DE1924046A1

DE1924046A1 - Einrichtung zum Verhindern des Gleitens von Fahrzeugraedern

Info

Publication number: DE1924046A1
Application number: DE19691924046
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl-Ing Egon; Isernhagen Dipl-Ing Fritz; Merz Dr-Ing Herbert; Erwin Holthusen; Hennig Dipl-Ing Karl-F; Alfred Klatt; Erich Reinicke
Original assignee: Westinghouse Bremsen und Apparatebau GmbH
Current assignee: Westinghouse Bremsen und Apparatebau GmbH
Priority date: 1969-05-10
Filing date: 1969-05-10
Publication date: 1970-11-19
Also published as: FR2042551B1; GB1300329A; DE1924046C3; DE1924046B2; FR2042551A1

Description

Hannover, d. 30.4-1969 WP 14/69

Westinghouse Bremsen- und Apparatebau GmbH, Hannover

Einrichtung zum Verhindern des Gleitens von Fahrzeugrädern

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verhindern des Gleitens von Fahrzeugrädern für Druckmittelbremsanlage^ insbesondere in Kraftfahrzeugen, bei der eine der Drehverzögerung eines Rades entsprechende Größe mit der der Fahrzeugverzögerung bzw. dem Druck im Bremssystem entsprechenden . Größe verglichen wird und bei einer Abweichung ein Regelimpuls ausgelöst wird, der durch Einwirkung auf ein Steuerglied des die Bremskraft regelnden Ventils eine weitere Drucksteigerung in den Radbremszylindern verhindert und den Druok in den Radbremszylindern soweit verringert, daß ein Gleiten des Rades verhindert wird.

- Die bekannten Einrichtungen dieser Art berücksichtigen die Tatsache, daß mit steigendem Bremsdruck und damit ansteigendem Schlupf der Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahn bzw. die Fahrzeugverzögerung und damit auch die Radverzögerung bis zum Erreichen eines kritischen Schlupfes, der u.a. abhängig ist von der Beschaffenheit des Reifens und der Fahrbahn, immer weiter ansteigt. Die obigen Einrichtungen nutzen daher den bei hohem Bremsdruck zunehmenden Kraftschluß zwischen Rad und Fahrbahn und die sich daraus ergebende gleitfreie maximale Verzögerung des Fahrzeuges aus, indem eine Blockierregelung bei hohem Reibwert zwischen Rad und Fahrbahn in Abhängigkeit von der Höhe des eingesteuerten Bremsdruckes bzw. der Höhe der Fahrzeugverzögerung erst bei höheren Drehverzögerungen des Rades einsetzt. Bei einem geringeren Bremsdruck liegt der Schaltwert, bei dem die Drehverzögerung des Rades die Blockierregelung auslöst, entsprechend niedriger«

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Biese Einrichtungen arbeiten insofern unbedriedigend, als sie nicht alle bei der jeweiligen Bremsbetätigung zu berücksichtigenden Merkmale und deren Auswirkung auf die Drehverzögerung der Fahrzeugräder erfassen, d.h. daß nicht in jedem Fall ein vorgegebener Wert der Radverzögerung erreicht wird, was aber erforderlich ist, um den Bremsdruck zu senken und ein Blockieren zu verhindern. Im anderen Fall wird der vorgegebene Wert der Radverzögerung zu früh erreicht und damit nicht die maximal mögliche Verzögerung ausgenutzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, die bei der Bremsbetätigung auftretenden Einflußgrößen in den RegelVorgang zur Verhinderung des Gleitens einzubeziehen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine zusätzliche, von der Betätigungsgeschwindigkeit der Fahrzeugbremse abhängige Größe in Form von, in zwei durch einen ver- , schiebbaren Regelkolben getrennten, über einen Drosselkanal verbundenen Druckkammern, infolge Drosselwirkung erzeugten unterschiedlichen Drücken in den ftegelvorgang einbezogen wird. Infolge dieser Ausbildung wird bei rascher Betätigung der Fahrzeugbremse bzw. bei schnell ansteigendem Bremsdruck, in einer der beiden Druckkammern unter geringer Verschiebung des Kolbens ein höherer Druck aufgebaut als in der anderen Druckkammer. Dieser zusätzlich im Regelsystem wirksam werdende Druck kann als Vergleichsgröße ebenfalls mit der Drehverzögerung eines Rades verglichen werden, derart, daß bei schneller Bremsbetätigung die Ansprechschwelle des Reglers, d.h. der Schaltwert des Regelimpulses zur Verringerung des Bremszylinderdruckes soweit verschoben wird, daß eine maximale Fahrzeugverzögerung erzielbar ist. Bei langsamer Bremsbetätigung hingegen wird der Kolben einen größeren Hub ausführen, da dem Druckmittel ein größerer Zeitraum zur Verfügung steht, um über den Drosselkanal einen Druckausgleich anzustreben. Der Differenzdruck ist der Betätigungsgeschwindigkeit entsprechend

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geringer, so daß der Schaltwert des Regelimpulses soweit gesenkt wird, daß in jedem Pail die jeweilige Drehverzögerung, die zum Blockieren des Rades führen würde, ausreicht, um einen Impuls auszulösen und damit den Bremszylinderdruck zu verringern. Mit Hilfe des mit dieser Einrichtung erzielbaren gleitenden Schaltwertes wird den tatsächlichen Gegebenheiten unter Ausnutzung maximaler Verzögerungswerte Rechnung getragen sowie ein Gleiten bzw. Blockieren der Fahrzeugräder in jedem Fall verhindert.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hat der Regelkolben mit einem zweiten, in einem den beiden Druckkammern tandemartig angehängten Zylinder angeordneten, vom Bremsdruck beaufschlagten Kolben eine Kolbenstange gemeinsam, wobei der vom Bremsdruck beaufschlagte Kolben gegen Federkraft verschiebbar ist. Diese Ausbildung ermöglicht eine raumsparende Anordnung der Einrichtung. Darüber hinaus gewährleistet die Federkraft, daß der in den Bremszylindern anstehende Druck bei der Betätigung der Bremse sofort zur Verfügung steht bzw. aufgebaut werden kann und zum anderen die RUckbewegung des Regelkolben** in seine Ausgangsstellung möglich ist.

Es ist von Vorteil, wenn der Drosselkanal am Regelkolben angeordnet ist. Auf diese Weise sind keine äußeren die beiden Druckkammern miteinander verbindenden Leitungen notwendig.

Zweckmäßigerweise ist der Regelkolben mit einem während des Arbeitshubes geschlossenen Rückschlagventil versehen. Auf diese Weise wird ein größerer Rückflußquerschnitt für das Druckmittel geschaffen, so daß eine schnellere Rückbewegung des Regelkolbens möglich ist.

Die Einrichtung wird nachfolgend anhand von Aueführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert.

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Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer hydraulisch betriebenen Einrichtung zum Verhindern des Gleitens von Fahrzeugrädern,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer pneumatisch betriebenen Einrichtung zum Verhindern des Gleitens von Fahrzeugrädern, und

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer anderen hydraulisch betriebenen Anordnung.

Die Einrichtung gemäß Fig. 1 weist einen Hauptbremszylinder auf, der einen von einem Bremspedal 2 gegen eine Feder 3 verschiebbaren Betätigungskolben 4 enthält. Der Hauptbremszylinder ist mit einem Ausgleichsbehälter 5 versehen und steht Über Leitungen 6 und 7 und ein Zweiwege-Nagnetventil 8 mit einem Radbremszylinder 9 in Verbindung, dessen Bremskolben 10 und 11 zum Bewegen nioht dargestellter Bremsvorrichtungen dienen. Das Zweiwege-Nagnetventil 8 ist über eine Zweigleitung 12 an einen Ausgleichszylinder 13 angeschlossen, der einen gegen eine Feder 14 bewegbaren Kolben 15 aufweist und über einen weiteren ZweiganeohluB 16, in den ein Rückschlagventil 17 eingesetzt 1st, mit der Leitung 6 verbunden.

Eine weitere Zweigleitung 18 verbindet die Leitung 6 mit einem Zylinder 19 i der durch eine Trennwand 20 in zwei gegeneinander abgedichtete Kammern 21 und 22 aufgeteilt ist. Die Earner 21 enthält einen Kolben 23 und die Kammer 22 einen Stufenkolben 24, wobei beide Kolben über eine gemeinsame, die Trennwand 20 durchdringende Kolbenstange 25 zu einem einheitlichen Bauteil zusammengefaßt sind und gemeinsam gegen eine Feder 26 verschoben werden können, die sich in dem mit Druckmittel gefüllten Teil der Kammer 22 abstützt, wobei dieser Teil der Kaaaer 22· mn einen Auegleichebehälter

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angeschlossen ist. Die nicht mit Druckmittel beaufschlagbaren Teile der Kammern '21 und 22 sind über Bohrungen 28, 29 mit der Atmosphäre verbunden.

Die den Bremsdruck übertragende Leitung 6 ist zu einem Tandemzylinder 30 geführt, in dessen von einer Trennwand 31 abgeteilte Kammer 32 sich Bin, gegen eine eich an der Trennwand abstützende Feder 33 bewegbarer Kolben 34 befindet. Die Kammer steht wiederum in ihrem nicht mit Druckmittel beaufschlagbaren Teil über eine BoTirung 35 mit der Atmosphäre in Verbindung. Der andere von der Trennwand 31 abgetrennte Teil des Tandemzylinders 30 weist zwei durch einen Regelkolben 36 gebildete Druckkammern 37 und 38 auf, die- über einen im Regelkolben angeordneten Drosselkanal 39 miteinander in Verbindung stehen. Der Regelkolben weist darüber hinaus ein Rückschlagventil auf und hat mit dem in der Kammer 32 befindlichen Kolben 34 eine Kolbenstange 41 gemeinsam, welche die Trennwand 31 abgedichtet durchdringt. Die ständig mit Druckmittel gefüllten 37 und 38 sind außerdem an einen Ausgleichsbehälter 42 angeschlossen und stehen über eine Leitung 43 mit der Kammer 21 des Zylinders 19 in Verbindung.

Die Kammer 22 des Zylinders 19 1st über eine Leitung 44 und einen durch einen Pfeil 45 symbolisierten Rotoranschluß mit einem am Fahrzeugrad 46 befestigten Zylinder 47 verbunden, der einen Hohlkolben 48 enthält, in dem ein zweiter Kolben gegen eine einstellbare, eich an der Stirnwand des Hohlkolbens 48 abstützenden Feder 50 verschiebbar ist. Die Vorspannung 4er feder 50 ist mittel« einer Stellschraube $1 einstellbar. Der Kolben 49 ist mit .einer Kolbenstange 52 an einer am fahr- «eufra* 46 gefestigten, mit diesem umlaufenden, sowie relativ sum fahrseuftad 46 verdrahbaren Masse 55 angelenkt und liegt normalerweise an tintm Anschlag des jpahrzeufrades 46 an. Am fahreeugrad 46 bsw. an der Kassa 55 Befindet sich außerdem ein Kontakt 54, der bei der relativ su dem in Pfeilriohtung antreibbarert fahrzeugrad 46 verdrehten Masse 53 geschlossen wird und auf das Zweiwege-Magnetventil 8 wirkt.

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Nachfolgend sei die Wirkungsweise der yprbeschriebenen Einrichtung erläutert: · if

Bei Betätigung des Bremspedals 2 erfolgt nach Überwindung ihrer Vorspannung die Zusammendrückung der Feder 3 durch den Betätigungskolben 4t womit ein Bremsdruck aufgebaut wird, der einerseits über die Leitungen 6 und 7 den, Radbremszylinder 9 beaufschlagt und andererseits über die Zweigleitung 18 in den Zylinder 19 gelangt, wo der Stufenkolben 24 ^ea|ifaohla,gt wird, der seinerseits nach Überwindung der Vorspannung der Feder 26 in der Kammer 22 einen Druck aufbaut, der über· die leitung 44 den Hohlkolben 48 des am Fahrzeugrad 46 befestigten Zylinders 47 verstellt und damit der Feder 50 eine bestimmte Vorspannung verleiht. Außerdem wirkt der Bremsdruck über die Leitung 6 in Abhängigkeit von der Höhe der Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals 2 auf den Kolben 34 des Tandemzylinders 30, derart, daß bei einer hohen Betätigungsgeschwindigkeit der Kolben 34 nach Überwindung der Vorspannung der Feder 33 über die gemeinsame Kolbenstange 41 den Regelkolben 36 so schnell bewegt, daß das Druckmittel infolge Droaselwirkung nicht so schnell über den Drosselkanal 39 von der Druckkammer 38 in die Druckkanaer 37 übertreten kann. Auf diese Weise bildet sich in der Druckkammer 38 abhängig von der jeweiligen Betätigungsgeschwindigkeit ein höherer Druck auf als in der Druckkammer 37. Dieser Differenjsdruck wirkt Ubew H* Smitvmg 45 auf den Kolben 23 des Zylinä«?* 19 und sau* li&tf die g«*tin#ame lolbenstange 25 znmWtz llch auf den Stufenkolben 24, der damit eint größere Verschiebung des Hohlkolben* und VorajÄnnua« der Feder 50 auelöst.

Diese sueätilloh· Vertöhiebttf lift HehlkolfctD* 49 ist bei niedrigerer BetäticungeeeeehwUaigttit t*t«9*»ehefid kleiner, da die Droββ·1 wirkung dee DroeetltaWfcli 39 In die·« F«£l infolge eimer l*s#e«fteren Ter»chiebi»# 4ti Rtgelkolbene 36 schwächer und der «ich demzufolge in der Druokfcaaeer 58 eiuetellende Differenidruck e'ntepreohend kleiner 1st. Bei extrem langsamer Betätigung ist die Droseelwirkuag so »chinch, dad sich ein

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Druckausgleich in den beiden Druckkammern 38 und 37 einstellt, so daß äußer dem normalen auf den Stufenkolben 24 einwirkenden Bremsdruck kein zusätzlicher, von der Betätigungsgeschwindigkeit abhängiger Druck den Kolben 23 beaufschlagt.

Wird nun bei einer Fahrzeugabbremsung der kritische Schlupfpunkt erreicht, d.h. eines oder mehrere Räder 46 beginnen zu gleiten, dann wird sich die Masse 53 infolge ihrer Trägheit entgegen der vorbeschriebenen Vorspannung der Feder 50 relativ zum Fahrzeugrad 46 verdrehen und den Kontakt 54 schließen. Damit wird ein Impuls auf das Hagnetventil 8 gegeben, das umsteuert und das Druckmittel über die Leitung 12 in den Ausgleichszylinder 13 bzw. bei zurückgenommenem Bremspedal 2 in den. Hauptbremszylinder 1 zurückführt. Auf diese Weise werden sowohl der Radbremszylinder 9, als auch der Tandemzylinder 30, der Zylinder 19 und der Zylinder 47 vom Druck entlastet. Das Fahrzeug wird bei weiterhin betätigtem Bremspedal 2 wieder beschleunigt und der Kontakt 54 unterbrochen, so daß der gleiche Vorgang erneut ablaufen kann.

Der Schaltpunkt, bei dem durch Schließen des Kontaktes 54 der den beschriebenen Vorgang auslösende Impuls gegeben wird, ist u.a. abhängig von der jeweiligen Vorspannung der Feder 50. Bei hoher Betätigungsgeechwindigkeit ist die Vorspannung größer, womit der Schaltpunkt bei höheren Radverzögerungen liegt, und bei niedriger Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals 2 ist sie kleiner, so daß der Schaltpunkt bei niedrigeren Radverzögerungen liegt. Auf diese Weise ist ein gleitender Schaltpunkt bzw. Ansprechwelle der Regeleinrichtung geschaffen, wobei mit Sicherheit die Vorspannung der Feder bei niedriger Betätigungsgeschwindigkeit nur so groß ist, daß beim Erreichen des kritischen Schlupfes auf jeden Fall eine geringe Drehverzögerung des Fahrzeugrades 46 ausreicht, um die Masse 53 relativ zum Fahrzeugrad 46 au verdrehen und den Kontakt 54 zu schließen. Andererseits 1st aber auch gewährleistet, daß bei hoher Betätigungsgeschwindigkeit die sich einstellende große Vorspannung der Feder 50 erst bei großen Drehverzögerungen des Fahrzeugrades 46 überwunden wird, so daß eine Maximale Fahrzeugverzögerung erzielbar iet.

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Beim Beendigen des Bremsvorganges durch Zurücknehmen des Bremspedals 2 gehen sämtliche Kolben in ihre Ausgangsstellung zurück, wobei die Rückbewegung des Regelkolbens 36 durch das sich öffnende Rückschlagventil 40 erleichtert wird.

Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung arbeitet rein pneumatisch. Die Leitungen "6¹ und 7' führen ebenfalls über ein Magnetventil 8' zu einem Radbremszylinder 56, der hier beispielsweise als einfachwirkender Zylinder ausgebildet ist und der einen gegen eine Feder 57 bewegbaren Bremekolben 58 enthält. Die Anordnung weist außerdem einen am Fahrzeugrad 46' befestigten Tandemzylinder 59 auf, der ebenfalls einen über eine Zweigleitung 60 direkt vom Bremsdruck beaufschlagbaren Hohlkolben 48' enthält, in dem ein zweiter Kolben 49' gegen eine einstellbare, sich an der Stirnwand des Hohlkolbens 48' abstützenden Feder 50· verschiebbar ist. Die Vorspannung der Feder 50' ist ebenfalls mittels einer Stellschraube 51' einstellbar und der Kolben 49* mit einer Kolbenstange 52' an einer am Fahrzeugrad 46' befestigten, mit diesem umlaufenden, sowie relativ zum Fahrzeugrad 46' verdrehbaren Masse 53' angelenkt und liegt normalerweise an einem An-' schlag des Fahrzeugrades 46' an.

An einer gemeinsamen Kolbenstange 41^f ist ein mit einem Drosselkanal 39' versehener Regelkolben 36' befestigt, der eine Druckkammer 38' von einer Druckkammer 37' abtrennt. Die Druckkammer 38' ist an eine Zweigleitung 61 angeschlossen und vom Bremsdruck beaufschlagbar.

Auch diese Anordnung weist am Fahrzeugrad 46' bzw. an der Masse 53' einen Kontakt 54' auf, der bei der relativ zu dem in Pfeilrichtung 55' antreibbaren Fahrzeugrad 46' verdrehten Masse 53' geschlossen wird und einen Impuls auf ein Zweiwege-Magnetventil 8' gibt.

Die Arbeitsweise dieser Anordnung 1st folgende: Nach Betätigung des Bremspedals strömt die Druckluft einerseits über die Leitungen 6', 7' in den Radbremszylinder 56 und beaufschlagt andererseits über die Zweigleitung 60 den Hohlkolben 48'-

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als auch über die Zweigleitung' 61 den Regelkolben 36', undzwar diesen wiederum in Abhängigkeit von der Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals. Bei hoher Betätigungsgeschwindigkeit bildet sich in der Druckkammer 38' ein Staudruck, da die Druckluft nicht so schnell über den Drosselkanal 39' in die Druckkammer 37' übertreten und einen Druckausgleich anstreben kann. Dieser Staudruck bewirkt eine zusätzliche Zusammendrückung der Feder 50'. Im anderen Fall kann sich bei · niedriger Betätigungsgeschwindigkeit mehr oder weniger ein Druckausgleich in den Druckkammern 38' und 37' einstellen, so daß die Feder 50' weniger vorgespannt wird. Kommt es nun, wie zuvor beschrieben, zum Schließen des Kontaktes 54'» so steuert das Magnetventil um und entlüftet sowohl den Radbremszylinder als auch den Tandemzylinder 59, bis durch erneutes öffnen des Kontaktes 54' eine weitere Belüftung des Radbremszylinders 56 erfolgt. Die Auswirkung auf eine gleitende Verlegung des Schaltpunktes ist die gleiche wie bei der Anordnung gemäß Fig. 1.

Es sei noch erwähnt, daß der Drosselkanal 39, 39', 39'' als auch das Rückschlagventil 40, 40' außerhalb des Zylinders 30, 30', 59 innerhalb einer Rohrleitung 62 oder dergl. angeordnet sein können wie in Fig, 3 erkennbar ist. Darüber hinaus ist es zweckmäßig, die Durchtrittsöffnung des Drosselkanals 39» 39', 39'' veränderbar zu gestalten. In Fig. 3 ist ebenfalls eine hydraulisch betriebene Einrichtung gemäß Fig. 1 dargestellt, die jedoch erheblich einfacher aufgebaut ist. Auf eine nähere Beschreibung wird verzichtet, da die Arbeitsweise der Einrichtung im Prinzip die gleiche ist wie bei der Anordnung nach Fig. 1

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Claims

Patent- bzw. Schutzansprüche

Einrichtung zum Verhindern des Gleitens von Fahrzeugrädern für Druckmittelbremsanlagen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, bei der eine der Drehverzögerung eines Rades entsprechende Größe mit der der Fahrzeugverzögerung bzw. dem Druck im Bremssystem entsprechenden Größe verglichen wird und bei einer Abweichung ein Regelimpuls ausgelöst wird, der durch Einwirkung auf ein Steuerglied des die Bremskraft regelnden Ventils eine weitere Drucksteigerung in den Radbremszylindern verhindert und den Druck in den Radbremszylindern soweit verringert, daß ein Gleiten des Rades verhindert wird, dadurch ge kennzeich net, daß eine zusätzliche, von der Betätigungsgeschwindigkeit der Fahrzeugbremse abhängige Größe in Form von in zwei durch einen verschiebbaren Regelkolben (36, 36', 36'') getrennte, über einen Drosselkanal (39, 39', 39¹¹) verbundene Druckkammern (37, 38, 37¹, 38», 37", 38") infolge Drosselwirkung erzeugten unterschiedlichen Drücken in den Regelvorgang einbezogen wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkolben (36, 36') mit einem zweiten, in einem den beiden Druckkammern (37» 38, 37', 38·) tandemartig angehängten Zylinder (30, 59) angeordneten, vom Bremsdruck beaufschlagten Kolben (34-, 48') eine Kolbenstange (41, 41') gemeinsam hat, wobei der vom Bremsdruck beaufschlagte Kolben gegen Federkraft verschiebbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkanal (39," 39') am Regelkolben (36, 36") angeordnet ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch.gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Drosselkanals (39, 39', 39¹¹) veränderbar ist.

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5· Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkolben (36) mit einem während des Arbeitshubes geschlossenen Rückschlagventil (40) versehen ist

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6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein die vom Regelkolben (36*) gebildeten Druckkammern (37'» 38') aufweisender Zylinder (59) am Fahrzeugrad (46*) befestigt ist.

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