DE3623736C2 - Hydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei der aus der DE 36 01 914 A1 bekannten hydraulischen Bremsanlage ist die als Pumpe ausgebildete zusätzliche Druckquelle, die für die Bremsschlupfregelung benötigt wird, über Rückschlagventile unmittelbar an die zu regelnden Brems­ kreise angeschlossen. Dies bedeutet jedoch einen erhöhten Leitungsaufwand und das Erfordernis besonderer Rückschlagven­ tile, welche die ausgeschaltete Druckquelle von dem Hauptzy­ linderdruck entkoppeln.

Aus der gattungsgemäßen DE 33 38 826 A1 ist eine Bremsanlage mit Schlupfregelung für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der die im Fall der Bremsschlupfregelung notwendige Druckzufuhr zu zwei Arbeitskammern, an die jeweils eines der angetriebenen Vorderräder angeschlossen ist, jeweils über eine Bohrung er­ folgt, die gleichzeitig auch eine Nachlaufbohrung darstellt. Durch diese Nachlaufbohrungen kann bei einer Bewegung des Hauptzylinderkolbens zurück in seine Ausgangsstellung Brems­ flüssigkeit über eine Vorkammer, die über jeweilige Ringräume und Rückschlagventilmanschettendichtungen mit den Arbeitskam­ mern kommunizieren kann, aus einem Ausgleichsbehälter in die jeweilige Arbeitskammer nachlaufen. Im Fall der Bremsschlupf­ regelung werden außerdem die jeweiligen Ringräume der Ar­ beitskammern indirekt über die Vorkammer, ein zu Beginn der Bremsschlupfregelung umzuschaltendes Mehrwegeventil, einen weiteren Raum sowie Kanäle in einem Steuerkolben an eine Hilfsenergiequelle, die als Druckmittelquelle dient, ange­ schlossen. Dabei sind der Raum, der Steuerkolben und die Hilfsenergiequelle Bestandteile eines Bremskraftverstärkers.

Die DE 34 22 155 A1 betrifft eine hydraulische Servofahrzeug­ bremse mit einem Tandem-Hauptzylinder, deren Funktionsweise grundsätzlich der der Bremsanlage gemäß DE 33 38 826 A1 ent­ spricht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge zu schaffen, die auf einfache Weise und mit geringem Aufwand eine Brems­ schlupfregelung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine hydraulische Bremsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird also die zusätzliche Druckquelle unmit­ telbar an den Hauptbremszylinder angeschlossen, so daß ledig­ lich zwischen der Druckquelle und dem Hauptbremszylinder eine zusätzliche hydraulische Leitung erforderlich ist, während für die Zuleitung zu den Radzylinderbremskreisen auch im Bremsschlupfregelfalle die vom Hauptbremszylinder ausgehenden Bremskreisleitungen verwendet werden können. Somit ist der zusätzliche Leitungsaufwand für die Bremsschlupfregelung mit­ tels der zusätzlichen Druckquelle denkbar gering.

Außerdem erübrigt sich erfindungsgemäß die Anordnung von außerhalb des Hauptbremszylinders befindlichen besonderen Rückschlagventilen, denn das Rückschlagventil wird durch den den stirnseitigen Abschluß der Arbeitskammer bildenden zwei­ ten Hauptzylinderkolben mit verwirklicht.

Besonders deutlich werden die Vorteile der Erfindung in An­ wendung auf eine hydraulische Bremsanlage mit zwei Arbeits­ kammern und zwei daran angeschlossenen Bremskreisen. In die­ sem Fall sieht die Erfindung vor, daß der zweite Hauptzylin­ derkolben, der die zweite Arbeitskammer im Hauptbremszylinder beaufschlagt, auch auf der von der ersten Rückschlagventil­ manschette abgewandten Seite des Ringraums eine zweite Rück­ schlagventilmanschette aufweist, welche bei einem höheren Druck im Ringraum als in der zweiten Arbeitskammer öffnet und sonst geschlossen ist, und daß die Nachlaufbohrung der zwei­ ten Arbeitskammer unmittelbar an die zweite Arbeitskammer an­ grenzt und über ein weiteres Nachlaufventil in der Ruhelage des zweiten Hauptzylinderkolbens geöffnet, sonst geschlossen ist. Dabei soll insbesondere vorgesehen sein, daß die Nach­ laufbohrung der zweiten Arbeitskammer in der vom ersten Hauptzylinderkolben abgewandten Stirnwand des Hauptbremszy­ linders vorgesehen ist und ein Nachlaufventilkörper des zwei­ ten Nachlaufventils mit dem zweiten Hauptzylinderkolben der­ art verbunden ist, daß der Nachlaufventilkörper die Nachlauf­ bohrung in der Ruhelage des zweiten Hauptzylinderkolbens öff­ net, sonst verschließt.

Aufgrund dieser Ausbildung erfüllt der zweite Hauptzylinder­ kolben eine doppelte Funktion, indem er zum einen für den Aufbau des Bremsdruckes im zweiten Bremskreis verantwortlich ist, während er andererseits mit den beiden an ihm vorgesehe­ nen und in entgegengesetzter Richtung wirkenden Rückschlag­ ventilmanschetten auch die Funktion von zwei Rückschlagventi­ len übernimmt. Der Aufwand für die zusätzliche Anordnung der beiden Rückschlagventilmanschetten ist dabei sehr gering, denn es werden lediglich zwei sonst ebenfalls erforderliche Umfangsdichtungen durch die Rückschlagventilmanschetten er­ setzt. Mit anderen Worten können die Rückschlagventile ein­ fach durch speziell als Rückschlagventile ausgebildete Ring­ dichtungen verwirklicht werden, wobei gegenüber der vorbe­ kannten Anlage die zusätzliche Druckquelle an den Ringraum des zweiten Hauptzylinderkolbens anzuschließen ist, so daß im Bereich des Hauptbremszylinders an der zweiten Arbeitskammer die Nachlaufbohrung mit dem sie beim Bremsen schließenden Nachlaufventil vorzusehen ist.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand einer Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur einen schemati­ schen Längsschnitt durch einen Hauptbremszylinder einer hy­ draulischen Bremsanlage sowie die damit verbundenen Bauele­ mente nach Art einer Blockdarstellung wiedergibt.

Nach der Zeichnung beaufschlagt das Bremspedal 24 eines Kraftfahrzeuges einen Vakuumbremsverstärker 25, der an einen Hauptbremszylinder 13 angeflanscht ist. Der Ausgangsstößel 26 des Vakuumbremsverstärkers 25 beaufschlagt einen gleitend in dem Hauptbremszylinder 13 angeordneten ersten Hauptzylinder­ kolben 21, der durch eine Richtdichtung 27 gegenüber der In­ nenwand des Hauptbremszylinders 13 abgedichtet ist.

Auf der dem Vakuumbremskraftverstärker 25 zugewandten Seite der Ringdichtung 27 besitzt der erste Hauptzylinderkolben 21 eine Umfangsaufnehmung 28, an die eine Nachlaufbohrung 29 des Hauptbremszylinders 13 angrenzt, von der eine Leitung 30 zu einem nicht unter Druck stehenden Behälter 31 führt, der die Bremsflüssigkeit 32 enthält und höher als der Hauptbremszy­ linder 13 angeordnet ist, damit die Bremsflüssigkeit 32 durch Schwerkraft zur Nachlaufbohrung 29 gelangen kann.

Auf der von dem Vakuumbremskraftverstärker 25 abgewandten Seite des ersten Hauptzylinderkolbens 21 ist eine erste Ar­ beitskammer 14 vorgesehen, die mit der Ringausnehmung 28 durch einen im Hauptzylinderkolben 21 vorgesehenen Kanal 33 verbunden ist.

Auf der vom Vakuumbremskraftverstärker 25 abgewandten Stirn­ seite des ersten Hauptzylinderkolbens 21 befindet sich ein Nachlaufventil 34, welches aus einem kugelartigen Nachlauf­ ventilkörper 35, einer Rückstellfeder 36 und einem Betäti­ gungsstößel 37 besteht, der durch eine Zentralbohrung 38 in einer Betätigungskappe 39 hindurchgreift und die Berandung der Bohrung 38 mit einem Kopf 40 hintergreift.

In der aus der Zeichnung ersichtlichen Ruhelage des ersten Hauptzylinderkolbens 21 liegt der Kopf 40 an der Umrandung der Bohrung 38 an und zieht dadurch den Nachlaufventilkörper 35 gegen die Kraft der Feder 36 von der Mündung des Kanals 33 weg, so daß das Nachlaufventil 34 geöffnet ist.

Sobald der Vakuumbremskraftverstärker 25 durch Niedertreten des Bremspedals 24 in Tätigkeit tritt, bewegt sich der erste Hauptzylinderkolben 21 in der Zeichnung nach links, wodurch der Kopf 40 des Betätigungsstößels 37 von der Umrandung der Bohrung 38 abhebt und die Rückstellfeder 36 den Nachlaufven­ tilkörper 35 zur Anlage an der Mündung des Kanals 33 bringt, so daß das Nachlaufventil 34 geschlossen wird und in der Ar­ beitskammer 14 der Bremsdruck für den an eine Bohrung 41 an­ geschlossenen Bremskreis I aufgebaut wird.

Eine Betätigungskappe 39 ist durch eine am ersten Hauptzylin­ derkolben 21 abgestützte Feder 51 mit ihrer offenen Seite an einen zweiten innerhalb des Hauptzylinders 13 gleitend ange­ ordneten Hauptzylinderkolben 11 stirnseitig angedrückt, wel­ cher eine Umfangsausnehmung 42 aufweist, durch die zwischen der kreiszylindrischen Innenwand des Hauptzylinders 13 und dem zweiten Hauptzylinderkolben 11 ein Ringraum 15 geschaffen wird, welcher über eine im Hauptbremszylinder 13 vorgesehene Anschlußbohrung 43 an den Ausgang einer Pumpe 16 angeschlos­ sen ist.

Axial zu beiden Seiten der Umfangsausnehmung 42 sind am zwei­ ten Hauptzylinderkolben Rückschlagventilmanschetten 12 bzw. 18 vorgesehen, welche bei einem Überdruck im Ringraum 15 zu den Arbeitskammern 14 bzw. 17 öffnen.

Auf der von der Betätigungskappe 39 abgewandten Stirnseite des zweiten Hauptzylinderkolbens 11 ist durch eine an der Stirnwand 22 abgestützte Feder 50 spiegelbildlich eine zweite Betätigungskappe 44 mit ihrer offenen Seite angedrückt, wel­ che an dem vom zweiten Hauptzylinderkolben 11 abgewandten, verjüngten Ende eine Durchlaßbohrung 45 für den Betätigungs­ stößel 46 eines zweiten Nachlaufventils 20 aufweist. Inner­ halb der Betätigungskappe 44 weist der Betätigungsstößel 46 einen verbreiterten Kopf 47 auf, der die Umrandung der Boh­ rung 45 der Betätigungskappe 44 hintergreift.

Der Betätigungsstößel 46 erstreckt sich axial zu der vom Va­ kuumbremskraftverstärker 25 abgewandten Stirnwand 22 des Hauptbremszylinders 13, wo zentral eine zweite Nachlaufboh­ rung 19 für die zweite Arbeitskammer 17 vorgesehen ist. Von der zweiten Nachlaufbohrung führt eine Leitung 48 zum Behäl­ ter 31, um von dort die Bremsflüssigkeit 32 zur zweiten Ar­ beitskammer 17 zu leiten.

An dem der Nachlaufbohrung 19 zugewandten Ende des Betäti­ gungsstößels 46 sitzt wieder ein kugelartiger Nachlaufventil­ körper 23, der durch eine Rückstellfeder 49 in Richtung auf die Nachlaufbohrung 19 zu vorgespannt ist.

In der aus der Zeichnung ersichtlichen Ruhelage der beiden Hauptzylinderkolben 11, 21, die durch Rückstellfedern 50, 51 gewährleistet ist, zieht die Betätigungskappe 44 über den Kopf 47 und den Betätigungsstößel 46 gegen die Kraft der Rückstellfeder 49 den Nachlaufventilkörper 23 von seinem Sitz auf der Mündung der Nachlaufbohrung 19 weg, so daß das zweite Nachlaufventil 20 geöffnet wird.

Sobald bei einer Kraftbeaufschlagung durch den Vakuumbrems­ kraftverstärker 25 die beiden Hauptzylinderkolben 11, 21 in der Zeichnung nach links verschoben werden, kann die Rück­ stellfeder 49 den Nachlaufventilkörper 23 in Richtung auf die Nachlaufbohrung zu 19 vorschieben, so daß schon nach einer geringen Bewegung des zweiten Hauptzylinderkolbens 11 das zweite Nachlaufventil 20 geschlossen wird und somit auch ein an eine Bohrung 52 des Hauptbremszylinders 13 im Bereich der zweiten Arbeitskammer 17 angeschlossener Bremskreis 11 mit Bremsdruck beaufschlagt werden kann.

An die Bremskreise I und II sind über von einer nicht darge­ stellten Bremsschlupfregeleinrichtung beaufschlagte Schließ­ ventile 53, 54 die Radbremszylinder 55 angeschlossen.

Von den Radbremszylindern 55 führen außerdem über ebenfalls von der Bremsschlupfregeleinrichtung betätigte Öffnungsventi­ le 56 Rückführleitungen 57 zum drucklosen Behälter 31.

Zwischen der Auslaßseite und der Einlaßseite der Pumpe 16 ist ein vom Pumpendruck gesteuertes Überdruckventil 58 vorgese­ hen.

Des weiteren ist an die Druckseite der Pumpe 16, die Rück­ laufleitung 57 sowie die beiden Bremskreise I und II ein Dif­ ferenzdruckwarnschalter 59 gelegt, der beim Abfall des Drucks der Pumpe 16 unter einen vorbestimmten Wert die nicht darge­ stellte Bremsschlupfregeleinrichtung abschaltet.

Des weiteren ist an die Druckseite der Pumpe 16, die Rück­ laufleitung 57 sowie die beiden Hauptzylinderkammern ein Dif­ ferenzdruckwarnschalter 59 gelegt, der bei längerem (Δt<0,5 sec) Abfall des Drucks der Pumpe 16 deutlich unter den Hauptzylinderausgangsdruck die nicht dargestellte Brems­ schlupfregeleinrichtung abschaltet. Normalerweise besteht zwischen Pumpenausgang und Hauptzylinderkammerausgang ein ge­ wisser Differenzdruck durch die Rückschlagventilwirkung der Manschetten 12, 18.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Bremsanlage ist wie folgt:
Bei einer normalen Bremsung ohne Bremsschlupfregelung bewegt der vom niedergedrückten Bremspedal 24 ausgelöste Vakuum­ bremskraftverstärker 25 zunächst den ersten Hauptzylinderkol­ ben 21 in den Hauptbremszylinder 13 hinein, wobei das Nach­ laufventil 34 geschlossen wird und sich in der Arbeitskammer 14 ein Druck aufbaut, der den Bremskreis I und den zweiten Hauptzylinderkolben 11 beaufschlagt, so daß auch letzterer sich in der Zeichnung nach links bewegt. Dies hat das Schlie­ ßen des zweiten Nachlaufventils 20 zur Folge, und es baut sich nunmehr auch in der Arbeitskammer 17 ein Druck auf, der den Bremskreis II beaufschlagt.

Wird jetzt von der nicht dargestellten Bremsschlupfregelein­ richtung ein beginnender Schlupf an einem der gebremsten Rä­ der gemeldet, so schaltet die Pumpe 16 ein und erzeugt im Ringraum 15 einen Druck, der den Druck in den Arbeitskammern 14, 17 übersteigt. Dadurch öffnen die Rückschlagventilman­ schetten 12, 18, und der erhöhte Druck kann sich in die Ar­ beitskammern 14, 17 fortsetzen.

Hierdurch werden die beiden Hauptzylinderkolben 11 und 21 in ihre Ausgangslagen zurückverschoben, bis sich die Nachlauf­ ventile 20 und 34 öffnen.

Es muß darauf geachtet werden, daß die Rückstellfeder 36 aus­ reichend hart ist, um das Nachlaufventil 34 erst dann zu öff­ nen, wenn der zweite Hauptzylinderkolben 11 in seine Ruhelage zurückbewegt worden ist, wo auch das zweite Nachlaufventil 20 öffnet.

Bei der gleichzeitigen Öffnung der Nachlaufventile 20, 34 wird der Druck in den Arbeitskammern 14, 17 so lange abge­ baut, bis er dem Pedaldruck am Bremspedal 24 entspricht. In diesem Augenblick schließen die Nachlaufventile 20, 34 wie­ der, öffnen allerdings erneut, wenn der Druck in den Arbeits­ kammern 14, 17 wieder ansteigt. Die Nachlaufventile 20, 34 regeln also durch ständiges Schließen und Öffnen den Druck in den Arbeitskammern 14, 17 auf den dem Pedaldruck entsprechen­ den Arbeitsdruck ein.

Wird jetzt in den Radbremszylindern 55 durch das zyklische Schalten der Schließventile 53 und der Öffnungsventile 54 Bremsflüssigkeit verbraucht, so wird diese sofort von der Pumpe 16 über die Rückschlagventilmanschetten 12, 18 nachge­ liefert.

Claims (3)

1. Hydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem an einen drucklosen Behälter angeschlossenen Hauptbremszy­ linder (13), dessen erster Hauptzylinderkolben (21) ein Nachlaufventil (34) enthält, das in der Ruhelage des er­ sten Hauptzylinderkolbens (21) geöffnet, sonst geschlos­ sen ist und eine Arbeitskammer (14) des Hauptbremszylin­ ders (13) mit einer hinter einer Kolbendichtung (27) vorgesehenen Umfangsausnehmung (28) am ersten Hauptzy­ linderkolben (21) und einer Nachlaufbohrung (29) verbin­ det, und mit einer an die Arbeitskammer (14) des Haupt­ bremszylinders (13) angeschlossenen Bremsleitung, die zu Drucksteuerventilen (53) einer Bremsschlupfregeleinrich­ tung führt, denen wenigstens eine Radbremse (55) nachge­ schaltet ist, wobei die Arbeitskammer (14) des Haupt­ bremszylinders (13) beim Einschalten der Bremsschlupfre­ geleinrichtung über ein Rückschlagventil, insbesondere eine Rückschlagventilmanschette (12) an eine Druckmit­ telquelle (16) anschließbar ist, deren Auslaßdruck über dem maximalen, durch Betätigung des Hauptbremszylinders (13) erzielbaren Bremsdruck liegt, so daß beim Einschal­ ten der Bremsschlupfregeleinrichtung der Hauptzylinder­ kolben (21) in seine Ruhelage verschoben und das Nach­ laufventil (34) geöffnet wird, bis der Druck in der Ar­ beitskammer (14) auf den der Betätigungskraft am Brems­ pedal (24) entsprechenden Wert abgesunken ist, wobei die vom ersten Hauptzylinderkolben (21) abgewandte Stirnsei­ te der Arbeitskammer (14) von einem dicht im Haupt­ bremszylinder (13) angeordneten zweiten Hauptzylinder­ kolben (11) abgeschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Bremsschlupfregelung zwischen dem Hauptbrems­ zylinder (13) und dem zweiten Hauptzylinderkolben (11) ein Ringraum (15) angeordnet ist, an den die Druckmit­ telquelle (16) über eine im Hauptbremszylinder (13) an­ geordnete Anschlußbohrung (43) direkt angeschlossen ist, und
daß die im zweiten Hauptzylinderkolben (11) angeordnete Rückschlagventilmanschette (12) zwischen dem Ringraum (15) und der Arbeitskammer (14) angeordnet ist sowie sich bei einem höheren Druck im Ringraum (15) als in der Arbeitskammer (14) öffnet, und
daß die Umfangsausnehmung (28) im ersten Hauptzylinder­ kolben (21) über die Nachlaufbohrung (29) direkt mit dem drucklosen Behälter verbunden ist.

2. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1 mit zwei Arbeitskammern und zwei daran angeschlossenen Bremskrei­ sen,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Hauptzylinderkolben (11), der die zweite Arbeitskammer (17) im Hauptbremszylinder (13) beauf­ schlagt, auch auf der von der ersten Rückschlagventil­ manschette (12) abgewandten Seite des Ringraums (15) ei­ ne zweite Rückschlagventilmanschette (18) aufweist, wel­ che bei einem höheren Druck im Ringraum (15) als in der zweiten Arbeitskammer (17) öffnet und sonst geschlossen ist, und
daß eine Nachlaufbohrung (19) der zweiten Arbeitskammer (17) unmittelbar an die zweite Arbeitskammer (17) an­ grenzt und über ein weiteres Nachlaufventil (20) in der Ruhelage des zweiten Hauptzylinderkolbens (11) geöffnet, sonst geschlossen ist.

3. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachlaufbohrung (19) der zweiten Arbeitskammer (17) in der vom ersten Hauptzylinderkolben (21) abge­ wandten Stirnwand (22) des Hauptbremszylinders (13) vor­ gesehen ist und ein Nachlaufventilkörper (23) des zwei­ ten Nachlaufventils (20) mit dem zweiten Hauptzylinder­ kolben (11) derart verbunden ist, daß der Nachlaufven­ tilkörper (23) die Nachlaufbohrung (19) in der Ruhelage des zweiten Hauptzylinderkolbens (11) öffnet, sonst ver­ schließt.