Die Erfindung bezieht sich auf eine blockiergeschützte hydraulische Bremsanlage, mit mindestens einer Radbremse und einer Hilfsdruckquelle, wobei in die Leitung zwischen der Hilfsdruckguelle und der Radbremse ein Einlaßventil eingesetzt und die Radbremse über ein Auslaßventil an eine Rücklaufleitung angeschlossen ist.

Eine derartige Bremsanlage ist z.B. aus der DE-OS 36 27 000 bekannt. Diese Offenlegungsschrift zeigt eine Zweikreisbremsanlage mit einem Tandemhauptzylinder und einer Pumpe für jeden Bremskreis. Die Radbremszylinder stehen über je ein Einlaßventil mit der Druckleitung zur Pumpe bzw. der Bremsleitung zum Hauptbremszylinder und mit je einem Auslaßventil mit der Rücklaufleitung zum Vorratsbehälter in Verbindung. Das Einlaßventil ist normalerweise geöffnet, das Auslaßventil normalerweise geschlossen.

Während einer Bremsung wird das Drehverhalten der Räder laufend überwacht. Wenn eines der Räder droht zu blockieren, dann wird der Antrieb der Pumpe eingeschaltet und das Ein- und Auslaßventil des blockiergefährdeten Rades derart angesteuert, daß in den Radbremsen ein Druck eingestellt wird, der mit einem optimalen Schlupfwert des Rades korrelliert. Zum Senken des Druckes wird das Auslaßventil geöffnet und das Einlaßventil geschlossen. Zum Halten des Druckes sind beide Ventile geschlossen, während zur Drucksteigerung das Einlaßventil geöffnet und das Auslaßventil geschlossen ist.

Die Ein- und Auslaßventile sind elektromagnetisch angesteuerte Ventile mit einem Schließkörper, der auf einem Ventilsitz aufsitzt. Während einer ABS-Regelungsbremsung tritt an den Ventilen ein Druckgefälle in der Bremsflüssigkeit auf, das zu Regelgeräuschen führt, die vom Fahrer des Fahrzeuges als unangenehm empfunden werden.

Die Erfindung hat daher zum Ziel, die Regelgeräusche am Ventil drastisch zu senken.

Die Aufgabe wird mit den Mitteln gelöst, die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs genannt sind.

Der Differenzdruckbegrenzer zwischen der Hilfsdruckquelle und dem Einlaßventil bewirkt ab einem

Bremsflüssigkeitsdruck, der größer ist als der Druck, der der Kraft der Ventilfeder entspricht, daß am Einlaßventil ein definiertes, konstantes Druckgefälle vorliegt, das durch die Ventilfeder bestimmt ist. Dieses Druckgefälle kann z. B. auf 25 bar eingestellt werden und ist damit wesentlich geringer, als das Druckgefälle, das üblicherweise bei einer Panik-ABS-Regelungs-Bremsung mit der Bremsanlage gemäß der genannten Offenlegungsschrift auftritt. Man hat festgestellt, daß die Regelgeräuεche mit größer werdendem Druckgefälle zunehmen und dann besonders laut sind, wenn der Fahrer bei einer Panikbremsung mit ganzer Kraft auf das Bremspedal tritt. Geschieht das bei niedriger Blockiergrenze (z.B. auf Eis), so liegen die größten Druckgefälle und damit die höchsten Regelgeräusche vor. Hiervon ist das Einlaßventil besonders betroffen. Die Senkung des Druckgefälles am Einlaßventil hat also offensichtlich den Erfolg, daß die Regelgeräusche erheblich gesenkt werden.

Ein weiterer Vorteil, der sich überraschenderweise eingestellt hat, liegt darin, daß der Algorithmus zum Steuern der Ventile erheblich vereinfacht werden kann. Durch das fest eingestellte Druckgefälle am Einlaßventil ist die Durch lußmenge, die pro Zeiteinheit das Ventil durchströmt, exakt festgelegt. Die zu erwartende Drucksteigerung an den Radbremsen ist daher bekannt. Aufwendige Berechnungsschritte zur Festlegung der Öffnungszeit des Ventils im Regelalgorithmus können entfallen. Die so während der Regelung konstant gehaltenen Druckgradienten am Einlaßventil führen neben einem geringen Regelgeräusch noch zu drei weiteren, in ihrer Wertigkeit etwa gleichzusetzenden Vorteilen, nämlich zu einer:

a. ) Bremswegverkürzung

b.) Verbesserung der Regelgüte durch

Regelfreguenzerhöhung, und c.) Verringerung der Bremsflüssigkeitsverbrauches mit der Folge einer größeren Bremsreserve bei

Bremsvorgängen auf Oberflächen mit sich plötzlich ändernden Reibwerten

Weitere vorteilhafte Ausführungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen wiedergegeben. Es sei insbesondere verwiesen auf die Ansprüche 7 bis 10, die die Ausgestaltung des Differenzdruckbegrenzerε betreffen.

Eine nur wenig Raum einnehmende Anordnung des Differenzdruckbegrenzers besteht darin, das Gehäuse des Regelventiles unmittelbar mit dem Ventilblock für die

Ein- und Auslaßventile zu verbinden, bzw. das Gehäuse des Differenzdruckbegrenzers einstückig mit dem Ventilblock auszuführen.

Um zu einer kompakten Darstellung der notwendigen Ventile, nämlich des Differenzdruckbegrenzers und des Rückschlagventils zu gelangen, wobei die Ventilteile so ausgebildet sind, daß diese leicht bearbeitet werden können, wird vorgeschlagen, daß ein Ventilkörper sowohl den Ventilsitz des Differenzdruckbegrenzers als auch den Ventilsitz des Ruckschlagventiles trägt.

Eine besonders einfache Gestaltung erhält man, wenn der Ventilkörper, der die beiden Ventilsitze trägt , in der Längsbohrung eines Gehäuses dichtend geführt ist und eine zentrale Kammer aufweist, die die Ventilkugeln aufnimmt.

Da die Ansprüche, die an die Dichtigkeit des Ventilsitzes des Ruckschlagventiles gestellt sind, nicht sehr hoch sind, kann dieser Dichstitz an einem Einsatzkörper ausgebildet sein, der in den Ventilkörper eingesteckt wird. Diese Konstruktion ermöglicht es auch, daß der Ventilsitz des Differenzdruckbegrenzers leicht bearbeitet werden kann.

Anhand von vier Figuren soll der Erfindungsgedanke näher erläutert werden.

Die Fig. 1 zeigt das hydraulische Schaltbild der Bremsanlage, wobei die Darstellung des Hauptzylinders im Schnitt erfolgt.

Fig. 2 zeigt die vorteilhafte Ausgestaltung eines Differenzdruckbegrenzers,

die Fig. 3 die Anordnung des Differenzdruckbegrenzers an einem Ventilblock und

die Fig. 4 eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Differenzdruckbegrenzers mit integriertem Rückschlagventil.

Die hydraulische Bremsanlage besteht aus einem Hauptbremszylinder 1, dem ein pneumatischer Verstärker 2 vorgeschaltet ist. Der pneumatische Verstärker 2 wird mittels eines Pedals 3 tätig. In der Längsbohrung 4 des Hauptbremszylinders 1 ist ein Schwimmkolben 5 und ein Druckstangenkolben 6 dichtend geführt. Sie begrenzen zwei Arbeitsräume 7 und 8 in der Bohrung 4 des

Hauptbremszylinders 1. Sowohl der Druckεtangenkolben 6 als auch der Schwimmkolben 5 weisen ein Zentralventil 9 auf, dessen Schließkörper 10 in der Grundpoεition des Kolbenε mittelε eineε Stößels, der an einem gehäusefeεten Anεchlag liegt, vom Ventilεitz entfernt gehalten wird. Dadurch beεteht eine Verbindung zwiεchen den Arbeitεkammern 7 und 8 und dem Vorratsbehälter 11. Betätigt der Fahrer das Pedal 3, so wird mit Unterstützung durch den pneumatischen Verεtärker 2 der Druckεtangenkolben 6 in den Hauptbremεzylinder hineingeschoben, wodurch daε Zentralventil 9 schließt und Druckmittel aus der Arbeitskammer 8 in den angeschlossenen Bremskreis verdrängt wird. Als Folge verεchiebt sich auch der Schwimmkolben 5, so daß auch aus der Arbeitskammer 7 Druckmittel verdrängt wird. Beide Arbeitskammern stehen über je eine Bremsleitung 12 mit den Radbremsen deε Fahrzeuges in Verbindung, die mit einer Buchstabenkombination bezeichnet sind, wobei die folgenden Abkürzungen gewählt worden sind: V für vorne, H für hinten, L für links und R für rechts.

Die Bremεanläge beinhaltet weiterhin eine Doppelpumpe 13, die von einem Motor M angetrieben wird. Die Pumpen fördern auε dem Vorratεbehälter 11 über je eine Druckleitung 14 in die Bremsleitungen 12. In die Bremsleitung 12 bzw. in deren Zweigleitungen zu den Radbremsen ist je ein Einlaßventil 15 geschaltet, das elektromagnetisch betätigt und in der Grundstellung offen ist.

Die Radbremsen stehen weiterhin über eine Rücklaufleitung 16 mit dem Vorratsbehälter 11 in Verbindung, wobei in die Rücklaufleitungen bzw. in den Zweigleitungen je ein Auslaßventil 17 angesetzt ist, das ebenfalls elektromagnetisch betätigt, aber in stromlosem Zuεtand geεchlossen ist.

Oberhalb der Einlaßventile 15, also zwischen dem Einlaßventil 15 und der _. Pumpe 13 bzw. dem Hauptbremszylinder 1 ist je ein Differenzdruckbegrenzer 18 eingeεehaltet, deεsen Steuerleitung 19 unmittelbar mit der jeweiligen Radbremse verbunden ist.

Parallel zum Einlaßventil 15 und dem Differenzdruckbegrenzer 18 ist ein Rückεchlagventil 21 in eine BypasεLeitung 20 geschaltet, das zur Radbremse hin sperrt.

Der Differenzdruckbegrenzer ist im Bild 2 näher dargestellt. Er.besteht aus einem Gehäuse mit drei Kammern, die nebeneinander angeordnet sind. Rechts im Bild befindet sich die Auslaßkammer 40, die über das Einlaßventil 15 mit der Radbremse verbunden ist.

Linkε von der Auεlaßkammer 40 befindet εich die Einlaßkammer 41, die mit der Druckleitung 14 bzw. der Bremεleitung 12 verbunden ist. Die Kammern 40 und 41 sind durch eine Wand 22 voneinander getrennt, wobei ein zentrales Loch der Wand 22 den Ventildurchgang bildet. Links von der Einlaßkammer 41 befindet εich die Steuerkammer 23, die über die Steuerleitung 19 unmittelbar mit der Radbremse verbunden ist. Durch die Wand 24 zwischen Einlaßkammer 41 und der Steuerkammer 23 iεt ein Ventilεchaft 25 dichtend hindurchgeführt, der durch daε zentrale Loch der Wand 22 hindurch in den Auεlaßraum 40 ragt. Dort geht er über in einen Ventilεchließkörper 26 von kegeliger oder kugeliger Geεtalt.

In der Steuerkammer 23 ist eine Ventilfeder 27 angeordnet, die sich einerεeitε am Gehäuεeboden und andererseits am Ventilschaft 25 abstützt. Die Feder 27 drängt den Schaft 25 gegen einen Anschlag 43, wobei in der Grundposition, die durch den Anschlag 43 definiert ist, der Ventilkörper 26 vom Ventilsitz 28 entfernt gehalten iεt. Eε beεteht dann ein freier Druchlaß zwischen der Einlaßkammer 41 und der Auslaßkammer 40.

In vorteilhafter Weise kann das Gehäuse des Differenzdruckbegrenzers mit dem Ventilblock 30 für die Ein- 15 und Auslaßventile 17 verbunden werden. Dies ist in der Fig. 3 dargestellt. Im oberen Teil des Bildes erkennt man den Block 30 mit den Aufnahmebohrungen 31, 32 für die Ein- und Auslaßventile. Unterhalb des Ventilblockes befindet sich auf der den Aufnahmebohrungen 31, 32 gegenüberliegenden Seite daε Gehäuεe 33 für den Differenzdruckbegrenzer. Dort

εind auch die Kammern 23, 40 und 41, εowie ein Rückschlagventil 34 angeordnet. Letzteres kann das in Fig. 1 dargestellte Rückschlagventil 21 ersetzen.

Die Anlage arbeitet in der folgenden Weise:

In der Grundεtellung befinden εich alle Teile in der dargestellten Position und die Ventile in den dargestellten Schaltstellungen. Durch Betätigen des Pedals 3 wird Druckmittel aus den Arbeitskammern 7 und 8 in die Bremsleitungen 12 über die offenen Ventile 15 zu den Radbremsen verdrängt, wodurch sich ein Druck in den Bremεkreiεen aufbaut, der dazu führt, daß die Bremεen betätigt werden und daε Fahrzeug verzögert wird. Der Differenzdruckbegrenzer bleibt offen, da sowohl in der Auslaßkammer 40 als auch in der Steuerkammer 23 der gleiche Druck herrscht. Bezogen auf die wirkenden Drücke ist εomit der Ventilεchaft 25 kraftauεgeglichen, εo daß die Feder 27 in der Lage iεt, daε Ventil 26, 28 offen zu halten.

Wird der Druck in den Bremεkreiεen durch Steigerung der Pedalkraft soweit erhöht, daß die Räder zu blockieren drohen, dann setzt der Antiblockiermodus ein. Der Motor M der Pumpen 13 wird eingeschaltet und daε Einlaßventil 15 geεchlossen. Nun kann der Druck in der Druckleitung bzw. in der Bremεleitung gesteigert werden, ohne daß der Druck in den Radbremsen dem folgt. Da nun der Druck in der Auslaßkammer 40 größer ist als in der Steuerkammer 23, wirkt auf den Schaft 25 eine Kraft, die gegen die Federkraft arbeitet und den Schaft in der Darstellung gemäß der Figur 2 nach links verschiebt. Dadurch wird der Ventilkörper 26 auf den Ventilsitz 28 aufgesetzt und die Verbindung zwischen der

Einlaßkammer 41 und der Auslaßkammer 40 geschlossen. Die Vorspannung der Feder kann z.B. so eingestellt sein, daß bei einem Druckunterschied von z.B. 25 bar zwischen der Auεlaßkammer 40 und der Steuerkammer 23 das Ventil geschlosεen wird. Durch öffnen deε Auεlaßventilε 17 kann der Druck in den Radbremεen noch weiter geεenkt werden. Wird nun, um einen erneuten Druckanstieg in den Radbremsen zu erwirken, das Einlaßventil 15 geöffnet, gleichen sich zunächst die Drücke in der Auslaßkammer 40 und der Steuerkammer 23 wieder an, so daß, εobald die Druckdiffernz wieder 25 bar beträgt, der Ventildurchgang des Differenzdruckbegrenzers geöffnet wird und Druckmittel aus der Pumpe in die Radbremsen nachströmen kann.

Wesentlich ist, daß durch den Differenzdruckbegrenzer am Einlaßventil 15 stets ein definiertes, konεtanteε Druckgefälle eingeεteilt wird, εofern der Bremsflüssigkeitsdruck größer ist als der Druck, der der Kraft der Ventilfeder 27 entspricht.

Im folgendem wird die Ausführung nach Fig. 4 beschrieben.

Die dargeεtellte Schaltung entspricht der Fig. 1, wobei der Differenzdruckbegrenzer 18 und das Rückschlagventil 21 in einem gemeinsamen Ventilgehäuse 33 angeordnet sind. Das Ventilgehäuse 33 weist eine Längsbohrung 51 auf, in der ein Ventilkörper 45 dichtend geführt ist. Der Ventilkörper 45 begrenzt mit seiner einen Stirnseite, die Auslaßkammer 40 und mit seiner anderen Stirnseite die Steuerkammer 23. Die Steuerkammer 23 wird vom Boden des Ventilgehäuses 33 begrenzt, während die Auslaßkammer 40 von einem Verschlußstopfen 52 nach außen hin abgeschlossen ist. An die

Auεlaßkammer 40 iεt über einen erεten Anεchluß 53 die Radbremse 50 angeschlossen, wobei in das Leitungsstück zwischen dem Anschluß 53 und der Radbremse 50 das Einlaßventil 15 angeordnet ist. Die Steuerkammer 23 steht über ein Teilstück der Rücklaufleitung 16, die an den zweiten Anschluß 54 anschließt, unmittelbar mit der Radbremse 50 in Verbindung. Die Auεlaßkammer 23 weiεt einen weiteren, dritten Anεchluß 55 auf, an dem der Vorratεbehälter 11 angeschlossen ist. In dem Teilstück der Rücklaufleitung 10 zwischen dem dritten Anschluß 55 und dem Vorratsbehälter 11 ist daε Auslaßventil 17 angeordnet.

Der Ventilkörper 45 weist einen zentralen Raum 56 auf, der über Querbohrungen 57 mit einer Ringnut 58 im Ventilgehäuse 33 in Verbindung steht. In die Ringnut 58 mündet ein vierter Anschluß 59, der mit der Pumpe 13 und dem Hauptbremszylinder 1 verbunden ist.

In dem zentralen Raum ist eine erste Ventilkugel 60 und eine zweite Ventilkugel 61 angeordnet. Die erste Ventilkugel 60 -gehört zum Differenzdruckbegrenzer 18, die zweite Ventilkugel 61 zum Rückschlagventil 21. Die Ventilkugeln liegen jeweils an Ventilεitzen 62, 63 an, die dem zentralen Raum 21 zugewandt sind. Der erste Dichtsitz 62 gehört zum Differenzdruckbegrenzer 18, der zweite Ventilsitz 63 zum Rückschlagventil 21. Der erste Ventilsitz 62 ist unmittelbar am Ventilkörper 45 ausgebildet, während der zweite Ventilsitz 63 an einer Hülse 64 ausgebildet ist, die in axialer Richtung in den Ventilkörper 45 eingesteckt ist. Eine Haltefeder 65 ist zwischen den Ventilkugeln 60, 61 angeordnet und drückt sie auf die jeweils zugehörigen Ventilsitze. Die Verbindung zwischen dem zentralen Raum 56

und der Steuerkammer 23 ist über den Längskanal in der Hülse 64 hergestellt. Um den zentralen Raum 56 mit dem Auslaßraum 40 zu verbinden, sind Kanäle 66 vorgesehen. Diese verlaufen leicht schräg zur Längsachse des Ventilkörpers 45.

Ein Stößel 67 ist axial im Ventilkörper 45 geführt und liegt an der ersten Ventilkugel 60 an. Er ragt in die Auslaßkammer 40 und liegt dort einem Anschlag 46 gegenüber, der am Verschlußstopfen 17 ausgebildet ist.

Die in der Figur skizzierte Anlage arbeitet nach dem folgenden Schema.

Die Figur zeigt die gesperrte Position des

Differenzdruckbegrenzers 18. In der Grundposition drückt die Steuerfeder 27, die in der Steuerkammer 23 angeordnet ist und sich einerseits am Gehäuse und andererseits am Ventilkörper 45 abstützt, diesen gemäß der Darstellung der Fig. nach rechts. Dadurch legt sich der Stößel 67 am Anschlag 46 an und hebt die erste Ventilkugel 60 von ihrem Ventilsitz 62 ab. Dadurch entsteht eine

Druckmittelverbindung zwischen dem vierten Anschluß 59 und dem erεten Anschluß 53 und zwar über die Ringnut 58, der Querbohrung 57, der Einlaßkammer 56, den Kanälen 66 und der Auεlaßkammer 40. Das aus dem Hauptbremszylinder 1 verdrängte Druckmittel gelangt über diesen Weg in die Radbremse 50.

Droht dieses Rad zu blockieren, so schaltet die Anlage in den Antiblockiermodus. Dies beinhaltet, daß der Antrieb der Pumpe 13 eingeschaltet wird und die Ventile 15 undl 7 so geschaltet werden, daß der Radbremse im Wechsel Druckmittel zugeführt und entnommen wird, so daß sich der Druck in der

Radbremεe auf einen Wert einεteilt, der mit den übertragbaren Kräften zwischen Reifen und Fahrbahn harmoniert.

Solange die Anlage noch im Normalbremsmoduε ist, sind die Drücke in den Kammern 40 und 23 identisch, da das Einlaßventil 15 geöffnet ist. Auf den Ventilkörper 45 wirkt nur die Kraft der Steuerfeder 27, εo daß der Differenzdruckbegrenzer 18 εtets geöffnet ist, unabhängig vom Druckniveau. Im Antiblockiermodus sinkt der Druck in den Radbremsen und ist stetε kleiner als am vierten Anschluß 59 bzw. in der Auslaßkammer 40. Würde nämlich der Druck in der Steuerkammer 23 über den Druck am Anschluß 59, also dem Hauptbremszylinderdruck ansteigen, so würde das Rückschlagventil 21 öffnen und εofort einen Druckangleich bewirken. Sobald der Druck in der Steuerkammer 23 kleiner iεt alε in der Auεlaßkammer 40, wird der Ventilkörper 45 gegen die Kraft der Steuerfeder 27 nach linkε geεchoben, εo daß die erεte Ventilkugel 60 auf den zugehörigen Dichtεitz 62 aufsetzt und die Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder 1 und dem ersten Anschluß 53 sperrt. Sinkt nun auch der Druck in Auεlaßkammer 40, weil daε Auεlaßventil 15 geöffnet wird, so schiebt die Steuerfeder 27 den Ventilkörper 45 wieder nach rechts, so daß der Differenzdruckbegrenzer 18 öffnet und Druckmittel von der Pumpe 13 zum Radbremszylinder gelangen kann. Praktisch stellt sich am Einlaßventil 15 ein Differenzdruck ein, der durch die Vorspannung der Feder 27 bestimmt ist. Durch diese Maßnahme wird bewirkt, daß die Bremsanl ge geräuscharm arbeitet.

Die Kombination aus Differenzdruckbegrenzer 18 und Rückεchlagventil 21 beεteht aus wenigen Teilen, die leicht zu bearbeiten sind und leicht montiert werden können. Die Dichtsitze können unabhängig von der Bremsanlage überprüft werden.

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Bezugεzeichenliεte:

1 Hauptbremεzylinder

2 pneumatiεcher Verstärker

3 Pedal

4 Bohrung

5 Schwimmkolben

6 Druckεtangenkolben

7 Arbeitεkammer

8 Arbeitεkammer

9 Zentralventil

10 Schließkörper

11 Vorratεbehälter

12 Bremεleitung

13 Pumpe

14 Druckleitung

15 Einlaßventil

16 Rücklaufleitung

17 Auεlaßventil

18 Differenzdruckbegrenzer

19 Steuerleitung

20 Bypaεε-Leitung

21 Rückschlagventil

22 Wand

23 Steuerkammer

24 Trennwand

25 Ventilschaft

26 Ventilkörper

27 Steuerfeder

Ventilsitz Ventilblock Aufnahmebohrung Aufnahmebohrung Venti1gehäuse Rückschlagventil Bohrung Auslaßkammer Einlaßkammer Hauptzylinderanschluß Anschlag Ventilkörper Anschlag Radbremse Bohrung Verschlußεtopfen erster Anschluß zweiter Anschluß dritter Anschluß vierter Anschluß Querbohrung Ringnut vierter Anschluß erste Ventilkugel zweite Ventilkugel erster Ventilsitz zweiter Ventilsitz Hülse Haltefeder Kanäle Stößel