WO1994002340A1 - Blockiergeschützte hydraulische bremsanlage mit bremskraftregler - Google Patents

Abstract

Einem allgemeinen Trend folgend, stellt die vorliegende Erfindung eine blockiergeschützte hydraulische Bremsanlage vor, in welcher zusätzlich ein Bremskraftregler aufgenommen wurde. Entgegen dem Stand der Technik wird der hier verwendete Bremskraftregler (21) jedoch immer nur dann gesperrt, wenn die Pumpe (18) Druck aufbaut. Das bedeutet, daß bei jeder unkritischen Bremsung der Bremskraftregler (21) seine Druckminderfunktion ausübt, sobald sein Umschaltdruck erreicht wird. Dadurch ergibt sich gegenüber anderen, nur bei Ausfall der Blockierschutzfunktion betätigten Bremskraftreglern der Vorteil, daß ein Festsetzen oder Verklemmen von Funktionselementen des Reglers vermieden wird und zusätzlich eine Schlupfregelung seltener erforderlich sein wird.

Description

Blockiergeschützte hydraulische Bremsanlage mit Brems¬ kraftregler

Die vorliegende Erfindung betrifft eine blockierge¬ schützte hydraulische Bremsanlage mit Bremskraftregler gemäß der im Oberbegriff des Hauptanspruches genannten Gattung.

Gattungsgmäße Bremsanlage wurden verschiedentlich vorge¬ schlagen. In der DE- 37 42 173 beispielsweise wird eine blockiergeschützte Bremsanlage beschrieben, in deren Hinterachsbremskreis ein Bremskraftregler eingebaut ist, der mit Hilfe einer elektromagnetischen- Sperrvorrichtung solange außer Kraft gesetzt wird, wie die Blockier- schutzfunktion ihre Aufgabe erfüllt. Sollte jedoch ein Defekt an der Blockierschutzeinrichtung auftreten, so wird die Sperre gelöst und der Bremskraftregler nimmt seine Druckminderfunktion bei jeder Bremsung auf. Da¬ durch wird gewährleistet, daß auch bei Ausfall der elek¬ tronischen Bremsdruckreglung ein Blockieren der Hinter¬ räder vor den Vorderrädern bei einer Pedalbremsung ver¬ hindert wird. So wird gegenüber Bremsanlagen ohne Brems¬ druckminderer ein Zugewinn an Fahrstabilität erzielt, wenn die Blockierschutzfunktion ausfällt. Dabei ist je¬ doch von Nachteil, daß zusätzliche elektrische Leitungen sowie Steuersignale notwendig sind, um die Funktion des Bremskraftreglers zu gewährleisten, Außerdem ist zu be¬ denken, daß ein Ausfall der Blockierschutzfunktion den Ausnahmefall darstellen sollte, so daß es nach Möglich¬ keit niemals zu einem Einsatz des Bremskraf reglers kom¬ men sollte. Tritt aber tatsächlich einmal, möglicherwei¬ se erst nach Jahren ein Defekt auf, so hat der Brems¬ kraftregler über die gesamte Lebensdauer der Bremsanlage seine gesperrte Stellung eingenommen und ist möglicher¬ weise durch Verschmutzung oder Verklemmungen nicht mehr funktionstüchtig.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine gattungsgemäße Bremsanlage zu schaffen, die für den Bremskraftregler ohne zusätzliche elektronische Elemente auskommt und auch nach jahrelanger Funktions- tüchtigkeit bei einem Ausfall eine zuverlässige Druck¬ minderung durch den Bremskraftregler gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs. Das Prinzip der Erfindung besteht also darin, daß bei jeder unkriti¬ schen Bremsung nach Überschreiten des Umschaltdruckes der Bremskraftregler seine Druckminderfunktion aufnimmt und so lange durchführt, wie die Bremsschlupfwerte sich im unkritischen Bereich befinden. Sobald jedoch ein zu hoher Bremsschlupf festgestellt wird und die Blockier¬ schutzfunktion der Bremsanlage einsetzt, wird der Brems¬ kraftregler mit einer Sperrvorrichtung außer Kraft ge¬ setzt, so daß jetzt die elektronisch gesteuerte Brems- druckregelung abläuft. Dabei erspart die Betätigung der Sperrvorrichtung durch den Förderdruck der Pumpe eine zusätzliche elektrische Zuleitung sowie entsprechende elektronische Signale.

Indem der Bremskraftregler unmittelbar an der Radbremse in die Schaltung eingesetzt ist, wird die Verwendung ei- nes gebräuchlichen Ventilblocks ohne weitere Veränderun¬ gen ermöglicht. Der Bremskraftregler kann an der Rad¬ bremse montiert werden.

Für den Einbau ist dabei von Vorteil, wenn der Brems- kraftregler als Einschraubregler konstruiert ist, also nur wenig Platz benötigt.

Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus der fol¬ genden Beschreibung von drei Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Bremsanlage;

Fig. 2 einen Breraskraftregler, der für eine erfin¬ dungsgemäße Bremsanlage vorgesehen ist;

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines geeigne¬ ten Bremskraftreglers.

Die Bremsanlage nach Fig. 1 arbeitet nach dem Rückför¬ derprinzip. Die Bremskreisaufteilung ist diagonal, so daß die Bremskreise I und II identisch aufgebaut sind. Deswegen ist hier nur der Bremskreis II dargestellt.

Vom Hauptbremszylinder 1, der an den Druckmittelbehälter 2 angeschlossen ist wird die Hauptbremsleitung 3 bei ei¬ ner pedalbetätigten Bremsung unter Druck gesetzt. Dieser pflanzt sich in die BremsZweigleitungen 4 und 5 und die Zuführungen 8 und 9 zu den Radbremsen 10 bzw. 11 fort. In den BremsZweigleitungen 4 urd 5 sind elektromagne¬ tisch betätigte, stromlos geöfinete Einlaßventile 6 und 7 angeordnet. Von der Verknüpfungsstelle der Bremszweig¬ leitungen 4 und 5 mit den Zuführungen 8 bzw. 9 führt je- weils eine Auslaßleitung 12 bzw. 13 zum Niederdruck¬ speicher 16. In jeder der Auslaßleitungen 12 und 13 ist jeweils ein elektromagnetisch betätigtes, stromlos ge¬ schlossenes Ventil 14 bzw. 15 angeordnet. Vom Nieder¬ druckspeicher 16 führt die Saugleitung 17 zur Saugseite der Pumpe 18, deren Druckseite über die Druckleitng 19 und das Rückschlagventil 20, welches zur Druckseite der Pumpe hin sperrt, an die Hauptbremsleitung 3 angeschlos¬ sen ist.

In der abgebildeten Bremsanlage ist die Radbremse 11 ei¬ nem Hinterrad zugeordnet, während die Radbremse 10 zu einem Vorderrad gehört. Deswegen ist in der Zuführung 9 zur Radbremse 11 der Bremskraftregler 21 eingefügt, des¬ sen Druckminderventil drucklos offen ist und von drei Drücken gesteuert wird. In Öffnungsrichtung wirkt der vom Bremskraftregler aus gesehen hauptzylinderseitige Druck, der am Bremskraftregler ansteht, während in Schließrichtung der radbremseitige Druck wirkt. Schlie߬ lich wirkt noch in Öffnungsrichtung der in der Steuer¬ leitung 22 anstehende Druck. Dieser Druck stammt aus der Druckleitung 19 zwischen der Druckseite der Pumpe 18 und dem Rückschlagventil 20, so daß immer nur der Druck, welcher von der Pumpe erzeugt wird, den Bremskraftregler in seine Öffnungsstellung bringt, während die Steuerlei¬ tung vom Hauptzylinderdruck unbeeinflußt bleibt.

Dadurch stellt sich für den Bremskraftregler 21 folgende Funktionsweise dar:

So lange die Pumpe 18 nicht läuft, d.h., so lange die Bremsschlupfwerte einen bestimmten kritischen Wert nicht überschreiten, arbeitet der Bremskraftreger 21 wie in jeder herkömmlichen Bremsanlage. Überchreitet der der Radbremse 11 zugeführte Bremsdruck einen bestimmten Um¬ schaltdruck, schließt sich das Druckminderventil des Bremskraftreglers 21, und jeder weitere hauptzylinder- seitige Druckanstieg wird nur noch gemindert an die Rad¬ bremse weitergegeben. Diese Funktion ist bekannter Stand der Technik.

Überschreitet jedoch der Bremsschlup an einer der Rad¬ bremsen 10 oder 11 einen kritischen Schwellenwert, so daß die Fahrstabilität gefährdet ist, läuft die Pumpe 18 an. Sie fördert aus dem Niederdruckspeicher 16, der durch Betätigung der Auslaßventile 14 bzw. 15 gefüllt wird. Diese Art der Regelung ist aus dem Stand der Tech¬ nik ebenfalls bekannt. Indem die Pumpe 18 über die Druckleitng 19 Druckmittel in die Hauptbremsleitung 3 fördert, baut sich der Steuerleitung 22 ein Steuerdruck auf. Dieser bewirkt, daß der Bremskraftregler an seiner Bremsdruckminderfunktion gehindert wird. Ab sofort er¬ folgt die Bremsdruckregelung nur noch über die elektro¬ magnetisch betätigten Regelventile, d.h. die Einlaßven¬ tile 6 und 7 sowie die Auslaßventile 14 und 15.

Durch diese Schaltungsanordnung ergibt sich, daß bei je¬ der Bremsung, die den Umschaltdruck des Bremskraftreg¬ lers 21 überschreitet, der Bremskraftregler 21 betätigt wird. Ein Festsetzen der Kolben oder andere Defekte, die durch langen Stillstand bedingt sein können, fallen da¬ durch weg. Andererseits wird auch die Blockierschutz¬ funktion der Bremsanlage nicht so häufig benötigt wie ohne Bremskraftregler, weil durch den Bremskraf regler 21 der Bremsschlupf der Hinterräder weitestgehend im zu¬ lässigen Rahmen gehalten wird. Wie nun ein solcher Bremskraftregler aussehen kann, zei¬ gen beispielsweise die Figuren 2 und 3.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Bremskraftregler sind Einlaß 30 und Auslaß 31 koaxial angeordet. Der Anschluß für den Einlaß 30, der in der Schaltung dem Hauptbrems¬ zylinder zugewandt ist, besitzt ein Außengewinde. Am Auslaß 31, der der Radbremse zugewandt ist, ist ein In¬ nengewinde angebracht. Dadurch ist eine Verwechselung der beiden Anschlüsse unmöglich. Radial zur Achse zwi¬ schen Einlaß 30 und Auslaß 31 ist der Steueranschluß 32 angebracht, welcher an die Druckseite der Pumpe ange¬ schlossen ist. Dabei besteht das Gehäuse des Reglers im wesentlichen aus drei Teilen. Der Einlaß 30 ist an die Gehäusehülse 33 angeförmt, während der Auslaß 31 am Ge¬ häusekörper 34 ausgebildet ist. Gehäusekörper 34 und Ge¬ häusehülse 33 sind im wesentlichen rotationssymmetrisch. Der Steueranschluß 32 befindet sich am Anschlußring 35, welcher auf den Gehäusekörper 34 aufgeschoben ist. Als Positionierhilfe besitzt der Gehäusekörper 34 zum Auslaß 31 hin eine stufige Erweiterung. Dabei durchragt der Ge¬ häusekörper 34 den Anschluß 35. Auf dieses den Anschlu߬ ring 35 durchragende Ende des Gehäusekörpers 34 ist die Gehäusehülse 33 geschoben und mit dem Gehäusekörper 34 verstemmt, so daß auch der Anschlußring 35 durch die Ge¬ häusehülse 33 fixiert ist.

Die Gehäusehülse 33 besitzt vom Einlaß 30 ins Gehäusein¬ nere eine Einlaßbohrung 36, in welcher das dünnere Ende eines Regelkolbens 37 abgedichtet geführt ist. Das ein- laßseitige Ende des Regelkolbens 37 ist als Ventilsitz 38 ausgebildet. Dieser Ventilsitz 38 wirkt mit einem Ventilschließglied 39 zusammen, welches einlaßseitig vom Regelkolben 37 angeordnet ist und von einem Zentrierele¬ ment 40, welches von einer Ventilfeder 41 zum Regelkol¬ ben hin beaufschlagt ist, gegen den Stößel 42 gedrückt wird, welcher die Axialbohrung 43' des Regelkolbens 37 durchsetzt.

Die Einlaßbohrung 36 erweitert sich zu einem druckmit¬ telfreien Raum 43, in welchem eine Regelfeder 44 ange¬ ordnet ist, welche den Regelkolben 37 über eine Ring¬ scheibe 45 in Öffnungsrichtung des Ventils 38,39 beauf¬ schlagt. Das dickere Ende des Regelkolbens 37 ist in der Führungshülse 46 abgedichtet geführt. Letztere ist in der Gehäusehülse 33 verstemmt. Sie besitzt eine axiale Öffnung 47, durch welche der Stößel 42 ragt. Das die Führungshülse 46 durchragende Ende des Stößels 42 liegt an der dem Regelkolben 37 zugewandten Stirnseite 50 des Sperrkolbens 48 an und wird mit diesem bewegt. Die Ruhe¬ stellung des Sperrkolbens 48 an einer auslaßseitigen Stufe des Gehäusekörpers 34 wird durch die Rückstellfe¬ der 49 bestimmt, welche zwischen der Führungshülse 46 und dem Sperrkolben 48 angeordnet ist. Die Stirnseiten 50 und 51 des Sperrkolbens 48 sind durch eine Durchla߬ bohrung 52 miteinander verbunden. Diese Durchlaßbohrung 52 ist schräg durch den Sperrkolben 48 geführt, so daß sie auslaßseitig zentral aus dem Sperrkolben 48 tritt, jedoch an der Stirnseite 50, die den Regelkolben zuge¬ wandt ist, dezentral endet. Dadurch kann der Stößel 42 nicht in die Durchlaßbohrung 52 gelangen.

Auch der Sperrkolben 48 ist gestuft ausgeführt, wobei jeweils der größere und der kleinere Umfang gegen die Wand des Gehäusekörpers 34 abgedichtet sind. Zwischen den Abdichtungen des Sperrkolbens 48 ist die ringförmge S euerkammer 53 angeordnet, welche mit dem Steueran¬ schluß 32 verbunden ist. Dazu besitzt die Steuerkammer 53 eine Verbindungsbohrung 54 zu der umlaufenden Ringnut 55, welche am Umfang des Gehäusekörpers 34 in dem Axial¬ abschnitt angeordnet ist, wo sich der Steueranschluß 32 befindet. Da der Sperrkolben 48 seinen Abschnitt größe¬ ren Durchmessers regelkolbenseitig und seinen Abschnitt kleineren Druckmessers auslaßseitig besitzt, übt ein Druckaufbau über den Steueranschluß 32 auf den Sperrkol¬ ben 48 eine Kraft in Richtung auf den Regelkolben aus. Das bedeutet, daß bei Überschreiten der Druckkraft der Rückstellfeder 49 der Sperrkolben 48 zum Regelkolben 37 hin verschoben wird, so daß der Stößel 42 das Ventil¬ schließglied 39 zum Einlaß 30 hin verschiebt. Da der Hub des Regelkolbens 37 zum Einlaß 30 hin durch die Stufe 56 begrenzt ist, wird auf diese Weise eine Sperre erzielt, der Ventilsitz 38 kann sich nicht mehr an das Ventil¬ schließglied 39 anlegen.

Zur Fig. 2 ist anzumerken, daß die abgebildete Stellung des Regelkolbens 37 sowie des Sperrkolbens 48 einer Bremsung entspricht, bei welcher zwar der Umschaltdruck des Bremkraftreglers überschritten ist, jedoch eine Bremsschlupfregelung nicht erfolgt. Bei unbetätigter Bremse ist der Regelkolben 37 bis zum Anschlag an der Führungshülse 46 zurückgefahren. Bei Bremsdruckaufbau verschiebt sich der Regelkolben 37 zum Einlaß 30 hin, da die Wirkfläche in Ventilschließrichtung größer ist als in Ventilöffnungsrichtung. Sobald eine Bremsschlupfrege¬ lung einsetzt, wird über den Steueranschluß 32 ein Steuerdruck aufgebaut, welcher den Sperrkolben 48 zum Regelkolben 37 hin verschiebt, so daß das Ventilschlie߬ glied 39 außerhalb der Reichweite des Ventilsitzes 38 gelangt. Das Prinzip des Bremskraftreglers nach Fig. 3 ist das¬ selbe wie in Fig. 2. Allerdings sind hier der Einlaß 30 und der Steueranschluß 32 koaxial angeordnet, während der Auslaß 31 radial zu den beiden anderen Anschlüssen verläuft. Der obere Abschnitt von Fig. 3 ist bis zur Un¬ terkante des Regelkolbens 37 identisch mit dem von Fig. 2. Der untere Abschnitt unterscheidet sich von Fig. 3 durch die Gestaltung der gehäusefesten Führungshülse 46, die einstückige Fertigung des radialen Anschlusses mit dem Gehäusekörper 34, die Anordnung der Rückstellfeder 49 sowie die Formgebung des Sperrkolbens 48' und 48".

Der Sperrkolben ist in diesem Falle zweistückig ausge¬ bildet, wobei der dem Steueranschluß 32 zugewandte Sperrkolbenabschnitt 48' einen größeren Durchmesser be¬ sitzt als der daran anschließende Sperrkolbenabschnitt 48". Letzterer ist hier in der langegzogenen Führungs¬ hülse 46 abgedichtet geführt. Die Rückstellfeder 49 ist innerhalb der Führungshülse 46 angeordnet und stützt sich mit ihrem einlaßseitigen Ende an einer Innenstufe 57 der Führungshülse 46 ab.

Die Führungshülse 46 besitzt von ihrer zentralen, vom Stößel 42 durchragten Öffnung 47 radiale Kanäle 58, die das Innere der Führungshülse 46 mit dem Auslaß 31 ver¬ binden. Der vom dickeren Sperrkolbenabschnitt 48' einer¬ seits und von der Führungshülse 46 mit dem dünneren Sperrkolbenabschnitt 48" andererseits begrenzte Ringraum 59 ist druckmittelfrei und besitzt einen radialen Atmosphärenanschluß 60, der mit dem Dichtring 61 vor Verschmutzung geschützt wird. Bezugzeichenliste

Claims

Patentansprüche

1. Blockiergeschützte hydraulische Bremsanlage für ein zweiachsiges Fahrzeug, mit einem pedalbetätigten Hauptbremszylinder (1) der an einen Druckmittelbehälter (2) angeschlossen ist, mit einer Bremsleitung (3,5) die zumindest zu einer Bremse (11) eines Hinterrades führt, mit einer Auslaßleitung (13), die von der Radbremse (11) zu einem Druckmittelreservoir (16) führt, mit einer Pumpe (18) die zur Blockierschutzregelung Druckmittel aus dem Druckmittelreservoir (16) in die Bremsleitung (3) fördert, mit einem elektromagnetisch betätigten, stromlos of¬ fenen Einlaßventil (7) in der Bremsleitung (5) und einem elektromagnetisch betätigten, stromlos ge¬ schlossenen Auslaßventil (15) in der Auslaßleitung (13), sowie mit einem Bremskraftregler (21) in der Brems¬ leitung (5), wobei die Druckminderfunktion des Brems- kraftreglers (5) mittels einer Sperrvorrichtung (48) außer Kraft setzbar ist, dadurch g e k e n n ¬ z e i c h n e t, daß die Sperrvorrichtung (48) hy¬ draulisch vom Förderdruck der Pumpe (18) betätigt wird und bei laufender Pumpe (18) wirksam ist.

2. Blockiergeschützte hydraulische Bremsanlage nach An¬ spruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Bremskraftregler (21) unmittelbar vor der Rad¬ bremse (11), also zwischen der Radbretiibe (11) einer¬ seits und Einlaßventil (7) und Auslaßventil (15) an¬ dererseits, angeordnet ist. Blockiergeschützte hydraulische Bremsanlage nach An¬ spruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h ¬ n e t, daß der Bremskraftregler (21) ein Einschraub¬ regler mit drei Druckmittelanschlüssen (30,31,32) ist, von denen zwei koaxial und einer radial angelegt und alle drei mit einem Gewinde versehen sind.

Blockiergeschützte hydraulische Bremsanlage nach ei¬ nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß die Sperrvorrichtung ein Sperrkolben (48) ist, der über einen Stößel (42) ein Ventilschließglied (39) bewegt und der in Öffnungs¬ richtung des Ventils (39,38) vom Förderdruck der Pum¬ pe (18) und in Schließrichtung des Ventils (39,38) von einer Rückstellfeder (49) sowie vom Druck in der Radbremse (11) beaufschlagt wird.