DE69008788T2

DE69008788T2 - Bremsflüssigkeitsspender für Blockierschutzbremssysteme.

Info

Publication number: DE69008788T2
Application number: DE69008788T
Authority: DE
Inventors: Peter Every; Gerald M Sivulka
Original assignee: Kelsey Hayes Co
Current assignee: Kelsey Hayes Co
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1990-07-25
Publication date: 1994-08-25
Anticipated expiration: 2010-07-26
Also published as: ES2053115T3; EP0411826A1; JP2936494B2; MX163881B; CA2022281A1; DE69008788D1; EP0411826B1; JPH03148358A; KR0178520B1; KR910002659A; US4976501A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Blockierschutzbremssysteme von Fahrzeugen, genauer gesagt eine Niederdruck-Druckspeichereinheit für ein derartiges System, bei dem der Druckspeicher während Druckreduzierphasen der Blockierschutzsteuerung Strömungsmittel aufnehmen und zeitweise speichern kann.
Das Abbremsen eines Fahrzeuges in einer gesteuerten Weise unter nachteiligen Bedingungen, wie beispielsweise Regen, Schnee oder Eis, macht normalerweise ein genaues Anlegen der Bremsen durch den Fahrzeuglenker erforderlich. Unter diesen Umständen oder in Situationen eines Panikstops bewirkt der Fahrzeuglenker oft eine übermäßig große Bremsdruckbeaufschlagung, so daß die Räder blockieren und ein zu starker Schlupf zwischen den Rädern und der Straßenoberfläche auftritt. Solche Blockierzustände können zu einem Verlust der Richtungsstabilität und möglicherweise zu einem ungesteuerten Durchdrehen des Fahrzeuges führen.
Um auf kontinuierliche Weise die Funktionssicherheit von Fahrzeugen zu verbessern, haben sich viele Firmen mit der Entwicklung von Blockierschutzbremssystemen beschäftigt. Während mit solchen Systemen typischerweise der Bremsvorgang eines jeden abgebremsten Rades eines Fahrzeuges gesteuert werden kann, sind einige Systeme entwickelt worden, um das Abbremsen nur von einem Teil der abgebremsten Räder zu steuern. Beispiele von Blockierschutzbremssystemen des Standes der Technik sind in den US-PS'en 3 515 440, 3 731 979, 3 870 376 und 3 880 474 beschrieben.
Normalerweise besitzen Blockierschutzbremssyteme des Standes der Technik eine zentrale Steuereinheit zum Überwachen der Drehzahl der gesteuerten Räder, um die Verzögerung der gesteuerten Räder zu erfassen. Wenn die Bremsen des Fahrzeuges angelegt werden und die Radverzögerung der überwachten Räder eine vorgegebene Verzögerungsschwelle überschreitet, die anzeigt, daß ein Radschlupf vorhanden ist und sich die Räder einem Blockierzustand nähern, steuert die zentrale Steuereinheit die Beaufschlagung mit Hydraulikdruck durch eine Steuerventileinrichtung zu den zugehörigen Bremsen, um ein Blockieren der gesteuerten Räder zu verhindern. Typischerweise umfaßt das Blockierschutzbremssystem Einrichtungen zum zyklischen Reduzieren und Wiederanlegen von Druck an die zugehörigen Bremsen, um den Radschlupf auf ein sicheres Niveau zu begrenzen, während weiterhin ein angemessenes Bremsmoment erzeugt wird, um das Fahrzeug in der gewünschten Weise vom Fahrzeuglenker zu verzögern. Während einige Systeme eine separate Hydraulikpumpe als Einrichtungen zum Wiederanlegen des Drucks verwenden, benötigen andere Systeme, wie beispielsweise in der US-PS 44 18 966 beschrieben, keine separate Hydraulikpumpe.
Zum Steuern des Anlegens des Drucks an ausgewählte Radbremsen benutzen viele Systeme einen Niederdruck-Druckspeicher, der während der Druckreduktionsphasen des Blockierschutzvorganges Bremsmittel zeitweise empfängt und speichert. Ein Ausführungsbeispiel eines solchen Druckspeichers ist in der EP-A-0 256 666 gezeigt, bei dem Bremsdruck durch die Aufnahme von Bremsmittel in den Druckspeicher reduziert und dann erneut aufgebracht wird, indem das Bremsmittel aus dem Druckspeicher in den restlichen Teil des Bremssystems zurückgetrieben wird.
Der Niederdruck-Druckspeicher hält das darin gespeicherte Strömungsmittel typischerweise auf einem vorgegebenen Minimaldruck, der durch eine Druckfeder bestimmt wird, welche auf einen Druckspeicherkolben einwirkt, und zwar normalerweise in einem Bereich von 30-60 psi (2,07-4,14 bar). Dieser Minimaldruck gibt den niedrigsten Druck wieder, auf den die gesteuerten Bremsen während eines Blockierschutzvorganges reduziert werden können. Es wurde jedoch festgestellt, daß es in bestimmten Bremssituationen erforderlich ist, den gesteuerten Druck unter diesen Minimaldruck zu reduzieren, um die gewünschte Steuerung zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Druckspeichereinheit für ein Blockierschutzbremssystem zur Verfügung, mit dem der Druck eines Bremsmittels in einem Bremskreis zumindestens einer ausgewählten Radbremse gesteuert werden kann, um einen bevorstehenden Blockierzustand eines zugehörigen Rades zu korrigieren, wobei die Druckspeichereinheit einen Speicher aufweist, der eine Öffnung zum Empfangen und Halten von Bremsmittel während eines Blockierschutzbetriebes besitzt. Die Druckspeichereinheit ist dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:
eine vom Bremsmitteldruck betätigte Einrichtung zum Halten des Drucks des Bremsmittels im Speicher während des Blockierschutzbetriebes auf einem ersten vorgegebenen Druck und eine Einrichtung, die nur dann in Betrieb ist, wenn sich das Bremssystem nicht im Blockierschutzbetrieb befindet, um das Bremsmittel im Speicher mit einem zweiten vorgegebenen Druck, der größer ist als der erste vorgegebene Druck, zu beaufschlagen, damit das Bremsmittel durch die Öffnung fließen und zum Bremskreis zurückgeführt werden kann.
Der erste vorgegebene Druck kann ein Druck von im wesentlichen Null sein.
Falls erforderlich, kann somit der Strömungsmitteldruck für die gesteuerten Radbremsen auf einen Druck von nahezu Null reduziert werden. Es wurde festgestellt, daß eine solche Reduzierung auf einen geringen Druck wünschenswert ist, wenn man versucht, ein Scheibenbremsen-Hinterrad eines leichten LKW zu befreien, der auf einer Fläche mit einem sehr niedrigen Reibbeiwert, wie beispielsweise Eis, bremst. In diesen Situationen macht es der natürliche Widerstand, der durch den kontinuierlichen Eingriff der Scheibenbremsbacken und des Rotors bewirkt wird, erforderlich, daß der Druck auf einen Druck von nahezu Null reduziert wird, um ein blockiertes Hinterrad befreien zu können. Mit der Druckspeichereinheit der vorliegenden Erfindung kann eine solche Druckreduzierung erzielt werden. Ferner besitzt die Druckspeichereinheit eine Einrichtung, die, nachdem das Abbremsen des Fahrzeuges beendet worden ist, einen vorgegebenen Druck, der über einem Druck von Null liegt, auf das in der Druckspeichereinheit gespeicherte Bremsmittel aufbringt, um das Bremsmittel zum Bremssystem zurückzuführen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt die Speichereinheit einen Kolben, der gleitend in einem Gehäuse angeordnet ist und mit dem Gehäuse zusammenwirkt, um einen Speicher mit veränderlichem Volumen zur Aufnahme des Bremsmittels während Druckreduzierphasen des Blockierschutzbetriebes zu bilden. Der Kolben ist normalerweise in eine Position federvorgespannt, in der der Speicher ein minimales Volumen aufweist. Die Druckspeichereinheit umfaßt ferner einen axial verschiebbaren Plungerkolben, der so gekoppelt ist, daß er die Feder während des Blockierschutzbetriebes so zusammenpreßt, daß diese keine Kraft auf den Druckspeicherkolben ausübt. Der Druckspeicherkolben kann dann frei in Axialrichtung im Axialgehäuse gleiten, wenn Strömungsmittel in den Speicher eingeführt wird, so daß das Strömungsmittel darin auf einem Druck von im wesentlichen Null gespeichert wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verbleibt der Plungerkolben in der nicht betätigten Position, bis der Blockierschutzbetrieb zur Druckreduzierung initiiert worden ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Kolben mit Hilfe des vom Fahrzeughauptzylinder zugeführten Strömungsmitteldrucks hydraulisch verschoben. Wenn das Bremspedal freigegeben wird, führt die Feder den Plungerkolben und den Kolben in ihre Ausgangsposition zurück, so daß das Strömungsmittel im Speicher des Druckspeichers zurück in das Bremssystem gedrückt wird.
Die Druckspeichereinheit der vorliegenden Erfindung ist besonders geeignet für Blockierschutzbremssysteme von Fahrzeugen, die keine separate Pumpe benötigen, um die Radbremsen mit zusätzlichem Druck zu beaufschlagen, wie beispielsweise das in der US-PS 47 90 607 beschriebene pumpenfreie Blockierschutzsystem. Weitere Vorteile der Erfindung sind für den Fachmann ohne weiteres erkennbar, wenn er die nachfolgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen studiert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Blockierschutzbremssystems eines Fahrzeuges, bei dem die Druckspeichereinheit der vorliegenden Erfindung Anwendung findet;
Figur 2 eine Schnittansicht eines Steuerventils des schematisch in Figur 1 gezeigten Typs, wobei die Bestandteile des Druckspeichers in einer Position vor der Einführung von Strömungsmittel in den Druckspeicher-Speicher dargestellt sind; und
Figur 3 eine Teilschnittansicht ähnlich Figur 2, die die Relativlage der Druckspeicherbestandteile zeigt, nachdem Strömungsmittel in den Druckspeicher-Speicher eingeführt worden ist.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Blockierschutzbremssystems 10 eines Fahrzeuges, das ein Steuerventil 10 besitzt, welches eine erfindungsgemäß ausgebildete Druckspeichereinheit 11 verwendet. Insbesondere umfaßt das Steuerventil 10 diejenigen Bestandteile, die in dem durch die gestrichelte Linie 10a angegebenen Bereich angeordnet sind.
Bevor die Einzelheiten der Druckspeichereinheit 11 erläutert werden, werden kurz die Basiskomponenten und die generelle Funktionsweise des Blockierschutzbremssystems beschrieben. Eine genauere Erläuterung des Steuersystems und des damit verwendeten Steuerventils findet sich in den US-PS'en 46 73 226, 46 68 023, 47 90 607 und 48 28 235 sowie den erteilten amerikanischen Patentanmeldungen 07/283 360 und 07/283 689. Sämtliche dieser Veröffentlichungen werden hiermit bezugnehmend eingearbeitet.
Das in Figur 1 dargestellte Blockierschutzbremssystem ist an einem Fahrzeug installiert, das ein hydraulisches Bremssystem aufweist, welches aus einem Bremspedal 12 besteht, das so angeschlossen ist, daß es einen Dualspeicher-Hauptzylinder 14 betätigt. Wenn der Fahrzeuglenker das Bremspedal 12 niederdrückt, um das Fahrzeug abzubremsen, führt der Hauptzylinder 14 unter Druck stehendes Hydraulikmittel von einem vorderen Speicher 14b durch eine Hydraulikleitung 16b zu zu einem herkömmlichen Kombinationsventil 18. Das Kombinationsventil 18 besitzt eine erste Ausgangsleitung 18a, die Hydraulikmittel unter einem vorgegebenen Druck zuführen kann, um die vorderen Bremsen 19a und 19b des Fahrzeuges zu betätigen, sowie eine zweite Ausgangsleitung 18b, die Hydraulikmittel unter einem zweiten vorgegebenen Druck zuführen kann, um die hinteren Bremsen 20a und 20b des Fahrzeuges zu betätigen. Das Kombinationsventil 18 hält ferner die Hydraulikmitteldrücke für die vorderen und hinteren Bremsen etwa in dem gleichen Verhältnis wie die Gewichtsverteilung über der vorderen und hinteren Achse während des Abbremsens des Fahrzeuges.
Das Blockierschutzsteuerventil 10 ist mit einem normalerweise offenen Isolationsventil 22 versehen, das zwischen die Leitung 18b und eine Leitung 24 geschaltet ist, die unter Druck stehendes Strömungsmittel den hinteren Bremsen 20a und 20b zuführt. Das Isolationsventil 22 ist solenoidbetätigt und wird geschlossen, wenn ein bevorstehender Hinterradblockierzustand erfaßt wird. Im geschlossenen Zustand hält das Ventil 22 den Druck in einer Leitung 24 auf einem relativ konstanten Niveau und verhindert somit, daß irgendein weiterer Druckanstieg in der Leitung 18b weitergeführt wird zur Leitung 24.
Das Blockierschutzsteuerventil 10 umfaßt ferner ein normalerweise geschlossenes Entleerungsventil 26, das zwischen die Leitung 24 und eine Leitung 27 geschaltet ist, die mit der Druckspeichereinheit 11 der vorliegenden Erfindung in Verbindung steht. Die Druckspeichereinheit 11 besitzt einen Strömungsmittelspeicher 28 mit veränderlichem Volumen zur Aufnahme von Strömungsmittel vom hinteren Bremssystem während Perioden, in denen der Druck der hinteren Bremse reduziert wird. Wenn das Isolationsventil 22 geschlossen worden ist und der in der Leitung 24 gehaltene Druck weiterhin einen übermäßig starken Schlupf der Hinterräder bewirkt, wird das Entleerungsventil 26 wahlweise geöffnet, um Strömungsmittel in den Druckspeicher-Speicher 28 zu führen und den Bremsdruck in der Leitung 24 zu reduzieren sowie ein Blockieren der hinteren Bremsen zu verhindern. Nachdem das Bremspedal 12 freigegeben worden ist, wird das Isolationsventil 22 geöffnet, und das im Druckspeicher-Speicher 28 vorhandene Strömungsmittel kann über ein Rückschlagventil 29 zur Leitung 24 zurückgeführt werden.
Ein Rückschlagventil 31 ist über das Isolationsventil 22 zwischen die Leitungen 18b und 24 geschaltet und sorgt für einen Strömungsmittelfluß von der Leitung 24 zur Leitung 18b, wenn der Druck in der Leitung 24 größer ist als der Druck in der Leitung 18b. Wenn somit das Bremspedal freigegeben und das Isolationsventil geöffnet wird, kann unter höherem Druck stehendes Strömungsmittel in der Leitung 24 sowohl durch das Isolationsventil 22 als auch durch das Rückschlagventil 31 zur Leitung 18b zurückkehren.
Die Funktionsweise des Isolationsventils 22 und des Entleerungsventils 26 wird durch einen Computer-Steuermodul 30 gesteuert. Das Isolationsventil 22 und das Entleerungsventil 26 sind solenoidbetätigte Ventile, die Solenoide 22a und 26a aufweisen, die mit Hilfe von elektrischen Leitungen 32 und 34 an den Computer-Steuermodul 30 angeschlossen sein können. Um festzustellen, ob der Fahrzeuglenker das Fahrzeug abbremst, ist die Computersteuerung 30 über eine Leitung 38 an einen Bremslichtschalter 36 angeschlossen, so daß überwacht werden kann, ob das Bremspedal 12 niedergedrückt wird. Der Computer-Steuermodul 30 ist ferner über eine Leitung 42 an einen Drehzahlsensor 40 angeschlossen, der die durchschnittliche Drehzahl der Hinterräder des Fahrzeuges überwacht, indem er die Drehung des hinteren Differentialringrades (nicht gezeigt) abtastet. Der Computer-Steuermodul 30 ist des weiteren über eine Leitung 46 an einen Differenzdruckschalter 44 angeschlossen. Der Differenzschalter 44 besitzt zwei separate Funktionen. Wie im einzelnen in der vorstehend erwähnten US-PS 48 28 335 erwähnt ist, wird der Schalter 44 zur Überwachung des Differenzdrucks über dem Isolationsventil 22 verwendet, wenn sich das System im Blockierschutzbetrieb befindet, um festzustellen, wann es wünschenswert ist, den Blockierschutzbetrieb aufzugeben und das Bremssystem in den Normalbetrieb zurückzuführen. Wenn sich das Fahrzeug nicht im Blockierschutzbetrieb, sondern im normalen Bremsbetrieb befindet, dient der Schalter 44 ferner dazu, den Zustand des Entleerungsventils zu überwachen.
Es wird nunmehr die Funktionsweise des in Figur 1 dargestellten Blockierschutzbremssystems zusammengefaßt. Grundsätzlich überwacht das System die Hinterraddrehzahl und Verzögerung und steuert während des Abbremsens des Fahrzeuges die Beaufschlagung der hinteren Bremsen des Fahrzeuges mit Hydraulikdruck über das Steuerventil 10, um einen Blockierzustand der Hinterräder zu verhindern. Wenn ein Hinterradschlupf zustand erfaßt wird, der anzeigt, daß sich die Hinterräder einem Blockierzustand nähern, schließt der Steuermodul 30 das Isolationsventil 22, um den Druck in der Leitung 24 auf seinem momentanen Wert zu halten. Wenn nach dem Schließen des Isolationsventils 22 der Hinterradbeschleunigungsgrad eine vorgegebene Größe übersteigt, kann das Entleerungsventil 26 wahlweise geöffnet werden, um den Druck in der Leitung 24 zu reduzieren und ein Blockieren der Hinterräder zu verhindern. Wenn das Entleerungsventil 26 wahlweise geöffnet wird, wird Strömungsmittel über die Leitung 27 in den Druckspeicher-Speicher 28 geführt. In einigen Fällen, nachdem der Druck entspannt worden ist, um den Hinterradschlupf zu reduzieren und einen bevorstehenden Blockierzustand zu korrigieren, ist es wünschenswert, die hinteren Bremsen wiederum mit zusätzlichem Druck zu beaufschlagen und den Bremseffekt der Hinterräder zu erhöhen. Dies wird erreicht, indem das Isolationsventil 22 kurzzeitig geöffnet wird, damit das unter höherem Druck stehende Strömungsmittel in der Leitung 18b der Leitung 24 zugeführt werden kann. Die speziellen Bedingungen, unter denen die hinteren Bremsen wieder mit zusätzlichem Druck beaufschlagt werden, sind im einzelnen in der US-PS 47 90 607 erläutert.
Die vorliegende Erfindung betrifft speziell die Ausbildung der Druckspeichereinheit 11. Erfindungsgemäß wird während des Blockierschutzbetriebes das dem Druckspeicher-Speicher 28 zugeführte Strömungsmittel auf einem Druck von Null oder von nahezu Null gehalten. Bei den meisten Druckspeichern des Standes der Technik wird der Druck typischerweise auf einem Wert gehalten, der von der Konstante der zugehörigen Feder abhängig ist und normalerweise in einem Bereich von 30-60 psi (2,07-4,14 bar) liegt. Es wurde jedoch festgestellt, daß bei bestimmten Bremssystemen und unter bestimmten Bremsbedingungen es manchmal wünschenswert ist, den Hinterradbremsdruck auf einen Wert zu reduzieren, der unter 30-60 psi liegt. Wenn beispielsweise bei Fahrzeugen, wie leichten LKWs, bei denen die Hinterräder mit Scheibenbremsen ausgestattet sind, das Fahrzeug auf einer Fläche mit einem relativ niedrigen Reibbeiwert, wie beispielsweise Eis, stoppt, muß der Bremsdruck für das Hinterrad oft auf einen Wert von nahe Null reduziert werden, um das unter diesen Bedingungen blockierte Hinterrad zu befreien. Bei Druckspeichern des Standes der Technik ist es nur möglich, Bremsdruck auf das Niveau zu reduzieren, das von der zugehörigen Feder aufrechterhalten wird.
Die schematisch in Figur 1 dargestellte Druckspeichereinheit 11 kann das Bremsmittel während des Blockierschutzbetriebes auf einem Wert von Null oder nahezu Null halten. Wie in Figur 1 gezeigt, umfaßt die Druckspeichereinheit 11 einen axial verschiebbaren Plungerkolben 28a, der normalerweise über eine Druckfeder 28c nach links (in Figur 1) vorgespannt ist, um einen gleitfähigen Kolben 28b gegen eine Endwand des Druckspeichergehäuses 28d zu drücken. In dieser Position wirken der Kolben 28b und das Gehäuse 28d zusammen und bilden einen Druckspeicher-Speicher mit minimalem Volumen. Wenn das Bremssystem mit dem Blockierschutzbetrieb beginnt und Strömungsmittel in den Druckspeicher-Speicher 28 entleert wird, sind erfindungsgemäß Einrichtungen vorgesehen, um den Plungerkolben 28a nach rechts (in Figur 1) zu verschieben und die Feder 28c gegen die rechte Wand des Gehäuses 28d zu pressen. In diesen Fällen übt der Plungerkolben 28a keine Axialkraft auf den Kolben 28b aus, so daß sich der Kolben frei axial nach rechts verschieben kann, um das Volumen des Druckspeicher-Speichers 28 zu erhöhen, ohne irgendeine wesentliche Kraft auf das darin enthaltene Strömungsmittel auszuüben.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Plungerkolben 28a mit Hilfe von Hauptzylinderströmungsmit teldruck in der Leitung 18b, der der Druckspeichereinheit über eine Öffnung 28f zugeführt wird und eine Kraft auf eine Endfläche 28e des Plungerkolbens 28a ausüben kann, hydraulisch verschoben. Während nicht gebremst wird, drückt die Feder 28c den Plungerkolben 28a in Figur 1 nach links, so daß die Endfläche 28e des Plungerkolbens 28a gegen die Endwand des Druckspeichergehäuses gesetzt und der Kolben 28b nach links gedrückt wird, um den Druckspeicher-Speicher auf minimalem Volumen zu halten. Wenn der Bremsdruck angelegt wird, ist die auf den Plungerkolben 28a ausgeübte resultierende Axialkraft von dem Bereich der Endfläche 28b abhängig, der dem unter Druck stehenden Strömungsmittel ausgesetzt ist. Wenn sich der Plungerkolben 28a in der in Figur 1 gezeigten Position befindet, entspricht dieser Bereich dem Bereich der Öffnung 28f. Die Größe der Öffnung 28f und die Federkonstante der Feder 28b sind so ausgewählt, daß bei keinen Blockierschutzbremsbedingungen die von der Feder 28c ausgeübte Axialkraft größer ist als die entgegengesetzte hydraulische Kraft, so daß der Plungerkolben in der gezeigten Position gehalten wird. Wenn jedoch das System mit dem Blockierschutzbetrieb beginnt und Strömungsmittel anfangs in den Druckspeicher-Speicher 28 entleert wird, werden der Kolben 28b und der Plungerkolben 28a nach rechts gedrückt, um die Feder 28c teilweise zusammenzudrücken, so daß die gesamte Endfläche 28e des Plungerkolbens 28a dem Strömungsmitteldruck in der Leitung 18b ausgesetzt wird. In diesen Fällen reicht die resultierende hydraulische Kraft aus, um die Feder 28c so zusammenzudrücken, daß sie nicht länger irgendeine Kraft auf den Druckspeicherkolben 28b ausübt. Der Druckspeicherkolben kann sich dann frei nach rechts verschieben und das Volumen des Druckspeicher-Speichers 28 erhöhen, ohne daß irgendein Druck auf das darin gespeicherte Strömungsmittel ausgeübt wird. Wenn die Bremsen freigegeben werden, drückt die Feder 28c den Plungerkolben 28a und den Kolben 28b in ihre Ausgangspositionen zurück sowie jegliches Strömungsmittel im Druckspeicher-Speicher 28 zurück in die hintere Bremsleitung 24 über das Rückschlagventil 29.
In Verbindung mit Figur 2 wird nunmehr die spezielle Konstruktion der Druckspeichereinheit 11 der vorliegenden Erfindung im einzelnen erläutert. Figur 2 zeigt das Steuerventil 10, das eine Konstruktion besitzt, die mit Ausnahme der neuartigen Druckspeicherkonstruktion dem Steuerventil entspricht, das in der US-PS 48 28 335 beschrieben und dargestellt ist. Im vorliegenden Text wird daher die Gesamtkonstruktion des Ventils nur kurz erläutert, und es wird nur die Druckspeichereinheit im einzelnen beschrieben.
Das Ventil 10 umfaßt einen einstückigen Ventilkörper 60 mit einem Einlaß 61, der an die Leitung 18b der Figur 1 angeschlossen werden kann, und einem Auslaß 62, der an die Leitung 24 der Figur 1 angeschlossen werden kann. Der Ventilkörper 60 ist mit einer Vielzahl von darin ausgebildeten inneren Öffnungen versehen, um verschiedene Komponenten des Ventils aufzunehmen. Beispielsweise kann eine Öffnung 60a die Isolationsventileinheit 22, eine Öffnung 60d die Entleerungsventileinheit 26 und eine Öffnung 60c die Differenzschalteinheit 44 aufnehmen. Die Komponenten der Druckspeichereinheit 11 sind in einer Öffnung 60d und einer kleineren Öffnung 60e, die mit der Öffnung 60d verbunden ist, montiert.
Die verschiedenen Komponenten des Steuerventils sind im Ventilkörper 60 über eine Reihe von intern ausgebildeten Kanälen miteinander verbunden, die im einzelnen in der amerikanischen Patentanmeldung 07/053 221 erläutert sind. Die Isolationsventileinheit 22 besitzt ein normalerweise offenes Kugelventil 65, während die Entleerungsventileinheit 26 ein normalerweise geschlossenes Kugelventil 66 umfaßt. Unter keinen Blockierschutzbedingungen wird Bremsmittel direkt vom Einlaß 61 über eine Reihe von Kanälen, die im einzelnen in der US-PS 48 28 335 beschrieben sind, dem Auslaß 62 zugeführt. Wenn das System mit dem Blockierschutzbetrieb beginnt, ist das Isolationskugelventil 65 geschlossen und blockiert den Strömungsmittelfluß zwischen dem Einlaß 61 und dem Auslaß 62 sowie verhindert jedweden weiteren Anstieg des Drucks zu den Hinterradbremsen. Wenn danach das System feststellt, daß der den Hinterradbremsen zugeführte Druck reduziert werden sollte, kann das Entleerungskugelventil 66 wahlweise gepulst werden, damit Strömungsmittel am Kugelventil 66 vorbei nach unten durch einen mittleren Kanal 67, der in der Entleerungsventileinheit ausgebildet ist, und in den Druckspeicher-Speicher 28 fließen kann.
Die bevorzugte Ausführungsform der in Figur 2 gezeigten Druckspeichereinheit 11 umfaßt einen allgemein becherförmigen Gleitkolben 70 (entsprechend dem Kolben 28b der Figur 1), eine Schraubendruckfeder 72 (entsprechend der Feder 28c der Figur 1) und einen Endstopfen 74. Der Kolben 70 ist gleitend innerhalb der zylindrischen Öffnung 60d montiert und wird durch die Feder 72, die zwischen einem Federsitz 75 und dem Endstopfen 74 zusammengedrückt wird, gegen das linke Ende der Öffnung 60d gedrückt. Ein O-Ring 76 ist in einer äußeren Ringnut montiert, die im Kolben 70 ausgebildet ist, und steht dichtend mit der inneren zylindrischen Wand der Öffnung 60d in Eingriff. Eine Gummihaube 78 ist am Stopfen 74 befestigt und steht in die Öffnung 60b vor. Sie dient dazu, Luftdruckänderungen im Raum rechts vom Kolben 70 aufzunehmen, wenn der Kolben 70 nach rechts bewegt wird.
Die Druckspeichereinheit umfaßt ferner einen Betätigungsplungerkolben 80 (entsprechend dem Plungerkolben 28a der Figur 1), der gleitend in der kleineren zylindrischen Öffnung 60e montiert und darin über einen Stopfen 82, der in das äußere Ende der Öffnung 60e geschraubt ist, gehalten ist. Das innere Ende des Plungerkolbens 80 erstreckt sich durch eine zylindrische Öffnung 70b, die in der Endwand des Kolbens 70 ausgebildet ist, und weist ein innerstes Ende 80a auf, das in einer allgemein halbkugelförmigen Art und Weise ausgebildet ist und sich in einen becherförmigen Abschnitt des Federsitzes 75 erstreckt. Eine O-Ring-Dichtung 81 ist in der zylindrischen Öffnung 70b vorgesehen und steht mit der äußeren Fläche des Plungerkolbens 80 dichtend in Eingriff.
Der Stopfen 82 ist mit einem Querkanal 82a versehen, der mit einem Kanal 83 in Verbindung steht, welcher im Ventilkörper 60 ausgebildet ist und direkt mit dem Einlaß 62 verbunden ist, um Hauptzylinderströmungsmitteldruck von der Leitung 18b über ein Filter 84 zu empfangen. Ferner ist der Stopfen 82 mit einem axial verlaufenden Kanal 82b versehen, der den Kanal 82a mit einer äußeren Endfläche 80b des Plungerkolbens verbindet. Der Kanal 82b ist mit einer Drossel 82c versehen, um den Strömungsmitteldurchfluß zu begrenzen. Die äußere Endfläche 80b des Plungerkolbens weist eine zylindrische Öffnung mit einer darin montierten Dichtung 85 auf. Wenn die Druckspeicherfeder 72 ausgeweitet ist, wie in Figur 2 gezeigt, wird die äußere Endfläche 80b des Plungerkolbens 80 gegen die innere Fläche des Stopfens 82 gepreßt, damit die Dichtung 85 dichtend mit dem Endstopfen 82 um den gesamten Umfang des Auslaßendes des Kanales 82b in Eingriff tritt.
Das Auslaßende des Kanales 82b besitzt einen solchen Durchmesser D1 (in Figur 3 gezeigt), daß während des normalen Bremsvorganges der auf die Dichtung 85 ausgeübte Strömungsmitteldruck nicht ausreicht, um den Plungerkolben 80 axial zu verschieben und die Feder 72 zusammenzupressen. Somit bleibt unter diesen Umständen die Feder 72 ausgeweitet und hält weiterhin den Plungerkolben 80 in seiner am weitesten links gelegenen Position. Hierbei besitzt der Druckspeicher- Speicher ein minimales Volumen. In diesem Fall ist die Endfläche des Kolbens 70 in einem geringen Abstand von der inneren Endwand des Speichers angeordnet, und zwar über die Strecke L, wie in Figur 2 gezeigt. Wenn jedoch einmal das Bremssystem mit dem Blockierschutzbetrieb begonnen und bewirkt hat, daß Strömungsmitteldruck zum Druckspeicher- Speicher 28 hin abgeführt wird, beginnt sich der Kolben 70 mit dem Federsitz 75 nach rechts zu bewegen und die Feder 72 zusammenzudrücken. Zu diesem Zeitpunkt drückt der Federsitz 75 den Plungerkolben 80 nicht länger gegen den Stopfen 82. Der auf den Plungerkolben 80 ausgeübte Strömungsmitteldruck reicht dann aus, um den Plungerkolben 80 axial nach rechts zu verschieben und die Dichtung 85 von der Endfläche des Stopfens 82 zu lösen. Zu diesem Zeitpunkt ist die gesamte Endfläche 80b des Plungerkolbens 80, die einen Durchmesser D2 besitzt, wie in Figur 3 gezeigt, dem Hauptzylinderströmungsmitteldruck ausgesetzt. Mit dieser zusätzlichen Fläche wird eine ausreichende zusätzliche Kraft auf den Plungerkolben 80 ausgeübt, um die Feder 72 zusammenzupressen, wie in Figur 3 gezeigt, so daß sie keine Axialkraft auf den Kolben 70 ausübt. Somit kann sich der Kolben frei nach rechts verschieben, wenn Strömungsmittel in den Speicher 28 eingeführt wird, und das im Speicher enthaltene Strömungsmittel wird auf einem Druck von Null oder nahe bei Null gehalten.
Wenn das Bremspedal freigegeben wird, reicht der Strömungsmitteldruck in der Leitung 18b nicht mehr aus, um die von der Feder 72 ausgeübte Kraft zu überwinden. Die Feder drückt daher den Plungerkolben 80 und den Kolben 70 in ihre in Figur 2 gezeigten nicht betätigten Stellungen zurück. Hierdurch wird das Strömungsmittel im Druckspeicher-Speicher 28 über das Rückschlagventil (in Figur 2 als Einweg-Lippendichtung 29a gezeigt) zum Bremssystem zurückgeführt, während das zum Verschieben des Plungerkolbens 80 verwendete Strömungsmittel über den Kanal 82b zurückgeführt wird.
Eine ringförmige Lippendichtung 86 ist um das innere Ende des Kolbens 82 herum angeordnet und bildet zusätzlich zum Kanal 82b einen Weg zum Zurückführen des Strömungsmittels zum Kanal 82a, wenn der Plungerkolben 80 aus seiner betätigten Position (in Figur 3 gezeigt) in seine nicht betätigte Position (in Figur 2 gezeigt) bewegt wird. Wenn sich der Plungerkolben in der nicht betätigten Position befindet und unter Druck stehendes Strömungsmittel im Kanal 82a vorhanden ist, übt das Strömungsmittel eine Kraft auf die Dichtung 86 aus, die dazu neigt, die Dichtung 86 in einer Axialrichtung zum Plungerkolben 80 hin zusammenzudrücken. Hierdurch wird das in einem Ringraum 87 um das äußere Ende des Plungerkolbens 80 herum angeordnete Strömungsinittel unter Druck gesetzt. Um die auf den Plungerkolben 80 vom Strömungsmittel im Ringraum ausgeübte Axialkraft zu reduzieren, ist eine zweite Lippendichtung 88 um das äußere Ende des Plungerkolbens 80 herum angeordnet. Wenn somit die Dichtung 86 zusammengepreßt wird, wird die Dichtung 88 in entsprechender Weise zusammengepreßt, so daß der Effekt einer vom Strömungsmittel im Raum 87 auf den Plungerkolben 80 ausgeübten Axialkraft reduziert wird.
Die Druckspeichereinheit der vorliegenden Erfindung wurde in ihrer bevorzugten Ausführungsform erläutert und dargestellt. Es versteht sich jedoch, daß diese Druckspeichereinheit verschiedenartige Modifikationen erfahren kann, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Während die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vom Hauptzylinder zugeführten Strömungsmitteldruck als Mittel zum axialen Verschieben des Plungerkolbens zum Komprimieren der Druckspeicherfeder verwendet, können beispielsweise auch andere Mittel Verwendung finden. Obwohl der Druckspeicher zum Gebrauch mit einem pumpenfreien Blockierschutzsystem beschrieben wurde, versteht es sich, daß er auch bei einem herkömmlicheren mit Pumpen versehenen Blockierschutzsystem Anwendung finden kann.

Claims

1. Druckspeichereinheit (11) für ein Blockierschutzbremssystem eines Fahrzeuges, mit dem der Druck des Bremsmittels in einem Bremskreis zu mindestens einer ausgewählten Radbremse (20a, 20b) gesteuert werden kann, um einen bevorstehenden Blockierzustand eines zugehörigen Rades zu korrigieren, wobei die Druckspeichereinheit einen Speicher (28) aufweist, der eine Öffnung zum Empfangen und Halten von Bremsmittel während eines Blockierschutzbetriebes besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß sie nachfolgende Bestandteile umfaßt:

eine vom Bremsmitteldruck betätigte Einrichtung (80) zum Halten des Drucks des Bremsmittels im Speicher (28) während des Blockierschutzbetriebes auf einem ersten vorgegebenen Druck und

eine Einrichtung (70, 72), die nur dann in Betrieb ist, wenn sich das Bremssystem nicht im Blockierschutzbetrieb befindet, um das Bremsmittel im Speicher (28) mit einem zweiten vorgegebenen Druck, der größer ist als der erste vorgegebene Druck, zu beaufschlagen, damit das Bremsmittel durch die Öffnung fließen und zum Bremskreis zurückgefuhrt werden kann.

2. Druckspeichereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste vorgegebene Druck ein Druck von im wesentlichen 0 ist.

3. Druckspeichereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (80) den ersten vorgegebenen Druck nur während des Blockierschutzbetriebes des zugehörigen Blockierschutzbremssystems aufrechterhält.

4. Druckspeichereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (70, 72) zur Druckbeaufschlagung den zweiten vorgegebenen Druck nach dem Blockierschutzbetrieb des zugehörigen Blockierschutzbremssystems beaufschlagt.

5. Druckspeichereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie die folgenden Bestandteile umfaßt:

ein Gehäuse (60), das einen Hohlraum (60d) bildet, einen gleitend im Hohlraum montierten Kolben (70), der mit dem Hohlraum zusammenwirkt und einen Speicher (28) zur Aufnahme und zeitweiligen Speicherung von Bremsmittel während des Betriebes des zugehörigen Blockierschutzbremssystems bildet, eine mit dem Kolben gekoppelte Federeinrichtung (72) zum Vorspannen des Kolbens in eine Richtung, in der eine Vorgegebene Kraft auf den Kolben ausgeübt wird, um das im Speicher gespeicherte Bremsmittel auf einem vorgegepenen Druck zu halten, und eine mit der Federeinrichtung (72) verbundene Einrichtung (80), um die auf den Kolben ausgeiibte Kraft und den Druck des im Speicher (28) gespeicherten Bremsmittels während mindestens einem Abschnitt des Betriebes des zugehörigen Blockierschutzbremssystems zu reduzieren.

6. Druckspeichereinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Pedereinrichtung (72) verbundene Einrichtung (80) den Druck auf einen Druck von im wesentlichen 0 reduziert.

7. Druckspeichereinheit nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (72) die vorgegebene Kraft nach dem Blockierschutzbetrieb des zugehörigen Blockierschutzbremssystems ausübt.

8. Druckspeichereinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Federeinrichtung (72) verbundene Einrichtung eine Plungerkolbeneinrichtung (80), die die Federeinrichtung (72) derart komprimieren kann, daß diese keine Kraft auf den Kolben (70) ausübt, und eine Einrichtung (82b, 82c, 85) zum Bewegen des Plungerkolbens (82) zum Komprimieren der Federeinrichtung (72) umfaßt.

9. Druckspeichereinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Plungerkolbeneinrichtung (80) zwischen einer nicht betätigten Position, in der die Federeinrichtung (72) die vorgegebene Kraft auf den Kolben (70) ausübt, und einer betätigten Position, in der die Federeinrichtung komprimiert ist und keine Kraft auf den Kolben (70) ausübt, verschiebbar ist.

10. Druckspeichereinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Plungerkolbeneinrichtung (80) hydraulisch in die betätigte Position verschoben ist (82b, 82c, 85).

11. Druckspeichereinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Plungerkolbeneinrichtung (80) mit Hilfe von unter Druck stehendem Bremsmittel verschoben ist.

12. Druckspeichereinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (60) einen Kanal (83, 82a, 82c) zum Zuführen von Bremsmittel zum Verschieben der Plungerkolbeneinrichtung (80) aufweist, der eine Drossel (82c) zum Begrenzen des Bremsmitteldurchflusses durch den Kanal besitzt.

13. Druckspeichereinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Plungerkolbeneinrichtung (80) nur während des Blockierschutzbetriebes des zugehörigen Blockierschutzsystems in die betätigte Position verschoben ist.

14. Blockierschutzbremssystem für ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Druckspeichereinheit (11) nach einem der Ansprüche 1-13 aufweist.

15. Blockierschutzbremssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es ein normalerweise offenes Isolationsventil (22), das zwischen einem Fahrzeughauptzylinder (14) und der mindestens einen ausgewählten Radbremse (20a, 20b) angeordnet ist und hiermit in Verbindung steht, ein normalerweise geschlossenes Entleerungsventil (26), daß zwischen der mindestens einen ausgewählten Radbremse (22a, 20b) und dem Speicher (28) des Druckspeichers (11) angeordnet und hiermit verbunden ist, und eine Steuereinrichtung (30) aufweist, die einen bevorstehenden Blockierzustand des zugehörigen Rades detektieren und das Isolationsventil und Entleerungsventil so betätigen kann, daß der Bremsmitteldruck zur Korrektur des bevorstehenden Blockierzustandes gesteuert wird, wobei das Entleerungsventil während des Blockierschutzbetriebes wahlweise geöffnet wird, um Bremsmittel dem Speicher (28) zuzuführen und den Bremsmitteldruck zu der mindestens einen ausgewählten Radbremse zu reduzieren.

16. Blockierschutzbremssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Plungerkolbeneinrichtung (80) in die betätigte Position verschoben wird, nachdem das Entleerungsventil (26) geöffnet wurde, um dem Speicher (28) Bremsmittel zuzuführen.