DE3037460A1

DE3037460A1 - Fahrzeugbremsanlage mit hydraulischem bremsverstaerker

Info

Publication number: DE3037460A1
Application number: DE19803037460
Authority: DE
Inventors: Helmut 6236 Eschborn Steffes
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1980-10-03
Filing date: 1980-10-03
Publication date: 1982-05-06
Also published as: IT8124271A0; FR2491417B1; JPH0120100B2; JPS5790249A; IT1138689B; US4530209A; FR2491417A1; DE3037460C2

Description

ALFRED TEVES GmbH " ' 2. Oktober 1980

Frankfurt am Main ATE¹25

- 3 - P 4962

H. Sfeffes - 10

Fahrzeugbremsanlage mit hydraulischem Bremsverstärker

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugbremsanlage mit hydraulischem Bremsverstärker und insbesondere mit Bremsschlupfregeleinrichtung, bei der der Druck der den Radzylindern zuzuführenden Bremsflüssigkeit bei intakter Hilfsdruckquelle mittels eines durch ein Bremspedal betätigbaren und von einem Wegsimulator belasteten Steuerventils und bei defekter Hilfsdruckquelle von einem ebenfalls durch das Bremspedal betätigbaren Hauptzylinder, insbesondere Tandem-Hauptzylinder, zur Verfügung ge-. stellt wird.

Bei einer bekannten Fahrzeugbremsanlage dieser Art (DE-OS 24 45 545) ist ein Steuerventil mit zwei relativ zueinander bewegXi-· chen Schiebern vorgesehen. Der innere Schieber ist mit dem Bremspedal verbunden, der äußere Schieber steht auf der einen Seite unter dem Einfluß des Äusgangsdrucks und auf der anderen Seite unter dem Einfluß eines als Wegsimulator dienenden Tellerfederstapels. Bei intakter Hilfsdruckquelle, wie Druckspeicher oder· -pumpe, wird der so erzeugte dynamische Druck über die Arbeitsräume eines Tandem-Hauptzylinders und Bremsschlupfregelventile den Radzylindern zugeführt. In die Arbeitsräume gelangt die Bremsflüssigkeit aus Speicherräumen, indem sie längs der Dichtmanschetten der Hauptzylinderkolben entgegen ihrer Sperrrichtung fließt. Wenn die Hilfsdruckquelle ausfällt, kann der Tandem-· Hauptzylinder in üblicher Weise arbeiten, weil die Kolben nach

einem kurzen Totweg vom Bremspedal mitgenommen werden und ihre Dichtmanschetten dabei die Nachlauf-öffnungen übersteuern. Nachteilig ist hierbei, daß Fehler an den Dichtmanschetten nicht festgestellt werden können, solange Druck mittels der Hilfsdruckquelle erzeugt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeug-• bremsanlage der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der ■ die Funktionsfähigkeit des Hauptzylinders für den Notfall auch im Normalbetrieb feststellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wegsimulator ein Druckbegrenzungsventil, dessen Schließdruck in Abhängigkeit vom Pedalweg gesteuert ist, aufweist und daß eine Umsteuerventilanordnung vorgesehen ist, die in ihrer Ruhestellung den Ausgang des Hauptzylinders mit den Radzylindern und in ihrer nur bei intakter Hilfsdruckquelle einnehmbaren Arbeitsstellung den Ausgang des Steuerventils mit den Radzylindern und den Ausgang des Hauptzylinder mit dem Druckbegrenzungsventil verbindet.

Bei dieser Konstruktion erhält der Arbeitsraum des Hauptzylinders im Normalbetrieb eine zusätzliche Funktion als Stauraum. Er bildet zusammen mit dem Druckregelventil einen hydraulisch arbeitenden'Wegsimulator. Dieser hat gegenüber einem Federsystem den Vorteil, daß die für das Steuerventil erforderlichen großen Kräfte .ohne Schwierigkeiten erzeugt werden können, keine Alterung zu befürchten ist und die Steuerungsabhängigkeit durch .Änderung der Kennlinie leicht beeinflußt werden kann. Im Arbeitsraum des Hauptzylinders läßt sich aber ein solcher Simulatordruck nur anstauen, wenn die Manschettendichtungen in Ordnung und daher auch im Notfall dicht sind. Einen Fehler der Hauptzylinderfunktion erkennt der Fahrer auch im Normalbetrieb daran, daß sich das Pedal leicht durchtreten läßt, weil die entgegenwirkende Simulatorkraft fehlt. .

' ¹J β Λ - -ι

■ Die Umsteuerventilanbrdnung kann beispielsweise unmittelbar vom Druck der Hilfsdruckquelle in die Arbeitsstellung gesteuert -werden. Wesentlich günstiger ist es Jedoch, daß die Umsteuerventilanordnung vom Druck am Ausgang des Steuerventils in die Arbeitsstellung steuerbar ist, wenn dieser Druck einen vorgegebenen Umschaltdruck überschreitet. Dies hat zur Folge, daß zu Beginn jedes Bremsvorganges die Radzylinder mit dem Arbeitsraum des Hauptzylinders verbunden sind. Sämtliche Leerwege in den Radzylindern werden daher durch Bremsflüssigkeit aus dem Hauptzylinder gefüllt; und je nach Dimensionierung des Umschaltdruckes der Umsteuerventilanordnung wird durch den Hauptzylinder ein Bremsdruck aufgebaut. Entsprechend gering ist die Belastung der Hilfsdruckquelle, · die dann-nur noch.der eigentlichen Druckerzeugung bzw. der Bereitstellung des Restdruckes und bei einer Bremsschlupfregeleinrichtung der Nachspeisung der von den Bremsschlupfregelventilen zum Flüssigkeitsbehälter abgeleiteten Bremsflüssigkeit dient. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Dicht manschette des Hauptzylinderkolbens im Umschaltzeitpunkt mit Sicherheit die Nachlauföffnung übersteuert hat und daher der Hauptzylinder-Arbeitsraum sofort nach dem Umschalten der Umsteuerventilanordnung als Stauraum wirkt,

Zweckmäßigerweise liegt der Umschaltdruck bei 1 bis 2 bar.

Bei Verwendung eines Tandem-Hauptzylinders sollten dessen beide Ausgänge mittels der Umsteuerventilanordnung getrennt auf verschiedene Radzylinder, aber gemeinsam auf das Druckregelventil. schaltbar sein. Es dienen daher beide Arbeitsräume des Tandem-. Hauptzylinders als Stauraum, wobei der Druck in dem einen Stauraum direkt und der Druck in dem anderen Stauraum über die übliche Druckfeder auf das Steuerventil wirkt.

Günstig ist es ferner_p wenn die vom Ausgang des Steuerventils zu den Radzylindern führenden Pfade der Umsteuerventilanordnung durch je ein Rückschlagventil überbrückt sind, das zum Radzylin-

der hin öffnet, wenn der Druck den. Umschaltdruck der tfmsteuerventilanardnung um änen vorgegebenen Wert überschreitet. Diese Rückschlagventile dienen als Sicherheitsventile für den Fall, daß die Umsteuerventilanordnung aus irgendeinem Grunde versagen sollte,;. · ■

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Zeichnung zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Fahrzeugbremsanlage.

In einem Gehäuse·1 ist ein Bremsverstärker 2 und ein Tandem-Hauptzylinder 3 angeordnet. Die beweglichen Teile befinden sieh in einer Gehäusebohrung 4.

Zum Bremsverstärker gehört ein Steuerventil 5,das einen äußeren Kolben 6 und einen inneren Schieber 7 aufweist. Letzterer ist mit einem Bremspedal 8 gekuppelt und wird durch eine Feder 9 relativ zum Kolben 6 nach rechts gedrückt. Der Kolben 6 trennt einen Ausgangsraum 10 von einem drucklosen Raum 11, der über eine Nachlauföffnung 12 mit einem Flüssigkeitsbehälter 13 in Verbindung steht. Eine Hilfsdruckquelle 14 ist mit einem Ringraum 15 und einer Ringnut 16 ,im Kolben 6 verbunden. Wird, der Schieber 7 relativ zum Kolben 6 nach links verschoben, kommt die Ringnut 16; über die Ringnut 17 und den Axialkanal 18 des Schiebers 7 mit dem Ausgangsraum 10 in Verbindung, wobei gleichzeitig eine Ablauföffnung 19, über die der Ausgangsraum 10 im Ruhezustand mit dem Behälter 13 in Verbindung steht, geschlossen wird.

Der Tandem-Hauptzylinder 3 weist einen ersten Arbeitsraum 20 mit· einem Kolben 21 und einer Dichtmanschette 22 sowie einen zweiten: Arbeitsraum 23 mit einem Kolben 24 und einer Dichtmanschette 25 ' auf. Der Kolben 21 steht über eine Kolbenstange 26 mit dem Kolben 6 des hydraulischen Verstärkers in Verbindung. Qie Kolben 21 und 24 sind über eine Feder 27 und eine Totgangkupplung 28 mit-' einander verbunden. Der Kolben 24 steht unter der Belastung

. einer Rückstellfeder 29 und wirkt" mit einer Stange 30 auf -He . Schließfeder 31 eines Druckbegrenzungsventils 32. Dieses ist- in ; einer zum Flüssigkeitsbehälter 13 führenden Leitung 33 angeord- ; net,

■; Dies hat zur Folge, daß die Schließfeder 31 in Abhängigkeit vom ' Weg des Pedals 8 verstellt wird und daher einen pedalabhängigen ,- Schließdruck hervorruft. Dies hat ferner zur Folge, daß normaler-ι weise der Kolben 6 des Steuerventils 5 von rechts durch den. Druck .im Ausgangsraum 10 und die Kraft der Feder 9 sowie von links durch die Kraft einer Rückstellfeder 34 und deren Druck im uratai Arbeitsraum 20 sowie die Kraft der Feder 27, die ihrerseits vom ■ ; Druck im zweiten Arbeitsraum 23 abhängt, belastet wird und entsprechende Gleichgewichtsstellungen einnimmt.

: Eine Umsteuerventilanordnung 35 wird in Abhängigkeit vom.Druck. ^! am Ausgang 36 des Steuerventils 5 aus der veranschaulichten : Ruhestellung in die Arbeitsstellung umgeschaltet. In der Ruhestellung sind die beiden Ausgänge 37 und 38 des Tandem-Hauptzylinders 3 mit zwei Leitungen 39 bzw. 40 verbunden. Die Leitung ■ 39 führt über ein Bremsschlupfregelventil 41 zu Radzylindern ': und 43 für die Hinterräder 44 und 45. Die Leitung 40. führt über : ein Bremsschlupfregelventil 46 zu einem Radzylinder 47 des linken Vorderrades 48 und über ein Bremsschlupfregelventil 49 zum ■ Radzylinder 50 des rechten Vorderrades 51. Eine gemeinsame Lei- ^: tung 52 führt zum Flüssigkeitsbehälter 13. In der Arbeitsstellung wird der Ausgang 36 des Steuerventils' 5 mit den beiden. Leitungen 39 und 40 verbunden, während gleichzeitig die Ausgänge 37 und 38 des Tandem-Hauptzylinders 3 auf die Leitung 33 mix dem Druckregelventil 32 geschaltet werden. Außeixlem sind die Leitungen 39 und 40 über je ein Rückschlagventil 53 bzw. 54 mit dem Ausgang 36 des Steuervenitls 5 verbunden, wobei die Rückschlagventile 53 und 54 bei Überschreitung eines bestimmten Druckes öffnen.

Diese Konstruktion hat im Normalbetrieb, also bei intakt«r ililf:.,*■■

>-··· a η 4 au

druckquelle 14 die folgende Arbeitsweise. V/ird das Pedal 8 so weit niedergetreten, daß die Ringnuten 16 und 17 einander überlappen und die Leitung 19 verschlossen wird, steigt der Druck imi Ausgangsraum 10 an und der Kolben 6 verschiebt sich nach links bis in eine Stellung, in der der'Ausgangsraum 10 weder mit dem Druckgeber 14'noch mit dem.Flüssigkeitsbehälter 13 verbunden ist. Bei dieser.Bewegung wird der Kolben 21 über die Stange 26 mitgenommen, bis seine Dichtmanschette 22· die Nachlauföffnung 55 übersteuert, über die Feder 27 wird auch der Kolben 24 mitgenommen, .bis dessen Dichtmanschette 25 die Nachlauföffnung 56 übersteuert. Außerdem wird aus den beiden Arbeitsräumen 20 und 23 Bremsflüssigkeit in die Radzylinder 42, 43, 48 und 50 gefördert. Sobald der Druck im Ausgangsraum 10 einen Umschaltdruck von 1 bis' 2 bar überschreitet, geht die Umsteuerventilanordnung 35 in die Arbeitsstellung. Nunmehr wirkt der dynamische Druck aus dem Ausgangsraum 10 in den .Radzylindern, während die Arbeitsräume 20 und 23 des Tandem-Hauptzylinders 3 vom Druckregelventil 32 auf einem vorgegebenen Druck ^halten werden. Dieser Druck ist abhängig vom Weg des Pedals 8, da der Kolben 6 dem Pedal· folgt und dessen Bewegung über die Kolben 21 und 24 auf die Schließfeder 31 des Druckregelventils 32 übertragen wird. Der Staudruck in den Arbeitsräumen 20 und 23 wirkt von links auf den Kolben .6, so daß sich unter Berücksichtigung der Flächenver-l hältnisse und der verschiedenen Federn ein Gleichgewichtszustand! einstellt, bei dem der Druck im Ausgangsraum 10 eine definierte r Größe mit Bezug auf den Staudruck in den Arbeitsräumen 20 und | 23 und damit in Abhängigkeit von der Pedalstellung hat. Da aus- j serdem der Druck im Ausgangsraum 10 auch auf der linken Seite j des Schiebers 7 wirkt, spürt der Fahrer am Pedal 8 einen Wider- ί stand, der mit steigendem Pedalweg zunimmt. Bei Rücknahme des j Pedals geht Druckflüssigkeit zunächst über den Ausgangsraum 10 j und die Leitung 19 in den Flüssigkeitsbehälter 13 zurück'. Sobald die Umsteuerventilanordnung 35 in die Ruhestellung zurück- j kehrt, nimmt der Tandem-Hauptzylinder 3 die Bremsflüssigkeit aufj.

• * «■ * ί os

Wenn die Hilfsdruckquelle 14 ausfällt, kommt der Schieber 7- nach einer kurzen Pedalbewegung am Grund der Sackbohrung des Kolbens·' 6 zur Anlage, so daß der Kolben 6 zusammen mit den Kolben·21.und 24 nach links bewegt wird» Sobald die NachlaufÖffnungen 55 und · 56 übersteuert sind, -vird Bremsflüssigkeit ausschließlich aus den Arbeitsräumen 22 und 23 zu den Radzylindern gefördert.

Wenn eine Manschette 22 und/oder 25 nicht dicht ist, kann, beim
Normalbetrieb im zugehörigen Arbeitsram 20 bzw. 23 kein Staudruck aufgebaut werden. Infolgedessen läßt sich das Pedal 8 un-· ter gleichzeitiger Verschiebung des Kolbens 6 leicht um ein entsprechendes Stück nach links drücken. Hierdurch· ist der Fohler
deutlich zu erkennen. · ·

Die Anordnung kann auch mit einem einfachen Hauptzylinder ausgestattet sein. Die Umsteuerventilanordnung 35, die hier mit einem einheitlichen Ventilschieber dargestellt ist, kann auch aus mehreren Einzelventilen beäbehen, die von einem gemeinsamen Steuersignal betätigt werden.

BAD ORIGlNAU

- fO-

Leerseite

Claims

Patentansprüche

.j Fahrzeugbremsanlage mit hydraulischem Bremsverstärker und insbesondere mit Bremsschlupfregeleinrichtung, bei der der Druck der den Radzylindern zuzuführenden Bremsflüssigkeit bei intakter Hilfsdruckquelle mittels eines durch· ein Bremspedal betätigbaren und von einem Wegsimulator belasteten Steuerventils und bei defekter Hilfsdruckquelle von einem ebenfalls durch das Bremspedal betätigbaren Hauptzylinder, insbesondere Tandem-Hauptzylinder, zur Verfügung gestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegsimulator ein Druckbegrenzungsventil (32), dessen Schließdruck in Abhängigkeit vom Pedalweg gesteuert ist, aufweist und daß eine Umsteuerventilanordnung (35) vorgesehen ist, die in ihrer Ruhestellung den Ausgang (37, 38) des Hauptzylinders (3) mit den Radzylindem(42, 43, 47, 50) und in ihrer nur bei intakter Hilfsdruckquelle (14) einnehmbaren Arbeitsstellung den Ausgang (36) des Steuerventils (5) mit den Radzylindern und den Ausgang des Hauptzylinders mit dem Druckbegrenzungsventil (38) verbindet.
2.'Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsteuerventilanordnung (35) vom Druck am Ausgang (36) des Steuerventils (5) in die Arbeitsstellung steuerbar ist, wenn dieser Druck einen vorgegebenen Umschaltdruck überschreitet. .
3. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschaltdruck 1 bis 2 bar beträgt.
4. Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch .gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Tandem-Hauptzylinders (3) dessen beide Ausgänge (37, 38) mittels der Umsteuerventilanordnung (35) getrennt auf verschiedenen Radzylinder (42, 43, 47, 50), aber gemeinsam auf das Druckregelventil (32) schaltbar sind.
5. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Ausgang (36) des Steuerventils (5) zu den Radzylindern (42, 43, 47, 50) führenden Pfade der Umsteuerventilanordnung (35) durch $e ein Rückschlagventil (53, 54) überbrückt sind, das zum Radzylinder hin öffnet, wenn der Druck den Umschaltdruck der Umsteuerventilanordnung (35) um einen vorgegelmen Wert überschreitet.