DE1925211B2 - Bremskraftregler für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bremskraftregler für Kraftfahrzeuge zum Verhindern des Blockierens der Räder, bei dem ein zwischen einem hydraulischen Hauptzylinder und einem oder mehreren Radbremszylindern sich erstreckender Bremsflüssigkeitskreis von einer Servoeinrichtung mittels eines Kolbens unterbrechbar ist, durch den nach der Unterbrechung der Kreisteil der Radbremszylinderseite in seinem VoIumen veränderbar ist und der über einen weiteren Kolben verschiebbar ist, der in einem Gehäuse angeordnet ist, das durch den Kolben in eine erste und zweite Kammer geteilt ist, von denen die erste an eine Druckquelle angeschlossen und mit der zweiten über ein Magnetventil und eine Drosselvorrichtung verbunden ist, wobei die zweite Kammer durch ein von einem Sensor infolge zu starker Bremsbetätigung abgegebenes Schaltsignal von der ersten Kammer abtrennbar und an atmosphärischen Luftdruck anschließbar ist und wobei f>5 durch die Drosselvorrichtung nach Wegfall des vom Sensor abgegebenen Schaltsignals über den Arbeitshub des Kolbens eine bis zu einer einstellbaren Stufe Eine derartige Anordnung ist bereits vorgeschlagen worden (DTPS 17 55 617). Mit dieser Anordnung soll bei Bremskraftreglern unabhängig von dem durch die Bremsdruckquelle ausgeübten Druck eine abgestufte Erhöhung des Bremsdruckes erzielt werden.

Bei dem vorgeschlagenen Bremskraftregler ist der weitere Kolben als Membrankörper ausgebildet, zwischen dessen Rändern und der inneren Gehäusewand eine flexible Membran angeordnet ist. Der Membrankörper ist kraftschlüssig mit der Drosselvorrichtung verbunden. Die Bewegung des Membrankörpers dient daher unmittelbar zur Steuerung der Drosselvorrichtung, von der wiederum die Bewegung des Membrankörpers gesteuert wird, der formschlüssig mil dem Kolben der Servoeinrichtung in Verbindung steht.

Es ist weiterhin ein Bremskraftregler bekannt (US-PS 27 47 697), bei dem zwischen einem hydraulischen Hauptzylinder und Radzylindern eine Servoeinrichtung angeordnet ist, die als Bremskraftverstärker arbeitet. Die Servoeinrichtung enthält einen Kolben, der den hydraulischen Hauptzylinder von den Radbremszylindern abtrennt, wenn im hydraulischen Druckzylinder ein bestimmter Druck erreicht ist. Mit dem ersten Kolben ist ein weiterer Kolben verbunden, der in einem Zylinder verschiebbar ist. Nach der Abtrennung des hydraulischen Druckzylinders vom Kreisteil der Radbremszylinderseite wird der weitere Kolben mit Druck beaufschlagt. Dies führt zu einer Verschiebung des Kolbens, durch die das Volumen des Kreisteils der Radbremszy'inderseite abnimmt. In den Radbremszylindern erhöht sich dadurch der Bremsdruck. Die Druckbeaufschlagung des weiteren Kolbens wird durch ein Magnetventil gesteuert, das bei einer Radblockierung ein Scnultsignal von einem Sensor enthält.

Schließlich ist ein Bremskraftregler bekannt, bei dem zwischen einem Hauptzylinder und Radbremszylindern ein Ventilmechanismus eingefügt ist, an den Sensoren angeschlossen sind. Über die Sensoren wird der Ventilmechanismus, der zahlreiche Ventile enthält, so gesteuert, daß nach dem Blockieren eines oder mehrerer Räder der Bremsdruck schnell abfällt und anschließend schnell bis zu einer Schwelle ansteigt, von der ab der Anstieg nur noch langsam erfolgt. Der gewünschte Bremsdruckverlauf ergibt sich durch die Umschaltung zahlreicher Ventile und die Öffnung des Teilkreises der Radbremszylinderseite zur umgebenden Atmosphäre (US-PS 24 17 211).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bremskraftregler der eingangs erwähnten Gattung, bei dem die abgestufte Erhöhung des Bremsdrucks durch eine vom Druck des Bremsdruckflüssigkeitskreises unabhängige Druckquelle steuerbar ist, so auszubilden, daß der gewünschte Verlauf des Bremsdrucks ohne kraflschlüssigc Verbindung zwischen dem Kolben der Servoeinrichtung und der Drosselvorrichtung erreichbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgeinäß dadurch gelöst, daß die Drosselvorrichtung ein in Abhängigkeit vom Differenzdruck zwischen den beiden Kammern in Öffnungsstellungen unterschiedlicher Weite verschiebbares Ventilglied aufweist, das durch Beaufschlagung mit einem großen Differenzdruck die Verbindung zwischen den beiden Kammern schnell freigibt und nach Unterschreitung einer einstellbaren Differenzdruckschwelle

langsam in eine Stellung mit minimaler Öffnung bewegbar ist

Mit dieser Anordnung läßt sich ein einfacher und zuverlässig arbeitender konstruktiver Aufbau eines Bremskraftreglers erzielen.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten AusfüKrungsbeispiels. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Teilansicht eines Ausführungsbeispiels des Bremskraftreglers,

F i g. 2 ein vergleichendes Diagramm, in dem der hydraulische Radbremszylinderdruck als Funktion der Zeit dargestellt ist, wobei die ausgezogenen Linien die erfindungsgemäße Anlage und die gestrichelten Linien eine bekannte Anlage darstellen und

F i g- 3 eine repräsentative Kurve, die die Abhängigkeit des Kraftschlußbeiwertes μ vom Schlupf 5 darstellt.

Im einzelnen wird in F i g. 1 ein Steuerzylinder 10 mit einer Bohrung 11 dargestellt, die axial durch den Steuerzylinder verläuft. Zu dem Steuerzylinder gehören weiterhin zwei hydraulische Kammern 21 und 22. Die Bohrung 11 ist mit ihrem regulären Bohrungsdurchmesser geöffnet, und in der angrenzenden bzw. linken Kammer 22 ist ein Plunger 12 verschiebbar angebracht. Zwischen den Kammern 21 und 22 befindet sich ein Kragen 13, der eine verengte Ventilöffnung 20 und eine Ventilsitzfläche 15 auf der rechten Seite des Kragens zum Zusammenwirken mit einer Ventilkugel 14 darstellt.

Die rechte Kammer 21 wird von einem Vorsprung 16 begrenzt, der seinerseits eine Einlaßöffnung 17 begrenzt. Dieser Einlaß ist hydraulisch mit dem Auslaß eines (nicht gezeigten) Hauptzylinders von herkömmlicher Bauweise verbunden, der gewöhnlich bei hydraulisehen Bremssystemen von Kraftfahrzeugen verwendet wird.

Zwischen der Ventilkugel 14 und dem Vorsprung 16 befindet sich eine Druckfeder 18, durch die die Kugel gegen ein verjüngtes Ende 19 des hydraulischen Plungers 12 und in die Ventilverschlußrichtung gepreßt wird. Das verjüngte Plungerende 19 führt, wie gezeigt, mit beträchtlichem Spiel durch die Ventilöffnung 20. Die Kammern 21 und 22 sind hydraulisch voneinander getrennt, wenn die Ventilkugel 14 in die Ventilver-Schlußstellung gebracht wird, indem sie sich eng an die entsprechend ausgebildete Ventilsitzfläche 15 anlegt. Die Kammer 22 ist hydraulisch durch eine nur schematisch dargestellte Leitung 23 mit dem Radbremszylinder oder den Radbremszylindern, die zur Vereinfachung fortgelassen worden sind, verbunden.

Ein Zylindergehäuse 24 ist an seinem rechten offenen Ende dicht und fest mit einem auße^liegenden Flansch 10a des Steuerzylinders 10 verbunden. Im Inneren des Zylindergehäuses ist ein Membrankolben 25 vorgesehen, und der Innenraum wird dadurch in zwei Kammern 26 und 27 geteilt. Der Membranteil 28 dieses Kolbens ist an seinem äußeren und verdickten Ende 28a und über ein dazwischenliegendes Napfteil 50 fest mit dem Steuerzylinder 10 verbunden, der zu diesem Zweck eine außenliegende Nut iOb aufweist. Zwischen der Endwand 24a des Zylindergehäuses 24 und dem Membrankolben 25 befindet sich eine Druckfeder 29, durch deren Spannung der Kolben gegen den Steuerzylinder 10 gepreßt wird. In der Normalstellung des Membrankolbens 25 wird dieser durch seinen anliegenden Ring 25a mit dem linken Ende des Steuerzylinders 10, in enger Berührung gehalten. Die Druckfeder 29. die zum Rückbewegen des Membrankolbens dient, muß von beträchtlicher Stärke sein, so daß sie die aus dem hydraulischen Bremsdnick und der Ventilfederspannung 16 zusammengesetzte Gegenkraft überwindet, wenn der hydraulische Druck unter einem bestimmten vorher festgelegten Wert bleibi, wobei diese zusammengesetzte Kraft durch den Plunger 12 auf den Membrankolben 25 übertragen wird-

Unterhalb der Bohrung 11 und im wesentlichen parallel zu dieser ist ein durchbohrtes Ventilglied 30 vorgesehen, das sich unter Druck gegen einen in einer Bohrung 31 geformten Absatz 34 anlegt. Von hinten wird es durch eine Druckfeder 33 gepreßt, deren anderes Ende wiederum an einem Absperrteil 32 anliegt, das fest in das linke Ende der Bohrung 31 eingefügt ist. Das Teil 30 weist eine axiale Öffnung 35 auf, die über die Bohrung 31 und den Verbindungskanal 36 mit der Kammer 26 verbunden ist. Von der letzteren führt eine Verbindung 51 durch eine nicht dargestellte Leitung zu der ebenfalls nicht dargestellten Luftansaugleitung der Bremskraftmaschine des Fahrzeuges. Andererseits ist die Öffnung pneumatisch durch einen verengten Bohrungsteil 37 und eine nur schematisch dargestellte Verbindungsleitung 38 mit einer Durchlaßöffnung 40 der elektromagnetisch betriebenen Ventilanordnung 39, die im folgenden noch beschrieben werden wird, verbunden.

Die Kammer 27 ist ständig mit einer dritten Bohrung

41 in dem Steuerzylinder 10 verbunden, wobei diese Bohrung pneumatisch über eine nur schematisch dargestellte Leitung 52 mit einer zweiten Durchlaßöffnung

42 der Ventilanordnung 39 und die zweite Durchlaßöffnung normalerweise über den Innenraum 53 der Anordnung 39 mit der ersten Durchlaßöffnung 40 verbunden ist. Daraus ist ersichtlich, daß beide Kammern 26 und 27 normalerweise mit der Ansaugleitung der Bremskraftmaschine in Verbindung stehen, die als Unterdruckquelle dient.

In der Ventilanordnung 39 ist eine Sackbohrung 54 ausgebildet, in der ein Ventilschaft 43 gleitbar angebracht ist, wobei das linke offene Ende der Bohrung 54 ständig mit dem Ventilinnenraum 53 verbunden bleibt. Zwischen dem rechten Ende des Schaftes 43 und der Gehäusewand 48a ist eine unter Druck stehende Feder 45 angebracht, während das linke Ende des Schaftes ein elastisches Ventilteil 44 aufweist. Die Feder 45 preßt den Ventilschaft 43 nach links, um die gezeigte Ventilschließstellung zu erzielen, bei der das Ventilteil 44 fest gegen die Ventilsitzfläche 46 gedrückt wird. Diese Fläche befindet sich am inneren Ende einer Bohrung 55, die sonst in pneumatischer Verbindung mit dem Innenraum 53 steht. Das gegenüberliegende oder linke Ende der Bohrung 55 führt in den freien Raum durch ein poröses Luftfilter 48 hindurch. Zu der Ventilanordnung 39 gehört eine elektromagnetische Spule 47, die mit Energie gespeist wird, v/enn sie ein elektrisches Signal von einem Sensor 57 herkömmlicher Bauweise, der vorzugsweise vom Fliehkraftmassentyp ist, empfängt. Werden die Fahrzeugräder oder das Rad (nicht dargestellt) einer starken Bremsung ausgesetzt, zum Beispiel bei einer plötzlichen und starken Betätigung der Radbremsen, und zwar über ein bestimmtes Maß hinausgehend, so wird ein elektrisches Signal von dem Sensor 57 zu der Spule 47 geleitet. Dabei wird diese mit Energie gespeist, und der Ventilschaft 43 wird elektromagnetisch nach rechts gegen die Wirkung der Feder 45 bewegt. Dadurch wird das Ventilteil 44 von der Ventilsitzfläche 46 gelrennt und mit einer gegenüberliegend

vorgesehenen Ventilsitzfläche 49, die zwischen dem Raum 53 und der Bohrung 54 angebracht ist, in Berührung gebracht. Deshalb dringt in diesem Fall Luft von außen durch den Luftfilter 48 und die Bohrung 55 in den Innenraum 53, von dort durch die Durchlaßöffnung 42, die Leitung 52 und die Bohrung 41 zu der rechten Kammer 27 einerseits und durch die Durchlaßöffnung 40, die Leitung 38, die Bohrung 37, die öffnung 35 und den Kanal 36 zu der linken Kammer 26 der Ventilanordnung 10 und 24 andererseits.

Es wird beim normalen Bremsvorgang eine hydraulische Druckflüssigkeit von dem Hauptzylinder durch die Einlaßöffnung 17, die linke Kammer bzw. die Ventilkammer, in der sich die Ventilkugel 14 befindet, die Ventilöffnung 20, die linke Kammer 22 bzw. die, in der sich der Plunger befindet, und die Leitung 23 zu dem Radbremszylinder geleitet. In diesem Fall ist der Bremsvorgang normal, und folglich ist keine weitere Beschreibung zum besseren Verständnis erforderlich.

Wenn die Räder am Boden zu blockieren beginnen, wird von dem Sensor 57 elektrischer Strom zur Spule 47 geschickt, die dadurch mit Energie gespeist wird. Hierdurch wird der Ventilschaft 43 nach rechts in F i g. 1 gegen die Wirkung der Feder gedrückt, wie weiter oben kurz beschrieben wurde.

Durch diese Bewegung des Schaftes 43 nach rechts wird das Ventilteil 44 in Berührung mit der gegenüberliegenden Sitzfläche 49 gebracht, wodurch die pneumatische Verbindung zwischen den Kammern 26 und 27 unterbrochen wird. Der Luftdruck dringt dabei von außen durch den Luftfilter 48 und die Leitungsbohrung 55. die jetzt freiliegende Ventilsitzfläche 46, den Innenraum 53, die Durchlaßöffnung 42, die Leitung 52 und die dritte Bohrung 41 in die rechte Kammer 27 der Anordnung 10 und 24 ein. Auf diese Weise ist ein Druckunterschied zwischen den beiden Kammern 26 und 27 vorhanden, und der Membrankolben 25 wird plötzlich in F i g. 1 nach links gegen die Wirkung der Rückholfeder 29 bewegt.

Unter diesen Betriebsbedingungen wird der Plunger 12 in F i g. 1 nach links durch die Wirkung der Feder 18 bewegt, wodurch die Ventilkugel 14 in ihre Schließstellung gebracht und gegen die Ventilsitzfläche 15 gepreßt wird. Durch dieses Schließen der Ventilkugel 14 wird die hydraulische Verbindung zwischen dem Hauptzylinder und dem oder den Radbremszylinder unterbrochen. Bei einer weiteren nach links gerichteten Bewegung des Membrankolbens 25 wirkt sich der in der Kammer 22 herrschende hydraulische Druck auf den Plunger 12 aus, indem letzterer dadurch weiter in die linke Richtung in F i g. 1 bewegt wird und indem das effektive Volumen des hydraulischen Kreises, der an der Steuerventileinrichtung 10 und 24 beginnt und bis zu dem Radbremszylinder reicht, entsprechend zunimmt. Auf diese Weise wird der in den Radbremszylindern herrschende hydraulische Druck vermindert und die sonst mögliche Blockierung der Räder am Boden wird dadurch so wirkungsvoll verhindert. Drehen die Räder dank der vorstehend beschriebenen Verminderung des hydraulischen Bremsdruckes wieder normal so wird die Zuführung des elektrischen Stromes von dem Set.sor 57 unterbrochen, und die elektromagnetische Spule 47 wird wieder energielos. Der Schaft

43 wird dann in F i g. 1 unter dem Einwirken der Rückholfeder 45 nach links bewegt, wodurch das Ventilteil

44 mit der linken Ventilsitzflache 46 in Berührung gebracht und die pneumatische Verbindung durch den Luftfilter 48 und die Bohrungsieitung 55 mit dem In nenraum 53 unterbrochen wird. Unter diesen Bedingungen wird der jetzt in der Kammer 27 herrschende Druck durch die magnetische Ventilanordnung 39 zu der Einlaßöffnung 37 geleitet und preßt das Ventilglied 30 nach innen gegen die Wirkung der Rückholfeder 33, um so den Querschnitt zu vergrößern.

Von hier aus wird der pneumatische Druck durch den Kanal 36 in die Kammer 26 geleitet, wodurch sich der Druck in der Kammer 27 schnell mit demjenigen in der Kammer 26 ausgleicht. Wenn der pneumatische Druckunterschied zwischen den Kammern 26 und 27 einen bestimmten vorher festgelegten Wert erreicht, kehrt das Ventilglied unter Einwirkung der Rückholfeder 33 in seine normale Stellung zurück, wo es gegen den Absatz 34 stößt. Dann gleicht sich der pneumatische Druck in der Kammer 27 durch die Öffnung 35 in dem Ventilglied 30 mit demjenigen in der angrenzenden Kammer 26 aus, wobei die Luftströmung durch die öffnung beträchtlich und schnell gedrosselt wird.

Durch die Steuerung des pneumatischen Druckes der Kammer 27 in der vorstehend beschriebenen Weise kehrt der Kolben 25 in einem ersten Zeitpunkt, bei dem die Abgabe des elektrischen informationssignals von dem Sensor 57 unterbrochen wird, schnell nach rechts, in einem zweiten Zeitpunkt zurück, bei dem der zwischen den beiden Kammern 26 und 27 bestehende Druck einen vorher bestimmten Wert erreicht. Wenn dieser vorher bestimmte pneumatische Druckunterschied erzielt ist und das Flußsteuerungsventil 30 gegen seine Ventilsitzfläche 34 anschlägt, wird der pneumatische Luftfluß zwischen den beiden Kammern einem beträchtlichen Drosselwiderstand an der Öffnung 35 ausgesetzt, und die Rückbewegung des Kolbens 25 wird dadurch erheblich verzögert.

Unter diesen Betriebsbedingungen wird der zuvor gemäß einer Kurve »A« in F i g. 2 verminderte hydraulische Bremsdruck wieder schnell innerhalb der stabilisierten Bremszone zum wirkungsvollen Verhindern des Rutschens der Räder auf dem Boden und gemäß einer Kurve »B« bis zu einem vorher bestimmten Punkt »p« erhöht. Anschließend erfolgt die Bremsung gemäß einer langsam ansteigenden Kurve, wie beispielsweise Kurve »C«, ohne daß eine Bremswiederholung durch Loslassen und erneutes Betätigen der Bremse, was normalerweise üblich ist, und wie es in der Kurve »D« durch gestrichelte Linien in F i g. 2 gezeigt ist, erforder lieh ist. Deshalb ist während des Bremsvorganges ge maß der längs«.-n ansteigenden Kurve »C« mit dem hy draulischen Bremssystem eine wirksame und gleichmä Big angewandte Bremsbedingung gegeben.

In F i g. 3 ist der Kraftschlußbeiwert als Funktion de Schlupfes S gezeigt der jedoch in einem willkürliche) Maßstab dargestellt ist Wie aus dieser Figur ersichtlicl ist liegt der höchste Kraftschlußbeiwert bei einen Schlupf von etwa 0.15 bis 0,2. Deshalb ist es äußers wirksam, die Räder des Fahrzeuges unter Ausnutzuni des ansteigenden Kurvenbereiches zu bremsen, uti eine bessere Bremswirkung zu erzielen. Der hier ange nommene Schlupf 5 zwischen Rad und Boden ist ζ verstehen als die Differenz zwischen der Fahrzeugge schwindigkeit und der Drehgeschwindigkeit des Rade: dividiert durch die Fahrzeuggeschwindigkeit Bf Schlupf 1 sinkt der Koeffizient erheblich unter den et reichbaren Höchstwert Deshalb wird die Bremsze oder -strecke länger, wenn der hydraulische Brem< druck weit über oder umgekehrt weit unter dem opt malen Wert für den Koeffizienten bei einem Schlur von etwa 0.15 bis 0,2 liegt. Wenn die Anordnung s

ausgelegt ist, dal!· das Signal von dem Rutsch-Fühler dann abgegeben wird, wenn der Rutschgrad jenseits dieser Optimalwerte vorzugsweise in der Nähe des Rutschgrades von 0,15 bis 0,2 liegt, kann die Bremswirksamkeit gegenüber den entsprechenden hydraulischen Bremssystemen der herkömmlichen Bauart weitgehend verbessert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Bremskraftregler für Kraftfahrzeuge zum Verhindern des Blockierens der Räder, bei dem ein zwisehen einem hydraulischen Hauptzylinder und einem oder mehreren Radbremszylindern sich erstreckender Bremsflüssigkeitskreis von einer Servoeinrichtung mittels eines Kolbens unterbrechbar ist, durch den nach der Unterbrechung der Kreisteil der Radbremszylinderseite in seinem Volumen veränderbar ist und der über einen weiteren Kolben verschiebbar ist, der in einem Gehäuse angeordnet ist, das durch den Kolben in eine erste und zweite Kammer geteilt ist, von denen die erste an eine Druckquelle angeschlossen und mit der zweiten über ein Magnetventil und eine Drosselvorrichtung verbunden ist, wobei die zweite Kammer durch ein von einem Sensor infolge zu starker Bremsbetätigung abgegebenes Schaltsignal von der ersten Kammer abtrennbar und an atmosphärischen Luftdruck anschließbar ist und wobei durch die Drosselvorrichtung nach Wegfall des vom Sensor abgegebenen Schaltsignals über den Arbeitshub des Kolbens eine bis zu einer einstellbaren Stufe schnelle und anschließend sehr langsame Volumenminderung des Kreisteils der Radbremszylinderseite herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung (30,3t, 32, 33) ein in Abhängigkeit vom Differenzdruck zwischen den beiden .)o Kammern (26, 27) in Öffnungsstellungen unterschiedlicher Weite verschiebbares Ventilglied (30) aufweist, das durch Beaufschlagung mit einem großen Differen/druck die Verbindung zwischen den beiden Kammern (26, 27) schnell freigibt und nach Unterschreitung einer einstellbaren Differenzdruckwelle langsam in eine Stellung mit minimaler öffnung bewegbar ist.

2. Bremskraftausgleichsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare Ventilglied (30) unter der Vorspannung einer Druckfeder (33) gegen die vom Differenzdruck ausgehende Kraft bewegbar ist.

schnelle und anschließend sehr langsame Volumenminderung des Kreisteils der Radzylinderseite herstellbar

ist.