DE1946635C3 - Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlagen - Google Patents
Blockiergeschützte FahrzeugbremsanlagenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlagen mit einem das Drehverhalten eines
Fahrzeugrades abtastenden Drehgeber und einer die Drehgebersignale auswertenden Auswerteschaltung x
mit einer Schwellwertstufe, mit einer Ventileinrichtung, welche beim Erreichen der Schwelle in eine erste, eine
Bremsdruckabsenkung bewirkende Schaltstellung und danach in eine zweite, eine Bremsdruckanhebung
bewirkende Schaltstellung schaltbar ist, und mit einer Steuereinrichtung, die in Abhängigkeit von der Höhe
des dem Schwellwert zugeordneten in einem Druckspeicher gespeicherten Blockierdruckes betätigbar ist.
Wird ein Fahrzeugrad mit einem für den jeweiligen Beladungs-, Straßen- und Radlaufflächenzustand zu ω
starken Bremsdruck abgebremst, so erfährt das Rad eine überhöhte Drehverzögerung bzw. überhöhten
Schlupf, wobei es ins Gleiten kommt Um dieses Gleiten zu verhindern, muß der Bremsdruck abgebaut werden,
damit das Rad wieder anlaufen kann. Diese Anlaufzeit M
des Rades hängt jedoch in besonderem Maße von der Beschaffenheit der Straßenoberfläche ab, die sich
darüber hinaus während eines Bremsvorganges verän
dern kann.
Es ist bereits eine blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage der eingangs genannten Art vorgeschlagen
worden (DE-PS 1944610). Bei dieser älteren Bremsanlage bewirkt die Steuereinrichtung eine langsamere
Bremsdruckanhebung bei einem niedrigen Blokkierdruck
und eine schnellere Bremsdruckanhebung bei einem höheren Blockierdruck. In Abhängigkeit vom
wirksamen Bremsdruck (Blockierdruck) wird somit der Druckgradient für den auf eine Bremsdruckabsenkung
folgenden Bremsdruckwiederaufbau verändert Es erfolgt dabei aber stets ein Druckausgleich zwischen den
Bremszylinderkammern. Hierdurch wird zwar eine rasche Bremskraftminderung erzielt, aber durch die zu
starke Druckabsenkung besteht die Gefahr einer Unterbremsung und damit eines zu langen Bremsweges.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den
Bremsweg des Fahrzeugs durch Bremsdruckabsendung unter Berücksichtigung der jeweiiigen Beschaffenheit
der Straßenoberfläche zu verkürzen, um eine zu starke Unterbremsung zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist es möglich, den Bremsdruck so zu steuern, daß eine
übermäßige Druckabsenkung vermieden wird und stets ein Restbremsdruck > 0 verbleibt, wodurch eine zu
starke Unterbremsung verhindert und der Bremsweg verkürzt wird.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Anspruch 2 gekennzeichnet Diese Weiterbildung ermöglicht
die Ausnutzung der Vorteile eines doppeltwirkenden Bremszylinders.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist im Anspruch 3 gekennzeichnet
Die Erfindung soll nun anhand der Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert
werden. Es zeigt
F i g. 1 eine Gleitschutzeinrichtung gemäß der Erfindung für einen doppeltwirkenden Bremszylinder,
F i g. 2 ein Zeit-Druck-Diagramm zur Gleitschutzeinrichtung gemäß F i g. r,
F i g. 3 eine andere Ausführungsform der Gleitschutzeinrichtung für einen einfach wirkenden Bremszylinder
und
Fig.4 ein Zeit-Druck-Diagramm zur Gleitschutzeinrichtung
gemäß F i g. 3.
Die in F i g. 1 dargestellte blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage
weist einen Drehgeber 1 auf, der entweder die Drehverzögerurig oder den Schlupf eines
Fahrzeugrades erfaßt und beim Erreichen eines kritischen Grenzwertes einen Erregerkreis 2 zur
Betätigung eines Magnetventils 3 schließt
Die blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage ist mit einem Gehäuse 4 versehen, das eine Ventileinrichtung 5
sowie eine Steuereinrichtung 6 enthält die axial zueinander angeordnet sind. Die Ventileinrichtung 5 ist
als Kolbenschieber 7 ausgebildet, der über das Magnetventil 3 und eine Leitung 8 vom Vorratsdruck
eines Druckluftbehälters 9 beaufschlagbar ist Der Kolbenschieber 7 durchdringt vier steuerbare Ringkammern
10, 11, 12, 13, die mittels einer Steuerkante 14 eines Kolbens 15 und Steuerkanten 16, 17 eines
Pruckabsenkungsventils 18 gegeneinander absperrbar «.ind. Der Kolbenschieber 7 stützt sich über eine Feder
19 an einer inneren Gehäusetrennwand 20 ab. Die Ringkammer 10 ist an eine mit Vorratsdruckluft
beschickbare Bremsleitung 21 eines Bremsventils 22
,angeschlossen, während die Ringkammer 11 über eine
Leitung 23 mit der Vorderseite und die Ringkammer 12 fiber eine Leitung 24 mit der Rückseite eines
doppeltwirkenden Bremszylinder 25 verbunden sind. Die Ringkammer 13 ist an die Atmosphäre angeschlossen.
In Achsrichtung der Ventileinrichtung 5 sind ein erster kleinerer Kolben 26 und ein zweiter größerer
Kolben 27 angeordnet, deren gemeinsame Kolbenstange 28 die Gehäusetrennwand 20 und eine weitere
Gehäusetrennwand 29. abgedichtet durchdringt und die zur Betätigung des Kolbenschieber 7 dient Die Kolben
26, 27 bilden vier Zylinderkammern 30, 31, 32 und 33,
wobei die Zylinderkammer 33 durch einen Gehäusekanal 34 mit der Ringkammer 12 und über ein is
Drosselrückschlagventil 35 mit der Zylinderkammer 30 in Verbindung steht Die Zylinderkammer 32 ist durch
einen Gehäusekanal 36 an die Ringkammer Ii und über ein einstellbares Drosselrückschlagventil 37 an die
Zylinderkammer 31 angeschlossen, die als Druckspeieher für den Blockierdruck dient Der Kolben 26 stützt
sich darüber hinaus mittels einer Druckfeder 38 an der Gehäusetrennwand 20 ab. Die beschriebene Anordnung
zeichnet sich durch ihre kompakte auf engem Raum unterzubringende Baueinheit aus.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen blockiergeschützten Fahrzeugbremsanlage gemäß F i g. 1 soll
anhand des Diagramms nach F i g. 2 nachstehend näher erläutert werden.
Wird in der gezeigten Ausgangsstellung der Fahr- M
zeugbremsanlage das Bremsventil 22 betätigt, so strömt Druckluft aus dem Vorratsbehälter 9 über die
Bremsleitung 21 in die Ringkammer 10 der Ventileinrichtung 5, und, da der Kolbenschieber 7 von der Feder
19 offengehalten wird, in die Ringkammer 11 und von
dort durch den Gehäusekanal 36 in die Zylinderkammer 32 des Kolbens 27 sowie über das Drosselrückschlagventil 37 in den Druckspeicher 31 des Kolbens 26.
Infolge des größeren Durchmessers des Kolbens 27 gegenüber dem Kolben 2b wird die Steuereinrichtung 6
bis gegen den Gehäuseanschlag 39 bewegt Der Kolbenschieber 7 der Ventileinrichtung 5 wird zunächst
durch die Feder 19 in der Offenstellung gehalten, so daß die Druckluft gleichzeitig aus der Ringkammer 11 über
die Leitung 23 die Vorderseite des Bremszylinders 25 beaufschlagt und somit einen Bremsvorgang auslöst.
Es sei angenommen, daß in den Bremszylinder 25 ein entsprechend der Kurve Po bis Pbi ansteigender
Bremsdruck Pb (F i g. 2) eingesteuert wird, und daß kurz
vor dem Erreichen von Pbi der Drehgeber 1 den Grenzwert des die Blockierschwelle des Fahrzeugrades
anzeigenden Größe erfaßt und damit den Erregerkreis 2 schließt Auf diese Weise wird das Magnetventil 3
umgeschaltet, so daß über die vorher entlüftete Leitung 8 Druckluft aus dem Vorratsbehälter 9 den Kolbenschieber 7 beaufschlagt Der Kolbenschieber 7 wird
nach rechts bewegt wobei die Steuerkante 14 den Zustrom weiterer Bremsluft in die Ringkammer 11
absperrt.
Gleichzeitig öffnet bei weiterer Verschiebung des Kolbenschiebers 7 die Steuerkante 16 des Druckabsenkungsventils 18 den Durchlaß von der Ringkammer 11
zur Ringkammer 12, während die Steuerkante 17 des Druckabsenkungsventils 18 die an die Atmosphäre
angeschlossene Ringkammer 13 gegen die Ringkammer b^
12 abschließt. Auf diese Weise gelangt die die Vorderseite des Bremszylinders 25 beaufschlagende
Druckluft sowie die in der Zylinderkammer 32 des
Kolbens 27 befindliche Druckluft über die Leitung 23
und den Gehäusekanal 36 in die Ringkammer 12 und von da einerseits über die Leitung 24 auf die Rückseite
des Bremszylinders 25 und andererseits über den Gehäusekanal 34 sowohl in die rückwärtige Zylinderkammer 33 des Kolbens 27 als auch gedrosselt über das
Drosselrückschlagventil 35 in die vordere Zylinclerkammer 30 des Kolbens 26. Der in den Druckspeicher 31 des
Kolbens 26 beim angenommenen Straßenzustand eingespeiste und gespeicherte Bremsdruck Pbi kann nur
geringfügig über das Drosselrückschlagventil 37 entweichen und bleibt daher praktisch in voller Höhe
gespeichert, so daß der wirksame Bremsdruck /1Bi-Po in
Abhängigkeit vom gleich hohen Speicherdruck Pbi auf
der Vorderseite des Bremszylinders 25 sowie in der Zylinderkammer 32 des Kolbens 27 so weit abgebaut
wird, bis er beim Kräftegleichgewicht an der Kolbenanordnung 6 einen Wert Pbi (F i g. 2) erreicht Gleichzeitig
erreicht der im rückwärtigen Teil des Bremszylinder 25 und in der Zylinderkammer 33 des Kolbens 27
ansteigende Gegendruck Pg einen Wert Pg2 (F i g. 2),
der infolge des in die Zylinderkammer 30 des Kolbens 26 aufgebauten Druckes kleiner ist als der im vorderen
Teil des Bremszylinders 25 verbleibende Druck Pb2, so
daß der sich einstellende Differenzdruck Pb2-Pg2 den
nunmehr wirksamen Bremsdruck ergibt
Während dieses Vorganges wird die Steuereinrichtung 6 nach Überwindung der durch die Feder 38 und
den in der Zylinderkammer 30 auf den ersten Kolben 26 wirkenden Druck hervorgerufenen Kraft so weit nach
links bewegt, bis die Kolbenstange 28 den Kolbenschieber 7 in eine Abschlußstellung verschiebt, bei der die
Steuerkante 16 des Druckabsenkungsventils 18 den Durchtritt von der Ringkammer 11 zur Ringkamimer 12
absperrt, und die Ringkammer 10 gegen die Ringkammer 11 sowie die Ringkammer 12 gegen die
Ringkammer 13 durch die Steuerkante 14 des Kolbens 15 bzw. die Steuerkante 17 des Druckabsenkungsventils
18 gegeneinander abgeschlossen bleiben.
Nachdem durch Ansprechen des Drehgebers 1 der Erregerkreis 2 wieder geöffnet wurde bzw. der während
einer gewissen Haltezeit gleichbleibende wirksame Bremsdruck Pb2-Pg2 (Fig.2) das Wiederanlaufen des
Fahrzeugrades ermöglichte, schaltet das Magnetventil 3 wieder in die dargestellte Ausgangsstellung um, so daß
die Leitung 8 entlüftet wird. Der auf diese Weise vom Vorratsdruck entlastete Kolbenschieber 7 wird nunmehr von der Feder 19 in seine linke Ausgangsstellung
zurückbewegt, so daß die Steuerkante 14 des Kolbens 15 wiederum den Durchtritt zwischen den beiden
Ringkammern 10 und 11 und die Steuerkante 17 des Druckabsenkungsventils 18 den Durchtritt zwischen
den Ringkammern 12 und 13 freigibt Auf diese Weise erfolgt abermals, wie vorher beschrieben, auf der
Vorderseite des Bremszylinders 25 ein Bremsdruckanstieg, während auf der Rückseite des Bremszylinders 25
der Gegendruck P0 über die Entlüftung der Ringkammer 13 gesenkt wird.
Infolge des Bremsdruckanstiegs und der gleichzeitigen Gegendrucksenkung nimmt die Drehverzögerung
bzw. der Schlupf des Fahrzeugrades wieder so v/eit zu, daß dieses kurz vor Erreichen des wirksamen
Bremsdruckes Pb3-Pg3 wieder einen, der Ansprechschwelle des Drehgebers 1 entsprechenden Grenzwert
erreicht. Hierbei sei angenommen, daß der nun die Gleitschwelle bildende wirksame Bremsdruck Par Pa
z. B. infolge Verschlechterung des Straßenzustandes kleiner ist als Pbi-Po- Der darauffolgende Arbeitszyklus
der blockiergeschützten Fahrzeugbremsanlage unterscheidet sich von dem bereits beschriebenen Arbeitszyklus lediglich dadurch, daß der Kolben 26 nunmehr von
dem gegenüber dem Speicherdruck Pbx niedrigeren
gespeicherten Bremsdruck Pb3-Pg3 beaufschlagt wird,
wodurch der Druck ffo auf einen Wert Pm gesenkt wird,
der niedriger liegt als Pm und der Gegendruck Pg3 auf
einen Wert Pg4 ansteigt, der höher liegt als Pg2- Daraus
ergibt sich ein dem verschlechterten Straßenzustand angepaßter niedrigerer wirksamer Bremsdruck Pm-Pg*,
der das Wiederanlaufen des Fahrzeugrades bei optimaler Bremswegverkürzung ermöglicht.
In der Regel bleibt der Straßenzustand innerhalb der
Bremsstrecke nahezu konstant. Die erfindungsgemäße Bremsanlage speichert jedoch in jedem Fall den bei
Beginn eines neuen Arbeitszyklus eingespeisten wirksamen Bremsdruck, der beim jeweiligen Straßenzustand
für das Erreichen der Gleitschwelle des Fahrzeugrades und das Ansprechen des Drehgebers 1 bestimmend ist.
Die den Kolben 26 der Steuereinrichtung 6 beaufschlagende Feder 38 ist zweckmäßigerweise so
ausgelegt, daß bei Einsteuerung eines extrem niedrigen Bremsdruckes, der bei einem besonders ungünstigen
Straßenzustand zum Ansprechen des Drehgebers führt, nach dem Umsteuern der Ventileinrichtung 5 kein
wirksamer Rest-Bremsdruck im Bremszylinder 25 verbleibt Dies wird dadurch erreicht, daß der sich in der
Zylinderkammer 33 des Kolbens 27 aufbauende Gegendruck zusammenwirkend mit dem entsprechend
niedrigen in dem Druckspeicher 31 gespeicherten Druck nicht ausreicht, um die Kraft der Feder 38 zu
überwinden und durch Verschieben der Steuereinrichtung 6 den Kolbenschieber 7 in eine Abschlußstellung zu
bewegen, so daß über die weiterhin miteinander verbundenen Ringkammern 11 und 12 ein Druckausgleich zwischen der Vorderseite und der Rückseite des
Bremszylinders 25 erfolgt. Auf diese Weise wird das Wiederanlaufen des Fahrzeugrades, das ohnehin durch
Reibungs- und Trägheitekräfte der Antriebselemente erschwert wird, nicht noch zusätzlich gehemmt.
Die blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage gemäß F i g. 3 ist in Verbindung mit einem einfach wirkenden
Bremszylinder dargestellt. Teile dieser Anordnung, die denen der Anordnung gemäß Fig. 1 entsprechen, sind
mit Bezugsnummern gekennzeichnet, die um 100 gegenüber den Bezugsnummern in F i g. 1 erhöht sind.
Auch diese Ausführungsform weist einen Drehgeber 101 auf, der über einen Erregerkreis 102 eine
Ventileinrichtung 105 betätigt Ein Gehäuse 104 der Bremsanlage enthält ebenfalls eine Steuereinrichtung
106, bestehend aus einem ersten Kolben 126, einem zweiten größeren Kolben 127, einer gemeinsamen
Kolbenstange 128 sowie einem am freien Ende der Kolbenstange 128 angeordneten Druckabsenkungsventil 118. Die Kolbenstange ist abgedichtet durch eine
Gehäusetrennwand 129 hindurchgerührt, während eine im mittleren Teil durchbrochene Trennwand 140 einen
Ventilsitz 141 für das Druckabsenkungsventil 118 aufweist Das Gehäuse 104 enthält ebenfalls Zylinderkammern 130,131,132 und 133, wobei letztere über das
Druckabsenkungsventil 118 an die Atmosphäre angeschlossen ist und die Kammer 131 als Druckspeicher für
den Blockierdruck dient
Die beiden Zylinderkammern 132 und 133 sind bei entsprechender Stellung der Ventileinrichtung 105 über
die Leitungen 134 und 136 miteinander verbindbar. Ein einfach wirkender Bremszylinder 142 ist über eine
Leitung 143 an die Zylinderkammer 132 des Kolbens 127 sowie über ein Drosselrückschlagventil 137 an den
Druckspeicher 131 des Kolbens 126 angeschlossen. Der Kolben 126 stützt sich gegen eine Feder 138 ab, deren
Vorspannung darüber hinaus einstellbar ist. Der Bremszylinder 142 steht außerdem durch eine Leitung
123 über die Ventileinrichtung 105 mit einem Bremsven
til 122 und durch eine Leitung 121 mit einem
Vorratsbehälter 109 in Verbindung.
Nachfolgend sei die Wirkungsweise der Bremsanlage anhand des Diagramms gemäß F i g. 4 erläutert:
Ähnlich wie bei der Anordnung gemäß F i g. 1 wird
beim Betätigen des Bremsventils 122 Druckluft aus dem
Vorratsbehälter 109 bei der in Fig.3 gezeichneten Stellung der Ventileinrichtung 105 in den Bremszylinder
142 geleitet und gleichzeitig über die Leitung 143 einerseits in die Zylinderkammer 132 des Kolbens 127
und andererseits ungedrosselt über das Drosselrückschlagventil 137 in den Druckspeicher 131 des Kolbens
126. Infolge der größeren Wirkfläche des Kolbens 127 gegenüber dem Kolben 126 wird die Steuereinrichtung
106 in der rechten Offenstellung des Druckabsenkungs
ventils 118 gehalten.
Der Bremsdruck Pb steigt hierbei gemäß der Kurve
nach F i g. 4 von /Ό auf einen an der Blockierschwelle
des Fahrzeugrades liegenden Grenzwert Pb\ an, wobei
kurz vor Erreichen dieses Wertes der Drehgeber 101
den Erregerkreis 102 schließt und das Magnetventil 105
umschaltet. Damit wird die Zufuhr von Druckluft in den Bremszylinder 142 gesperrt Während der wirksame
Bremsdruck Pb\-Po in dem Druckspeicher 131 gespeichert wird, strömt die Druckluft über die nunmehr über
die Ventileinrichtung 105 hergestellte Leitungsverbindung 136, 134 aus der Zylinderkammer 132 in die
Zylinderkammer 133 und über das geöffnete Druckabsenkungsventil 118 ins Freie. Auf diese Weise wird
ebenfalls über die Leitung 143 der Druck im
Bremszylinder 142 abgebaut und zwar so weit bis die an
der Steuereinrichtung 106 wirksamen Kräfte im Gleichgewicht stehen, so daß die Steuereinrichtung 106
durch Schließen des Druckabsenkungsventils 118 in die
Abschlußstellung geht Der wirksame Bremsdruck Pay
ist dabei in Abhängigkeit vom gleich hohen Speicherdruck und damit vom Straßenzustand auf einen Wert
Pb2 gesunken, der den nunmehr wirksamen Bremsdruck
ParPo ergibt und der so bemessen ist bzw. so lange
aufrechterhalten wird, bis das Fahrzeugrad wieder
huchgciäuictl iSi und durch ciTicüicS AnSpreCucn ucS
Drehgebers 101 der Erregerkreis 102 wieder geöffnet wird. Damit wiederholt sich der vorbeschriebene
Vorgang beim nächsten Arbeitszyklus mit dem Unterschied, daß der Bremsdruck gemäß der Kurve nach
Fig.4 auf einen einem schlechteren Straßenzustand entsprechenden Wert Pb3 ansteigt und den wirksamen
Bremsdruck /W-Po ergibt Da dieser im Vergleiche zu
Pbi niedrigere Druck erneut in dem Druckspeicher 131
gespeichert wird, erfolgt die Bremsdrucksenkung nach
w> dem Ansprechen des Drehgebers 101 auf einen
entsprechend niedrigeren Wert Pw, so daß bei einem
wirksamen Bremsdruck Pm-Po das Fahrzeugrad entsprechend dem schlechteren Straßenzustand schneller
wieder hochlaufen-karm.
Claims (3)
1. Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage mit einem das Drehverhalten eines Fahrzeugrades
abtastenden Drehgeber und einer die Drehgebersignale auswertenden Auswerteschaltung mit einer
Schwellwertstufe, mit einer Ventileinrichtung, welche beim Erreichen der Schwelle in eine erste, eine
Bremsdruckabsenkung bewirkende Schaltstellung und danach in eine zweite, eine Bremsdruckanhebung
bewirkende Schaltstellung schaltbar ist, und mit einer Steuereinrichtung, die in Abhängigkeit von
der Höhe des dem Schwellwert zugeordneten in einem Druckspeicher gespeicherten Blockierdnik- is
kes betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung (6, 106) die Ventileinrichtung (5,105) so in eine Bremsdruckabschlußsteliung
steuert, daß der Betrag des abgesenkten, wirksamen Bremsdruckes zu der Höhe des im
Druckspeicher (31,131) gespeicherten Blockierdrukkes proportional ist
2. Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuereinrichtung (6) einen ersten Kolben (26) aufweist, der in der Dnickabsenkungsphase in
Betätigungsrichtung vom im Druckspeicher (31) gespeicherten Blockierdruck und in entgegengesetzter
Richtung von einer Feder (30) und einem gedrosselt zugeführten vom eingesteuerten Brems- *>
druck abgeleiteten Gegendruck beaufschlagt ist und der mit einem zweiten größeren Kolben (27)
verbunden ist, der in Betätigungsrichtung vom Gegendruck und in der entgegengesetzten Richtung
vom abgesenkten eingesteuerten Bremsdruck beaufschlagt ist, so daß der Differenzdruck über diesen
Kolben dem wirksamen Bremsdruck im Bremszylinder entspricht.
3. Blockiergeschützte Fahrzeugbremsatilage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide «0
Seiten des größeren Kolbens (27) in Richtung des Gegendruckaufbaues im doppeltwirkenden Bremszylinder
(25) miteinander verbindbar sind.
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Legal Events
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BI | Miscellaneous see part 2 | ||
BGA | New person/name/address of the applicant | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: WABCO WESTINGHOUSE FAHRZEUGBREMSEN GMBH, 3000 HANN |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |