DE2146079A1 - Vorrichtung zum vermeiden des blockierens der raeder eines kraftfahrzeugs - Google Patents
Vorrichtung zum vermeiden des blockierens der raeder eines kraftfahrzeugsInfo
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Description
2H6079.
R. 525
13.9.1971 He/Kb
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Anlage zur
Patent- und
GebrauchsmusterhiIf sanmeldung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Vermeiden des Blockierens der Räder eines mit einer hydraulischen Bremse
ausgerüsteten Kraftfahrzeugs mit je einem Blockierüberwachungsventil
vor jedem Radbremszylinder, einem Sensor an jedem Rad und mit einer Pumpenhilfskraft.
Eine derartige Vorrichtung ist bekannt (DT-OS 1 555 515).
Bei dieser bekannten Bauart ist eine Pumpe im Bremssystem vor dem Bremsventil angeordnet, so daß der Bremsdruck unmittelbar
pumpenunterstützt ist. Es handelt sich also um eine Hilfskraftbremse.
Der Bremsdruck wird durch Wegeventile gesteuert,
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Robert Bosch GmbH R. 523 He/Kb
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die den Bremsdruck bei Blockiergefahr in schnellem Wechsel
sprunghaft senken und wieder ansteigen lassen. Diese Art der Regelung ergibt einen unruhigen Bremskraftverlauf und hat
einen hohen Ventilaufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art
zu schaffen, bei der die Pumpenhilfskraft hinter dem Bremsventil
angreift. Dabei soll eine Ausfallsicherung vorgesehen
sein, die bei Ausfall der Blockierschutzeinrichtung das eigentliche
Bremssystem in seiner Arbeit unbeeinträchtigt läßt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jedem Blockierüberwachungsventil eine Pumpe zugeordnet ist,
die. die Bremsflüssigkeit bei normaler (nicht blockierender) Bremsung unter dem jeweiligen Bremsdruck in einem Pumpenkreislauf
umwälzt, in dem bei Blockiergefahr dvxrch Drosselung
des Pumpenrücklaufs einen Überdruck erzeugt wird, der das
Blockierüberwachungsventil derart betätigt, daß es den Zufluß zum Bremszylinder unterbricht und anschließend den Bremszylinder
entlastet.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und zwar zeigen:
ein Bremssystem, l
ein Blockierüberwachungsventilaggregat, eine Magnetdrossel,
ein Schaubild über den Druckverlauf, ein abgewandeltes Einzelteil des Ventilaggregats
nach Fig, 2,
eine abgewandelte Bauart des Ventilaggregats nach Fig. 2 und
eine weitere Abwandlung des Einzelteils nach Mg. 5·
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Ein Bremssystem hat einen von einem Pedal 1 betätigbaren Hauptbremszylinder 2, der über eine Bremsleitung 3 mit einem
Blockierüberwachungsventilaggregat 4 und über dieses und vier Bremsleitungen 5? 51 mit den Radbremszyiindem 6 bzw. 7
verbunden ist, die paarweise an der Vorderachse 8 bzw. an der Hinterachse 9 eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges
angeordnet sind.
Am Pedal 1 ist ein Kontakt 10 angebracht, der zur Zusammenarbeit mit einem Kontakt 11 bestimmt ist. Über diese beiden
Kontakte 10 und 11 ist beim Bremsen eine elektrische Leitungsverbindung von einer Stromquelle 12 über eine Leitung
13 zu einem Elektromotor 14 herstellbar, der am Blockierüberwachungsventilaggregat
4 angeordnet ist.
Das Blockierüberwachungsventilaggregat 4 ist in der Fig. 2 im Schnitt dargestellt. Es ist zu erkennen, daß die vom Hauptzylinder
2 herangeführte Bremsleitung 3 in einen Raum 15 mündet,
dessen Verbindung mit den vier Bremsleitungen 5 und 5' von vier Blockierüberwachungsventilen überwacht wird, von
denen nur zwei, nämlich die Ventile 16 und16' dargestellt sind. Die BlockierÜberwachungsventile 16 und 16' sind als
Sitzventile ausgebildet und haben Kugeln 17 und 17' als
Schließglieder, sie^aben einen Ventilsitz 18 und 18' und werden über einen Stößel 19 und 19' betätigt. Jeder Stößel
19 und 19' ist an einem Stufenkolben 20 und 20' befestigt,
dessen kleiner Kolben mit der Fläche f in eine Bohrung 21
bzw. 21' und dessen großer Kolben mit der Fläche F in eine Bohrung 22 bzw. 22' dichtend eingesetzt sind. Zu einem Ringraum
23 bzw. 23' im Ringbereich zwischen den beiden Bohrungen 21 und 22 bzw. 21' und 22' führt je eine Druckleitung 24 bzw.
24', die von einem Pumpenkreislsuf abgezweigt ist. Jeder
Pumpenkreislauf hat eine Pumpe 46,46' mit einem Pumpenkolben
25,25' und mit einem Pumpenarbeit πraum 26,26'. Zum Pumpen-]:reislauf
gehört außerdem eine Druckleitung 27,27' und eine
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Saugleitung 28,28'. In jeder Druckleitung 27,27' liegt ein
Druckventil 29,29' und in der Saugleitung ein Saugventil 30, 30'. Zwischen die Druck- und die Saugleitung .ist eine
Magnetdrossel 31,31' eingesetzt, die in der Fig. 3 größer
dargestellt ist. Die Magnetdrossel 31 "besteht aus einem eingesetzten,
gehärteten Ventilsitz 32, einer Kugel 33 als
Drosselglied, einer auf die Kugel 33 aufgesetzten und unter dem ständigen Einfluß einer Feder 3^ stehenden Ankerscheibe
35 sowie aus einem Topfmagneten 36. Die Ankerscheibe 35 ist
um das Maß e exzentrisch zur Achse des Topfmagneten 36 angeordnet
und wird durch diese magnetische Unsymmetrie "bei eingeschaltetem Strom von dem Magneten 36.schief angezogen.
Diese Lage ist stets reproduzierbar und gewährleistet immer bei gleichhohem Strom die gleiche magnetische Kraft. Der
auch bei erregtem Magneten verbleibende Luftspalt S wird beim Einpressen des Ventilsitzes 32 justiert. Durch diese Bauart
ist ein Kleben der Ankerscheibe 35 vermieden. Die Ankerscheibe 35 und die Feder 3^- liegen in einem Raum 37, der sich einerseits
im Pumpenkreislauf befindet, andererseits aber über
eine Leitung 38,38' an die Bremsleitung 3 angeschlossen ist.
Die Leitung 38,38' ist wie die Fig. 2 zeigt über eine Federkammer 39,39' geführt, die von der großen Bohrung 22,22'
gebildet wird und in der eine auf den Stufenkolben 20,20' einwirkende Feder 40,40' liegt.
Unter dem Blockierüberwachungsventilaggregat 4 sitzt der
Elektromotor 14, der über eine Antriebswelle 41 und über einen Antriebsexzenter 42 die vier Pumpenkolben 25,25' antreiben
kann.
An jedem Fahrzeugrad ist ein Sensor 43,43' angebracht (Fig.1),
der über eine Leitung 47,47' mit der Magnetdrossel 31,31' im
Blockierüberwachungsventilaggregat 4 verbunden ist.
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Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Beim Betätigen der Bremsen werden von Pedal 1 die Kontakte 10,11 geschlossen und der Elektromotor 14· beginnt sich zu
drehen. Die vier Pumpenkolben 25,25' bewegen sich hin und her
und pumpen Flüssigkeit aus der Bremsleitung 3 unter dem jeweiligen Bremsdruck in den vier Pumpenkreisläufen um. Dabei
ist es gleichgültig, ob der Bremsdruck 5 oder 50 at beträgt.
Die Magnetdrosseln 31»31* sind offen, so daß sie den Durchfluß
nicht behindern. Da Saugdruck und Förderdruck gleich sind brauchen die vier Pumpen 46,46' beim gewöhnlichen Bremsen
keine Arbeit zu leisten.
Wird nun von einem Sensor 43,43' beginnendes Blockieren eines Rades festgestellt, so erhält der Topfmagnet 36 der Magnetdrossel
31,31' Strom. Die Ankerscheibe 35 wird angesogen, die
Kugel 33 wird gegen den Sitz 32 gedruckt und der Durchfluß
durch den Ventilsitz 32 wird je nach der Stärke des den Topfmagneten
36 durchfließenden Stroms gedrosselt. Durch die Behinderung
des Rückflusses steigt der Druck in der Druckleitung 24,24' und im Ringraum 23,23'. Der steigende Druck bewegt
den Stufenkolben 20,20' nach unten und das Blockierüberwachung sventil 16,16' schließt. Damit ist der Durchfluß
durch die entsprechende Bremsleitung unterbrochen, und die dem Blockierüberwachungsventilaggregat 4 nachgeschaltete
Bremsleitung 5,5' sowie der Radbremszylinder 6,7 des blockiergefährdeben Rades werden entlastet. Der Druck
im Ringraum 23,23' und damit der verminderte Druck im Bremszylinder 6, 7 kann durch die v.on der Frequenz der durch
den Sensor gegebenen Stromimpulse abhängigen Feldstärke des Topfmagneten 36 so geregelt werden, daß keine unerwünschten
Pulsationen im Bremssystem auftreten können. Is*t keine Blockiergefahr
mehr vorhanden, schaltet der Sensor 43,43' ab und alle
anderen Teile der Vorrichtung nehmen wieder ihre Ausgangsstellung ein.
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Das an den Pumpenkolben 25,25* in den Exzenterraum 60 der
Pumpe übertretende Lecköl wird durch eine Leckölleitung 61 in den bei 62 angedeuteten Nachfüllbehälter des Hauptzylinders
2 geleitet.
Wie das Schaubild nach der Fig. 4 erkennen läßt, ergibt sich der Bremsdruck P-n = Haupt zylinderdruck p™ - Δ (F/f-1), wobei
F die große Fläche und f die kleine Fläche des Stufenkolbens
20,20' bedeuten und Δ die von der Magnetdrossel 31 erzeugte
Druckdifferenz zwischen der Druckleitung 27,2?! und
der Saugleitung 28,28' also auch zwischen dem Druck im Ringraum 23,23' und dem Druck im Raum 39,39' ist. Beträgt beispielsweise
der maximale Haupt zylinderdruck p-^ = 200 bar und
ist das Flächenverhältnis F/f = 2, so ist ein maximales Δ = 200 bar erforderlich, um den Bremszylinderdruck p-g auf 0 abzu
senken. Dieses Δ läßt sich mit der vorgeschlagenen Magnetdrossel 31 leicht erreichen. Bei einer Fläche des Ventilsitzes
32 von 3 mm2 beträgt die erforderliche Schließkraft 0,03.200
= 6 kp. Die exzentrische Ankerscheibe 35 ergibt bei gleicher Stromimpulsfrequenz die gleiche Kraft. Der Luftspalt bei
geschlossener Drossel 31 kann sehr klein sein (etwa 0,1 mm),
wodurch die maximale Kraft von 6 kp bei einem Strom von etwa 5 A gut zu erreichen ist. Im stromlosen Zustand wird die
Ankerscheibe 35 von der Feder 34 an ihrem Platz gehalten.
Die Stufenkolben 20,20' sind in das Blockierüberwachungsventil
4 metallisch dicht eingepaßt. Die Fig. 5 zeigt, daß es auch möglich ist, einen Stufenkolben 48 mit Lippenringen 44 und
45 abzudichten. Eine derartige Dichtung hat weniger Reibung
und vermeidet - besonders bei längerer Bremsung (Gefällestrecken) - den Durchtritt von Lecköl von dem Ringraum 23,
23' zum Bremszylinder 6,7. Die Feder 40,40'überwindet die
RoLbungswLderstände und sichert das Wiederöffnen des Ventils
16,16' nach dem Entlasten des Bremszylinders 6,7.
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Eine Ausfallsicherung der Vorrichtung ist dadurch gegeben,daß
der Hauptzylinder 2 ständig mit der Federkammer 39,39' verbunden ist. Wenn bei geschlossenem Blockierüberwaehungsventil
16,16' der Pumpenantrieb durch den Motor 14, die
Magnetdrossel 31 oder die Sensorschaltung ausfällt, kann
der Hauptzylinderdruck in der Federkammer 39)39' das Yentil
16,16' immer mit Sicherheit öffnen.
Die ständige Verbindung der Feuerkammer 39»39' mit dem
Hauptzylinder 2 ist dadurch möglich, daß zum Entlasten der Bremszylinder 6,7 nicht der Druck in der Federkammer 39,39'
vermindert wird, sondern daß zu diesem Entlasten in dem Ringraum 23,23' mittels der Magnetdrossel 31,31' ein Ringraumdruck
aufgebaut wird, der größer ist als der Hauptzylinderdruck.
Die Fig. 6 zeigt eine mehr ins Detail gehende Ausbildung der 4-Kolben-Pumpe und ihre Einfügung in einen Gehäuseblock 51·
Für die der Ausführung nach ft^r Fig. 1 entsprechende Teile
sind die gleichen Bezugszahlen verwendet. Ein eine 4-Kolben
pumpe 50 aufnehmendes Ringgehäuse 52 dient als Deckel für
die Federksmmern 39,39'· Die Saugventile 30 sind hier direkt
an die Federkammern 39,39' angeschlossen. Dadurch benötigt jede Kammer 53 der Magnetdrossel 31 nur noch eine Leitungsverbindung
5^ zu den Federkammern 39,39'.
Die vier Pumpenzylinder 55,55' werden durch in sie eingesetzte,
scheibenförmige Deckel 56,56' mit Dichtringen
57,57' nach außen abgedichtet. Auch um jedes Druckventil 29, 29' ist ein Dichtring 58,58' gelegt und ein Dichtring 59 umfaßt
alle vier Federkammern 39,39' gemeinsam.
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Der Antriebsexzenter 42 der Motorwelle 41 treibt über ein Kugellager 63 die Pumpenkolben 25,25' an, und die Motorwelle
41 ist in einem Sinterlager 64 gelagert und nach außen durch eine Wellendichtung 65 abgedichtet. Sinterlager 64
und Wellendichtung 65 befinden sich im vorderen Lagerschild 66 des nicht näher dargestellten Elektromotors 14, dessen
Gehäuse zusammen mit dem Einggehäuse 52 mit dem Gehäuseblock
51 verbunden ist.
Die Fig. 7 zeigt eine aus dem Beispiel nach Fig.5 entstandene
t Abwandlung des Stufenkolbens 48. Der Stufenkolben
70 hat eine mittige Abflußbohrung 71, die von der der
Kugel 17 zugekehrten Stirnfläche 72 des Stößels 73 ausgeht
und in einen Ringraum 74 mündet, der an den Nachfüllbehälter
des Hauptzylinders 2 angeschlossen ist. Zum Abdichten des Ringraums 74 gegen die Federkammer 39 ist ein weiterer Dichtring
75 am Stufenkolben 70 vorgesehen.
Diese Weiterbildung der Vorrichtung eignet sich besonders für • Fahrzeuge mit hoher Leitungselastizität, wie z.B. Lastwagen
und Omnibussen. Der Ringraum 74 wird beim Schließen des Ventils 16 an den Bremszylinder 6,7 angeschlossen und gewährleistet
dadurch trotz langer Bremsleitungen eine schnelle Entlastung " des Bremszylinders und der Bremsleitung 5,5'·
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Claims (8)
1.J Vorrichtung zum Vermeiden des Blockierens der Räder eines
mit einer hydraulischen Bremse ausgerüsteten Kraftfahrzeugs
mit je einem BlockierÜberwachungsventil vor jedem Radbremszylinder,
einem Sensor an jedem Rad und mit einer Pumpenhilfskraft, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Blockierüberwachung
sventil (16,1G1) eine Pumpe (46,46') zugeordnet
ist, die die Bremsflüssigkeit bei normaler (nicht blockierender) Bremsung unter dem jeweiligen Bremsdruck in einem
Pumpenkreislauf umwälzt, in dem bei Blockiergefahr durch
Drosselung des Pumpenrücklaufs einen Überdruck erzeugt wird, der das BlockierÜberwachungsventil (16,16') derart betätigt,
daß es den Zufluß zum Bremszylinder (6,7) unterbricht und anschließend den Bremszylinder entlastet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem Pumpenkreislauf eine Magnetdrossel (31,31*) gehört,
die mit einem Radsensor (43,4-3*) zusammengeschaltet
st-und die bei Blockiergefahr den Pumpenrücklauf drosselt
uad. den Pumpenförderdruck im Schließ- und Entlastungssinn
am Blockierüberwachungsventil (16,16') wirksam werden läßt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Blockierüberwachungsventil (16,16') in an sich
bekannter Weise einen Stufenkolben (20,20*,48,70) hat, dei
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Robert Bosch GmI)H R. 523 He/Kb
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sein Schließglied .(17,17') über einen Stößel (19,19')
"betätigt, und daß die kleine Fläche (f) des Stufenkolbens (20,20*,48,70) dem Bremszylinderdruck, seine große Fläche
(F) einer Federkraft und dem Bremsdruck (Hauptzylinderdruck) und seine Ringfläche (Ringraum 25,23') dem PumpenfÖrderdruck
unterliegen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpen (46,46'), die Kolben (25,25'), die Magnetdrosseln (31,31') "und die Blockierüberwachungsventile
(16,16') in einem Gehäuseblock eines Blockierüberwachung sventil-Aggregats (4) zusammengefaßt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpen (46,46') zu einer Mehrfachpumpe mit gemein-
w samen Antrieb zusammengefaßt sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetdrossel (31,31') einen Topfmagneten (36)
mit ■ einer Ankerscheibe (35) hat.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drosselglied (33) der Magnetdronsel (31,31') eine Kugel
ist, und daß die Ankerscheibe (35) mit einer Exzentrizität
(e) auf dieser Kugel gelagert ist.
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8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7» dadurch
gekennzeichnet, daß der Stufenkolben (70) eine mittige Abflußbohrung (71) hat, über die der Bremszylinder (6,7)
und die dem Biockierüberwachungsventil (16,16') nachgeordnete
Bremsleitung (5i5') "bei geschlossenem Ventil (16,
161) entlastbar sind.
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