DE2228960A1

DE2228960A1 - Hydraulischer Verteiler fur Blockier regelsysteme bzw Gleitschutzeinnchtungen fur Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2228960A1
Application number: DE19722228960
Authority: DE
Inventors: Marco Turin Michellone Giancarlo Cambiano Turin Perugha, (Italien) P B60t 8 02
Original assignee: Fiat SpA, Turm (Italien)
Priority date: 1971-06-14
Filing date: 1972-06-14
Publication date: 1972-12-21
Also published as: GB1341338A; FR2141923B1; CA942354A; FR2141923A1; SU660578A3; US3792909A; DE7222238U

Description

Priorität: 14. Juni 1971 - ITALIEN

Die Erfindung betrifft Blockierreg el sy sterne bzw. Gleit schutzeinrichtungen für Kraftfahrzeuge (anti-skid braking systems) und insbesondere einen hydraulischen Verteiler von besonders gedrängter und wirksamer Bauform zur Verwendung in Systemen bzw, Einrichtungen der erwähnten Art,

Hydraulische Blockierregel systeme bzw, Gleitschutzeinrichtungen für die Räder eines Kraftfahrzeugs sind an sich bekannt. Bei einem solchen System sind gesonderte hydraulische Verteilervorrichtungen vorgesehen, welche durch Leitungen so verbunden sind, daß zwei Betriebsarten der Brems-

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anlage in Abhängigkeit von dem Grad der Haftung der Fahrzeugräder auf dem Boden, über welchen sich das Fahrzeug bewegt, erhalten werden, so daß ein zufriedenstellendes Verhalten der Bremsanlage über verschiedenen Arten von Boden erzielt werden kann und ein übermässig ruckartiges Fahren auf trockenem Boden vermieden wird, jedoch gleichzeitig eine ausreichende Empfindlichkeit auf nassem und schlüpfrigem Boden erreicht wird.

Bei den bisherigen Bauformen sind jedoch zahlreiche Ventile vorgesehen, die eine grosee Zahl von Verbindungsleitungen und verschiedene Dämpfungseinrichtungen und andere Bauelemente erfordern, so daß sie kompliziert und sperrig sind und ausserdem viel Zeit für den Zusammenbau notwendig machen, so daß sie teuer sind. Darüber hinaus unterliegen die bekannten Bauformen einem starken Verschleiß, so daß die Gefahr einer Beschädigung ziemlich groß ist.

Aufgäbe der Erfindung ist daher die Angabe eines hydraulischen Verteilers, der in einer von zwei Arten je nach dem Straßenzustand betrieben werden kann, verhältnismässig klein ist und leicht in eine Bremsanlage mit kurzer Einbauzeit eingebaut werden kann, wodurch die Herstellungskosten verringert werden können« Ausserdem können die Ausführungsformen der Erfindung so gestaltet werden, daß sie sich

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leicht in bestehende Bremsanlagen einbauen lassen, die noch nicht mit einem Blockierregelsystem bzw. einer Gleitschutzeinrichtung ausgerüstet sind.

Ein erfindungsgemässer hydraulischer Verteiler für ein Blocäderregelsystem bzw. eine Gleitschutzeinrichtung für Kraftfahrzeuge (anti-skid braking systems) besitzt eine Einlaßöffnung zur Verbindung mit einer Druckmittelquelle, eine Auslaßöffnung zur Verbindung mit einer Radbremse, eine Verdrängungsöffnung zur Verbindung mit einem Druckmittelbehälter und einen Steuereingang zur Verbindung mit einer Gleit schutzeinrichtung, die in Tätigkeit tritt, wenn das gebremste Rad sich in einem beginnenden Blockierzustand befindet, um ein Signal an den Steuereingang des Verteilers abzugeben. Der erfindungsgemässe Verteiler unterscheidet sich durch einen Kolben, der in der einen Rihtung längs eines Zylinders durch eine geeichte Feder zu einer ersten Stellung belastet und in eine zweite Stellung beweglich ist, wenn der Bremsdruck die Eichschwelle der Feder überschreitet, eine Kammer, welche mit der Verdrängungsöffnung in Verbindung steht, ein Ventilverschlußstück, das durch eine Belastungsfeder beweglich ist, um die Verbindung zwischen der erwähnten Kammer und der Verdrängungsöffnung zu schliessen, und das in einer Stellung gehalten wird, um die erwähnte Verbindung durch den Kolben zu ermöglichen, wenn dieser sich in seiner ersten

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Stellung befindet, ein erstes Ventil, das durch eine Magnetspule gesteuert wird, mit dem Steuereingang verbunden ist, und normalerweise eine Verbindung zwischen der Einlaßöffnung, der Auslaßöffnung und dem Zylinder, innerhalb
welchem der Kolben gleitbar ist, ermöglicht und betätigbar ist, um die erwähnten Verbindungen zu unterbrechen und eine Verbindung zwischen der Auslaßöffnung und der erwähnten
Kammer bei der Erregung der Magnetspule herzustellen, eine Dämpfungseinrichtung in unmittelbarer Verbindung mit der
erwähnten Kammer und in gedrosselter Verbindung mit der
Verdrängungsöffnung, und ein zweites Ventil, welches durch eine Magnetspule gesteuert wird, mit dem Steuereingang
verbunden ist, normalerweise ehe unmittelbare Verbindung
zwischen der Kammer und der Verdrängungsöffnung zuläßt und betätigbar ist, um eine solche Verbindung zu verhindern,
wenn die Magnetspule erregt wird.

Nachfolgend wird eineAusführungsform der Erfindung beispielsweise in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und zwar zeigen:

Fig, 1 eine im wesentlichen schematische Darstellung einer Gleitschutzeinrichtung;

Fig. 2 eine Ansicht teilweise in schematischer Darstellung und teilweise im axialen Schnitt einer hydraulischen

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GIeitschutzeinrichtung gemäß einer Ausführungsform οβγ Erfindung;

Fig. 3 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie IHr-III in Fig, 2, welche einen Teil der Ausführungsform nach Fig. 2 zeigt, und

Fig. 4 und 5 die Änderung des Bremsdrucks des in Fig. 1 dargestellten Systems in Abhängigkeit von der Zeit anhand einiger typischer Fälle.

In den Zeichnungen ist mit 10 eine Druckmittelquelle bezeichnet, die Druckmittel aus einem Behälter 11 über eine Leitung 12 aufnehmen und an eine Leitung IH unter der Steuerung eines Pedals 16 weitergeben kann, dessen Betätigung den erzeugten Druck regelt. In der Praxis kann die Druckmittelquelle 10 durch einen hydraulischen Hauptzylinder gebildet werden, wie er in den meisten herkömmlichen hydraulischen Bremsanlagen vorgesehen ist.

Der Druck in der Leitung m wird einem hydraulischen Verteiler 20 zugeführt, der normalerweise das Druckmittel über eine Leitung 101 einem Bremsbetätigungsorgan 100 zuführt, welches mit einer Bremstrommel oder -Scheibe 102 zusammenwirkt, die zur Drehung mit einem Rad (nicht gezeigt) des Fahrzeugs angeordnet ist. Der Verteiler 20 ist betätigbar,

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um das Druckmittel aus der Leitung 101 zum Behälter 11 über eine Leitung 19 zu verdrängen, wenn er ein elektrisches Steuersignal von einer Gleitschutzregeleinrichtung 103 erhält, die mit einem Signal, welches die Augenblicksgeschwindigkeit des Rades darstellt, von einem tachometrischen Organ 101 gespeist wird.

Die Gleitschutzregeleinrichtung 103 kann von beliebiger geeigneter Art sein, die in Tätigkeit tritt, um immer dann ein elektrisches Signal abzugeben, wenn das Rad, mit welchem das tachometrische Organ 104 verbunden ist, sich in einem Zustand beginnenden Blockierens befindet, wobei die Kriterien für das Erkennen dieses Zustandes an sich bekannt sind und daher hier nicht weiter beschrieben werden, Ein Beispiel für eine elektronische Gleitschutzregeleinrichtung wie die Einrichtung 103 ist in dem italienischen Patent ....... (italienische Patentanmeldung 67 085 A/70) beschrieben· In Fig. 2 und 3, welche eine Ausführungsform des Verteilers 20 von Fig, 1 im axialen Schnittt bzw. im Querschnitt mit Einzelheiten darstellen, kann die Leitung 14 mit einer öffnung 21 verbunden werden, welche über eine feste Drosseleinrichtung 22 mit einem Kanal 23 verbunden ist, der zu einem Eingangskanal eines elektrisch betätigbaren Dreikanalventils 24 führt. Solche Ventile werden nachfolgend als "Magnetventile" bezeichnet. Die normale C'entregte") Stellung des Magnetventils 24 ist der-

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art, daß der Kanal 23 mit einem Auslaßkanal des Magnetventils verbunden ist, der mit der Leitung 101 verbunden werden kann, welche zum Bremsbetätigungsorgan 100 führt, so daß die Leitung 14 normalerweise mit dem Bremsbetatigungsorgan 100 verbunden ist, wie in Fig, I beschrieben.

Das Magnetventil 24 besitzt zwei weitere Eingangskanäle 24a und 25» Der Kanal 25 ist normalerweise geschlossen und steht über einen Kanal 26 mit einer oberen Kammer eines Zylinders 28 in Verbindung, Innerhalb des Zylinders 2 8 befindet sieh ein Ventilverschlußstück 40, dessen Durchmesser kleiner als der des Zylinders ist, wodurch ein ringförmiger Kanal 29 zwischen dem Verschlußstück und der Wandung des Zylinders erhalten .wird. Der ringförmige Kanal 29 bildet einen Teil eines Weges aus dem Kanal über eine ringförmige Kammer 30 und einen Kanal 31 zu einem Verdrängungskanal 32, der mit dem Behälter 11 über die Leitung 19 verbunden ist.

Die obere Kammer 27 steht ferner mit einer Dämpfungseinrichtung 34a in Verbindung, die ein Kissen 34 aus Kunststoff aufweist, das ein Medium von hoher Kompressibilität enthält, das beispielsweise das Material sein kann, welches unter der Warenbezeichnung FREON 20 in den Handel gebracht wird, oder Stickstoff| ein anderes

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Fluid von ähnlichen Eigenschaften kann auch in Frage kommen. Die Verbindung der oberen Kammer 27 mit der Dämpfungseinrichtung besteht durch eine perforierte Scheibe 27a. Das Kissen 34 ist von einem Deckel 34b begrenzt, der durch einen Dichtungsring 34c abgedichtet und in seiner Stellung durch eine ringförmige Scheibe 34-d gehalten wird, die durch Schrauben 34e befestigt ist. Die Kammer, in welcher das Kissen 34 enthalten ist, steht ferner mit dem Verdrängungskanal 32 durch einen Kanal 35 in Verbindung, der eine der Drosselstelle 22 ähnliche Drosselstelle 33 enthält.

In der normalen Stellung des Magnetventils 24 steht der Kanal 23, der mit dem Bremsbetätigungsorgan 100 verbunden ist, ferner mit einem Kanal 37 in Verbindung, welcher über eine öffnung 38 mit einem Zylinder 28 verbunden ist, in welchem ein Kolben 39 gleitbar ist, dessen eines, Ende 40a am Ventilverschlußstück 40 anliegt, welches gegen das Ende 40a durch eine Schwache Feder 41 belastet ist. Die Feder 41 stützt sich unter Druckvorspannung zwischen dem Verschlußstück 40 und der perforierten Scheibe 27a ab. Das andere Ende des Kolbens ist mit einem erweiterten Kopf 42 ausgebildet, der gegen die Innenseite des Endes einer Hülse 4 3 anliegt, welche mit einem ringförmigen radialen Flansch 43a ausgebildet ist, der gegen eine Wand 44 des Verteilers durch eine Feder 145 von hoher

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Federsteifigkeit gehalten wird. Die Feder 145 steht unter Druckvorspannung zwischen dem Flansch 43a und dem Grund eines Napfes 146, welcher an den Körper des Verteilers durch Schrauben 147 angeschraubt ist.

Das Druckmittel kann aus dem Kanal 37 durch die öffnung 3 8 frei in den Zylinder 28 strömen, da der Kolben 39 in diesem Teil des Zylinders einen Durchmesser hat, der kleiner als derjenige des Zylinders 28 ist« Das Druckmittel kann daher auf die Ringflächen 39a des erweiterten Kopfes 42 des Kolbens 39 wirken·

Ein normales Bremsen, d.h, wenn die Gleitschutzregeleinrichtung 103 während des Bremsvorgangs nicht in Tätigkeit tritt, hat eine Druckerhöhung in der Leitung 14 infolge der Betätigung der Druckquelle 10 unter der Steuerung des Pedale 16 zur Folge, Druckmittel tritt daher in den Verteiler 20 durch die öffnung 21 und das Drosselorgan 22 ein und gelangt durch den Kanal 23 des Magnetventils 24 nur Leitung 101, was eine allmähliche Druckerhöhung am Bremsbetätigungsorgan 100 zur Folge hat. Gleichzeitig nimmt das Druckmittel über die Leitungen 24a und 37 seinen Weg durch die öffnung 38 und wirkt auf die ringförmige Fläche 39a des Kopfes 22 des Kolbens 39, Wenn der Druck des Druckmittels auf die Fläche 39a, der gleich dem auf das Brems betätigungsorgan 100 ausgeübten Druck ist, unterhalb

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eines Schwellenwertes bleibt, der durch die Steifigkeit der Feder 145 bestimmt wird, ist die Veränderung des Bremsdruckes wie in Fig. 4 durch die Linie AB gezeigt·

Wenn das Pedal 16 freigegeben wird, kehrt das Druckmittel auβ dem Bremsbetätigungsorgan 100 über die Leitung 101, das Magnetventil 24, den Kanal 23, das Drosselorgan 22, die öffnung 21, die Leitung 14 zur Druckmittelquelle 10 und über die Leitung 12 zum Behälter 11 zurück. Der Druck verringert sich daher mit einer ähnlichen Geschwindigkeit wie die, mit welcher der Druck beim Anziehen der Bremsen zunahm, wie durch die Linie BC in Fig· 4 gezeigt·

Wenn während eines Bremsvorgangs der Druck des Druckmittels auf d*s Bremsbetätigungsorgan 100 und damit auch auf die Fläche 39a dee Kopfes 4.2 des Kolbens 39 den mit p_o bezeichneten Schwellenwert der Feder 145 übersteigt, der beispielsweise bei etwa 25 Atmosphären liegen kann, wird durch den Druck des Druckmittels auf den Kopf 42 der Kolben 39 nach unten (gesehen in Fig. 2) entgegen der Wirkung der Feder 145 gedrückt. Durch diese Bewegung des Kolbens 39 wird das Fassungsvermögen des Zylinders 28 wirksam erweitert, so daß dieser teilweise als Dämpfungszylinder arbeitet« Gleichzeitig ermöglicht die Bewegung des Kolbens 39, daß das Ventilverschlußstück 40 durch die Feder 41 so bewegt wird, daß die ringförmige Kammer

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geschlossen wird« Daher nimmt der Bremsdruck, nachdem er in der gleichen Weise wie beim normalen Bremsen auf den Druck p_o zugenommen hat, wie durch die Linie DE in Fig« H gezeigt, nachfolgend oberhalb dieses Druckes mit einer geringeren Geschwindigkeit zu, wie durch die Linie EF in Fig. if gezeigt.

Wenn die Bremse gelöst wird, kehrt das Bremsmittel in der gleichen Weise wie vorangehend beschrieben zurück und fällt der Druck ab, wie durch die Linie FG in Fig* 4 gezeigt« Wenn der Druck unter den Schwellenwert p_Q der Feder 145 abfällt, bewegt die Kraft der letzteren den Kolben 39 und die Hülse 4 3 in die ursprüngliche Stellung zurück«

Wenn die Gleitschutzregeleinrichtung 103 beim Bremsen in Tätigkeit tritt, wird der Verteiler 20 in einer von zwei verschiedenen Arten je nachdem wirksam, ob der Bremsdruck höher als der Schwellenwert ρ ist. Der Druck ρ ist so gewählt, daß er höher als der Bremsdruck ist, der normalerweise erforderlich ist, um die Räder des Fahrzeugs beim Bremsen über Flächen geringe*· Haftung, wie nasse oder eisige Flächen, zum Gleiten zu bringen« Diese Eichung muß natürlich für den Typ des Fahrzeugs bestimmt werden, das mit der Gleitschutzeinrichtung ausgerüstet werden soll«

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Wenn der Bremsdruck unterhalb des Schwellenwertes ρ liegt und das tachometrische Organ 104 einen Zustand beginnenden Blockierens des Rades anzeigt, arbeitet der Verteiler wie folgt: Die Regeleinrichtung 10 3 gibt ein Signal an die Magnetspulen der Ventile 24, 45 ab, wodurch die beiden Ventile in ihre zweiten Stellungen gebracht werden, wobei durch die Bewegung des Ventils 24 die Kanäle 23 und 24a geschlossen werden und der Kanal mit der Leitung 101 verbunden wird, so daß das Druckmittel aus dem Bremsbetätxgungsorgan 100 über das Magnetventil 24, den Kanal 25, den Kanal 26, die obere Kammer 27, den ringförmigen Kanal 29, die Ringkammer 30 und über den Kanal 31 zum Verdrängungskanal 32 und damit zum Behälter 11 austritt. Der Durchlaß durch das Magnetventil 45 von dar Leitimg 46 zur Leitung 47 wird in der Tat durch das Signal aus der Gleitschutzregeleinrichtung unterbrochen, jedoch wird hierdurch der Druckaustritt in diesem Falle nicht beeinträchtigt, welcher Austritt daher in direkter Weise stattfindet, wie durch die Linie LM in Fig. 5 gezeigt.

Wenn ein Blockieren des Rades beim Bremsen stattfindet und der Druck auf die Bremsen den Eichschwellenwert p_o der Feder 145 überschreitet, arbeitet der Verteiler in anderer Weise, wie nachfolgend beschrieben. Wie er-

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wähnt, wird der Kolben 39 abwärts bewegt, wenn der Druck ρ überschritten wird und verschließt das Ventilverschlußstück 40 die ringförmige öffnung 29,

Wenn die Gleitschutz-Regeleinri-chtung 103 in Tätigkeit tritt, wird der Bremsdruck in die Kammer 2 7 abgeleitet, jedoch gelangt, da die direkte Verbindung mit dem Verdrängungskanal 32 nun durch das Ventxlverschlußstück 10 unterbrochen ist, das Druckmittel zur Dämpfungseinrichtung, welche durch das Kissen 34 gebildet wird, und füllt die Kammer, in der sich das Letztere befindet. Dies hat einen raschen Druckabfall um einen gegebenen Teilbetrag im Bremsdruck zur Folge, Das Druckmittel tritt daher durch das Drosselorgan 33 zum Behälter 11 über den Kanal 3 2 aus, wie vor.

Der Druck fällt daher ab, wie durch die Linie QR in Fig.5 gezeigt, bis er den Schwellenwertdruck ρ erreicht, welcher der Eichschwelle der Feder 145 entspricht. Die Feder streckt sich daher und drückt den Kolen 39 nach oben, so daß das Verschlußstück 40 erneut geöffnet und wieder eine unmittelbareVerbindung zwischen der Kammer 27 und dem Verdrängungskanal 32 aufgenommen wird. Vom Punkt R in Fig. 5 ab nimmt der Bremsdruck wieder es:treia rasch ab_$ wie durch die Linie RS gezeigt»

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Es kommt natürlich bei beiden Betriebsarten oft vor, daß die Ableitung des Bremsdruckes durch die Gleitschutzregeleinrichtung nicht so lange andauert, bis ein vollständiges Lösen des Bremsdruckes erhalten wird, wie in den Zeichnungen gezeigt, da, wenn das Rad nicht mehr
in Gefahr ist, zu gleiten, das Steuersignal zu den Magnetventilen 2 4 und 45 unterdrückt wird und die anfänglichen Bedingungen wieder hergestellt werden. Das Bremsen kann daher jederzeit nach dem anfänglichen Tätigwerden der Gleitschutaeinrichtung wieder aufgenommen
werden«

Bei der aweiten Betriebsart ermöglicht die Unterbrechung des Steuersignals durch die Gleitschutzregeleinrichtung und das erneute Öffnen des Ventils 45, daß das Druckmittel in der Kammer· 8Ha mit dem Dämpfungskissen 34 durch die . perforierte. Zwischenwand 27a der Kammer 27, die Leitung 46_s das Ventil 45 ₃ die Leitung 47 und den Verdrängungskanal 5 2 zum Behälter 11 austritt*

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Claims

Patentansprüche ;

(_ 1, Hydraulischer Verteiler für Blockierregelsysteme bzw.

Ieitschutzeinrichtungen für Kraftfahrzeuge, mit einer Einlaßöffnung zur Verbindung mit einer Druckmittelquelle, einer Auslaßöffnung zur Verbindung mit eirs» Radbremse, einer Verdrängungsöffnung zur Verbindung mit einem Druckmittelbehälter, und einem Steuereingang zur Verbindung mit einer Gleitschutzregeleinrichtung, die in Tätigkeit tritt, wenn sich das gebremste Rad in einem beginnenden Blockierzustand"befindet, um ein Signal an den Steuereingang des Verteilers abzugeben, gekennzeichnet durch einen Kolben (39), der in der einen Richtung längs eines Zylinders (28) durch eine Feder (145) von bestimmter Steifigkeit zu einer ersten Stellung belastet und in eine zweite Stellung beweglich ist, wenn der Bremsdruck die erwähnte bestimmte Steifigkeit der Feder (1H5) überwindet, eine Kammer (27), die mit der Verdrängungsöffnung (32) in Verbindung steht, ein Ventilverschlusstück (40), das durch eine Belastungsfeder (41) zum Schliessen der Verbindung zwischen der Kammer (27) und der Verdrängungsöffnung (32) beweglich ist und in einer solchen Stellung gehalten wird, daß die erwähnte Verbindung durch den Kolben

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(39) in dessen erster Stellung ermöglicht wird, ein erstes Ventil (24), das durch eine Magnetspule gesteuert wird, mit dem Steuereingang (42) verbunden ist und normalerweise eine Verbindung zwischen der Einlaßöffnung (21), der Auslaßöffnung (32) und dem Zylinder (28), in welchem der Kolben (39) gleitbär ist, ermöglicht, und in Tätigkeit tritt, um die erwähnten Verbindungen zu unterbrechen und eine Verbindung zwischen der Auslaßöffnung (32) und der erwähnten Kammer (27) bei der Erregung der Magnetspule herzUEteIlen, eine Dämpfungseinrichtung (34, 34a, 27a) in unmittelbarer Verbindung mit der Kammer (27) und in gedrosselter Verbindung mit der Verdrängungsöffnung (32), ein zweites Ventil (45), welches durch eine Magnetspule gesteuert wird, mit dem Steuereingang in Verbindung steht, normalerweise eine unmittelbare Verbindung zwischen der Kammer (27) und der Verdrängungs· öffnung (32) zuläßt und bei der Erregung der Magnetspule in Wirkung tritt, um eine solche Verbindung zu verhindern·
2. Hydraulischer Verteiler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Drosselorgan (22) zwischen der Einlaßöffnung (21) und dem ersten Ventil (24). 209852/0771

3» Hydraulischer Verteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (27a, 34, 31a) eine Kammer (3Ha) aufweist, die ein mit einem kompressiblen Medium gefülltes Kissen (34) enthält.

4· Hydraulischer Verteiler nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (39) so angeordnet ist, daß er den Zylinder (28), innerhalb welchem er sich befindet, erweitert, wenn er sich aus seiner ersten Stellung in seine zweite Stellung bewegt, wodurch der Druck des Druckmittels, der die Bewegung verursacht, teilweise absorbiert wird.

Für: FIAT Societa per Azioni

PATENTANWÄLTE

DIL-IIMI. H. FINCKE, DIPL.-ING. H. »OH* «PL-WiO.». 8TAiOtK

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