Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsanlage mit Radschlupfregelung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs

1.

Bei bisher bekannten hydraulischen Bremsanlagen dieser Art (DE 37 39 915 AI) werden zur Regulierung des Radschlupfes an jeder Radbremse zwei unabhängig voneinander ansteuerbare 2/2-Wegeventile verwendet, die jeweils abhängig von ihrer Schaltstellung entweder den Bremsdruckgeber mit der Radbrem¬ se oder die Rücklaufleitung mit der Radbremse verbinden oder sperren. Die voneinander unabhängig schaltbaren 2/2-Wegeven- tile verursachen hierbei in Abhängigkeit des jeweils am Ven¬ til anstehenden Betriebsdruckes unterschiedliche Ventil¬ schaltgeräusche, die einer komfortablen Betriebsweise der Bremsanlage hinderlich sind. Hinsichtlich der Anordnung von unabhängig voneinander steuerbaren 2/2-Wegeventile bedarf es einem entsprechend großen Bauvolumen.

Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, eine Bremsanlage der vorgenannten Art dahingehend zu verbessern, daß bei möglichst geringem Bauaufwand eine funktionssichere und geräuscharme Druckmittelsteuerung sichergestellt ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, wonach das Druckmodu¬ lationsventil als 4/3-Wegeventil ausgeführt ist, das in der Grundstellung den Bremsdruckgeber mit der Radbremse verbin¬ det, in den weiteren Schaltstellungen die Druckmittelzufuhr vom Bremsdruckgeber zur Radbremse entweder drosselt oder sperrt und/oder die Radbremse mit der Rücklaufleitung ver¬ bindet.

Damit ist eine sehr geräuscharme Bremsanlage geschaffen, die die Anzahl der erforderlichen Druckmodulationsventile hal-

ORIGINAL UNTERLAGEN

biert, die Ventilschaltgeräusche und den Bauraumbedarf redu¬ ziert, ohne den regelungstechnischen Aufwand maßgeblich ver¬ ändern zu müssen.

In der Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 2 die Drosse¬ lung der Druckmittelzufuhr zu der Radbremse mittels eines Stromregelventils geschieht, wodurch sich unabhängig von Betriebsdruckschwankungen ein konstanter Volumenstrom mit gleichbleibenden Regelungseigenschaften einstellt.

Die Merkmale des Anspruchs 3 beinhalten die individuelle Anpassung des Umschaltdruckes für das Stromregelventil in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen dem Bremsdruck¬ geber und der Radbremse, um eine gedrosselte Druckmittelzu¬ fuhr zur Radbremse zu bewirken. Damit lassen sich unter¬ schiedliche Druckaufbaugradienten im Bremsenbetrieb darstel¬ len. Für das Wirksamwerden der gedrosselten Druckmittelzu¬ fuhr zur Radbremse ist dabei zugrunde zu legen, daß der Um¬ schaltdruck grundsätzlich kleiner ist als der Differenzdruck zwischen dem Bremsdruckgeber und der Radbremse.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 4 wird vorgeschlagen, daß das Schalten des Druckmodulationsventils durch eine strom¬ proportionale Erregung eines Elektromagneten geschieht, in der die Druckmittelzufuhr vom Bremsdruckgeber zur Radbremse gesperrt ist. Die stromproportionale Steuerung des Druckmo¬ dulationsventils gewährleistet die exakte Einstellung der jeweils voneinander zu trennenden bzw. zu verbindenden Druckmittelanschlüsse während der Druckhalte- sowie Druck¬ abbauphase einer radschlupfgeregelten Bremsung.

Dementsprechend sieht Anspruch 5 vor, daß die der Druckmit¬ telzufuhr von der Radbremse zur Rücklaufleitung zugeordnete Schaltstellung des Druckmodulationsventils durch die strom¬ proportionale Erregung eines Elektromagneten sichergestellt ist.

Eine geeignete Konstruktion zur Aufnahme des Stromregelven¬ tils im Druckmodulationsventil mittels eines Ventilträgers geht aus Anspruch 6 hervor.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7 ist vorgesehen, das Stromregelventil als Kolben in einer Stufenbohrung des Ven¬ tilträgers anzuordnen, der zur Druckentlastung der Radbrem¬ sen in Richtung der Rücklaufleitung mit einem Druckstift versehen ist.

Zur Betätigung des Druckstiftes schlägt Anspruch 8 vor, auf der dem Druckstift abgewandten Kolbenseite ein Betätigungs¬ glied anzuordnen, das vom Proportionalmagneten ansteuerbar ist.

Die Druckentlastung der Radbremse während einer Radschlupf¬ regelung erfolgt gemäß den Merkmalen des Anspruchs 9 mittels eines mit dem Druckstift zusammenwirkenden Rückschlagven¬ tils, das in seiner Grundstellung die Druckmittelverbindung zwischen der Radbremse und der Rücklaufleitung sperrt.

Die Grundeinstellung des Kolbens übernimmt auf vorteilhafte Weise gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10 eine Druckfeder, deren Stellkraft größer ist als die Kraft einer den Propor¬ tionalmagneten positionierenden Feder.

Gemäß Anspruch 11 sind für die Steuerung der Druckmittelver¬ bindung zwischen dem Bremsdruckgeber und der Radbremse je¬ weils am Umfang des Kolbens Durchgangsbohrungen angeordnet, die in der Grundstellung des Kolbens im Ventilträger ange¬ ordnete Querkanäle freigeben.

Zweckmäßigerweise ist zur Erfüllung der Stromreglerfunktion innerhalb der Stirnfläche des Kolbens, die den Druckstift aufweist, wenigstens eine Meßblende angeordnet, so daß diese den Anspruch 12 betreffenden Merkmal, in Anbetracht der vor¬ angegangenen Merkmale zur Anordnung der Durchgangsbohrungen

im Kolben des Stromreglers, den gewünschten Druckaufbaugra¬ dienten während einer Radschlupfregelung bestimmt. An der Meßblende wird eine Druckdifferenz erzeugt, welche zur Volu¬ menstromregelung des vom Hauptzylinder zur Radbremse strö¬ menden Druckmittels den Kolben gegen die Druckfeder bewegt.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 13 ist vorgesehen, den maximalen Steuerquerschnitt der Durchgangsbohrung, die den zur Radbremse führenden Querkanal zugeordnet ist, kleiner zu wählen als der maximale Steuerquerschnitt der Durchgangsboh¬ rung, die den zum Bremsdruckgeber führenden Querkanal zuge¬ ordnet ist, so daß die mit dem Radbremsanschluß korrespon¬ dierte Durchgangsbohrung im Kolben zunächst während einer Druckaufbauphase versperrt bleibt. Durch die Druckdifferenz an der Meßblende übernimmt sodann die mit dem Bremsdruckge¬ beranschluß zusammenwirkende Durchgangsbohrung die Stromre¬ gelfunktion.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele hervor.

Es zeigen:

Figur 1 einen Hydraulikschaltplan für eine Bremsanlage mit Schlupfregelung gemäß der Erfindung,

Figur 2 eine Schnittdarstellung durch das erfindungsgemäße Druckmodulationsventil.

Die Figur 1 zeigt schematisch den hydraulischen Schaltungs¬ aufbau der Bremsanlage, wonach der Bremsdruckgeber 2 über das in der Grundstellung offene Druckmodulationsventil 1 mit der Radbremse 3 verbunden ist. Erfindungsgemäß ist das Druckmodulationsventil als 3/4-Wegeventil ausgeführt, so daß gemäß Abbildung die drucklose Rücklaufleitung 4 von dem den Bremsdruckgeber 2 mit der Radbremse 3 verbindenden Leitungs-

pfad getrennt ist. Die Rücklaufleitung 4 schließt sich an die Saugseite einer Pumpe 17 an, wobei eine Verbindung zu einem drucklosen Vorratsspeicher 16 besteht. Die Druckseite der Pumpe 17 mündet in die Hauptdruckleitung 18 ein. Die abbildungsgemäße Ventilschaltstellung entspricht sowohl der Bremslöse-, Normalbrems- wie auch Druckaufbaustellung bei inaktiver Radschlupfregelung. Zur Durchführung der Druck¬ haltephase während einer Radschlupfregelung schaltet das Druckmodulationsventil in die Stellung, in welcher alle drei Druckmittelanschlüsse voneinander getrennt sind. Diese wie auch die nachfolgende Druckabbaustellung des Druckmodula¬ tionsventils 1 in der Radschlupfregelphase werden durch den Proportionalmagneten des Druckmodulationsventils 1 gesteu¬ ert. In der Druckabbaustellung des Druckmodulationsventils 1 besteht sodann eine ungehinderte Druckmittelverbindung zwi¬ schen der Radbremse 3 und der Rücklaufleitung 4, während der Bremsdruckgeber 2 vom Anschluß der Radbremse 3 getrennt bleibt. Ein erneuter Druckaufbau in der Radbremse geschieht ohne Erregung des Proportionalmagneten, in dem eine Druckfe¬ der 11 des Druckmodulationsventils 1 dieses in seine Volu¬ menstromregelungsfunktion verschiebt.

Die für die Funktion des Druckmodulationsventils 1 notwendi¬ gen Einzelheiten werden nachfolgend anhand der Figur 2 be¬ schrieben.

Die Figur 2 zeigt im Querschnitt das Druckmodulationsventil 1, das einen Ventilträger 5 aufweist, in dem der Kolben 7 des Stromregelventils in einer Stufenbohrung 8 verschieblich geführt ist. Der Proportionalmagnet besteht im wesentlichen aus einem Magnetanker, dem ein Magnetkern zugeordnet ist, wobei zwischen den vorgenannten beiden Teilen eine Druckfe¬ der 12 eingespannt ist, die das sich bis in die Stufenboh¬ rung 8 erstreckende Betätigungsglied 9 umgibt. Das Betäti¬ gungsglied 9 ist Bestandteil des Magnetankers und stützt sich an einer Stirnfläche des Kolbens 7 ab. Auf der entge¬ gengelegenen Stirnfläche des Kolbens 7 ist ein Druckstift 6

angebracht, dem ein in der Grundstellung geschlossenes Rück¬ schlagventil 10 zugewandt ist. Alle bisher vorbeschriebenen Einzelheiten des Druckmodulationsventils 1 befinden sich zueinander in koaxialer Anordnung. Der Kolben 7 des Stromre¬ gelventils wird in der abbildungsgemäßen Grundstellung durch die Wirkung einer Druckfeder 11 gegen das Betätigungsglied 9 gedrückt. Dabei ist die Druckfeder 11 zwischen der den Druckstift 6 aufweisenden Stirnfläche des Kolbens 7 und ei¬ nem Ventilsitzkörper des Rückschlagventils 10 eingespannt. Der Kolben 7 hat im Bereich seiner den Druckstift 6 aufwei¬ senden Stirnfläche mehrere Meßblenden 15, während die Man¬ telfläche des Kolbens 7 mit Durchgangsbohrungen 13 versehen ist, die zur Bildung von Steuerkanten abschnittsweise ent¬ sprechend erweitert sind und in einem Abstand voneinander entfernt sind, die den im Ventilträger 5 angeordneten Quer¬ kanälen 14 entsprechen. Der im oberen Bereich des Ventilträ¬ gers 5 gelegene Querkanal 14 steht mit dem Bremsdruckgeber 2 in Verbindung, während die Druckmittelverbindung mit der Radbremse 3 über zwei parallel im unteren Bereich des Ven¬ tilträgers 5 verlaufende Querkanäle 14 hergestellt ist. Die der Radbremse 3 zugeordneten beiden Querkanäle 14 sind der¬ art voneinander beabstandet, daß in der Grundstellung des Druckmodulationsventils sowohl über die im unteren Bereich des Kolbens 7 angeordnete Querbohrung 13 wie auch durch die Meßblende 15 eine Druckmittelverbindung hergestellt ist. Die Druckmittelverbindung sind jeweils über Ringfilterelemente am Ventilträger 5 zu durchströmen, wobei im Bereich einer am Ventilträger 5 angebrachten Rückschlagmanschette 19 eine BypassVerbindung von der Radbremse 3 in Richtung des Brems- druckgebers 2 besteht.

Im nachfolgenden wird die Funktionsweise des Druckmodula¬ tionsventils näher erläutert.

Die abbildungsgemäße Stellung des Druckmodulationsventils entspricht der Betriebslöse- sowie auch der NormalbremsStel¬ lung, in der eine Radschlupfregelung ausgenommen ist. Der

Kolben 7 befindet sich mit seinen Durchgangsbohrungen 13 in einer Stellung, in das Druckmittel ungehindert vom Brems¬ druckgeber 2 über die Querkanäle 13 und die Meßblenden 15 zu der Radbremse 3 gelangt. Die auf den Kolben 7 einwirkende Druckfeder 11 ist dabei vom Betrage her größer als die Kraft, welche durch den Druckabfall an den Meßblenden 15 erzeugt wird. Der Kolben 7 verharrt somit in der abbildungs¬ gemäßen Stellung.

Zum Zwecke der Druckhaltephase während einer Radschlupfrege¬ lung wird der Proportionalmagnet erregt, so daß das Betäti¬ gungsglied 9 den Kolben 7 gegen die Wirkung der Druckfedern 11, 12 verschiebt, bis sich das Betätigungsglied 9 mit sei¬ nem Druckstift 6 dem Rückschlagventil 10 angenähert hat. Durch die Wahl der Durchgangsbohrung 13 im Kolben 7 werden dabei zunächst die zur Radbremse 3 führenden Querkanäle 14 von der Kolbenkante verschlossen, so daß kurzzeitig nur ein gedrosselter Volumenstrom über die Meßblenden 15 zur Rad¬ bremse 3 nachströmen kann, bis danach auch die obere Durch¬ gangsbohrung 13 im Kolben 7 die Drosselbohrung im Querkanal 14 des am Bremsdruckgeber 2 angeschlossenen Druckmittelpfa¬ des von der Kolbenkante versperrt ist. Eine Unterbrechung der Bremsenbetätigung während der Druckhaltephase führt so¬ dann zu einer Druckentlastung der in Richtung der Radbremse 3 sperrenden Rückschlagmanschette 19, so daß das in der Rad¬ bremse 3 eingespannte Druckmittelvolumen über die Rück¬ schlagmanschette 19 in Richtung des Bremsdruckgebers 2 ent¬ lastet werden kann.

Die Druckabbauphase während der Radschlupfregelung vollzieht sich durch entsprechende Stromregelung des Proportionalmag¬ neten derart, daß der Druckstift 6 das Rückschlagventil 10 öffnet, womit das während des Bremsenbetriebs in der Rad¬ bremse 3 eingspannte Druckmittelvolumen in Richtung der drucklosen Rücklaufleitung 4 strömt.

Zum Druckaufbau in der Radschlupfregelphase wird die Strom-

zufuhr zum Proportionalmagneten unterbrochen, wodurch die Druckfeder 12 für eine Rückstellbewegung des Betätigungs¬ gliedes 9 sorgt, wobei sich auch die auf den Kolben 7 ein¬ wirkende Druckfeder 11 das Stromregelventil in eine Stellung bewegt, in der eine Verbindung der Drosselbohrung im Querka¬ nal 14 des Bremsdruckgebers 2 über die Meßblenden 15 zum Querkanal 14 der Radbremse 3 besteht. Demnach wird die Dros¬ selbohrung erst von der Kolbenkante allmählich freigegeben, während die der Radbremse 3 zugeordneten Querkanäle 14 durch den kleinen Ausschnitt der Durchgangsbohrung 13 zunächst versperrt bleiben. Dies ist auf den sich einstellenden Volu¬ menstrom vom Bremsdruckgeber 2 zur Radbremse 3 an der Me߬ blende 15 zurückzuführen, die eine Druckdifferenz erzeugen, welche den Kolben 7 gegen die Feder 11 bewegt, womit die obere Kolbenkante die hydraulische Stromregelfunktion wahr¬ nimmt. Damit übernimmt die obere Kolbenkante im Bereich der mit der Drosselbohrung zusammenwirkende Kolbenkante die Funktion einer dynamisch einstellbaren Blende.

Durch die vorgeschlagene Konstruktion ist das Stromregelven¬ til derart zu betätigen, daß bei nicht erregten Proportio¬ nalmagneten der optimale Druckaufbaugradient während der ABS-Regelung mit entsprechender Volumenaufnahme der Radbrem¬ se eingestellt werden kann. Kleinere Druckaufbaugradienten in der Bremsdruckregelung sind durch die Verwendung eines Proportionalmagneten gleichfalls möglich. Damit ist eine Bremsanlage geschaffen, die eine komfortable Regelung des Radzylinderdrucks mit unterschiedlichen Druckaufbaugradien¬ ten und minimalem Platzbedarf ermöglicht.

Bezugszeichenliste

1 Druckmodulationsventil

2 Bremsdruckgeber

3 Radbremse

4 Rücklaufleitung

5 Ventilträger

6 Druckstift

7 Kolben

8 Stufenbohrung

9 Betätigungsglied

10 Rückschlagventil

11 Druckfeder

12 Druckfeder

13 Durchgangsbohrung

14 Querkanal

15 Meßblende

16 Vorratsspeicher

17 Pumpe

18 Hauptdruckleitung

19 Rückschlagmanschette