DE3914955A1 - Bremsdruckgeber fuer eine mit unterdruck betriebene bremsanlage mit blockierschutzregelung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen pedalbetätigten Brems­ druckgeber für eine Bremsanlage mit Blockierschutzregelung, bestehend im wesentlichen aus einem mit Unterdruck betriebe­ nen Servo-Aggregat, das sowohl zur Bremskraftverstärkung als auch zur Erzeugung einer der Pedalkraft entgegengerichteten Hilfskraft dient, und aus einem nachgeschalteten Hauptbrems­ zylinder.

Derartige Bremsdruckgeber, die Unterdruck als Quelle für die zur Blockierschutzregelung und zur Bremskraftverstärkung be­ nötigte Energie verwenden, sind bereits bekannt (DE-OS 33 17 629, DE-OS 34 28 869). Das Servo-Aggregat die­ ser bekannten Bremsdruckgeber ähnelt in seinem prinzipiellen Aufbau weitgehend den bekannten Unterdruck-Bremskraftver­ stärkern, jedoch mit der Besonderheit, daß durch zeitweise Umkehr der Druckverhältnisse in den beiden Arbeitskammern des Servo-Aggregates eine der Pedalkraft entgegengerichtete Kraft hervorgerufen werden kann. Auf diese Weise wird, so­ bald ein Rad infolge zu hoher Bremskraft zum Blockieren neigt, der Bremsdruck reduziert und dadurch der Radlauf wie­ der stabilisiert. Da mit einer solchen Vorrichtung zwangs­ läufig der Bremsdruck in allen an den Hauptbremszylinder an­ geschlossenen Kreisen in gleicher Weise verändert wird, sind in den Druckmittelwegen, die von dem Hauptbremszylinder zu den Radbremsen führen, Radventile eingefügt, die unabhängig voneinander auf Sperren umschaltbar sind. Mit Hilfe dieser Ventile läßt sich nach einem sogen. Multiplex-Verfahren, nämlich nacheinander, in bekannter Weise der Bremsdruck rad­ individuell auf den gewünschten Wert einstellen.

Den Unterdruck für die Bremskraftverstärkung und Bremsdruck­ modulation liefert üblicherweise das Ansaugsystem des Kraft­ fahrzeug-Antriebsmotors. Durch den Wegfall einer gesonderten Hilfsenergiequelle und die Beschränkung auf insgesamt nur drei oder vier Radventile als Folge des Multiplex-Betriebs läßt sich eine solche Bremsanlage kostengünstig herstellen.

Nachteilig ist bei Bremsanlagen dieser Art, daß während der Blockierschutzregelung die der Pedalkraft entgegengerichtete Hilfskraft auf das Bremspedal zurückwirkt, was für den Fah­ rer unangenehm ist und ihn irritieren kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit einfach zu realisierenden Maßnahmen das Pedal beim Einsetzen der Blockierschutzregelung zu fixieren und dadurch jede Irrita­ tion des Fahrers, die zu Fehlreaktionen führen könnte, zu vermeiden. Es sei daran erinnert, daß eine Blockierschutzre­ gelung gerade bei sogen. Panikbremsungen und in anderen ge­ fährlichen Situationen auftritt.

Es hat sich herausgestellt, daß diese Aufgabe in technisch fortschrittlicher Weise durch Weiterbildung eines Brems­ druckgebers der eingangs genannten Art gelöst werden kann, dessen Besonderheit darin besteht, daß die Pedalkraft auf ein Eingangsventil des Servo-Aggregates über eine diesem Aggregat vorgeschaltete Kolbenanordnung übertragbar ist, die einen pedalseitigen, von der Pedalkraft beaufschlagten Kol­ ben, eine Druckübertragungskammer, ein Umsteuerventil und einen das Eingangsventil des Servo-Aggregates betätigenden Druckstangenkolben aufweist, wobei das Umsteuerventil, so­ lange keine Blockierschutzregelung stattfindet, die Druck­ übertragungskammer verschließt und wobei, wenn eine Blockierschutzregelung einsetzt, der pedalseitige Kolben ar­ retierbar ist und das Umsteuerventil einen Druckmittelweg von der Druckübertragungskammer zu einem Druckausgleichsbe­ hälter öffnet und dadurch den Druckstangenkolben in Löse­ richtung der Bremse freigibt.

Erfindungsgemäß wird also beim Einsetzen der Blockierschutz­ regelung das Pedal in seiner momentanen Position festgehal­ ten und gleichzeitig der Druckstangenkolben entlastet, so daß nunmehr durch Umsteuerung der Druckverhältnisse in den Arbeitskammern des Servo-Aggregates die auf den Hauptbrems­ zylinder wirkende Kraft und damit der Bremsdruck abgesenkt werden kann. Durch entsprechende Steuerung der Druckverhält­ nisse im Servo-Aggregat läßt sich der Bremsdruck in der ge­ wünschten Weise modulieren.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung ist zur Arretierung des pedalseitigen Kolbens der Kolbenanord­ nung an den Umfang dieses Kolbens eine Kammer oder Ringkam­ mer, die auf der Pedalseite von einer Kolbenfläche und auf der Gegenseite von einer Gehäusefläche begrenzt ist, ausge­ spart und über ein auf Sperren umschaltbares Mehrwegeventil an den Druckausgleichsbehälter angeschlossen. Diese Kammer oder Ringkammer ist mit einer Steuerfläche des Umsteuerven­ tils, die bei Druckbeaufschlagung eine Umschaltung des Ven­ tils bzw. ein Öffnen des Druckmittelwegs von der Drucküber­ tragungskammer zu dem Druckausgleichsbehälter herbeiführt, verbunden.

Nach dem Umschalten des Mehrwegeventils, das die Kammer mit dem Behälter verbindet, wird folglich durch die Pedalkraft in der Kammer ein Druck aufgebaut, der zur Umschaltung des Umsteuerventils führt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Bremsdruckgebers nach der Erfindung besteht darin, daß das Umschaltventil inner­ halb des pedalseitigen Kolbens angeordnet ist und aus einem Kugelsitzventil, das in der Ruhelage durch eine Rückstellfe­ der in der Schließstellung gehalten ist, und aus einem Betä­ tigungskolben besteht, dessen Steuerfläche über einen Druck­ mittelkanal mit der Kammer oder Ringkammer des pedalseitigen Kolbens in Verbindung steht.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der beigefügten Abbildung und der fol­ genden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor. Diese Abbildung zeigt im Schnitt, vereinfacht und als Teildarstel­ lung einen Bremsdruckgeber, sowie symbolisch zugehörige Mehrwegeventile.

Der dargestellte Bremsdruckgeber setzt sich im wesentlichen aus einem Servo-Aggregat 1 mit einem nachgeschalteten, nur angedeuteten Hauptbremszylinder 2, einer Kolbenanordnung 3 und zwei Mehrwegeventilen 4, 5 zusammen. Außerdem ist noch ein gestrichelt dargestellter Druckmittelausgleichsbehälter 6 vorhanden.

Das Servo-Aggregat 1 gleicht in seinem grundsätzlichen Auf­ bau weitgehend einem herkömmlichen Unterdruck-Bremskraftver­ stärker. Der Innenraum des Aggregates ist in zwei Arbeits­ kammern 7 und 8 unterteilt, von denen die Arbeitskammer 7 - über das Mehrwegeventil 4 - direkt an die Unterdruckquelle Vac angeschlossen ist. In der dargestellten Ruhestellung, d.h. bei nicht betätigter Bremse, ist die Kammer 7 über ei­ nen internen Kanal 9 mit der pedalseitigen Arbeitskammer 8 verbunden. Dieser Kanal wird bei Bremsenbetätigung durch ein Tellerventil 10, das Bestandteil einer hier als Eingangsven­ til 11 bezeichneten Anordnung ist, verschlossen. Eine Kol­ benrückholfeder 12 hält einen Arbeitskolben 13, der die bei­ den Arbeitskammern 7, 8 trennt, in seiner Ruhelage.

Die auf ein Bremspedal 14 ausgeübte Bremskraft F wird über die Kolbenanordnung 3 auf das Eingangsventil 11 übertragen. Diese Kolbenanordnung verfügt über einen pedalseitigen Kol­ ben 15, zu dem ein mit diesem Kolben verbundenes, hier ver­ schraubtes Zwischenstück 16 gehört, das eine Druckübertra­ gungskammer 17 aufnimmt, über ein Umsteuerventil 18 und über einen Druckstangenkolben 19, der im Inneren des Zwischen­ stückes 17 axial verschiebbar angeordnet ist. Der Druckstan­ genkolben 19 ist in dem Zwischenstück 17 abgedichtet ge­ führt.

Die Druckübertragungskammer 17 ist über ein Kugelsitzventil 20 und, solange das Sitzventil 20 offen ist, über einen Ka­ nal 21 im Inneren des pedalseitigen Kolbens 15 und über eine Anschlußleitung 22 mit dem Druckmittelausgleichsbehälter 6 verbunden. Das Kugelsitzventil 20 ist Bestandteil des Um­ steuerventils 18.

Außerdem besitzt das Umsteuerventil 18 einen Steuerkolben 23, dessen pedalseitige Steuerfläche 24 über einen weiteren Kanal 25 im Inneren des pedalseitigen Kolbens 15 mit einer Ringkammer 26 am Umfang dieses Kolbens 15 verbunden ist. Diese Ringkammer 26 wird auf der Pedalseite von einer Stu­ fenfläche 27 des Kolbens 15 und auf der Gegenseite von einer Gehäusefläche 28 des Gehäuses 29, in dem die Kolbenanordnung 3 untergebracht ist, begrenzt.

Die Ringkammer 26 ist über einen Gehäusekanal 30 und über das in der Ruhestellung offene, auf Sperren umschaltbare Mehrwegeventil 5 mit dem Druckausgleichsbehälter 6 verbun­ den.

Schließlich ist in dem pedalseitigen Kolben 15 noch ein achsparalleler Durchlaß 31 vorhanden, durch den hindurch Außenluft bis zu dem Eingangsventil 11 des Servo-Aggregates 1 gelangt. Die Luft tritt in Richtung des Pfeiles durch ei­ nen Filter 32 in den Kanal 31 ein.

Der dargestellte Bremsdruckgeber funktioniert wie folgt: Bei Bremsbetätigung, solange noch keine Blockierschutzrege­ lung stattfindet, wird eine der Pedalkraft F entsprechende Kraft über die Kolbenanordnung 3 auf das Eingangsventil 11 übertragen. Das Mehrwegeventil 5 ist nämlich zunächst offen, weshalb in der Ringkammer 26 Atmosphärendruck herrscht. Da­ durch bleibt das Umsteuerventil 18 unter dem Einfluß der im Inneren des Zwischenstückes 16 angedeuteten Rückstellfedern 34, 35 und des in der Druckübertragungskammer 17 entstehenden Druckes in der dargestellten rechten Ausgangsposition, in der das Kugelsitzventil 20 die Druckübertragungskammer 17 verschließt.

Durch die Krafteinwirkung auf das Eingangsventil 11 wird zu­ nächst der Unterdruck-Kanal 9 verschlossen, danach eine zweite Dichtlippe 33 am Tellerventil 10 geöffnet, so daß Luft in die pedalseitige Arbeitskammer 8 des Servo-Aggrega­ tes 1 einfließen und eine Druckdifferenz zwischen den Kam­ mern 7 und 8 entstehen kann, die einen Bremsdruckaufbau in den Bremskreisen I, II des Hauptbremszylinders 2 zur Folge hat.

Beim Auftreten einer Blockiertendenz und Einsetzen der Blockierschutzregelung wird das Mehrwegeventil 5 auf Sperren umgeschaltet, und dadurch das Druckmittelvolumen in der Ringkammer 26 eingeschlossen. Der entstehende Druck in der Ringkammer 26 pflanzt sich zur Steuerfläche 24 des Umsteuer­ ventils 18 fort und führt zu einem Öffnen des Kugelsitzven­ tiles 20. Nach dem Verrücken des Steuerkolbens 23 bis zu seinem Anschlag wird ein weiteres Vorrücken des Pedales 14 unmöglich. Der Druckmittelweg zwischen der Druckübertra­ gungskammer 17 und dem Behälter 6 wird geöffnet und dadurch der Druckstangenkolben 19 und damit das Eingangsventil 11 entlastet. Mit Hilfe des Mehrwegeventiles 4, das in seiner zweiten Schaltstellung den Anschluß "Luft" anstelle des Un­ terdruckanschlusses "Vac" mit der Arbeitskammer 7 verbindet und dadurch teilweisen oder vollständigen Druckausgleich herbeiführt, kann nun der Druckabbau und Druckwiederaufbau gesteuert werden. Erforderlichenfalls läßt sich durch Auf­ rechterhaltung einer auf das Eingangsventil 11 wirkenden Mindestkraftkomponente während der Regelphase dafür Sorge getragen, daß der Unterdruckkanal 9 in dieser Phase ver­ schlossen bleibt. Der Druck in der Kammer 8 bliebe in diesem Fall konstant. Durch Regelung des Druckes in der Kammer 7 mit Hilfe des Ventiles 4 ließe sich der gewünschte Brems­ druckverlauf in den Bremskreisen I, II erzeugen. Weitere Varianten zur Bremsdruckmodulation während der Regelung, beispielsweise durch zusätzlichen Anschluß der pedalseitigen Kammer 8 an ein Druckregelventil, Einfügen eines Ventils in den Unterdruckkanal 9 usw. sind möglich.

Aus Sicherheitsgründen muß bei einem Bremsdruckgeber der dargestellten Art sichergestellt sein, daß auch bei einer Störung der Unterdruckversorgung, Stromunterbrechung oder eine Störung anderer Art ein Druckmittelweg von der Ringkam­ mer 26 zu dem Behälter 6 offenbleibt, um ein Blockieren der Bremse auszuschließen. Solche Sicherheitsanforderungen las­ sen sich in bekannter Weise durch entsprechende Ausgestal­ tung des Ventiles 5, durch Parallelschaltung eines zweiten oder mehrerer gleichartiger Ventile 5 usw. erreichen.

Claims (4)

1. Pedalbetätigter Bremsdruckgeber für eine Bremsanlage mit Blockierschutzregelung, bestehend im wesentlichen aus ei­ nem mit Unterdruck betriebenen Servo-Aggregat, das sowohl zur Bremskraftverstärkung als auch zur Erzeugung einer der Pedalkraft entgegengerichteten Hilfskraft dient, und aus einem nachgeschalteten Hauptbremszylinder, dadurch gekennzeichnet, daß die Pedalkraft auf ein Eingangsventil (11) des Servo-Aggregates (1) über eine diesem Aggregat vorgeschaltete Kolbenanordnung (3) über­ tragbar ist, die einen pedalseitigen, von der Pedalkraft (F) beaufschlagten Kolben (15), eine Druckübertragungs­ kammer (17), ein Umsteuerventil (18) und einen das Ein­ gangsventil (11) des Servo-Aggregates (1) betätigenden Druckstangenkolben (19) aufweist, wobei das Umsteuerven­ til (18), solange keine Blockierschutzregelung stattfin­ det, die Druckübertragungskammer (17) verschließt und wo­ bei wenn eine Blockierschutzregelung einsetzt, der pedal­ seitige Kolben (15) arretierbar ist und das Umsteuerven­ til (18) einen Druckmittelweg von der Druckübertragungs­ kammer (17) zu einem Druckausgleichsbehälter (6) öffnet und dadurch den Druckstangenkolben (19) in Löserichtung der Bremse freigibt.

2. Bremsdruckgeber nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Arretierung des pedalseitigen Kolbens (15) an dessen Umfang eine Kammer oder Ringkammer (26), die auf der Pedalseite von einer Kolbenfläche (27) und auf der Gegenseite von einer Gehäusefläche (28) be­ grenzt ist, ausgespart und über ein auf Sperren umschalt­ bares Mehrwegeventil (5) an den Druckausgleichsbehälter (6) angeschlossen ist.

3. Bremsdruckgeber nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ringkammer (26) mit einer Steuerfläche (24) des Umsteuerventils (18), die bei Druckbeaufschlagung eine Umschaltung des Ventils (18) und dadurch ein Öffnen des Druckmittelweges von der Druck­ übertragungskammer (17) zu dem Druckausgleichsbehälter (6) herbeiführt, hydraulisch verbunden ist.

4. Bremsdruckgeber nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Umsteuerventil (18) innerhalb des pedalseitigen Kolbens (15) angeordnet ist und aus ei­ nem Kugelsitzventil (20), das in der Ruhelage durch eine Rückstellfeder (35) in der Schließstellung gehalten ist, und aus einem Betätigungskolben (23) besteht, dessen Steuerfläche (24) über einen Druckmittelkanal (25) mit der Ringkammer (26) in Verbindung steht.