied
22 Ventilsitz
23 Ventilstößel
24 Membran
25 Druckfeder
26 Druckfeder
27 Stufenkolben
28 Druckfeder
114 Umschaltventil
117 Einlaßkammer
119 Speicherdruckkammer
120 Ausgleichskammer
121 Schließglied
122 Ventilsitz
125 Druckfeder
127 Stufenkolben
128 Druckfeder
129 Bohrung
130 Druckfeder
131 Stift
214 Umschaltventil
219 Speicherdruckkammer
221 Schließglied
222 Ventilsitz
227 Stufenkolben
231 Stift
314 Umschaltventil
319 Speicherdruckkammer
321 Schließglied
322 Ventilsitz
323 Ventilstößel
324 Membran
332 Kolben

Claims

1. Bremsanlage mit einer Einrichtung zum Regeln sowohl des Bremsschlupfes als auch des Antriebsschlupfes,
mit einem Hauptbremszylinder (1) der an einen Nachlaufbehälter (2) angeschlossen ist,
mit mindestens einem Radbremszylinder (6), der über eine Bremsleitung (3) mit dem Hauptbremszylinder (1) verbunden ist und zu einem angetriebenen Rad gehört,
mit einer selbstansaugenden Pumpe (10), welche mit ihrer Saugseite über eine erste Saugleitung (7) mit einem Niederdruckspeicher (9) und über eine zweite Saugleitung (8) mit der Bremsleitung verbunden ist und welche mit ihrer Druckseite über eine Druckleitung (11) an die Bremsleitung (3) zwischen der Einmündung der zweiten Saugleitung (8) und dem Radbremszylinder (6) anschließt,
mit einem Einlaßventil (4) in der Bremsleitung (3) zwischen dem Einmündungspunkt der Druckleitung (11) und dem Radbremszylinder (6), mit einem Auslaßventil (5) in einer Rücklaufleitung (12) zwischen dem Radbremszylinder (6) und dem Niederdruckspeicher (9),
mit einem Trennventil (19) in der Bremsleitung (3) zwischen den Einmündungspunkten der zweiten Saugleitung (8) und der Druckleitung (11) und mit einem in Grundstellung offenen, hydraulisch betätigten Umschaltventil (14, 114, 214, 314) mit Schließglied (21, 121, 221, 321) und Ventilsitz (22, 122, 222, 322) in der zweiten Saugleitung (8), dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Niederdruckspeicher (9) eine Wirkfläche in Schließrichtung des Umschaltventils (14, 114, 214, 314) besitzt.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest bei geschlossenem Umschaltventil (14, 114, 214, 314) der Druck des Hauptbremszylinders (1) in Schließrichtung des Umschaltventils (14, 114, 214, 314) wirkt.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (14, 114, 214, 314) abhängig vom Hub eines mit dem Niederdruckspeicherdruck (Speicherdruckkammer 19, 119, 219) beaufschlagten Kolbens (27, 127, 227) gesteuert wird.

4. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (127, 227) den Niederdruckspeicher (Speicherdruckkammer 119, 219) begrenzt.

5. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (27, 127, 227) von der Druckfeder (28, 128) in Öffnungsrichtung des Umschaltventils (14,114,214) beaufschlagt ist.

6. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kolben (127, 227) und dem Schließglied (121, 221) eine gefesselte Druckfeder (130) angeordnet ist.

7. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kolben (227) und dem Schließglied (221) eine Mitnehmerverbindung besteht, welche bei Entleerung des Niederdruckspeichers (Speicherdruckkammer 219) das Schließglied (221) vom Ventilsitz (222) abhebt.

8. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (314) abhängig vom Hub einer mit dem Niederdruckspeicherdruck beaufschlagten Membran (324) gesteuert wird.

9. Bremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Membran (324) und Schließglied (321) eine starre Verbindung besteht.