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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben einer Bremse,
insbesondere einer Fahrzeugbremse, mit einer pneumatischen und/oder
magnetischen Einheit und einer elektronischen Funktionseinheit.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Bremssystem zum
Betreiben von Bremsen umfassend eine zentrale Steuereinheit und
eine pneumatische und/oder magnetische Einheit.
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Es
ist allgemein bekannt, dass bei der Betätigung einer Bremse
pneumatische und elektronische Komponenten interagieren. Typischerweise
befinden sich redundante Vorrichtungen innerhalb eines Fahrzeugs,
um eine sichere Betätigung der Bremsen unter allen Umständen
zu gewährleisten. Einerseits ist für den Normalbetrieb
vorgesehen, dass die Betätigung der Bremse elektronisch
sensiert wird und die erzeugten Bremssignale z. B. mittels eines
elektronischen Busses an eine elektronische Bremseinheit übertragen
werden. Diese elektronische Bremseinheit wandelt die Signale in
der Nähe der Bremsen wieder in pneumatische Signale um
und veranlasst hierdurch eine Betätigung der Bremsen. Innerhalb des
Fahrzeuges müssen zum Teil weite Wegstrecken zwischen dem
Bremspedal und der Bremse überbrückt werden. Die Überbrückung
dieser Wegstrecken erfolgt zweckmäßigerweise mittels
elektrisch leitender Kabel zum Übertragen von elektrischen
Signalen. Um beim Ausfall der Elektronik trotzdem eine sichere Betätigung
der Bremsen zu gewährleisten, wird parallel dazu ein pneumatischer
Kreis bereitgestellt, durch den die Bremsen immer noch mechanisch
betätigt werden können, falls die Elektronik ausfallen
sollte. Um die Bremssignale in elektronischer Form bereitzustellen,
muss in der Nähe des Pedals neben dem pneumatisch-mechanischen Bremswertgeber
noch eine elektronische Funktionseinheit zum Sensieren und Umwandeln
der Sensorsignale in geeignete Bremssignale vorgesehen werden. Derartige
Bremswertgeber sind beispielsweise aus
DE 198 52 399 A1 bekannt.
Hierdurch können sich in den räumlich beengten
Verhältnissen in der Nähe des Bremspedals bzw.
im Motorraum Schwierigkeiten bei der Anordnung der pneumatischen,
magnetischen und elektronischen Komponenten ergeben. Dies hat dazu
geführt, dass lediglich eine sehr geringe, unbedingt notwendige
Anzahl von Komponenten dieser elektronischen Funktionseinheit am Bremswertgeber
angeordnet ist. Die übrigen Komponenten der elektronischen
Funktionseinheit sind an anderen Orten des Fahrzeugs, typischerweise
in einem oder mehreren Bremssteuermodulatoren angeordnet.
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Ein
derartiges Bremssystem ist in
DE 10 2004 010 743 A1 beschrieben. Das dort
gezeigte System besitzt für jede Achse einen eigenen Bremssteuermodulator,
wodurch die elektronischen Komponenten in mehreren Baueinheiten
angeordnet sind. Derartige, einfache Bremssysteme haben jedoch den
Nachteil, dass die Elektronik störanfälliger ist,
als wenn ein größerer Teil der Komponenten des Bremssystems
in der Nähe des Bremswertgebers vorgesehen ist.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zuverlässigere
elektrische Betätigung der Bremsen zu ermöglichen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung
zum Betreiben einer Fahrzeugbremse gelöst, welche eine
pneumatische und/oder magnetische Einheit und eine elektronische
Funktionseinheit beinhaltet, wobei die elektronische Funktionseinheit die
pneumatische und/oder magnetische Einheit wenigstens abschnittsweise
umschließt. Erfindungsgemäß wird demnach
die elektronische Funktionseinheit so ausgestaltet, dass sie räumlich
die pneumatische und/oder magnetische Einheit umschließt.
Aufgrund dieser vorteilhaften Ausgestaltung können in der
Nähe der pneumatischen und/oder magnetischen Einheit mehr
elektronische Komponenten, und damit mehr Funktionalität,
untergebracht werden, als bei herkömmlichen Lösungen.
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Die
Erfindung wird weitergebildet, indem die pneumatische und/oder magnetische
Einheit einen Bremswertgeber umfasst. Der Bremswertgeber umfasst
unter anderem einen Stößel, der mit einem Bremspedal
verbunden ist. Dieser Stößel kann je nach Betätigung
des Bremspedals durch einen Bediener, z. B. einen Fahrzeugfüh rer,
mehr oder weniger weit in die pneumatische und/oder magnetische Einheit
eingebracht werden. Mit Hilfe des Bremswertgebers kann ermittelt
werden, wie weit der Stößel momentan in die pneumatische
und/oder magnetische Einheit eingebracht ist. Durch die Anordnung der
elektronischen Funktionseinheit in der Nähe der pneumatischen
und/oder magnetischen Einheit bzw. des Bremswertgebers wird z. B.
eine weitere Aufbereitung der elektrischen Sensorsignale bei der
Wegpositionsbestimmung des Stößels ermöglicht.
So können beispielsweise Bussignale bereitgestellt werden,
welche redundanter- und zuverlässigerweise die Sensorsignale
am Bremswertgeber erfassen und eine zuverlässigere Übertragung
der Sensorsignale ermöglichen als herkömmliche
Systemen.
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Weiterhin
weist der Bremswertgeber einen magnetischen Teil zum Erzeugen eines
elektrischen Signals und einen Ventilteil zum Erzeugen eines pneumatischen
Signals auf. Der magnetische Teil dient zur Erzeugung eines elektrischen
Signals. Das erzeugte elektrische Signal ändert sich mit
Position des Stößels in der pneumatischen und/oder
magnetischen Einheit, so dass eine Bestimmung der Position des Stößels
in dem zylindrischen Bauteil möglich ist. Das durch den
Ventilteil erzeugte pneumatische Signal kommt nur bei Ausfall der
Elektronik zum Einsatz und dient als Redundanz.
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Die
Vorrichtung zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass der Ventilteil
eine Magnetuntereinheit und eine Ventiluntereinheit aufweist. Die
Ventiluntereinheit dient zur Bereitstellung des pneumatischen Signals. Über
die magnetische Untereinheit kann eine zentrale Steuereinheit regulierend
auf die Position des Stößels in der pneumatischen
und/oder magnetischen Einheit eingreifen.
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Weiterhin
bevorzugt ist es, wenn die Magnetuntereinheit mindestens einen Magnetanker
und eine Magnetspule aufweist. Der Magnetanker kann über
eine Feder mit dem Stößel verbunden sein. Die Stärke
und die Richtung des Magnetfelds kann durch Ansteuerung der Magnetspulen
geregelt werden. Die Magnetspulen sind mit der zentralen Steuereinheit verbunden,
welche die Stärke des Magnetfeldes erhöhen oder
erniedrigen und/oder die Richtung des Magnetfeldes ändern
kann. Wird der Stößel betätigt, wird
der Magnetanker gegenüber der Magnetspule verschoben, wozu
eine bestimmte Kraft benötigt wird, um das Magnetfeld zu überwinden.
So ist es möglich, je nach ermitteltem Fahrzustand die
Bremseingriffe des Fahrzeugführers zu verstärken
oder abzuschwächen. Weiterhin kann die zentrale Steuereinheit
Bremseingriffe vornehmen, ohne dass das Stößel
betätigt wurde oder umgekehrt, also Bremseingriffe unterbinden,
obwohl das Stößel vom Bediener betätigt
wurde.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
zeichnet sich dadurch aus, dass die Magnetuntereinheit einen Kolben,
einen Zylinder mit einer Mantelfläche, auf welcher ein
Permanentmagnet angeordnet ist und einen Sensor zum Erfassen des
Magnetfeldes aufweist. In dieser Ausführungsform kann auf
die Verwendung von technisch aufwendigeren Bauteilen wie Magnetanker
und Magnetspulen verzichtet werden, weshalb in dieser Form der Bremswertgeber
kostengünstiger herzustellen ist. Weiterhin eignet sich
diese Ausführungsform insbesondere dazu, den Bremswertgeber
kompakt und raumsparend auszuführen.
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Die
Vorrichtung wird vorteilhaft weitergebildet, indem die Ventiluntereinheit
einen Ventilkolben, einen Vorratsdruckraum und einen Bremsluftdruckraum
aufweist. Der Ventilkolben kann direkt oder indirekt, beispielsweise über
eine Feder und dem Magnetanker der magnetischen Untereinheit, mit
dem Stößel verbunden sein. In der Nullstellung
des Stößels, in welcher die Bremse nicht betätigt
wird, sind Vorrats- und Bremsdruckraum durch den Ventilkörper
voneinander getrennt. In diesem Zustand liegt kein Bremsdruck im
Bremsdruckraum an. Der Ventilkolben, der Vorrats- und Bremsdruckraum
sind so angeordnet, dass bei Betätigung des Stößels
der Ventilkolben so bewegt wird, dass die Trennung zwischen Vorrats-
und Bremsdruckraum aufgehoben wird und Luft vom Vorrats- in den
Bremsdruckraum strömen kann. Die Luft strömt solange
in den Bremsdruckraum, bis der aufgebaute Druck, der auf den Magnetanker
wirkt, groß genug ist, um diesen und damit den Ventilkörper
wieder in die Ausgangsposition zurückzuschieben. Der so
im Bremsdruckraum aufgebaute Druck ist proportional zu der durch
die Betätigung des Stößels auf den Magnetanker
ausgeübten Kraft.
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Die
Erfindung wird vorteilhaft weitergebildet, indem zumindest einige
der Komponenten des Bremswertgebers in einem zylindrischen Bauteil
angeordnet sind, welches von einem im wesentlichen quaderförmigen
Gehäuse umschlossen wird. Auf diese Weise kann der Bremswertgeber
kompakt gebaut und das quaderförmige Gehäuse zur
Aufnahme weiterer Komponenten genutzt werden, die im freibleibenden
Raum zwischen dem Gehäuse und dem zylindrischen Bauteil
angeordnet werden können.
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Vorzugsweise
sind zumindest einige Komponenten der zentralen Steuereinheit in
der elektronischen Funktionseinheit angeordnet. Die zentrale Steuereinheit,
in welcher sämtliche Signale eines Bremssystems, die beispielsweise
Radgeschwindigkeiten und Position des Stößels
in der pneumatischen und/oder magnetischen Einheit betreffen, verarbeitet
werden, ist typischerweise beabstandet vom Bremswertgeber angeordnet.
Mit zunehmender Distanz und mit entsprechend zunehmender Länge
der benötigten Kabel wird die Übertragung der
Signale, insbesondere zwischen dem Bremswertgeber und der zentralen
Steuereinheit störanfälliger. Je mehr Komponenten
der zentralen Steuereinheit in der in unmittelbarer Nachbarschaft
des Bremswertgebers angeordnete elektronischen Einheit untergebracht sind,
desto höher ist die Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind sämtliche
Komponenten der zentralen Steuereinheit in der elektronischen Funktionseinheit
angeordnet. Auf diese Weise kann eine gesamte Baueinheit entfallen,
so dass die Länge der zur Übertragung von Signalen
benötigten Kabel auf ein Minimum reduziert werden kann.
Folglich wird die Betriebssicherheit der vorliegenden Vorrichtung
weiter erhöht. Weiterhin kann Bauraum dort eingespart werden,
wo in herkömmlichen Ausführungsformen die zentrale
Steuereinheit angeordnet ist.
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Vorteilhaft
ist ferner, wenn die elektronische Funktionseinheit zumindest teilweise
im Gehäuse angeordnet ist. Es können also Komponenten
der elektronischen Einheit in unmittelbarer Nähe zur pneumatischen
und/oder magnetischen Einheit bzw. zum Bremswertgeber positioniert
werden. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da die Komponenten
der elektronischen Einheit weniger störanfällig sind,
je näher sie an der pneumatischen und/oder magnetischen
Einheit bzw. am Bremswertgeber angeordnet sind. Insbesondere wird
die Übertragung der elektrischen Sensorsignale störanfälliger,
je weiter die Distanz ist, über welche die Signale übertragen
werden müssen.
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Die
Erfindung zeichnet sich ferner dadurch aus, dass die elektronische
Funktionseinheit Platinen mit abgewinkelten Abschnitten aufweist.
Die Platinen, welche einen Großteil des Raumes der elektronischen
Funktionseinheit beanspruchen, können durch die abgewinkelten
Abschnitte auch in schwer zugänglichen Räumen
verbaut werden, die sonst nicht genutzt werden könnten.
Der zur Verfügung stehende Bauraum kann mittels der erfindungsgemäßen
Ausgestaltung der Platinen so ausgenutzt werden, dass der Bremswertgeber
und die elektronische Funktionseinheit zu einer kompakten Baueinheit
zusammengefasst werden können.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die jeweils benachbarten Abschnitte der
Platinen einen Winkel im Bereich von 70 bis 110°, insbesondere
einen Winkel von 90° einschließen. 90°-Winkel
finden in der Technik eine weite Anwendung, weshalb Platinen, deren
jeweils benachbarten Abschnitte einen solchen Winkel einschließen,
handelsüblich sind und keine Sonderanfertigung nötig
machen. Weiterhin eignen sich Platinen, die Abschnitte aufweisen,
welche ein Winkel von 90° einschließen, besonders
zum Einbau in quaderförmige Gehäuse. Je nach vorhandener
Einbausituation können aber auch Abweichungen vom 90°-Winkel
vorteilhaft sein, beispielsweise, wenn Hindernisse mit einem 90°-Winkel
nicht umgangen werden können.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Bremssystem der eingangs
genannten Art. Dieses Bremssystem wird vorteilhaft weitergebildet,
indem die pneumatische und/oder magnetische Einheit und zumindest
einige der Komponenten der zentralen Steuereinheit in einem Gehäuse
angeordnet sind. Die zentrale Steuereinheit des erfindungsgemäßen Bremssystems
kann je nach Anzahl der Komponenten, teilweise oder komplett zusammen
mit der pneumatischen und/oder magnetischen Einheit, insbesondere
des Bremswertgebers, in einem Gehäuse untergebracht werden.
Auf diese Weise kann das Bremssystem kompakt gebaut und dort eingesetzt
werden, wo wenig Bauraum zur Verfügung steht, beispielsweise
in der Nähe eines Bremspedals im Motorraum eines Fahrzeugs.
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Die
vorliegende Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren beispielhaft erläutert.
Es zeigt
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1 eine
perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen
pneumatischen Einheit bzw. eines erfindungsgemäßen
Bremswertgebers,
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2 eine
perspektivische Darstellung einer pneumatischen Einheit bzw. eines
erfindungsgemäßen Bremswertgebers in geschlossenem
Zustand,
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3 eine
pneumatische Einheit bzw. einen Bremswertgeber in einer Schnittdarstellung,
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4 eine
Schnittdarstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels
des Bremswertgebers,
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5 eine
schematische Darstellung eines Bremssystems.
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1 zeigt
eine pneumatische Einheit 10 gemäß der
vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Darstellung. Alternativ
kann anstelle der pneumatischen Einheit 10 auch eine magnetische Einheit
oder eine Kombination aus beiden Einheiten eingesetzt werden. Für
den Grundgedanken, welcher der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt,
ist es unerheblich, welche der oben genannten Einheiten eingesetzt
wird. Die weitere Figurenbeschreibung wurde daher auf die pneumatische
Einheit 10 beschränkt.
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Ein
Großteil der Komponenten der pneumatischen Einheit 10,
welche unter anderem auch einen Bremswertgeber 14 umfasst,
befindet sich im dargestellten Beispiel in einem zylindrischen Bauteil 16, welches
von einem Gehäuse 18 umgeben ist. Am oberen Ende
des Gehäuses 18 befindet sich eine Durchtrittsöffnung 20,
durch wel che beispielsweise ein Stößel 62 (vgl. 3 und 5),
welcher mit einem Bremspedal 60 verbunden ist, in die pneumatische
Einheit 10 eintreten kann. Der Bremswertgeber 14 ermittelt
die Position des Stößels 62 relativ zur pneumatischen
Einheit 10 und gibt ein entsprechendes Signal an eine zentrale
Steuereinheit 56 weiter (vgl. 5). Dieses
Signal ist abhängig davon, wie stark das Bremspedal 60 von
einem Bediener betätigt wurde.
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Ein
Abschnitt des Gehäuses 18 kann mittels einer abnehmbaren
Abdeckung 22 verschlossen und geöffnet werden.
Die pneumatische Einheit 10 weist pneumatische Anschlüsse 24 und 26 zur
Ankopplung von pneumatischen Bremsleitungen auf. Im Bereich der
Abdeckung 22 ist eine elektronische Funktionseinheit 12 angeordnet,
welche mit der zentralen Steuereinheit 56 des Fahrzeuges
kommunizieren kann (vgl. 4). Erfindungsgemäß besitzt
die elektronische Funktionseinheit 12 Platinen, die abgewinkelte Abschnitte 28, 29 und 30 aufweisen.
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2 zeigt
eine erfindungsgemäße pneumatische Einheit 10 in
geschlossenem Zustand. Derartige pneumatische Einheiten 10 werden
im vorderen Bereich des Fahrzeugs typischerweise in der Nähe
des Bremspedals 60 angeordnet (vgl. 5). Sie
dienen dazu, einerseits ein pneumatisches Signal über die
pneumatischen Zu- und Ableitungen 24 und 26 an
Bremsen 58 zu übertragen. Andererseits werden
die Bremsen 58 auf elektrischem Wege über die
Schnittstellen 32 und 34 entsprechend der Betätigung
des Bremspedals 60 aktiviert (vgl. 5). Im Inneren
des Gehäuses 18 befindet sich als Teil der pneumatischen
Einheit 10 der Bremswertgeber 14, in welchem die
Wegstrecke der Betätigung des Pedals ermittelt wird. Im
dargestellten Beispiel ist der Bremswertgeber 14 in einem
zylindrischen Bauteil 16 angeordnet. Eine besondere Problematik
bei der Anordnung und Ausgestaltung derartiger Bremswertgeber 14 besteht
in den sehr begrenzten Platzverhältnissen in der Nähe
des Bremspedals 60, insbesondere in der Nähe des
Motorblocks. Es ist daher wünschenswert, die erforderlichen
Komponenten zur sicheren, zuverlässigen und schnellen Betätigung
der Bremsen 58 (vgl. 5) auf möglichst
geringem Raum anzuordnen. Neben den pneumatischen Kreisen zur Betätigung
der Bremsen 58, welche nur im Notfall, d. h. bei Ausfall
der Elektronik zum Einsatz kommen, befindet sich in im Bremswertgeber 14 eine
elektrische Sensoreinheit 86 (vgl. 3) zur Ermittlung
der Stärke der Betätigung des Bremspedals 60,
welche die mechanischen Größen in elektrische
Größen umwandeln. Die elektrischen Signale kommunizieren die
Information über die Betätigung des Bremspedals 60 zur
zentralen Steuereinheit 56, welche diese in verarbeiteter
Form in die Nähe der Bremsen 58 des Fahrzeugs
weiterleitet. Dort werden die Signale wieder von elektrischen in
pneumatische Signale umgewandelt, und die Bremsen 58 werden
entsprechend der Betätigung des Bremspedals 60 und
der Signalverarbeitung der Steuereinheit 56 veranlasst.
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In 3 ist
eine mögliche Ausführungsform der pneumatischen
Einheit 10 bzw. des Bremswertgebers 14 in einer
Schnittdarstellung aufgezeigt. Die elektrische Sensoreinheit 86 zur
Erfassung des Betätigungsweges des Stößels 62 arbeitet
zusammen mit einem Dauermagneten 84, welcher am Stößel 62 angebracht
ist. Die elektrische Sensoreinheit 86 ermittelt die Position
des Stößels 62, indem sie den Winkel der
vom Dauermagneten 84 erzeugten Feldlinien auswertet und
einer Position zuordnet. Über eine elektrische Leitung 76 ist
die elektrische Sensoreinheit 86 mit der zentralen Steuereinheit 56 verbunden. Der
Dauermagnet 84 und die elektrische Sensoreinheit 86 bilden
den magnetischen Teil 36 der pneumatischen Einheit 10.
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Ein
sich anschließender Abschnitt bildet den Ventilteil 38 der
pneumatischen Einheit 10. Dieser Abschnitt ist wiederum
unterteilt in eine Magnetuntereinheit 40 und eine Ventiluntereinheit 42.
Die Magnetuntereinheit 40 besteht aus einem Magnetanker 44 und
einer Magnetspule 46. Die Ventiluntereinheit 42 besteht
aus einem Ventilkolben 50, einem Ventilkörper 48,
einem Vorratsdruckraum 52 und einem Bremsdruckraum 54.
Der Ventilkolben 50 ist starr mit dem Magnetanker 44 verbunden.
Der Vorratsdruckraum 52 ist mittels Dichtung 92 gegenüber
der Umgebung abgedichtet und über den pneumatischen Anschluss 24 mit
einem Druckvorratsbehälter 74 verbunden, der den
benötigten Luftdruck vorhält (vgl. 5).
Der Bremsdruckraum 54 ist mit Dichtung 94, die
sich am Ventilkolben 50 befindet, abgedichtet. Eine erste
Feder 78 bringt eine Rückstellkraft für
den Stößel 62 auf, eine zweite Feder 80 überträgt
die Bewegung des Stößels 62 auf den Magnetanker 44.
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Zur
Erläuterung der Funktionsweise wird zunächst davon
ausgegangen, dass der von der zentralen Steuereinheit 56 über
die Leitung 76' auf die Magnetspule 46 eingespeiste
Strom gleich null ist und daher keine Magnetkraft auf den Magnetanker 44 wirkt.
Die in 3 dargestellte Position der Bauteile im Bremswertgeber 14 entspricht
dem Zustand, in dem das Bremspedal 60 nicht betätigt
wird. In diesem Zustand wird der Ventilkörper 48 durch
den im Vorratsdruckraum 52 herrschenden Druck gegen einen Vorsprung 96 eines
Grundkörpers 88 der pneumatischen Einheit 10 bzw.
des Bremswertgebers 14 gepresst. Der Bremsdruckraum 54 ist
gegenüber dem Vorratsdruckraum 52 luftdicht abgeschlossen.
Im Bremsdruckraum 54 herrscht atmosphärischer Druck,
da dieser über einen Entlüftungskanal 90 mit der
Umgebung in Verbindung steht.
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Wird
nun der Stößel 62 betätigt,
wird der Magnetanker 44 und der Ventilkolben 50 über
die zweite Feder 80 in Richtung des Ventilkörpers 48 bewegt. Nachdem
der Magnetanker 44 und der Ventilkolben 50 eine
gewisse Distanz zurückgelegt haben, kommt eine Dichtfläche 100 des
Ventilkolbens 50 mit einer Oberfläche 98 des
Ventilkörpers 48 zur Anlage und dichtet den Entlüftungskanal 90 ab.
Weiterhin wird durch die Bewegung des Magnetankers 44 bzw.
des Ventilkörpers 48 die Trennung zwischen dem
Vorratsdruckraum 52 und dem Bremsdruckraum 54 aufgehoben.
Es strömt nun Luft vom Vorratsdruckraum 52 in
den Bremsdruckraum 54, bis die durch den Druck auf den
Ventilkolben 50 ausgeübte Kraft größer
als die von der zweiten Feder 80 auf den Magnetanker 44 aufgebrachte
Kraft ist. Der Ventilkolben 50 und der Magnetanker 44 werden
dann wieder in Richtung ihrer Ausgangsposition verschoben und der Ventilkörper 48 schließt
den Vorratsdruckraum 52 gegenüber dem Bremsdruckraum 54 ab.
Der im Bremsdruckraum 54 aufgebaute Druck ist proportional
der von der zweiten Feder 80 auf den Magnetanker 44 aufgebrachten
Kraft. Dieser Druck wird ausgesteuert und über den pneumatischen
Anschluss 26 und ein elektropneumatisches Ventil 68 auf
einen Bremszylinder 66 gegeben, der die Bremsen 58 betätigt
(vgl. 5).
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In 4 ist
eine alternative Ausführungsform der Magnetuntereinheit 40 dargestellt.
Hierbei sind der Magnetanker 44 und die Magnetspule 46 ersetzt durch
einen Kol ben 45, welcher in einem Zylinder 47 oder
zylindrischen Abschnitt 47 des Bremswertgebers 14 verschiebbar
angeordnet ist. In den Mantelflächen 49 des Zylinders 47 ist
ein Permanentmagnet 51 verschiebbar angebracht. Die Änderungen
im Magnetfeld, welche durch Betätigung des Stößels 62 hervorgerufen
wird, ist mit Hilfe der Sensoren 53 erfassbar. Diese Sensoren 53 können
beispielsweise als Hallsensoren ausgebildet sein.
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In 5 ist
der prinzipielle Aufbau eines Bremssystems 64 in einem
Fahrzeug dargestellt. Der Übersicht halber wurde die Darstellung
des Bremssystems auf zwei Räder 82 beschränkt,
jedoch ist das Prinzip auf beliebig viele Räder anwendbar.
Das Bremssystem 64 besteht im wesentlichen aus der pneumatischen
Einheit 10 bzw. dem Bremswertgeber 14, der elektrischen
Funktionseinheit 12 und der zentralen Steuereinheit 56.
Die zentrale Steuereinheit 56 ist mit der elektrischen
Funktionseinheit 12 über die elektrischen Leitungen 76 verbunden
und erfasst die vom Bremswertgeber 14 ermittelte Position des
Stößels 62 in der pneumatischen Einheit 10,
die abhängig von der Stärke der Betätigung
des Bremspedals 60 durch den Fahrzeugführer ist. Über
mit den Rädern 82 des Fahrzeuges verbundene Polräder 70 und
entsprechenden Radsensoren 72 erhält die zentrale
Steuereinheit 56 Informationen über die Drehgeschwindigkeit
jedes einzelnen Rades 82 des Fahrzeuges. Die zentrale Steuereinheit 56 ermittelt für
jedes Rad 82 einzeln die ideale Bremskraft. Sollte die
zentrale Steuereinheit 56 ermitteln, dass der Fahrzeugführer
das Bremspedal 60 so stark betätigt hat, dass
eines oder mehrere der Räder 82 blockieren würden,
kann die zentrale Steuereinheit 56 den Bremsdruck über
das elektropneumatische Ventil 68 begrenzen und ein Blockieren
der Räder 82 verhindern.
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Die
zentrale Steuereinheit 56 kann aber auch den Strom durch
die Magnetspulen 46 steuern, so dass sich Größe
und Richtung der auf den Magnetanker 44 wirkenden Kraft ändern
lassen. Sollte die zentrale Steuereinheit 56 ermitteln,
dass der Fahrzeugführer das Bremspedal 60 so stark
betätigt hat, dass alle Räder 82 blockieren
würden, könnte die zentrale Steuereinheit 56 die
Magnetspulen 46 so mit Strom versorgen, dass auf den Magnetanker 44 eine magnetische
Kraft wirkt, die der durch die zweite Feder 80 aufgebrachten
Kraft entgegenwirkt. Auf diese Weise wer den der Magnetanker 44 bzw.
der Ventilkolben 50 nicht so weit in Richtung des Ventilkörpers 48 verschoben,
als es der Fall wäre, wenn kein Strom durch die Magnetspule 46 fließen
würde. Die zentrale Steuereinheit kann so die Stärke
des erzeugten pneumatischen Drucks steuern.
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Alternativ
könnte die zentrale Steuereinheit 56 auch Bremsungen
veranlassen, ohne dass der Fahrzeugführer das Bremspedal 60 betätigt.
Dies könnte dann sinnvoll sein, wenn stark unterschiedliche
Radgeschwindigkeiten vorliegen, was ein Indiz dafür ist,
dass sich das Fahrzeug in einem instabilen Zustand befindet. Durch
eine entsprechende Versorgung der Magnetspule 46 mit Strom
kann ein Bremsdruck aufgebaut werden, der so auf die Räder 82 verteilt
wird, dass das Fahrzeug stabilisiert wird.
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Aus 5 geht
hervor, dass die elektrische Funktionseinheit 12 getrennt
von der zentralen Steuereinheit 56 ausgeführt
ist. Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, möglichst
viele Komponenten der zentralen Steuereinheit 56 in der
elektrischen Funktionseinheit 12 unterzubringen, so dass
zum einen die Länge der elektrischen Leitungen 76 reduziert
und zum anderen der benötigte Bauraum für das
Bremssystem 64 innerhalb des Fahrzeuges minimiert werden
kann. Im Idealfall sind sämtliche Komponenten der zentralen
Steuereinheit 56 in der elektrischen Funktionseinheit 12 untergebracht,
so dass ein komplettes Bauteil entfallen und zusätzlich
Bauraum gespart werden kann. Die benötigte Länge
der elektrischen Leitungen 76 ist dann weiter reduziert
und die Betriebssicherheit des Bremssystems gegenüber den
herkömmlichen Bauweisen gesteigert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19852399
A1 [0002]
- - DE 102004010743 A1 [0003]