DE2146079A1 - Vorrichtung zum vermeiden des blockierens der raeder eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung zum vermeiden des blockierens der raeder eines kraftfahrzeugs

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DE2146079A1 DE19712146079 DE2146079A DE2146079A1 DE 2146079 A1 DE2146079 A1 DE 2146079A1 DE 19712146079 DE19712146079 DE 19712146079 DE 2146079 A DE2146079 A DE 2146079A DE 2146079 A1 DE2146079 A1 DE 2146079A1
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Description

2H6079.
R. 525
13.9.1971 He/Kb
Anlage zur
Patent- und
GebrauchsmusterhiIf sanmeldung
ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart Vorrichtung zum Vermeiden des Blockierens der Räder eines Kraftfahrzeugs
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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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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BAD
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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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Robert Bosch GmbH R. 523 He/Kb
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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)

Robert Bosch GmbH E. 523 He/Kb Stuttgart Ansprüche
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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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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