DE3538763A1 - Fremdenergiegespeiste bremsschlupfregelanlage eines hydraulischen fahrzeugbremssystems - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine fremdenergiegespeiste Brems­ schlupfregelanlage eines hydraulischen Fahrzeugbrems­ systems, mit einer bremspedalbetätigbaren Hauptzylinderan­ ordnung mit Hauptzylinderkolben und zugeordneter Vor­ kammer, die eine Nachlaufbohrung aufweist und mit einer Einspeisung von Fremdenergie in den Arbeitsraum des Haupt­ zylinders, wobei auf der Sekundärseite des Hauptzylinder­ kolbens ein zwischen Anschlägen axial verschieblicher Rückstellkolben (49) vorgesehen ist, der einen größeren Außendurchmesser als der Hauptzylinderkolben aufweist und gegenüber dem Schaft oder einer Betätigungsstange des Hauptzylinderkolbens abgedichtet zentrisch geführt ist, wobei bei einer Betätigung des Bremspedals und einer im Regelfall erfolgenden Fremdenergiebeaufschlagung der Sekundärseite des Hauptzylinderkolbens der Hauptzylinder­ kolben in eine definierte Stellung gebracht wird.

Es ist ein Fahrzeugbremssystem des in Frage stehenden Typs bekannt (P 30 40 562.0), bei dem auf der Sekundärseite des Hauptzylinderkolbens ein gegen einen gehäusefesten Axial­ anschlag axial verschieblicher gegen das Hauptzylinderge­ häuse abgedichteter Positonierungskolben vorgesehen ist, der einen größeren Außendurchmesser als der Hauptzylinder­ kolben aufweist und durch den die Hauptzylinderkolben­ stange abgedichtet zentrisch geführt ist, wobei bei einer Betätigung des Bremspedals und einer im Regelfall erfol­ genden Fremdenergiebeaufschlagung der Sekundärseite des Hauptzylinderkolbens das pedalnahe erweiterte Umfangsende der Hauptzylinderkolbenstange oder ein Umfangsvorsprung eines Drosselventils einer gegebenenfalls vorgelagerten Drosselventilanordnung mit einer zugeordneten pedalnahen Umfangskante des Positionierungskolbens derart in Eingriff bringbar ist, daß bei einer geregelten Bremsung der Haupt­ zylinderkolben in eine definierte Stellung gebracht wird.

Dieses bekannte Fahrzeugbremssystem hat jedoch den Nach­ teil, daß im Regelfalle die Gefahr besteht, daß bei Nie­ drigreibwertbremsung das Bremspedal so weit in Richtung auf den Hauptzylinder zu verschoben wird, bis der Ver­ stärkerkolben an der Positionierungshülse anliegt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Positonierungseinrichtung so zu verbessern, daß während des Regelfalles auch in extremen Fällen sicherge­ stellt ist, daß das Bremspedal eine genau vorher bestimmte Stellung einnimmt. Darüber hinaus soll die Positionie­ rungshülse so ausgebildet sein, daß am Bremspedal kein Rückstellschlag spürbar wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der ring­ förmig ausgebildete, längsverschiebbare, mit dem Verstär­ kerkolben zusammenwirkende Rückstellkolben eine Dichtman­ schette aufweist, mit der er gegenüber der Innenwand eines ortsfesten Gehäuseteils oder einer Positionierungshülse abgedichtet ist, wobei eine Dichtlippe der Dichtmanschette das Nachsaugen von Druckmittel aus der am pedalseitigen Ende des Rückstellkolbens vorgesehenen Zwischenkammer ge­ stattet und wobei sich der Rückstellkolben hauptzylinder­ seitig an einer Druckfeder abstützt, die den Schaft des Hauptzylinderkolbens umschließt und deren hauptzylinder­ seitiges Ende an einem ortsfest sich radial nach innen zu erstreckenden Wandteil oder einem Kragen der Positionier­ hülse anliegt, wobei der Kragen mit Hilfe einer Manschette gegenüber dem Schaft abgedichtet ist und wobei der zwi­ schen dem Kragen und dem Rückstellkolben gebildete Ring­ raum über eine Drosselbohrung mit der Ringkammer in Ver­ bindung steht und die Dichtlippe der Manschette den Aus­ tritt von Druckmittel aus dem Ringraum in die Vorkammer gestattet.

Vorzugsweise ist eine den Schaft oder eine Betätigungs­ stange des Hauptzylinderkolbens mit Spiel umschließende Positionierhülse vorgesehen, deren zylindrische Außen­ fläche einen sich radial nach außen zu erstreckenden An­ satz oder Flansch aufweist, mit dem sie in einer Ausneh­ mung oder Nut des Aggregategehäuses ortsfest gehalten ist, wobei das hauptzylinderseitige Ende der Postionierhülse mit einem sich radial nach innen zu erstreckenden Kragen versehen ist, der an seiner dem Schaft zugekehrten Zylinderfläche eine Ringnut aufweist, in der ein Dichtring oder eine Manschette gelagert ist, mit der die Positio­ nierhülse dichtend am Schaft anliegt.

Zweckmäßigerweise ist die Postionierungshülse in einer Bohrung des Aggregategehäuses gehalten und begrenzt zu­ sammen mit dem Schaft, dem Hauptzylinderkolben und der Bohrung eine Ringkammer, die einerseits über eine Drossel­ bohrung in der Wandung der Positionierhülse mit dem zwi­ schen der Positionierhülse und Schaft gebildetem Ringraum und andererseits über im Schaft oder Kolben vorgesehene Bohrungen und/oder Nachsaugkanäle mit dem Arbeitsraum des Hauptzylinders in Verbindung steht.

Mit Vorteil ist der Rückstellkolben als Ringkolben ausge­ bildet und in einem von einer Längsbohrung des Gerätege­ häuses einerseits und dem Schaft des Hauptzylinderkolbens gebildeten Ringraum längsverschiebbar gelagert, wobei der hauptzylinderseitige Abschnitt des Ringraums über eine Drosselbohrung mit der Vorkammer oder der Ringkammer in Verbindung steht und wobei in dem den Ringraum von der Ringkammer trennenden Wandteil ein Dichtelement oder ein Ventil angeordnet ist, das ein Ausströmen des Druckmittels aus dem Ringraum in die Ringkammer gestattet, ein Rück­ strömen von der Ringkammer (36) in den Ringraum aus­ schließt.

Um beim Bremsvorgang eine Verschiebung des Rückstellkol­ bens in Richtung auf die Ringkammer zu ermöglichen, ist die vom Rückstellkolben pedalseitig begrenzte Zwischen­ kammer über einen Gehäuseanschluß und eine Druckmittel­ leitung mit dem Vorratsbehälter verbunden, wobei der mit dem Bremspedal gekoppelte Verstärkerkolben nach Überwinden eines Spiels in Anlage an das pedalseitige Stirnende des Rückstellkolbens gelangt und diesen in Richtung auf den Hauptzylinder zu verschiebt.

Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglich­ keiten zu; eine davon ist in der anhängenden Zeichnung, die das Schaltbild einer Bremsschlupfregelanlage und den zugehörigen Bremsdruckgeber in Längsschnitt zeigt, schema­ tisch näher dargestellt.

Nach der Abbildung besteht die erfindungsgemäße Brems­ schlupfregelanlage im wesentlichen aus einem pedalbetätig­ ten langgestreckten hydraulischen Bremsdruckgeber, der in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnet ist, aus einer Hilfs­ druckquelle 2, einem Vorrats- und Druckausgleichsbehälter 3 und aus elektromagnetisch betätigbaren 2/2-Wegeventilen 4-6, über die die Radbremsen bzw. Vorder- und Hinter­ räder in drei hydraulisch getrennten Bremskreisen ange­ schlossen sind. Die Ventile 4-6 sind normalerweise, d.h. solange sie nicht erregt sind, auf Durchlaß geschaltet. Ferner ist eine von den Vorder- und von den Hinterrädern zu dem Ausgleichsbehälter 3 führende Rücklaufleitung 10 vorhanden, die jedoch mit Hilfe von drei weiteren 2/2-We­ geventilen 7-9 von den Radbremszylindern abgetrennt ist, solange die Ventile 7-9 nicht erregt sind.

Der Bremsdruckgeber 1 setzt sich wiederum aus einem hydraulischen Bremskraftverstärker 11 und aus einer Haupt­ zylinderanordnung 12 sowie aus einer Positionierungsein­ richtung 13 zusammen.

An den Bremskraftverstärker 11 ist ein Bremskreis, nämlich der Hinterrad-Bremskreis 14, direkt angeschlossen, während die beiden Arbeitsräume 15 und 16 der Hauptzylinderanord­ nung 12, die hier als Tandem-Hauptzylinder ausgebildet ist, über separate Bremskreise 17 und 18 jeweils mit einem Vorderrad verbunden sind. Die beiden Hauptzylinderkreise einer derartigen Anordnung werden als statische Druckmit­ telkreise, der Hinterachskreis als dynamischer Druckmit­ telkreis bezeichnet, weil in diesem Kreis 14 der Druck von der Stellung eines über ein Gestänge 25 pedalbetätigten Regelventiles 19 bestimmt wird, welches je nach Verschie­ bung eines Ventilkolbens 20 mehr oder weniger Druck aus der Hilfsenergiequelle 2 in den Verstärkerraum 21 und von dort in den Bremskreis 14 einströmen läßt.

Der bei Betätigung eines Bremspedales 22 im Verstärkerraum 21 aufgebaute bzw. durch das Regelventil 19 eingesteuerte Druck wirkt gleichzeitig auf die Kolben 23, 24 der Haupt­ zylinderanordnung 12 und führt, wie ohne weiteres ver­ ständlich ist, zum Aufbau von Bremsdruck in den Arbeits­ räumen 15 und 16 der beiden statischen Bremskreise 17, 18, die zu den Vorderrädern führen. In zwei Vorkammern 26, 43 der Hauptzylinderanordnung 12 herrscht zunächst noch Atmosphärendruck, weil diese Kammern über ein sogenanntes Hauptventil 27 in der Ruhestellung, in der das Ventil nicht erregt ist, mit dem Druckausgleichsbehälter 3 in Verbindung stehen.

An jedem Rad des mit der erfindungsgemäßen Bremsanlage ausgerüsteten Fahrzeugs befindet sich ein Sensor 28, 29, 30, 31, der z.B. als induktiver Meßwertaufnehmer ausge­ bildet ist und der Informationen über das Raddrehverhalten in einen elektronischen Regler einspeist. Dieser Regler enthält u.a. eine elektronische Verknüpfungslogik in Form von festverdrahteten oder programmierbaren Schaltkreisen, wie Microprozessoren, und erzeugt nach Auswertung der Sen­ sorsignale Steuerbefehle, die über nicht gezeigte Signal­ leitungen zu den entsprechenden Magnetventilen 4-9 und 27 weitergeleitet werden.

Beim Einsetzen der Bremsschlupfregelung wird das Haupt­ ventil 27 umgeschaltet. Dadurch wird ein von dem Verstär­ kerraum 21 in die Vorkammer 26, 43 führender Druckmittel­ weg 32 freigegeben, so daß Druckmittel in die Vorkammern 26, 43 einströmt. Durch Anschlußkanäle 33, 34 wird dieser Druck zu Ringkammern 35, 36 innerhalb der Hauptzylinderan­ ordnung 12 weitergeleitet. Aus diesen Ringkammern 35, 36 wird Druck über am Umfang der Kolben 23, 24 angeordnete Manschettendichtungen 37, 38, die die Funktion von Rückschlagventilen ausüben, dynamisch in die Arbeitskam­ mern 15, 16 eingespeist, die mit den Radbremsen der Vorder­ räder in Verbindung stehen.

Eine Positionierungshülse 39 ist mit Hilfe einer Lippen­ dichtung 45 gegenüber dem Schaft 52 des Hauptzylinder­ kolbens 23 abgedichtet und weist eine Drosselbohrung 46 auf, durch die das Druckmittel in den Ringraum 47 ein­ strömt und den Rückstellkolben 49 in Richtung Verstärker rückstellt. Der Rückstellkolben 49 liegt in der Ruhestel­ lung an der Stufe 51 an und wird im übrigen von einer Druckfeder 44, die sich ihrerseits an der Positionierungs­ hülse 39 abstützt, beaufschlagt. Die Zwischenkammer 54 ist über den Anschluß 53 an die Rücklaufleitung 10 angeschlos­ sen. Bei normaler Bremsbetätigung wird das Überschußvo­ lumen aus dem Raum 47 über die Manschette 45 abgeblasen.

Beim Betätigen des Bremspedals 22 wird der Verstärker­ kolben 57 nach links verschoben. Nach Zurücklegen der Strecke X wird der Rückstellkolben 49 mitgenommen. Dadurch verringert sich das Volumen im Ringraum 47. Das Überschuß­ volumen wird über die Manschette 45 in die Ringkammer 36 abgelassen. Wird jetzt die Anti-Skid-Regelung aktiviert, strömt Flüssigkeit über den Kanal 34 in die Ringkammer 36 und über die Drosselbohrung 46 in den Ringraum 47. Der Rückstellkolben 49 wird gedämpft zurückgestellt. Es gibt kein Schlag am Bremspedal 22. Bei Bremsung ohne Anti-Skid-Regelung wird der Rückstellkolben 49 von der Feder 44 zurückgestellt. Über die Manschette 50 wird aus der Zwischenkammer 54 Flüssigkeit angesaugt. Da hierfür nur geringe Kräfte nötig sind, kann die Feder 44 ver­ gleichsweise schwach ausgeführt sein.

Durch die dynamische Einsteuerung von Druckmittel in die statischen Bremskreise 17, 18 der Vorderräder und in die Ringkammer 36, die für den Rückstelldruck auf die Posi­ tionierungshülse 39 maßgeblich ist, wird auch bei häufigem Druckabbau durch Abfluß von Druckmittel über die umge­ schalteten Ventile 7 und 8 ein "Leerregeln" der Arbeits­ räume 15 und 17 ausgeschlossen.

Bei einem Defekt im Hilfsenergieversorgungssystem 2, das hier aus einer Druckmittelpumpe 40 mit dem zugehörigen Rückschlagventil 41 und aus einem Druckmittelspeicher 42 besteht, spricht eine Druckwarnschaltung (nicht näher dar­ gestellt) an, meldet diesen Zustand dem elektrischen Reg­ ler der Bremsanlage und führt, je nach Höhe des Rest­ druckes, zur Teilstillegung oder Abschaltung der Brems­ schlupfregelung. Die Druckwarnschaltung ist notwendig, weil die Hilfsenergie auch bei normaler, ungeregelter Bremsung zur Bremskraftverstärkung in den statischen Druckkreisen 17,18 und zur Bremsdruckerzeugung in dem dy­ namischen Bremskreis 14 verwendet wird.

Wie aus der Abbildung ersichtlich, ist der Durchmesser des Schafts 52 geringer bemessen als der Durchmesser des Ver­ stärkerkolbens 57, so daß bei der Bremsbetätigung nach Überwindung des Spiels X die hauptzylinderseitige Stirn­ fläche bzw. die Anschlagfläche 64 an der pedalseitigen Stirnfläche des Rückstellkolbens 49 zur Anlage gelangt und der Verstärkerkolben 57 den Rückstellkolben 49 bei seiner weiteren Bewegung in Betätigungsrichtung mitnimmt. Weiter­ hin zeigt die Abbildung, daß die Bohrung (48) im Gehäuse des Bremdruckgebers eine Stufe 51 aufweist, die so bemes­ sen ist, daß der Rückstellkolben (49) an ihr zur Anlage gelangt, wenn die Bremse gelöst wird.

• Auflistung der Einzelteile 1 Bremsdruckgeber
  2 Hilfsdruckquelle
  3 Vorrats- und Druckausgleichsbehälter
  4 bis 9 2/2 Wegeventil
  10 Rücklaufleitung
  11 hydraulischer Bremskraftverstärker
  12 Hauptzylinder, Hauptzylinderanordnung
  13 Positionierungseinrichtung
  14 Hinterradbremskreis
  15 und 16 Arbeitsraum
  17 und 18 Bremskreis
  19 Regelventil
  20 Ventilkolben
  21 Verstärkerraum
  22 Bremspedal
  23 und 23 Hauptzylinderkolben
  25 Gestänge
  26 Vorkammer
  27 Hauptventil
  28 bis 31 Sensor
  32 Druckmittelweg
  33 und 34 Anschlußkanal, Nachlaufbohrung
  35 Ringkammer
  36 Ringkammer
  37 und 38 Manschettendichtung
  39 Positionierungshülse
  40 Druckmittelpumpe
  41 Rückschlagventil
  42 Druckmittelspeicher
  43 Vorkammer
  44 Feder
  45 Manschette
  46 Drosselbohrung
  47 Ringraum
  48 Bohrung
  49 Rückstellkolben
  50 Manschette
  51 Stufe
  52 Schaft des Hauptzylinderkolbens
  53 Gehäuseanschluß
  54 Zwischenkammer
  55 Innenand
  56 Kragen
  57 Verstärkerkolben
  58 Flansch
  59 Betätigungsstange
  60 Bohrung
  61 Bohrung
  62 Nachsaugkanal
  63 Druckmittelleitung
  64 Anschlagfläche
  65 Druckleitung

Claims (6)

1. Fremdenergiegespeiste Bremsschlupfregelanlage eines hydraulischen Fahrzeugbremssystems, mit einer brems­ pedalbetätigbaren Hauptzylinderanordnung (12), mit Hauptzylinderkolben (23) und zugeordneter Ringkam­ mer (36), die eine Nachlaufbohrung (34) aufweist und mit einer Einspeisung von Fremdenergie in den Ar­ beitsraum (16) des Hauptzylinders, wobei auf der Sekundärseite des Hauptzylinderkolbens (23) ein zwischen Anschlägen axial verschieblicher Rückstell­ kolben (49), vorgesehen ist, der einen größeren Außendurchmesser, als der Hauptzylinderkolben (23) aufweist und gegenüber dem Schaft (52) oder eine Betätigungsstange des Hauptzylinderkolbens (23) abge­ dichtet zentrisch geführt ist, wobei bei einer Betä­ tigung des Bremspedals (22) und einer im Regelfall erfolgenden Fremdenergiebeaufschlagung der Sekundär­ seite des Hauptzylinderskolbens (23) der Hauptzylin­ derkolben (23) in eine definierte Stellung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmig ausgebildete, längsverschiebbare mit dem Verstärkerkolben (57) zusammenwirkende Rückstell­ kolben (49) eine Dichtmanschette (50) aufweist, mit der er gegenüber der Innenwand (55) eines ortsfesten Gehäuseteils oder einer Positionierungshülse (39) ab­ gedichtet ist, wobei eine Dichtlippe der Dichtman­ schette (50) das Nachsaugen von Druckmittel aus der am pedalseitigen Ende des Rückstellkolbens (49) vor­ gesehenen Zwischenkammer (54) gestattet, und wobei sich der Rückstellkolben (49) hauptzylinderseitig an einer Druckfeder (44) abstützt, die den Schaft (52) des Hauptzylinderkolbens (23) umschließt und deren hauptzylinderseitiges Ende an einem ortsfest, sich radial nach innen zu erstreckenden Wandteil oder einem Kragen (56) der Positionierhülse (39) anliegt, wobei der Kragen (56) mit Hilfe einer Manschette (45) gegenüber dem Schaft (52) abgedichtet ist und wobei der zwischen dem Kragen (56) und dem Rückstellkolben (49) gebildete Ringraum (47) über eine Drosselbohrung (46) mit der Ringkammer (36) in Verbindung steht und die Dichtlippe der Manschette (45) den Austritt von Druckmittel aus dem Ringraum (47) in die Ringkammer (36) gestattet.

2. Fremdenergiegespeiste Bremsschlupfregelanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine den Schaft (52) oder eine Betätigungsstange des Hauptzylinderkolbens (23) mit Spiel umschließende Positionierhülse (39), deren zylindrische Außenfläche einen sich radial nach außen zu erstreckenden Ansatz oder Flansch (58) aufweist, mit dem sie in eine Aus­ nehmung oder einer Nut des Aggregategehäuses orstfest gehalten ist, wobei das hauptzylinderseitige Ende der Positionierhülse (39) mit einem sich radial nach innen zu erstreckenden Kragen (56) versehen ist, der an seiner dem Schaft (52) zugekehrten Zylinderfläche eine Ringnut aufweist, in der ein Dichtring oder eine Manschette (45) gelagert ist, mit der die Posi­ tionierhülse (39) dichtend am Schaft (52) anliegt.

3. Fremdenergiegespeiste Bremsschlupfregelanlage nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Positionierungshülse (39) in einer Bohrung (48) des Aggregategehäuses gehalten ist und zusammen mit dem Schaft (52), dem Hauptzy­ linderkolben (23) und der Bohrung (48) eine Ringkam­ mer (36) begrenzt, die einerseits über eine Drossel­ bohrung (46) in der Wandung der Positionierhülse (39) mit dem zwischen der Positionierhülse (39) und Schaft (52) gebildeten Ringraum (47) und andererseits über im Schaft (52) oder Kolben (23) vorgesehene Bohrungen (60, 61) und/oder Nachsaugkanäle (62) mit dem Ar­ beitsraum (16) des Hauptzylinders (12) in Verbindung steht.

4. Fremdenergiegespeiste Bremsschlupfregelanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Rückstellkolben (49) als Ringkolben ausgebildet ist und in einem von einer Längsbohrung des Gerätegehäuses einerseits und dem Schaft (52) des Hauptzylinderkolbens (23) gebil­ deten Ringraum längsverschiebbar gelagert ist, wobei der hauptzylinderseitige Abschnitt des Ringraums über eine Drosselbohrung mit der Vorkammer (26) oder der Ringkammer (36) in Verbindung steht, und wobei in dem den Ringraum hauptzylinderseitig von der Ringkammer (36) trennenden Wandteil ein Dichtelement oder ein Ventil angeordnet ist, das ein Ausströmen des Druck­ mittels an dem Ringraum in die Ringkammer (36) gestattet, ein Rückströmen von der Ringkammer (36) in den Ringraum ausschließt.

5. Fremdenergiegespeiste Bremsschlupfregelanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die vom Rückstellkolben (49) pedalseitig begrenzte Zwischen­ kammer (54) über einen Gehäuseanschluß (53) und eine Druckmittelleitung (63, 10) mit dem Vorratsbehälter (3) verbunden ist, wobei der mit dem Bremspedal (22) gekoppelte Verstärkerkolben (57) bei der Bremsbetäti­ gung nach Überwinden eines Spiels (x) in Anlage an das pedalseitige Stirnende des Rückstellkolbens (49) gelangt und diesen in Richtung auf den Hauptzylinder (12) zu verschiebt.

6. Fremdenergiegespeiste Bremsschlupfregelanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen am Aggre­ gategehäuse vorgesehenen ortsfesten Anschlag oder eine Stufe (51) zur Begrenzung der Hubbewegung des Rückstellkolbens (49) in Richtung auf den Verstärker­ kolben (57) zu, wobei der Verstärkerkolben (57) mit einer Anschlagfläche (64) versehen ist, mit der er am Rückstellkolben (49) nach Überwinden eines Spiels (x) anstößt und diesen in Betätigungsrichtung mitnimmt.