DE3906529A1 - Schlupfgeregelte bremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine schlupfgeregelte Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Bremsanlage ist in dem Hauptpatent DE-PS 38 37 314.9 beschrieben.

Die Bremsanlage besteht aus einem Hauptzylinder und einem Unterdruckverstärker, der mittels eines Pedales betätigt wird. Weiterhin ist eine Rückstelleinheit vorgesehen, die im wesentlichen aus einem beweglichen Teller besteht, der am Pedal abgestützt ist. Die pedalferne Seite des Tellers kann an die Atmosphäre angeschlosen werden, während die pedalnahe Seite ständig mit einer Unterdruckquelle verbun­ den ist. Mit einer derartigen Bremsanlage ist es möglich, den Bremsschlupf der Räder zu regulieren. Wenn nämlich die Gefahr besteht, daß eines der Räder blockiert, wird in die Modulationskammer, das ist die Kammer, von der pedalfernen Seite des beweglichen Tellers, Luft eingelassen. Es ent­ steht eine Druckdifferenz am Teller, die gegen die Pedal­ kraft arbeitet. Dies hat zur Folge, daß der Druck im Hauptzylinder gesenkt wird und sogar zu 0 wird, falls der Druckunterschied am Teller die Pedalkraft vollständig kom­ pensiert.

Da z.B. bei Bremsungen auf Glatteis der Druck im Hauptzy­ linder nahezu vollständig abgebaut werden muß, muß die Rückstelleinheit so konzipiert werden, daß sie in der Lage ist, eine Kraft zu erzeugen, die der maximalen Kraft ent­ spricht, die ein Fahrer in der Lage ist, aufzubauen. Die Kraft, die von der Rückstelleinheit erzeugt werden kann, hängt zum einen von der wirksamen Fläche der Wand ab. Die­ se ist in der Regel aus konstruktiven Günden begrenzt. Zum einen müssen gewisse Stabilitätskriterien erfüllt werden, zum anderen ist der zur Verfügung stehende Einbauraum für die Rückstelleinheit begrenzt.

Ein zweiter Weg besteht daher darin, den maximalen Druck­ unterschied an der beweglichen Wand zu vergrößern. Die Er­ findung beruht daher auf der Aufgabe, unter Beibehaltung einer kompakten Bauweise des Gerätes den maximalen Wert für die rückstellende Kraft zu vergrößern.

Dazu schlägt die Erfindung vor, daß die Modulatorkammer über ein Sperrventil an einen Verdichter angeschlossen ist.

Der Verdichter ist in der Lage, einen Druck zu erzeugen, der über dem Atmosphärendruck liegt. Damit kann ein grö­ ßerer Druckunterschied an dem Rückstellteller erzeugt wer­ den, so daß jederzeit sichergestellt werden kann, daß auch in Extremfällen die Pedalkraft vollständig kompensiert wird. Gleichzeitig kann die wirksame Fläche, und damit der Durchmesser des Rückstelltellers klein gehalten werden, zumindest braucht der Durchmesser nicht größer zu sein, als der Verstärkerteller des Unterdruckverstärkers.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Rück­ stelleinheit zwischen dem Hauptzylinder und dem Unter­ druckverstärker angeordnet ist, wobei der Rückstellteller und der Verstärkerteller in einem gemeinsamen Gehäuse ge­ führt sind. Dabei liegt die Kammer zwischen den beiden Tellern ständig an einer Unterdruckquelle, während die Mo­ dulatorkammer an den Verdichter anschließbar ist.

Der Verdichter kann in den unterschiedlichsten Weisen dar­ gestellt werden.

Z.B. kann im Fahrzeug ein gesonderter Kompressor vorge­ sehen sein, der als Kolben- oder Strömungsmaschine ausge­ führt ist.

Es ist aber auch daran zu denken, daß schon vorhandene Kompressoren in die Bremsanlage integriert werden. So kann daran gedacht werden, den Turboverdichter zur Aufladung des Verbrennungsmotors zu nutzen. Denkbar ist auch, die Abgase eines Verbrennungsmotors zu nutzen und in den Modu­ latorraum einzuleiten, also die Abgasanlage als Verdichter anzusehen. In diesem Fall sind gegebenenfalls Vorkehrungen zu treffen, so daß die Gase nicht selbst in den Modulator­ raum gelangen, sondern über einen Zwischenkolben lediglich der Abgasdruck in den Modulatorraum übertragen wird.

Anhand einer Figur soll der Erfindungsgedanke noch einmal erläutert werden.

Demnach besteht die Bremsanlage aus einem Hauptzylinder 1, in dessen Bohrung ein Druckstangenkolben 2 und ein Schwimmkolben 3 dichtend geführt sind. Dem Hauptzylinder 1 vorgeschaltet ist ein Unterdruckverstärker 4, der einen Verstärkerteller 6 aufweist, die in einem Gehäuse 5 dich­ tend geführt ist.

Zwischen der Verstärkerwand 6 und dem Hauptzylinder 1 ist die Rückstellwand 40 angeordnet. Sie ist ebenfalls im Ge­ häuse dichtend geführt und an einer Hülse 42 befestigt, die dichtend auf einem Stößel 11 geführt ist. Der Stößel 11 überträgt die Bewegung des Verstärkertellers 6 auf den Druckstangenkolben 2. Im Gehäuse sind somit drei Kammern ausgebildet. Zwischen dem Verstärkerteller 6 und dem Rück­ stellteller 40 befindet sich der Unterdruckraum 7. Dieser liegt ständig an einer Unterdruckquelle vac. Der Verstär­ kerteller 6 begrenzt mit seiner Seite, die nicht an den Unterdruckraum 7 angrenzt, den Steuerraum 8. Dieser Raum ist mittels eines Regelventiles 9 belüftbar. Das Regelven­ til 9 besteht im wesentlichen aus einer Steuerhülse 10, die an dem Verstärkerteller befestigt ist. In der Steuer­ hülse 10 bewegt sich ein Ventilkolben 13, der mittels der Pedalstange 14 innerhalb der Steuerhülse 10 verschoben wird. In der Grundstellung des Ventilkolbens 13 ist ein erstes Ventil geöffnet, so daß eine Druckmittelverbindung zwischen dem Unterdruckraum 7 und dem Steuerraum 8 exi­ stiert. Wird die Pedalstange 14 betätigt, so schließt das erste Ventil und das zweite Ventil öffnet, wodurch die Verbindung zwischen dem Unterdruckraum 7 und dem Steuer­ raum 8 unterbrochen ist und der Steuerraum 8 mit der At­ mosphäre verbunden wird. Die Luft tritt durch das nach außen offene Ende der Steuerhülse ein. Die in den Steuer­ raum 8 einströmende Luft drängt die Verstärkerwand 6 gemäß der Darstellung nach links und betätigt über den Stößel 11 den Hauptzylinder 1. Der Stößel 11 ist über eine Reak­ tionsscheibe 12 sowohl an der Verstärkerwand 6 als auch am Ventilkolben 13 abgestützt, so daß der Druck, der im Hauptbremszylinder entsteht auf den Ventilkolben 13 und damit auf die Pedalstange 4 zurückwirkt. Die Bremswirkung wird für den Fahrer, der das Pedal betätigt, erfahrbar.

Die Rückstelleinheit 15 ist wie folgt angegliedert.

Im Gehäuse 5 existiert weiterhin ein Modulatorraum 41, der auf der Seite der Rückstellwand 40 ausgebildet ist, die dem Unterdruckraum 7 gegenüberliegt. Der Modulatorraum 41 ist über je ein Ventil 60, 61, 62 entweder an eine Vakuum­ quelle vac, an die Außenluft atm oder an den Verdichter 63 anschließbar. Für den Verdichter können die verschieden­ sten Ausführungsformen vorgesehen sein. Das Ventil 60, das in der Verbindung zur Unterdruckquelle angeordnet ist, ist normalerweise geöffnet, so daß der Modulatorraum 41 ebenso wie die Unterdruckkammer 7 drucklos ist. Es wird keine Kraft auf die Rückstellwand 40 ausgeübt, so daß diese ohne Kraftaufwand beim Betätigen der Bremse mitgeführt werden kann.

Zur Erzeugung einer Rückstellkraft wird das Ventil 60 in der Verbindung zur Unterdruckquelle geschlossen und entwe­ der das Ventil 61 oder 62, die die Verbindungen zur Außen­ luft bzw. zum Verdichter darstellen, geöffnet. Dadurch entsteht in der Modulatorkammer 41 ein Überdruck, der die Rückstellwand 40 in der Darstellung gemäß der Figur nach rechts drängt und den Pedalkolben 14 belastet. Die kraft­ schlüssige Verbindung zwischen der Verstärkerwand 40 und dem Pedalkolben 14 wird wie folgt hergestellt. Die Rück­ stellwand 40 ist an einer Hülse 42 befestigt, die dichtend auf dem Stößel 11 gleitet. Der Stößel selbst weist eine Querbohrung 48 und eine Längsbohrung 43 auf. Ein Querstift 47 ist in die Hülse 42 eingesteckt und durchzieht die Querbohrung 48. In der Längsbohrung 43 ist ein Schaft 46 angeordnet, der über ein Zwischenstück 45 die Reaktions­ scheibe 12 durchgreift und mit dem Ventilkolben 13 verbun­ den ist. Der Schaft 46 liegt am Querstift 47 an.

Bewegt sich nun die Rückstellwand 40 nach rechts, so be­ wegt sie sich zunächst relativ zum Stößel 11, da der Durchmesser der Querbohrung 48 größer ist als der Durch­ messer des Stiftes 47. Über den Schaft 46 werden die Kräfte, die auf die Rückstellwand 40 wirken, auf den Ven­ tilkolben 13 und damit auf die Pedalstange 14 übertragen. Entsprechend der Kraft der Rückstellkraft wird die Pedal­ kraft reduziert, wodurch das Bremsventil 9 eine kleinere Steuerkraft erfährt. Entsprechend der verringerten Steuer­ kraft wird die Verstärkung reduziert, d. h. Luft aus dem Steuerraum 8 abgesaugt, so daß infolge die Kraft auf den Hauptzylinder 1 nachläßt.

Der Hauptzylinder ist über Bremsleitungen mit den Radbrem­ sen verbunden. Jeder Radbremse ist ein Sperrventil 50 an­ geordnet, mit dem die jeweilige Bremsleitung gesperrt wer­ den kann.

Die Bremsanlage arbeitet in der folgenden Weise. Die Brem­ se wird aktiviert, indem die Pedalstange 14 gemäß der Dar­ stellung der Figur nach links verschoben wird. Dies ge­ schieht mittels eines nicht dargestellten Pedals. Das Bremsventil 9 wird in der beschriebenen Weise betätigt. Die in die Steuerkammer 8 einströmende Luft drängt die Verstärkerwand 6 nach links und betätigt über den Stößel 11 den Hauptbremszylinder. Der dort erzeugte Druck wird über die Bremsleitungen an die Radbremsen übertragen und führt zu einer Fahrzeugverzögerung.

Steigt der Druck im Hauptbremszylinder übermäßig an, so besteht die Gefahr, daß die Räder blockieren. Sobald bei einem Rad mittels Sensoren festgestellt wird, daß es zu stark verzögert und zu blockieren droht, schaltet die An­ lage in den ABS-Modus. Dazu wird das Ventil 60 geschlos­ sen, so daß der Modulatorraum 41 nicht mehr an die Unter­ druckquelle angeschlossen ist. Nunmehr wird zunächst das Ventil 61 zur Außenluft hin geöffnet. Die einströmende Luft verschiebt die Rückstellwand nach rechts, und der sich aufbauende Druck in der Modulatorkammer 41 kompensiert die Pedalkraft. Daraus folgt, wie schon erläuert, eine Druck­ absenkung im Hauptbremszylinder 1 und damit in der Rad­ bremse des blockiergefährdeten Rades. Die Ventile 50, die zu den Rädern gehören, die nicht blockiergefährdet sind, sind während dieses Vorganges geschlossen, so daß die Druckabsenkung im Hauptbremszylinder in diesen Radbremsen nicht wirksam wird.

Nun kann es durchaus passieren, daß selbst dann, wenn in der Modulatorkammer 41 der volle Atmosphärendruck ansteht, die Kraft auf die Rückstellwand 40 nicht ausreicht die Fußkraft in ausreichendem Maße zu kompensieren. In diesem Fall schaltet das Ventil 62 zum Verdichter 63, so daß Luft unter einem Überdruck in die Modulatorkammer 41 einströmt. Dort herrscht nun nicht mehr der Atmosphärendruck, sondern ein Überdruck, der größer ist, als der Atmosphärendruck und der in aller Regel ausreicht, die Fußkraft zu kompen­ sieren.

Durch Schalten der Ventile 50 und durch Modulieren des Druckes in der Modulatorkammer 41, durch Öffenen und Schließen der Ventile 61 und 62 kann nun an allen Rädern ein optimaler Schlupfwert eingestellt werden, so daß diese große Bremskräfte übertragen und doch nicht blockieren.

Alternativ zu der zweistufigen Beaufschlagung der Modula­ torkammer 41 zunächst mit Atmosphärendruck und dann mit einem Überdruck kann unter Umständen, insbesondere dann, wenn ein gesonderter Verdichter vorgesehen ist, auf den Atmosphärenanschluß verzichtet werden und in dem Falle einer Bremsschlupfregelung sofort der Verdichter an die Modulatorkammer 41 angeschlossen werden.

Bezugszeichenliste

 1 Hauptzylinder
 2 Druckstangenkolben
 3 Schwimmkolben
 4 Unterdruckverstärker
 5 Gehäuse
 6 Verstärkerteller
 7 Unterdruckraum
 8 Steuerraum
 9 Regelventil
10 Steuerhülse
11 Stößel
12 Reaktionsscheibe
13 Ventilkolben
14 Pedalstange
15 Rückstelleinheit
40 Rückstellteller
41 Modulatorraum
42 Hülse
43 Längsbohrung
45 Zwischenstück
46 Schaft
47 Querstift
48 Querbohrung
50 Sperrventile
60 Ventil
61 Ventil
62 Ventil
63 Verdichter

Claims (8)

1. Schlupfgeregelte Bremsanlage mit einem Hauptbremszy­ linder (1) und daran über Bremsleitungen angeschlos­ senen Radbremszylinder, wobei in die Bremsleitungen Sperrventile (50) eingesetzt sind, mit einem pedal­ betätigten Unterdruckverstärker (4) zum Betätigen des Hauptbremszylinders (1) und einer Rückstellein­ heit (15) zur Erzeugung einer den Hauptbremszylinder (1) entlastende Kraft, wobei die Rückstelleinheit (15) einen beweglichen Rückstellteller (40) auf­ weist, deren pedalferne Kammer (Modulationskammer 41) mit einem komprimierbaren Medium, vorzugsweise Luft, befüllbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die pedalferne Kammer (41) unter Zwischenschaltung eines Ventils (62) an einen Verdichter (63) angeschlossen ist, der im Druckme­ dium einen Druck erzeugt, der größer ist als der Atmosphärendruck.

2. Bremsanlage nach Anpruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rückstelleinheit (15) im Gehäuse (5) des Unterdruckverstärkers (4) angeordnet ist und der bewegliche Rückstellteller (40) zwischen dem Hauptbremszylinder (1) und dem Verstärkerteller (6) des Unterdruckverstärkers (4) angeordnet ist.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rückstellteller (40) in formschlüssiger Verbindung mit dem Pedal steht.

4. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Modulatorkammer (41) ei­ nen sperrbaren Atmosphärenanschluß aufweist (Ventil 61) .

5. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Modulatorkammer (41) ei­ nen sperrbaren Vakuumanschluß aufweist (Ventil 60).

6. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Verdichter (63) durch die Auspuffanlage des Fahrzeuges dargestellt ist.

7. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Verdichter (63) durch ei­ nen Turbolader dargestellt ist.

8. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Verdichter (63) durch ein Gebläse dargestellt ist.