DE1555581B - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anpassen des Bremsdruckes an den jeweils vorhandenen Kraftschluß zwischen Fahrbahnoberfläche und Lauffläche des Rades bei druckmittelgebremsten Fahrzeugen, wobei in der Bremsleitung ein Einlaß- und ein Auslaßventil vorgesehen sind und beide über eine Schaltvorrichtung in Abhängigkeit von einem die jeweilige Radverzögerung kontrollierenden Sensor wechselweise derart betätigt werden, daß bei Überschreitung eines Grenzwertes der vom Sensor gemessenen Verzögerung das Einlaßventil schließt und das Auslaßventil öffnet. ■

Stand der Technik

Die USA.-Patentschrift 3 017 145 zeigt ein Bremskontrollsystem für die Räder von Fahrzeugen, insbesondere Luftfahrzeugen. Es handelt sich um eine mit Pumpe ausgerüstete elektrisch-hydraulisch arbeitende Anlage mit einem Sensor, der zwei Generatoren aufweist. Im mechanischen Steuerteil ist in der von der Pumpe zu den Radbremszylindern führenden Leitung ein Betätigungsventil und ein Steuerschieber vorgesehen. Vom Steuerschieber führt eine Rückführleitung zur Pumpe zurück, in der ein Drosselventil vorgesehen ist. Sämtliche Ventile bzw. Schieber werden elektrisch geschaltet; sie weisen hierzu je eine Magnetspule auf. Der Steuerschieber ist so ausgebildet, daß er in der einen Stellung die von der Pumpe kommende Leitung mit der nach den Radbremszylindern führenden Leitung verbindet, während in der anderen Stellung die Förderleitung von der Pumpe zum Steuerschieber abgesperrt ist und die Bremsleitung an die Rückführleitung angeschlossen ist. Eine Zwischenstellung ist nicht vorgesehen. Das in der Rückleitung angeordnete Drosselventil erlaubt zwei Schaltstellungen, nämlich eine, bei der das Ventil drosselnd auf die Rückleitung wirkt, und eine andere Stellung, in der der Durchfluß nicht behindert wird. Bei dieser bekannten Anlage wird der Bremsdruck bei einer die zulässige Verzögerung überschreitenden Verzögerung völlig abgesenkt, so daß die Bremsbacken nicht mehr in Anlage sind.

Anschließend erfolgt ein langsamer Bremsdruckanstieg, weil das Kontrollventil auch während dieser Zeitphase erregt bleibt. Es ist klar, daß eine derartige Anlage, bei der die Bremsbacken völlig gelöst werden, eine optimale Bremsung nicht zuläßt.

Aus der USA.-Patentschrift 3 066 988 ist eine Bremsanlage bekannt, die ein von einem Sensor gesteuertes Magnetventil in der Hauptbremsleitung vorsieht. Darüber hinaus ist in der zu den Radbremszylindern führenden' Leitung ein Magnetschieber vorgesehen, der eine Ausdehnung des eingeschlossenen Bremsmediums bei geschlossenem Einlaßventil ermöglicht, wodurch eine Druckabsenkung erfolgt, die sich aus der konstanten Volumenvergrößerung ergibt. Hierdurch wird eine definierte Druckabsenkung erreicht, die, wenn sie allen Fahrbahngegebenheiten gerecht werden soll, so bemessen sein muß, daß der untere Druckwert weit unterhalb der entsprechenden Blockiergrenze liegt. In diesem Bereich steht aber nur ein relativ kleiner Haftreibungsbeiwert μ zur Verfügung.

Die deutsche Auslegeschrift 1 209 884 zeigt eine selbsttätige Steuereinrichtung für hydraulische Bremsen, bei der der Druckaufbau in den Radbremszylindern unter Drosselwirkung stattfindet. Zu diesem Zweck ist in einer zu einem Steuerzylinder führenden Leitung eine Drossel vorgesehen.

Durch die USA.-Patentschrift 2198 032 ist eine Bremsanlage mit Gleitschutzregelung für Schienenfahrzeuge bekannt, bei denen es von besonderer Wichtigkeit ist, sämtliche Bremsbacken nach einer Bremsung zu lösen. Es ist ein die Verzögerung kontrollierender Sensor vorgesehen, dessen Schaltkontakt mit einem Magnetventil in Wirkverbindung steht.

ίο Dem Magnetventil ist ein Relaisventil nachgeschaltet, welches den Druckanstieg und -abfall in den Bremszylindern gestattet. In der vom Relaisventil zu den Bremszylindern führenden Leitungen ist ein Druckluftbehälter vorgesehen, der bei Beginn des Brems-Vorganges schnell gefüllt wird, jedoch eine langsame Entleerung am Ende des Bremsvorganges über eine Drossel ermöglicht. In einem parallelen Stromkreis zu dem Stromkreis des Magnetventils ist ein bistabiles Halterelais vorgesehen, welches beim Uberschreiten des am Sensor eingestellten Verzögerungsgrenzwertes angestoßen wird und das Magnetventil auch dann unter Stromfluß beläßt, wenn der Kontakt des Sensors wieder geöffnet hat. Das Halterelais bleibt so lange geschlossen, bis der Druck in dem Behälter über die Drossel abgebaut ist; zu diesem Zeitpunkt öffnet der Kontakt eine mit dem Behälter in Wirkverbindung stehende Druckdose, so daß auch das Halterelais geöffnet wird. Die von dem Behälter bewirkte Haltezeit ist vom Anfangsbremsdruck in den Radbremszylindern abhängig. Diese Haltezeit wird in diesem Falle eingehalten, gleichgültig, ob sich der Haftreibungsbeiwert μ im Laufe des Bremsvorganges ändert oder.nicht.

Die Anlage nach der USA.-Patentschrift 2 914 359 zeigt ein Dreipunktsystem mit einem Steuerschieber, der eine Drucksteigerung, eine Konstanthaltung und ein Absenken des Druckes gestattet. Dabei sind die Schieberventile derart ausgebildet, daß eine unabhängige Steuerung von Einlaß- und Auslaßventil

nicht möglich ist. Der elektrische Teil der Anlage weist einen Sensor auf, der drei Schaltstufen ermöglicht. Der erste Schalter schließt bei Überschreitung einer Verzögerungs- und einer Beschleunigungsschwelle. Der zweite Schalter schließt bei einer größe- ren Verzögerung, während der dritte Schalter von der Geschwindigkeit und Beschleunigung abhängig ist. Dabei steuern die ersten beiden Schalter das Schieberventil, wobei in ihrem Stromkreis eine RC-Glieder aufweisende Schaltung vorgesehen ist, bei der durch die Umladung des Kondensators eine definierte Haltezeit ermöglicht wird, die die Signale des Sensors überbrückt.

Es sind weitere Anordnungen zum Verhindern des Blockierens eines Fahrzeuges bekanntgeworden, bei denen der Druck in den Betätigungszylindern der Radbremsen — im folgenden einfach Bremsdruck genannt — beim Ansprechen eines Verzögerungsgebers dadurch abgesenkt wird, daß aus der vor den Betätigungszylindern Hegenden Leitung Druckmittel entnommen und einem nahezu drucklosen Aufnahmebehälter zugeführt wird.

Sofern eine solche Anordnung bei Flüssigkeitsbremsen mit Hauptbremszylinder oder auch mit Bremskraftverstärker, also einem zusätzlichen Sekundärzylinder als Druckquelle, verwendet werden, besteht die Gefahr, daß die Volumenreserve ab einer bestimmten Anzahl von Arbeitszyklen nicht mehr ausreicht. Unter Arbeitszyklen soll auch im folgen-

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den die Zeit von einem Ansprechen des Verzöge- Das Maximum des Reibwertes liegt (für trockene

rungsgebers bei wachsender Drehverzögerung des Fahrbahn) bei etwa 20% Schlupf und fällt dann

Rades bis zum darauffolgenden gleichartigen An- langsam ab. Bei nasser Fahrbahn ist das Maximum

sprechen verstanden sein. Ein Zyklus umfaßt also etwas nach links verschoben, abgesehen davon,

das Absinken und Wiederansteigen des Bremsdruckes. 5 daß es niedriger liegt. Der grundsätzliche Kurven-

Im schlimmsten Falle käme der die Bremsdruckquelle verlauf ist aber von der Fahrbahnoberfläche unab-

bildende Kolben an das Ende seines Bewegungsweges hängig.

im Zylinder, bevor das Fahrzeug genügend abge- Wenn es also gelänge, bei einer Vollbremsung den

bremst ist. Der Fahrer wäre in diesem Falle genötigt, Reibwert auf seinem Maximum zu halten, dann wäre

des Bremspedal loszulassen, damit der oder die io die »optimale Bremsung« verwirklicht.

Zylinder sich wieder füllen können, um anschließend In F i g. 2 ist dies unter der Annahme dargestellt,

weiter zu bremsen. daß die Fahrbahn längs der Bremsstrecke gleich

Wenn man diesen Nachteil umgehen und die bleibt und der Schlupf etwa bei 20 °/o liegt. Die Fahr-Volumenreserve mit Sicherheit groß genug anlegen Zeuggeschwindigkeit v_F und die optimale Radumwill, läßt sich nach dem Stand der Technik eine 15 fangsgeschwindigkeit v_R zeigen eine konstante zeit-Vergrößerung der üblichen Haupt- oder Sekundär- liehe Abnahme, wobei beide Linien im Augenblick bremszylinder bei Gleitschutzbremsen nicht umgehen. des Stillstandes zusammenlaufen.
Aber auch wenn diese Anordnung bei Druckluft- Die bisher erreichten Verhältnisse seien im folgenbremsen oder, wie bekannt, bei Pumpenbremsen ver- den mit Hilfe der genannten Figuren geschildert. Der wendet wird, erscheint es auf Grund der gemachten 20 Bremsdruck möge zu Beginn einer Vollbremsung auf Erfahrungen erforderlich, mit höheren Drücken zu den Wert P_max ansteigen. Schon zum Zeitpunkt ^₁ arbeiten bzw. die vorhandenen Druckausgleichs- erreicht zwar die ansteigende Radverzögerung den behälter größer zu bemessen, um eine größere Re- Verzögerungsgrenzwert, bei welchem der Verzögeserve an Druckmittel zu haben. rungsgeber schaltet und die Druckabsenkung ein-

Die bisher vorgeschlagenen oder bekannten Gleit- 25 leitet. Von I₁ ab vergeht jedoch noch die Ansprechschutzbremssysteme arbeiten alle in der Weise, daß zeit t_a der Drucksteuereinrichtung, bis der Bremsder Bremsdruck zwischen einem Maximal- und einem druck tatsächlich wieder sinkt. In dieser Zeit wird Minimalwert schwankt, sofern heftig gebremst wird das Rad immer stärker verzögert, obwohl der Brems- und der Zustand der Fahrbahnoberfläche so ist, daß druck P und damit — zumindest für die vorliegende das System überhaupt anspricht. Der Maximalwert 30 Betrachtung — die Bremskraft P₆ und das am Rad ist bestimmt durch die Kraft, mit der das Brems- wirkende Bremsmoment M₀ konstant bleiben. Dies pedal niedergedrückt wird. Der Minimalwert, den rührt daher, daß der Reibwert inzwischen schon jender Bremsdruck praktisch bei jedem Absinken er- seits des Maximums im Sinken begriffen ist, so daß reicht, ist für das jeweilige Regelsystem fest einge- die von der Fahrbahn her am Rad wirkende Reistellt oder steht doch in einer festen Relation zu dem 35 bungskraft P_r bzw. das Reibungsmoment M_r gegen-Maximalwert. Die Art und Weise, wie der Minimal- über dem konstanten Bremsmoment M_b absinkt, wert bei den verschiedenen Systemen im einzelnen Nachdem nun aber mit Ablauf der Ansprechzeit t_a eingestellt wird, ist bei dieser Betrachtung bedeu- der Bremsdruck fällt, sinkt M_b in kurzer Zeit unter tungslos. Wichtig ist jedoch, daß der Bremsdruck M_T, das Rad wird langsamer verzögert und schließständig zwischen zwei weit auseinanderliegenden 40 lieh beschleunigt, wobei seine Umfangsgeschwindig-Drücken schwankt und dabei stets sehr viel höher keit v_R womöglich über v_P ansteigt. Zum Zeitpunkt /₂, ansteigt und sehr viel weiter absinkt, als zu einer zu dem der Verzögerungsgrenzwert wieder erreicht »optimalen Bremsung« wünschenswert wäre, da der ist, leitet der Geber den Druckanstieg wieder ein. Haftreibungsbeiwert μ nicht im optimalen Bereich Vorher vergeht jedoch auch hier eine Ansprechzeit t_a. ausgenutzt wird. 45 Solange P = P_min und damit auch M_b konstant bleibt,

Dies soll an Hand der F i g. 1 bis 4 näher erläutert richtet sich die Beschleunigung nach dem Reibungswerden, von denen moment M_n d. h. nach dem vom Schlupf abhängigen

Fig. 1 die bekannte Abhängigkeit des Reibungs- Reibwert μ.

beiwertes zwischen Fahrbahnoberfläche und Rad Dieser durchläuft jetzt sein Maximum in umge-

vom Schlupf zeigt, während in 50 kehrter Richtung und fällt dann auf einen niedrigen

Fig. 2 der Geschwindigkeitsverlauf und in Wert bei sehr kleinem Schlupf ab. Da jetzt aber der

F i g. 3 der Bremsdruckverlauf über der Zeit wäh- Bremsdruck nach Ablauf von t_a wieder steigt, wird

rend einiger Arbeitszyklen des früher vorgeschlage- das Rad wiederum stärker verzögert, bis bei t₃ der

nen Gleitschutz-Bremssystems schematisch darge- folgende Arbeitszyklus beginnt,

stellt ist; 55 Der Nachteil der bisher in Kauf genommenen

Fig. 4 bringt die Skizze eines Fahrzeugrades mit starken Schwankungen des Bremsdruckes zwischen

druckmittelbetätigter Trommelbremse als Beispiel zwei Werten liegt aber nicht nur darin, daß der

für die Wirkungsrichtungen der beteiligten Kräfte, Bremsvorgang nicht optimal und daher der Brems-

Momente und Geschwindigkeiten. weg länger ist, als er an sich sein könnte. Es hat sich

Der Haftreibungswert (im folgenden einfach Reib- 60 auch ergeben, daß von den Rädern, die ja infolge

wert) ist in Fig. 1 mit μ und der Schlupf mit s be- der Bremsdrucksteuerung laufend stark verzögert

zeichnet. Schlupf bedeutet das Verhältnis der Diffe- und wieder stark beschleunigt werden, Stöße und

renz zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit v_r und außerordentlich hohe mechanische Schwingungs-

der Umfangsgeschwindigkeit v^ des Rades zur Fahr- beanspruchungen auf die Radaufhängungen bzw. auf Zeuggeschwindigkeit, also 65 das Achsausgleichsgetriebe und die weiteren Antriebselemente ausgehen. Gefährlich sind insbeson-

_s — ZlH^JL . 100 (°/o). dere die ^an den Vorderrädern zu beobachtenden

ν,.- Spurschwingungen (Radebenen abwechselnd konver-

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gierend und divergierend). An der Kardanwelle kann auch durch entsprechende Ausbildung des

treten erstaunliche Torsionswinkel auf. Auslaßventils oder durch bauliche Vereinigung von

Auslaßventil und Drossel erreicht werden. ■

Aufgabe und Losung _{Es kann von} Vorteil sein, wenn die Druckabfall-

Demgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung 5 kennlinie einen geknickten Verlauf hat, der Druck darin, den Bremsvorgang in stärkerem Maße »kon- also zunächst sehr steil und dann flacher abfällt. Dies tinuierlich« zu machen, d. h., den Bremsdruckverlauf wird dadurch erreicht, daß eine zweite parallel gebesser demjenigen Verlauf anzupassen, welcher un- führte Druckminderleitung vorgesehen und in dieser abhängig von der Beschaffenheit der Fahrbahnober- Leitung ein weiteres Auslaßventil und eine weitere fläche eine optimale Bremsung ergibt. io Drossel eingeschaltet sind, wobei in der Schaltvor-

Es wird also angestrebt, den Schlupf der Räder richtung in an sich bekannter Weise ein das Auslaßmöglichst lange und möglichst nahe auf dem Wert ventil steuernder und auf einen höheren Verzögezu halten bzw. um den Wert pendeln zu lassen, wel- rungsgrenzwert eingestellter zusätzlicher Sensor vorcher dem Reibwertmaximum entspricht. Diese Auf- gesehen ist. Es kann auch ein Sensor Verwendung gäbe wird durch die im Hauptanspruch angegebene 15 finden, der mit einem zweiten Kontakt mit anderer Erfindung gelöst. Einstellung ausgerüstet ist.

Beim Erfindungsgegenstand findet in vorteilhafter Die Drosseln können temperaturkompensiert sein,

Weise eine Bremsdruckerniedrigung nur so weit statt, so daß die Zeitfunktion, nach welcher der Brems-

daß das Rad anschließend während der von der druck absinkt, möglichst unabhängig von der Tempe-

Haltevorrichtung bestimmten Haltezeit das Maximum 20 ratur ist. Praktisch läßt sich dies dadurch erreichen,

des Reibungsbeiwertes durchläuft. Dabei wird bei daß man die Drossel als ringförmigen Spalt zwischen

jedem Bremszyklus innerhalb einer Gesamtbremsung der Wandung einer Durchflußöffnung und einem

nur relativ wenig Druckmittel verbraucht, so daß vor der Öffnung stehenden oder teilweise in diese

neben diesem Vorteil die Anzahl der möglichen hineinragenden Verschlußkörper ausbildet. Den Ver-

Bremszyklen ganz allgemein gesteigert werden kann. 25 Schlußkörper kann man aus einem Werkstoff mit

Das Wesen der Erfindung besteht also darin, den großem Wärmeausdehnungsbeiwert herstellen. Je Bremsdruck nicht bis zu einer vorher festgelegten nachdem, wie man außerdem die Länge des Ver- und im Normalfall viel zu niedrigen Mindestgrenze schlußkörpers und gegebenenfalls den Grad seiner abfallen zu lassen, sondern auf den Bremsdruck Verjüngung wählt, ergeben sich verschiedene Funkwährend der Zeit des Absinkens Einfluß zu nehmen, 30 tionen für die Verengung des Durchflußquerschnittes und zwar entsprechend dem jeweiligen Reibverhalten bei steigender Temperatur. Damit läßt sich die Temdes Rades, das, wie bekannt, an der Drehverzöge- peraturabhängigkeit der Druckmittelviskosität berung gemessen wird. Dies verlangt extrem schnell liebig kompensieren. Eine andere Weiterbildung des arbeitende Ventile oder sonstige Steuereinrichtungen Erfindungsgegenstandes besteht darin, nicht nur die und unter Umständen eine Beeinflussung der Zeit- 35 Zeitfunktion des Druckabfalles, sondern auch die funktion des ursprünglichen, durch diese Steuerein- Zeitfunktion des Druckanstieges abzuflachen, d. h. richtungen unbehinderten Druckabfalles. auch in die Hauptbremsleitung bzw. in mindestens

Diese Zeitfunktion ist nötigenfalls durch Drossel- einen ihrer Zweige eine gegebenenfalls temperatur-

elemente in der Druckminderleitung abzuflachen. kompensierte Drossel einzufügen.

40 Um nicht das ganze Druckmittelvolumen, das nötig

Vorteilhafte Ausgestaltungen _{istj um die Brems}backen zur Anlage zu bringen,

Mit besonderem Vorteil ist die Schaltvorrichtung durch die Drossel und das Einlaßventil pressen zu

in den Stromkreisen beider Ventile, die Haltevorrich- müssen, wozu eine erhebliche Zeit notwendig wäre,

tung aber nur im Stromkreis des Einlaßventils an- wird vorgeschlagen, die Drossel und gegebenenfalls

geordnet. Dabei ist die Schaltstrecke der Haltevor- 45 das Einlaßventil mittels eines Druckbegrenzerventils

richtung in Reihe mit einer Diode parallel zu der mit größerem Durchflußquerschnitt als die Drossel zu

Schaltstrecke der Schaltvorrichtung geschaltet und überbrücken. Unter einem Druckbegrenzerventil soll

der Verbindungspunkt von Diode und Haltekontakt ein Ventil verstanden sein, das nur vom Druck an

zur Magnetwicklung des Einlaßventils und das der Abflußseite betätigt wird und geöffnet ist, sofern

diodenseitige Ende der Parallelschaltung zur Magnet- 50 dieser unterhalb des Schaltdruckes liegt. Ein solches

wicklung des Auslaßventils geführt, wobei die Strom- Ventil läßt sich dadurch verwirklichen, daß der

quelle zwischen dem anderen Ende der Parallel- Ventilkörper in Schließrichtung von einer schwachen

schaltung und den freien Anschlüssen der Magnet- Feder und in Öffnungsrichtung von einer dem Druck

wicklungen der Ventile liegt. hinter der Drossel bzw. dem Bremsdruck ausge-

Erfindungsgemäß kann die Haltevorrichtung als 55 setzten federnden Membran beeinflußt ist.
hydraulisch wirkende Haltevorrichtung ausgebildet Im vorhergehenden wurde gesagt, daß der Bremssem und dabei aus einem an sich bekannten Druck- druck während der Haltezeit »annähernd« konstant schalter, einem Druckminderventil und einer Drossel gehalten wird. Dies soll auch die Möglichkeit einbestehen, worin das Druckminderventil und die. schließen, daß er ganz langsam wächst; so langsam Drossel in je einem Parallelzweig der Druckminder- ⁶° nämlich, daß der Verzögerungsgeber nicht vor Ableitung eingeschaltet sind und der Druckschalter an lauf der Haltezeit wieder anspricht. Dadurch wird den Druckraum zwischen dem Auslaßventil und den der Reibwert, welcher sich während der Haltezeit Parallelzweigen angeschlossen ist. Eine Weiter- stabil einstellt, dem Maximum noch ein wenig näher bildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, gebracht. Es wird also im Rahmen des erfindungszusätzlich eine Drossel in der Druckminderleitung, 65 gemäßen Grundgedankens eine weitere Verbesserung also der vom Bremsbetätigungszylinder ins Freie oder erzielt.

zu einem nahezu drucklosen Aufnahmebehälter Praktisch erreicht man ein solch langsames Anführenden Leitung anzuordnen. Die Drosselwirkung wachsen des Bremsdruckes durch ein Leck im Ein-

laßventil oder durch eine das Ventil und gegebenenfalls die zugehörige Drossel überbrückende spezielle Leckdrossel. Neben der hydraulischen Ausbildung ist eine elektrisch wirkende Haltevorrichtung, die an sich bekannt ist und aus einer Zusammenschaltung von -RC-Gliedern besteht, von besonderem Vorteil. Im Rahmen einer Transistorschaltung läßt sich auch mit temperaturabhängigen Schaltelementen die Forderung erfüllen, die Haltezeiten bei tiefen Temperaturen im Vergleich zu höheren Temperaturen zu verlängern. Dieser Maßnahme liegt der Gedanke zugrunde, daß im Winter bei tiefen Außentemperaturen die Fahrbahn erfahrungsgemäß oft besonders glatt ist. Bei glatter Fahrbahn sind aber sonders viele Arbeitszyklen nötig. Durch Verlängerung der Haltezeit wird der einzelne Arbeitszyklus verlängert und damit in einer bestimmten Zeit weniger Druckmittel abgelassen als bei häufigerer Folge. Man nimmt dabei nur in Kauf, daß beim stellenweisen Auftreten von griffigeren Fahrbahnpartien die Chance, den Bremsdruck wieder erhöhen zu können, in einem etwas geringeren Maß ausgenutzt wird. Es ist also wichtig, die Haltezeit in Abhängigkeit von der Anzahl der Regelzyklen zu ändern, indem am Ende der Druckminderleitung eine volumenveränderliche Speicherkammer vorgesehen ist, die in getrieblicher Verbindung mit einer Drossel in der Druckminderleitung steht.

Figurenbeschreibung

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 5 ein einfaches Ausführungsbeispiel ohne einzeln ausgebildete Drosseln,

Fig. 6 ein Zeitdiagramm zur Klarstellung der Wirkungsweise der Anordnung nach F i g. 5,

F i g. 7 ein Druck-Zeit-Diagramm,

F i g. 8 eine zweite und wesentlich erweiterte erfindungsgemäße Anordnung,

F i g. 9 ein nur schematisch gezeigtes Ausführungsbeispiel mit zwei parallelen Druckminderleitungen und zwei Verzögerungsgebern verschiedener Einstellung,

Fig. 10a und 10b den angestrebten Bremsdruckverlauf über eine längere Zeit,

Fig. 11 ein Druck-Zeit-Diagramm der hydraulischen Halteeinrichtung nach F i g. 8,

F i g. 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit Leckdrossel und

Fig. 13 das Druck-Zeit-Diagramm zu Fig. 12.

In F i g. 5 ist eine längliche Verbindungskammer 1 gezeigt, welche drei Anschlußstellen 2 bis 4 aufweist. Anschluß 2 steht über eine gestrichelt dargestellte Rohrleitung mit einem Hauptbremszylinder 5 in Verbindung, der durch ein Bremspedal 6 betätigt wird. Vom Anschluß 3 führt eine Leitung zu einem Radbremszylinder 7, welcher zwei Bremsbacken 8 einer Trommelbremse betätigt. Ebenso gut können auch mehrere Radbremsen angeschlossen sein. Der dritte Anschluß 4 führt zu einem praktisch drucklosen Raum, also z. B. zu dem Druckmittelsammelgefäß, welches bei Flüssigkeitsbremsen oft mit dem Hauptbremszylinder baulich vereinigt ist, zum Sammelbehälter einer Pumpenbremse, zu einer Speicherkammer oder bei Luftdruckbremsen ins Freie.

Zwei magnetgesteuerte Ventile V₁ und V₂ öffnen oder schließen die Anschlußstellen 2 und "4. Das Ventil V₁ besteht aus einem Ventilkörper 9, einem mit diesem fest verbundenen Anker 10 und einer Magnetwicklung 11. Das Ventil wird durch eine Zugfeder 12 normalerweise in geöffneter Stellung gehalten und schließt, wenn die Magnetwirkung 11 erregt ist. Das andere Ventil V₂ besteht entsprechend aus einem Ventilkörper 13, Anker 14 und Magnetwicklung 15. Es wird jedoch normalerweise durch eine Feder 16 in geschlossener Stellung gehalten und

ίο öffnet nur, wenn die Magnetwicklung 15 erregt ist. Die Wicklungen sind über je einen Kontakt a an einer Stromquelle 17 angeschlossen. Die Kontakte werden gemeinsam von einem Verzögerungsgeber 18 betätigt. Parallel zu dem Kontakt a, welcher mit der Magnetwicklung 11 in Reihe geschaltet ist, liegt ein weiterer Kontakt b, welcher von einer Halteeinrichtung 19 gesteuert wird. Selbstverständlich können an Stelle der mechanischen Kontakte auch Halbleiter oder andere Schaltelemente verwendet werden.

Es ist davon auszugehen, daß der Strömungswiderstand der Ventile im Hinblick auf die erforderliche Drosselwirkung genau ausgelegt und möglichst einstellbar ist. Auf die Bemessung wird noch näher eingegangen. Ebenso gut können auch besondere Drossein den Ventilen vor- oder nachgeschaltet sein.

Die Wirkungsweise der Anordnung sei zunächst an Hand der Fig. 6 erläutert. Im oberen Teil dieser Figur sind die Bewegungen der Kontakte und Ventile angedeutet. Im unteren Teil sind die Fahrzeuggeschwindigkeit v_f, die Radumfangsgeschwindigkeit V^ und die Radverzögerung dv^/dt über der Zeit aufgetragen. Die drei letztgenannten Kurven sollen sich auf die gemeinsame Grundlinie beziehen.

Zunächst sei angenommen, daß das Bremspedal nur mäßig betätigt wird. Über das geöffnete Ventil V₁ wächst dann der Bremsdruck an, und das hier betrachtete Rad wird gegenüber dem Fahrzeug verzögert. Es wächst also gemäß F i g. 1 der Reibwert mit steigendem Schlupf an. Entsprechend erhöht sich auch das Reibungsmoment M_t gegenüber dem Bremsmoment M_b, bis ein Gleichgewicht erreicht ist, in dem die Radverzögerung ungefähr der Fahrzeugverzögerung entspricht und der Schlupf konstant bleibt. Dies ist zu Beginn des betrachteten Zeitabschnitts in F i g. 6 gezeigt. Wird nun die Bremse stärker betätigt und das Rad somit stärker verzögert, dann erreicht die Radverzögerung den Grenzwert 20. Der Verzögerungsgeber 18 stellt dies fest, d. h., es schließen die Kontakte a. Nach Ablauf der Ansprechzeit ί_α* wechsein beide Ventile ihre Stellung. Da die Hauptdruckleitung nun abgeriegelt ist, kann der Bremsdruck nicht weiter ansteigen. Er fällt vielmehr nach der durch die Strömungswiderstände bestimmte Zeitfunktion ab, da das Druckmittel durch Ventil 1/2 und gegebenenfalls durch eine zusätzliche Drossel aus dem Radbremszylinder abströmen kann.

Das Bremsmoment geht jedoch nicht genau synchron mit dem Bremsdruck. Es eilt vielmehr ein wenig hinterher, und zwar besonders deutlich bei Bremsen mit Selbstverstärkung, den sogenannten Servobremsen. Mit dem Sinken des Bremsdruckes steigt daher die Bremsverzögerung noch etwas an, überschreitet ein Maximum und sinkt danach ebenfalls wieder ab. Beim Durchlaufen des Grenzwertes 20 öffnet der Verzögerungsgeber seine beiden Kontakte α wieder. Dies wirkt sich jedoch nur auf V₂ aus, da inzwischen die Halteeinrichtung, auf die später noch näher eingegangen wird, den Kontakt b

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geschlossen hat. Magnetwicklung 11 bleibt damit erregt und V₁ geschlossen. Nach Ablauf der Ansprechzeit /„* schließt auch F₂, und von hier ab bleibt der Bremsdruck annähernd konstant. Das Bremsmoment ist inzwischen schon kleiner als das Reibungsmoment geworden, so daß das Rad sich wieder beschleunigt. Wenn F₂ schließt, ist der Schlupf jedoch größer als 20 °/o. Der Arbeitspunkt ist also rechts des Reibwertmaximums in der μ-s-Kurve (vgl. Fig. 1). Mit abnehmendem Schlupf wandert von hier aus das Reibungsmoment über das Maximum, erreicht dann beim Nulldurchgang der Verzögerungskurve denselben Wert wie das Bremsmoment und sinkt danach noch etwas weiter ab, bis das ursprüngliche Gleichgewicht zwischen Bremsmoment und Reibungsmpment bei einem konstanten Schlupfwert wieder hergestellt ist. Erst jetzt öffnet der Kontakt b und danach das Ventil.Fj wieder. Bis zu diesem Zeitpunkt reicht die Haltezeit t_h. Der Bremsdruck beginnt sich nun von neuem aufzubauen, bis beim erneuten Ansprechen des Verzögerungsgebers der nächste Arbeitszyklus beginnt. Erfahrungsgemäß nähert sich mit jedem folgenden Arbeitszyklus der vorgenannte konstante Schlupfwert dem das Reibwertmaximum erbringenden Schlupfwert immer weiter an. Der Reibwert spielt sich auf das Maximum ein.

Vergleicht man den Verlauf der Radumfangsgeschwindigkeit mit dem in F i g. 2 gezeigten Verlauf, so wird ersichtlich, daß die Umfangsgeschwindigkeit nicht so stark abfällt und nach dem relativ steilen Abfall wesentlich langsamer wieder ansteigt. Das Rad bleibt somit insgesamt viel langer in dem Schlupfbereich, der eine hohe Reibungskraft am Radumfang und damit eine starke Fahrzeugverzögerung erbringt. Dies ist allerdings aus der gewählten Darstellung nicht ersichtlich, da als Fahrzeuggeschwindigkeit v_F nur ein mittlerer Wert angenommen wurde, welcher nicht unmittelbar vom Bremsvorgang an dem betrachteten Rad abhängt.

Dieser nützliche Effekt setzt voraus, daß der Bremsdruck einerseits zwar schnell abfällt, andererseits aber während des Abfalls aufgefangen werden kann. Daher muß die Ansprechzeit i_a* deutlich kleiner als die Druckabfallzeit ί₆* sein, wie in F i g. 7 dargestellt. Bei einer Ansprechzeit von z. B. 3 Milli-Sekunden ist daran gedacht, durch Einstellung der Drossel die Druckabfallzeit etwa gleich 30 Millisekunden zu machen, bezogen auf etwa P_max = 100 atü und P_min = 20 atü. Die Haltezeit t_h soll dagegen 200 oder 300 Millisekunden betragen. Darüber hinaus ist es von Vorteil, auch den Druckanstieg 'so weit zu drosseln, daß mittels des Zeitpunktes des Gebersignals auf die Höhe der Druckspitze Einfluß genommen werden kann. Besonders bedeutungsvoll ist die Abflachung des Druckanstiegs wiederum bei Servobremsen wegen der schon erwähnten Nacheilung, des Bremsmomentes.

Der Ablauf mehrerer Arbeitszyklen innerhalb des gesamten Bremsvorganges läßt sich am besten an Hand des zeitlichen Bremsdruckverlaufes, wie in Fig. 10 gezeigt, erklären. Hier, wie auch in Fig. 7, sind die Druckänderungen der Einfachheit halber zeitproportional dargestellt. In Wirklichkeit folgen sie mehr oder weniger genau einer Exponentialfunktion. Das hat aber nur die vorteilhafte Folge, daß die Genauigkeit der Einflußnahme auf den sich ändernden Druck vom Druckniveau abhängt. Bei glatter Fahrbahn, d. h. niedrigem Bremsdruck, wird die Einstellung des richtigen Druckwertes genauer, was durchaus erwünschenswert ist.

In Fig. 10 ist angenommen, daß die Ventile strömungsmäßig so ausgebildet sind oder zusammen mit ihren Drosseln etwa in der Bauart nach F i g. 8 so wirken, daß der Druckabfall etwa 5mal so schnell von statten geht wie der Druckanstieg. Der Druckabfall kann nicht beliebig flach gemacht werden, weil sonst das Bremsmoment M₀ das ebenfalls schnell sinkende Reibungsmoment M_r nicht mehr einholt. Femer wird Wert darauf gelegt, daß auch bei einer relativ kleinen Fahrzeuggeschwindigkeit noch ein Arbeitszyklus abläuft. Bekanntlich wird ja mit kleiner werdenden Geschwindigkeiten die Vermeidung von Blockierungen immer schwieriger, da die Zeit zwischen dem Auftreten einer meßbar erhöhten Verzögerung und dem Radstillstand kürzer wird. Erfahrungsgemäß kann man z. B. mit der schon angegebenen Druckabfallzeit t_b,_t und mit Ventilen der angegebenen Ansprechzeit t_a» aus einer Geschwindigkeit von 10 km/h noch ein rechtzeitiges Ansprechen des Verzögerungsgebers erreichen, d. h. eine Blokkierung vermeiden. Dies ist als ausreichend anzusehen. Beim Druckanstieg ist diese Bemessungsgrenze nicht gegeben, so daß er flacher sein kann. Allenfalls könnte die Zeit bis zum ersten Wirksamwerden der Bremse infolge der Drosselung zu lang werden. Hier sind notfalls aber Abhilfsmaßnahmen möglich, auf die später noch näher eingegangen wird.

Zur Platzersparnis sind die Schaubilder Fig. 10a und 10 b während der einzelnen Haltezeiten bzw. während des anfänglichen Druckanstiegs unterbrochen. Diese Zeitraffung ist durch Stricheln der Linienzüge an den Unterbrechungsstellen angedeutet.

Zu Beginn des Bremsvorganges steigt der Druck von Null bis über die strichpunktiert angedeutete Blockiergrenze 21 an. Darunter ist derjenige Bremsdruckpegel zu verstehen, mit dem oder oberhalb dessen das Rad über kurz oder lang zum Blockieren kommt. Bei einem bestimmten Fahrzeug ist also die Blockierungsgrenze ein Abbild der Griffigkeit der Fahrbahn. Bei t_i ist die Verzögerung so groß geworden, daß der Verzögerungsgeber Kontakt gibt. Nach Ablauf der Ansprechzeit bei t₅ schalten beide Ventile um, und der Druck sinkt wieder unter die Blockiergrenze ab. Bei i₀ öffnet der Verzögerungsgeber seinen Kontakt a' wieder, bei t₇ schließt F₂, und von da ab bleibt dann der Druck während der Haltezeit konstant. Die Ansprechzeiten und die Haltezeit sind bei dem folgenden gleichartigen Arbeitszyklus schon einmal beispielhaft angegeben.

Während der bei i₈ beginnenden Haltezeit möge nun die Fahrbahn griffiger geworden sein. Die Blockiergrenze ist also nach oben gewandert. Von hier ab ist der konstant gehaltene Bremsdruck niedriger, als er, ohne ein Blockieren zu verursachen, sein könnte. Dieser Zustand ändert sich aber sofort, wenn der Druck von t₉ ab wieder zu steigen beginnt. Er steigt jetzt nämlich höher als zuvor, da die Radverzögerung später als in den vorhergehenden Fällen den Grenzwert erreicht. Nach dem erneuten Absinken des Druckes, beginnend bei i₁₀, liegt der Druck wieder um den gleichen geringen Betrag unterhalb der neuen Blockiergrenze wie bisher. Auch in den beiden folgenden Arbeitszyklen wird dieser Druck erneut eingestellt.

Der umgekehrte Fall ereignet sich bei i₁₂. Hier wird die Fahrbahn glatter, die Blockiergrenze sinkt

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plötzlich ab. Zu diesem Zeitpunkt ist die bei t_n be- 10 atü eingestellt. Die Drossel 25 ist wie die Drossel ginnende Haltezeit noch nicht abgelaufen. Trotzdem 27 aufgebaut aus einem Gehäuse 30 und einem Vererfaßt dies der Verzögerungsgeber sofort, und der Schlußkörper 31 aus Kunststoff, der in eine Gewinde-Druck fällt auf eine entsprechend tiefere Stufe. Das- bohrung des Gehäuses eingeschraubt ist. Der Verselbe wiederholt sich bei i₁₃, wo der Sprung noch 5 Schlußkörper verjüngt sich konisch zu einer im größer ist. Von t_u ab läuft dann eine neue ununter- Innern des Gehäuses liegenden Spitze und ragt mit brochene Haltezeit, welcher sich noch zwei Druck- dieser in die Mündung der Hauptdruckleitung hinerhöhungen anschließen. Nach i₁₅ möge das Fahr- ein. Dadurch entsteht ein ringförmiger Schlitz zwizeug endlich zum Stillstand kommen. Nach Ablauf sehen dem Konus und dem Rad der Gehäusebohder Haltezeit steigt der Druck daher auf seinen io rung, welcher sich je nach der temperaturabhängigen Höchstwert an, sofern der Fahrer nicht schon vorher Dehnung des Verschlußkörpers weitet oder verengt, das Bremspedal losgelassen hat. Daraufhin sinkt der Es ist davon auszugehen, daß das Druckmittel bei Druck wieder auf Null ab, was nicht dargestellt ist. höherer Temperatur dünnflüssiger wird und daß dann

Mit der Erfindung wird auf diese Weise eine ein größeres Druckmittelquantum durchfließt, so daß ständige Neuanpassung des Bremsdruckes an die je- 15 die Drosselwirkung abnimmt. Durch die temperaturweiligen Fahrbahnverhältnisse erreicht, auch wenn abhängige Veränderung des Durchflußquerschnitts sich diese während des Bremsvorganges ändern. Die wird erreicht, daß die mittlere Durchflußmenge je Druckerhöhungen, welche mit Ablauf der einzelnen Zeiteinheit und damit die Zeitfunktion der jeweilgen Haltezeiten ausgelöst werden, stellen gewissermaßen Druckänderung unverändert bleibt,
»periodische Fahrbahntests« dar. Sie haben das Ziel, ao Die Speicherkammer steht unter der Wirkung einer festzustellen, ob die Fahrbahn nicht inzwischen griffi- sehr schwachen Druckfeder 32. Diese ist so ausgeger geworden ist und eine Erhöhung des Brems- legt, daß sie den Balgen zusammendrücken und über druckes erlaubt. Andererseits ist das Regelsystem ein Rückschlagventil 33 in die Hauptdruckleitung ständig in der Lage, festzustellen, daß die Fahrbahn entleeren kann, sofern dort kein Druck vorhanden glatter geworden ist. In dieser Hinsicht findet ein 25 ist. Die Entleerung erfolgt also jeweils nach Abschluß »permanenter Fahrbahntest« statt. Der Bremsdruck eines Bremsvorganges. Für das Verständnis des folbleibt also, abgesehen von den relativ kurzzeitigen genden ist es wichtig, daß durch die Speicherkammer Testvorgängen, knapp unterhalb der Blockiergrenze. 28 und durch das Druckminderventil 26 die Druck-Wenn sie sinkt, wird er sofort nachgestellt und wenn absenkung nicht behindert und praktisch auch nicht sie steigt, spätestens nach Ablauf der etwa 300 Muli- 30 beeinflußt wird. Allein die Drossel 27 bestimmt die Sekunden dauernden Haltezeit. Damit wird der vor- Geschwindigkeit der Druckabsenkung bis zur Minhandene Reibwert zwischen Fahrbahn und Rad fast destdruckgrenze.
immer voll ausgenutzt. Außer dem Hauptzweck der Speicherkammer, auf

In der Anordnung nach F i g. 8 findet sich wieder den im folgenden eingegangen wird, hat sie zudie Verbindungskammer mit den Ventilen F₁ und F₂ 35 sammen mit dem Rückschlagventil 33 den Vorteil, und ihren Magnetwicklungen 11 und 15. Der elek- daß eine eigene Rücklauf leitung zu einem entfernt irische Schaltplan unterscheidet sich gegenüber dem liegenden Druckmittelsammelgefäß entbehrlich wird, der F i g. 5 dadurch, daß die beiden Kontakte α Die gesamte Drucksteuereinheit kann vielmehr komdurch einen einzigen Kontakt a' ersetzt sind und daß pakt gebaut und mit den Anschlüssen 24 und 24 a in zwischen der Magnetwicklung 11 und diesem Kon- 40 die Druckmittelleitungen, welche zu den Radbremstakt ein Gleichrichterventil 22 eingeschaltet ist. Der zylindern führen, eingeschaltet werden. Dieser Vor-Aufwand wird dadurch verringert und die Betriebs- teil ist vor allen Dingen bei der Nachrüstung von licherheit erhöht. Der bisherige Kontakt b ist durch schon vorhandenen Fahrzeugen mit der erfindungseinen Kontakt V ersetzt, welcher das Ventil und den gemäßen Einrichtung von Bedeutung.
Kontakt a' überbrückt, b' wird über eine mechanische 45 Eine andere Weiterbildung gegenüber F i g. 5 ist Verbindung von einer Druckdose 23 betätigt. Die das zwischen Hauptdruckleitung und Radbremselektrische Wirkungsweise dieser Schaltung ist die- zylinder direkt eingeschaltete Druckbegrenzungsselbe wie in Fig. 5. Wenn a' geschlossen ist, kann ventil 34. Die Ventilkugel 35 wird von einer sehr der Strom vom Pluspol der Batterie 17 über die schwachen Feder 36 auf ihren Sitz gedrückt. Auf der Magnetwicklung 15 und in gleicher Weise über die 50 anderen Seite steht der Kugel ein Stift 37 gegenüber, Magnetwicklung 11 und das in dieser Richtung lei- der an einer Membran 38 befestigt ist und unter der tende Ventil 22 zum Minuspol zurückfließen. Ist d Wirkung einer Feder 39 steht, die mit der Schraube dagegen geöffnet und V geschlossen, dann kann der 40 eingestellt werden kann. Die Rückstellkraft der Strom nur über Magnetwicklung 11 fließen, da das Membran zusammen mit der Feder 39 ist so bemes-Ventil in der umgekehrten Richtung den Strom 55 sen, daß der Stift 37 die Kugel von ihrem Sitz absperrt, drückt, sobald der Bremsdruck unter P_min sinkt.

Das Druckmittel tritt, vom Hauptbremszylinder Dieses Ventil hat den Zweck, die Anlegezeit der

oder einer anderen Druckquelle kommend, bei 24 in Bremse am Anfang des Bremsvorganges zu ver-

die hydraulische Anlage ein. Es fließt über eine kürzen. Die relativ große Druckmittelmenge, welche

Drossel 25 und das geöffnete Einlaßventil F₁ sowie 60 in das Bremssystem einfließen muß, bis die Brems-

über den Ausgang 24 a der Anordnung und baut den backen anliegen und die Rohrleitungen sich gedehnt

Druck im Radbremszylinder 7 auf. Die Druckabsen- haben, kann zunächst unbehindert durch das ge-

kung vollzieht sich bei geöffnetem Auslaßventil F₂ öffnete Druckbegrenzungsventil 34 fließen. Erst von

über ein Druckminderventil 26 und eine gleichartige dem schon genannten Druck von 10 atü ab schließt

Drossel 27. Das Druckmittel sammelt sich dann in 05 das Ventil, so daß nun die Anstiegsgeschwindigkeit

einer als Balgen ausgebildeten Speicherkammer 28. des Bremsdruckes allein von der Drossel 25 abhängt.

Das Druckminderventil 26 wird an einer Schraube 29 Weiter sind gemäß F i g. 8 Vorkehrungen getroffen,

auf den sogenannten Minimaldruck P_min von etwa die Haltezeit, d, h. in diesem Falle die Betätigung

des Schalters b' zu bestimmen und zu beeinflussen. Dazu dient eine kleine Drossel 41, welche zum Druckminderventil 26 parallel geschaltet ist, zusammen mit der als Druckgeber wirkenden Druckdose 23. Mit dem Verschlußkörper der Drossel 41 steht ein Ritzel 42 in drehfester Verbindung, und dieses steht mit einer Zahnstange 43 im Eingriff. Die Zahnstange ist am Deckel der Speicherkammer 28 befestigt und stützt sich auf der anderen Seite gegen die Feder 32 ab, so daß sie die Füllbewegung der Speicherkammer mitmacht.

Die Wirkungsweise dieser hydraulischen Halteeinrichtung wird an Hand von Fig. 11 erläutert. Der Kontakt b' schließt, sobald der Druck P₁ am Ausgang des Ventils F₂ über einen sehr tief liegenden Grenzwert P₁, von etwa 0,5 atü ansteigt. Zu Beginn des Bremsvorganges liegt P₁ unter diesem Grenzwert. Der Bremsdruck P steigt an, F₂ ist geschlossen. Bei i_1B öffnet V.,. Dadurch gleichen sich die Drücke schlagartig an. Inzwischen hat der Kontakt b' geschlossen, wie dies auch in F i g. 6 für den entsprechenden Kontakt b gezeigt ist. Nun fällt P₁ zusammen mit P ab. Bei i₁₇ schließt V₂ wieder. P bleibt konstant, P₁ sinkt jedoch über Druckminderventil 26 und Drossel 27 weiter ab, bis bei i₁₈ das Druckminderventil 26 schließt. Von hier ab sinkt P₁ entsprechend der Einstellung der Drossel 41 sehr langsam ab, bis bei t_ls endlich der Grenzdruck P₁* erreicht ist, V öffnet und der Bremsdruck wieder ansteigt. Die Einstellung der Drossel 41 bestimmt somit die von t₁₇ bis i₁₉ währende Haltezeit. Die Haltezeit wird zwar auch noch davon beeinflußt, auf welcher Höhe der Bremsdruck steht. Dieser Einfluß ist aber von untergeordneter Bedeutung, da das Zeitintervall zwischen i_1(i und f₁₈ höchstens etwa 20 Millisekunden, die Haltezeit jedoch mindestens das Zehnfache davon beträgt.

Wenn sich nun nach mehreren Arbeitszyklen die Speicherkammer füllt, bewegt sich die Zahnstange 43 nach rechts, und der Verschlußkörper der Drossel 41 wird weiter eingeschraubt. Dadurch werden die Haltezeiten im Laufe des Bremsvorganges verlängert.

Die in Fig. 9 gezeigte Anordnung ist noch stärker schematisiert. Die dick ausgezogenen Striche stellen Druckmittelleitungen und die dünn ausgezogenen elektrische Leitungen dar. Es findet sich wieder das Einlaßventil F₁ und ein Auslaßventil V₂. Bei 44 ist die Hauptbremsleitung angeschlossen, bei 45 der Radbremszylinder, und 46 führt zum Sammelgefäß. In eine zweite Druckminderleitung 47, die ebenfalls zum Sammelgefäß führt, ist ein zusätzliches Auslaßventil V₂" eingeschaltet. V₁ und V₂' werden, wie in F i g. 8 gezeigt, geschaltet; der vom Druckgeber 23 betätigte Kontakt beeinflußt lediglich V₁.

Der von einem ersten Verzögerungsgeber 18' betätigte Kontakt wirkt sowohl auf V₁ als auch auf V₂. Ein dritter Kontakt, der von einem zweiten Verzögerungsgeber 18" betätigt wird, schaltet ausschließlich V₂". Der Verzögerungsgrenzwert des Verzögerungsgebers 18" ist höher gelegt als der des anderen Gebers. Wenn nun bei sehr starkem Bremsen auf besonders glatter Fahrbahn die durch V₂ bewirkte Druckabsenkung nicht ausreicht und die Verzögerung weiter ansteigt, dann öffnet zusätzlich V₂", so daß der Druck von da ab steiler abfällt. 18" schaltet dann aber auch zuerst wieder in der umgekehrten Richtung, so daß 18' allein den Druck bestimmt, welcher dann konstant sehalten wird.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 lehnt sich weitgehend an F i g. 8 an. Die Speicherkammer 28 mit dem zugehörigen Rückschlagventil 33 sowie die Einrichtung zur Verstellung der Drossel 41 fehlen. Ebenso ist das Druckbegrenzerventil 34 weggelassen. Die nicht gezeigte elektrische Schaltung möge genau F i g. 8 entsprechen. Im Unterschied zu F i g. 8 ist eine Leckdrossel 50 zwischen der Mündung 24 der Hauptbremsleitung und dem Ausgang 24 α eingeschaltet. Diese Drossel ist entsprechend der Drossel 41, also gegebenenfalls temperaturkompensiert ausgeführt. Sie überbrückt das Einlaßventil F₁ sowie die vorgeschaltete Drossel 25. Der Durchflußquerschnitt ist außerordentlich klein eingestellt.

Aus F i g. 13 ist die Wirkungsweise ersichtlich. Mit Beginn der Haltezeit, also bei i₂₀, bleibt der Bremsdruck nicht konstant, sondern wächst sehr langsam an, ohne jedoch bis zum Ablauf der Haltezeit bei t₂₁ die Blockiergrenze 21 zu erreichen. Die Steigung des Druckanstieges bei geöffnetem Einlaßventil wird somit durch beide Drosseln 25 und 50 gemeinsam eingestellt. Sie beträgt ein Mehrfaches der Steigung während der Haltezeit. Ebenso wird auch die Steigung des Druckabfalles während der Öffnungszeiten des Auslaßventils durch die Leckdrossel 50 mit bestimmt. Auch dieser Einfluß kann jedoch durch entsprechende Einstellung der Drossel 27 einmalig kompensiert werden. Ein Leck am Eingangsventil oder die hier gezeigte spezielle Leckdrossel 50 bewirkt, daß der Reibwert sein Maximum von rechts nach links (Fig. 1) noch langsamer durchwandert. Wenn sich danach das Gleichgewicht zwischen Bremsmoment und Reibungsmoment wieder eingestellt hat, liegt der entsprechende konstante Reibwert näher am Maximum. Wie mehrere andere der vorher genannten erfindungsgemäßen Einzelmaßnahmen empfiehlt sich auch die Leckdrossel besonders bei Servobremsen, da diese zum Lösen eine verhältnismäßig große Druckabsenkung unter die Blockiergrenze erfordern.

Die Erfindung kann auch gemeinsam für die beiden Räder einer Antriebsachse verwendet werden. Es empfiehlt sich, die durch das Achsausgleichsgetriebe miteinander in Verbindung stehenden Räder mit je einem Verzögerungsgeber auszustatten. Die parallelgeschalteten Kontakte dieser beiden Geber treten dann an die Stelle des Kontaktes a' in Fig. 8. Diese beiden Geber sind jedoch im Gegensatz zu der Anordnung nach F i g. 9 auf den gleichen Verzögerungsgrenzwert eingestellt. Sofern Geber mit Doppelkontakten gemäß F i g. 5 Verwendung fingen, müssen die entsprechenden Kontakte beider Geber parallel geschaltet werden.

Bei den Ansprechzeiten t_a bzw. t_a* wurde bisher keine Unterscheidung gemacht, ob das entsprechende Ventil öffnet oder schließt. In Wirklichkeit muß jedoch darauf geachtet werden, daß niemals beide Ventile gleichzeitig geöffnet sein dürfen, da dann Druckmittel direkt von der Hauptbremsleitung über V₀ abfließen könnte. Dieses widerspricht aber dem W'esen der Erfindung, die ja gerade auf einen minimalen Verbrauch des Druckmittels abstellt. Es muß also dafür gesorgt werden, daß F₁ schneller schließt als F., öffnet. Glücklicherweise ist diese Bedingung in der Regel von selbst dadurch erfüllt, daß das öffnende Ventil zunächst die auf den Ventilkörper wirkende Kraft des Druckmittels überwinden muß. Der Ventilkörper des schließenden Ventils wird hin-

gegen ohne diese Hemmung beschleunigt. Dadurch ergibt sich eine um 30 bis 50 % kürzere Ventilschließzeit. Im strengen Sinne ist also unter der Ansprechzeit am steigenden Ast der Druckkurve die Öffnungszeit des Ventils F₂ zu verstehen. Die Ansprechzeit am abfallenden Ast der Kennlinie ist dagegen genau genommen die Schließzeit dieses Ventils.

Bei F i g. 5 wurde schon davon ausgegangen, daß die Strömungseigenschaften der Ventile selbst die Drosselwirkung beinhalten. Darüber hinaus ist es aber auch möglich, auf einen parallelen Weg über ein Druckbegrenzungsventil 34 gemäß Fig. 8 zu verzichten, wenn bei der Konstruktion des Einlaßventils F₁ darauf geachtet wird, daß die beim Anlegen der Bremse zu Beginn des Bremsvorganges auftretende Strömung laminar bleibt, jedoch hart an der Grenze der Turbulenz liegt. Während des Regelvorganges steht vor dem Eingangsventil ein sehr hoher Druck an. Dieser verursacht dann bei den nachfolgenden Öffnungsvorgängen von F₁ eine turbulente Strömung und damit eine höhere Drosselwirkung. Durch geschickte Auslegung kann somit erreicht werden, daß während der Regelung fast die gleiche Druckanstiegsgeschwindigkeit auftritt wie beim ersten Anlegen der Bremse, wo der Druck sich in der Hauptdruckleitung erst aufbauen muß unter der Wirkung eines Bremsverstärkers oder einer Pumpe bzw. der Muskelkraft des Fahrers. Auch eine spezielle Temperaturkompensation der Druckänderungsgeschwindigkeit mag unter diesen Bedingungen entfallen, da nachweislich eine durch Turbulenz erzeugte Drosselwirkung sich nur sehr wenig mit der Temperatur ändert.

Claims (11)

Patentansprüche: 35

1. Vorrichtung zum Anpassen des Bremsdrukkes an den jeweils vorhandenen Kraftschluß zwischen Fahrbahnoberfläche und Lauffläche des Rades bei druckmittelgebremsten Fahrzeugen, wobei in der Bremsleitung ein Einlaß- und ein Auslaßventil vorgesehen sind und beide über eine Schaltvorrichtung in Abhängigkeit von einem die jeweilige Radverzögerung kontrollierenden Sensor wechselweise derart betätigt werden, daß bei Überschreitung eines Grenzwertes der vom Sensor gemessenen Verzögerung das Einlaßventil schließt und das Auslaßventil öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Schaltvorrichtung (17, 18) eine Haltevorrichtung (19) für das Einlaßventil (F₁) vorgesehen ist zum zumindest annäherungsweisen Konstanthalten des im Radbremszylinder wirksamen Druckes für eine vorgegebene Zeit (ί_Λ).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (17, 18) in den Stromkreisen beider Ventile (F₁, F₂), die Haltevorrichtung (19) aber nur im Stromkreis des Einlaßventils (F₁) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstrecke (&') der Haltevorrichtung in Reihe mit einer Diode (22) parallel zu der Schaltstrecke (<z') der Schaltvorrichtung geschaltet ist, daß der Verbindungspunkt von Diode und Haltekontakt zur Magnetwicklung (11) des Einlaßventils und das diodenseitige Ende der Parallelschaltung zur Magnetwicklung (16) des Auslaßventils (F₂) geführt ist und daß die Stromquelle (17) zwischen dem anderen Ende der Parallelschaltung und den freien Anschlüssen der Magnetwicklungen (11, 15) der Ventile liegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (19) als hydraulisch wirkende Haltevorrichtung ausgebildet ist und aus einem an sich bekannten Druckschalter (23, b'), einem Druckminderventil (26) und einer Drossel (41) besteht, wobei das Druckminderventil (26) und die Drossel (41) in je einem Parallelzweig der Druckminderleitung (4) eingeschaltet sind und der Druckschalter (23, b') an dem Druckraum zwischen dem Auslaßventil (F₂) und den Parallelzweigen angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckminderleitung (4) zusätzlich eine Drossel (27) vorgesehen ist, die den zeitlichen Druckabfall in der Leitung bestimmt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (19) in an sich bekannter Weise als elektrisch wirkende Haltevorrichtung aus einer Zusammenschaltung von i?C-Gliedern gebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite parallelgeführte Druckminderleitung (47) vorgesehen und in dieser Leitung ein weiteres Auslaßventil (F₂") und eine weitere Drossel eingeschaltet sind, wobei in der Schaltvorrichtung in an sich bekannter Weise ein das Auslaßventil (F₂") steuernder und auf einen höheren Verzögerungsgrenzwert eingestellter zusätzlicher Sensor (18") vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine in der Hauptbremsleitung sitzende Drossel (25) und/ oder das Einlaßventil (F₁) mittels eines Druckbegrenzungsventils (34) überbrückt ist, wobei der Druck (P) in den Radbremszylindern die Stellung des Druckbegrenzungsventils (34) bestimmt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbegrenzungsventil (34) aus einem von einer schwachen Feder (36) beaufschlagten Ventilkörper (35) und einem über eine einstellbare federnde Membran (38) zu schaltenden Stößel (37) gebildet ist, wobei die Membran vom Druck in den Radbremszylindern beaufschlagt wird.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (25) und/oder das Einlaßventil (F₁) von einer Leckdrossel (50) überbrückt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltezeit in Abhängigkeit von der Anzahl der Regelzyklen veränderbar ist, indem am Ende der Druckminderleitung (4) eine volumenveränderliche Speicherkammer (28) vorgesehen ist, die in getrieblicher Verbindung (42, 43) mit einer Drossel (41) in der Druckminderleitung (4) steht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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