DE2406586B2

DE2406586B2 - Blockiergeschützte Druckluft-Bremsanlage

Info

Publication number: DE2406586B2
Application number: DE2406586A
Authority: DE
Inventors: Thomas Gordon Birmingham Lawson (Ver. Koenigreich)
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1973-02-13
Filing date: 1974-02-12
Publication date: 1980-03-06
Also published as: US3907379A; AR201940A1; BR7401031D0; GB1460146A; DE2406586A1; FR2217193A1; JPS49112073A; FR2217193B1; JPS53475B2

Description

Die Erfindung betrifft eine blockiergeschützte Druckluft.-Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Bremsanlage dieser Art (DE-OS 21 23 647) ist das erste Ventil normalerweise, das heißt bei gelöster Bremse, und bei betätigter Bremse ohne drohenden Blockierzustand, offen. Die andere Seite der üeweglichen Wand steht mit dem an die Drjckluftquelle angeschlossenen Einlaß in Verbindung.

Wird bei der bekannten Bremsanlage das erste Ventil beim Auftreten eines Blockierzustandes geschlossen, so fühlt die andere Seite der beweglichen Wand lediglich den Einspeisedruck im Einlaß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsanlage der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, mit der die Ansprechzeit der Bremsanlage verkürzt wird.

Zur Lösung dieser Aufgs.be dienen die Merkmale des Anspruchs i.

Bei der Bremsanlage nach der Erfindung ist das erste Ventil bei gelöster Bremse geschlossen, und die andere Seite der beweglichen Wand ist ständig mit der Hochdruckkammer des Bremszylinders in Verbindung. Bei der Bremsanlage nach der Erfindung wird also der Druck in der Hochdruckkammer des Bremszylinders zum Steuern des Öffnens und Schließens der ersten und zweiten Ventile herangezogen. Dies führt zu einem wirkungsvolleren Betrieb der Bremsanlage bei drohendem Blockiei zustand. Wenn nämlich nach Empfangen eines Blockiersignals sich die bewegliche Wand zum Schließen des ersten Ventils und öffnen des zweiten Ventils verlagert hat, wird einer erneuten Bewegung der beweglichen Wand in Gegenrichtung zum erneuten Betätigen der Bremsen durch den Druck in der Hochdruckkammer entgegengewirkt. Die Geschwindigkeit des Wiederanlegens der Bremse hängt vom Druck im Bremszylinder ab. was wegen der kürzeren erzielbaren Ansprechzeit günstig ist.

Bei einer blockiergeschütztcn Druckluft-Bremsanlage ist bekannt (DE-AS 20 33 108), drei Ventile vorzusehen, von denen zwei durch einen einzigen Solenoid gesteuert sind. Die dritte Ventilanordnung hat eine druckempfindliche, bewegliche Wand, welche eine einzige Ventilöffnung steuert.

Im Gegensatz dazu steuert die druckempfindliche, bewegliche Wand gemäß der Erfindung das zweite und das erste Ventil. Vorteilhaft ist, wenn der zweite Ventilsitz im ersten Ventil ausgebildet ist, und das erste Ventil und das zweite Ventil relativ zueinander verstellbar sind.

Die bewegliche Wand kann eine am zweiten Ventil befestigte Membran sein.

Vorzugsweise ist die wirksame Fläche der einen Seite der Membran größer als diejenige der anderen Seite und befindet sich im Abstand vom ersten Ventil.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Niederdruckkammer des Bremszylinders eine an die Außenluft angeschlossene Drosselstelle aufweist. Diese Ausbildung hat gegenüber einer Bremsanlage, bei der Luft aus dem Bremszylinder rasch abgelassen wird, den Vorteil, daß bei Betätigen des Blockierschutzes die Luftzufuhr zur Hochdruckseite des Bremszylinders unterbrochen wird und die beiden Seiten des Bremszylinders miteinander verbunden werden, so daß der Druck über der beweglichen Wand ausgeglichen und die Bremskraft herabgesetzt wird.

Die Ansprechzeit der Bremsanlage ist daher verkürzt. Sobald der Blockierschutz zum erneuten Spannen der Bremse die Verbindung zwischen der Druckluftquelle und dem Bremszylinder unterbrich;, wirk! der Luftdruck

gegen den Druck der Luft auf der Niederdruckseite des oremszylinders, so daß der an der Bremse erzeugte wirksame Druck niedriger als beim anfänglichen Anlegen der Bremse ist.

Außerdem kann dafür Sorge getragen sein, daß der Druck auf der Niederdruckseite des Bremszylinders auf das erste und das zweite Ventil zurückwirkt. Dieser »Rückdruck« äußert sich dadurch, daß er dem auf die bewegliche Wand wirkenden Druck entgegenwirkt und das Bestreben hat, das zweite Ventil zu schließen und to das erste Ventil zu öffnen, und auf diese Weise das erneute Anlegen der Bremse zu verzögern, nachdem das erste Ventil während eines drohenden Blockierens geschlossen wurde.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer i^r> schematischen Zeichnung zweier Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine in eine Bremsanlage eingeschaltete Regelventilanordnung, und

Fig. 2 eine Fig. 1 ähnliche Ansicht einer Ventilan- -'" Ordnung in abgewandelter Ausbildungsform.

Die Regelventilanordnung weist ein Gehäuse auf, das in der Hauptsache aus drei miteinander zusammenfügbaren Gehäuseteilen 1, 2 und 3 zusammengesetzt ist. Das mittlere Gehäuseteil 2 weist einen zentralen Steg 4 -^r> auf, der einen oberhalb von ihm angeordneten Acslaß 6 von einem unterhalb von ihm und an einer dem .·'· uslaß gegenüberliegenden Seite angeordneten Einlaß 5 trennt. Von einem nach unten ragenden, ringförmigen Teil des Steges 4, der eine den Steg durchsetzend? <" Öffnung umschließt, ist ein Ventilsitz 7 gebildet, mit dem ein zylindrisches Ventil 8 zusammenwirkt, welches in einer Axialbohrung 9 im unteren Gehäuseteil 1 verschieblich und unter Abdichtung geführt ist. Vom unteren Ende der Axialbohrung 9 geht in Querrichtung i> ein zweiter Auslaß 10 ab. Vom oberen Ende des Ventils 8 geht in radialer Richtung ein Flansch 11 aus, der dazu dient, über der Ooerseite des Ventils ein ringförmiges Dichtglied 12 festzuhalten. Eine im Ventil 8 ausgebildete Axialbohrung 13 weist eine Bohrungserweiterung 14 auf, wobei eine Schulter am Durchmesserübergang eine Feder 15 abstützt, welche zwischen dem Ventil 8 und der Wand des Gehäuses wirksam ist und normalerweise das Dichtglied 12 zur Anlage am Sitz 7 drängt.

Ein die Axialbohrung 13 umschließender, ringförmi- -i^r> ger Teil des Dichtgliedes 12 bildet einen Sitz für einen nach unten ragenden, ringförmigen Rand 16, der vom Absperrglied 17 eines zweiten Ventils 18 ausragt, welches von einer flexiblen Membran 19 getragen ist, die zwischen Anschlußflächen der Gehäuseteile 2 und 3 w abdichtet. Auf diese Weise regelt das zweite Ventil 18 Strömung zwischen dem ersten Auslaß 6 und dem zweiten Auslaß 10.

Eine Ausnehmung in der benachbarten Wand des oberen Gehäuseteils 3 bildet eine über der Membran ^r>^r> liegende Kammer 20. Von dieser aus führt ein in der Seitenwand des Gehäuseteils 3 ausgebildeter Kanal 21 zu einer nach innen weisenden Ausnehmung 22. Eine in deren Basis ausgebildete Öffnung 23 führt zu einem zweiten Kanal 24, der sich durch beide Gehäuseteile 3 «> und 2 erstreckt und an dem Einlaß 5 angeschlossen ist. Die offene Seite der Ausnehmung 22 ist mit einem Stopfen 25 verschlossen, der abdichtend an den Seiten der Ausnehmung anliegt. Eine im Stopfen ausgebildete Axialbohrung 26 weist eine Bohrungserweiterung 27 ^ auf, deren Ende einen Sitz für ein Ventil 28 bildet, das von einer die Axialbohrung 26 durchdringenden Stange 29 getragen ist. Die Stange 23 ist mit einer Magnetvorrichtung 30 betätigbar, die im oberen Gehäuseteil 3 aufgenommen ist. Die Stange 29 ist von einer Feder in der Weise belastet, daß das Ventil 28 normalerweise am Sitz im Stopfen 25 anliegt. Durch Erregen des Magneten ist das Ventil zur Anlage an einem Sitz drängbar, der die Öffnung 23 umschließt. Ein im Stopfen 25 ausgebildeter, radial verlaufender Kanal 3t führt von der Bohrungserweiterung 27 zu einem ans Freie angeschlossenen Raum im Gehäuse. Der Einlaß 5 ist daher normalerweise mit der Kammer 20 verbunden. Bei Erregung des Magneten wird die Kammer 20 jedoch vom Einlaß getrennt und ins Freie entlüftet.

In einer Fahrzeug-Druckluft-Bremsanlage mit Blokkierschutz ist ein Druckluftbehälter 32 über ein pedaJbetätigtes Bremsventil 33 an den Einlaß 5 der Ventilanordnung angeschlossen und der Auslaß 6 mit der Hochdruckseite eines schematisiert gezeichneten Membran-Bremszylinders 34 verbunden. Der Auslaß 10 ist an die Unterdruckseite des Bremszylinders angeschlossen, der eine ins Freie führende Drosselstelle 35 aufweist. Die Magnetvorrichtung 30 ist mit einem Fühler 36 verbunden, der die Verzögerung des abgebremsten Rades abtastet und bei einer einen vorbestimmten Wert übersteigenden Verzögerung ein elektrisches Signal zum Erregen des Magneten erzeugt.

Das erste Ventil 8 ist normalerweise geschlossen, so daß zwischen dem Einlaß 5 und dem Auslaß 6 keine Verbindung besteht. Sobald jedoch dem Einlaß über das Bremsventil Druckluft zugeführt wird, wirkt diese über die Kanäle 24 und 21 auf die Membran 19, um das zweite Ventil 18 zur Anlage am ersten Ventil zu drängen, das gegen die Wirkung der Feder 15 vom Sitz 7 weg bewegt wird. Somit kann Druckluft an der Hochdruckseite des Bremszylinders 34 zum Anlegen der Bremse eintreten. Die Unterseite der Membran 19 ist mil dem Zuleitungsdruck beaufschlagt, da jedoch die Fläche der Membranoberseite aufgrund des zentral angeordneten Ventils 18 größer ist, ist eine nach unten gerichtete Überschußkraft wirksam.

Wird die Magnetvorrichtung 30 aufgrund eines einen Blockierzustand anzeigenden Signals erregt, wird die Kammer 20 entlüftet und die an der Membran angreifende Überschußkraft wirkt nach oben, so daß das erste Ventil sich schließen kann und dann das zweite Ventil geöffnet wird. Dadurch wird die Zufuhr von Druckluft zum Bremszylinder unteibrochen und dessen Hochdruck- und Niederdruckseiten miteinander verbunden. Es kommt zu einem Druckausgleich über der Membran und auf diese Weise zu einer Herabsetzung des Bremsdruckes. Sobald das Blockiersignal aufgehoben wird, wird die Membran 19 erneut mit Zuleitungsdruck beaufschlagt, der nunmehr jedoch dem im Bremszylinder verbliebenen und über der ganzen Fläche der Membran wirksamen Druck entgegenwirken muß. Die Größe der Drosselstelle 35 ist so gewählt, daß die Geschwindigkeit, mit der sich der Druck an der Niederdruckseite des Bremszylinders abbaut, niedrig ist im Vergleich mit der Geschwindigkeit des Druckaufbaues nach öffnen des zweiten Veniils, so daß am Ende eines Blockiersignals der Druck im Bremszylinder etwa 50% des Zuleitungsdruckes betragen kann. Das zweite Ventil schließt sich verhältnismäßig rasch, während das erste Ventil aufgrund dieses Rückdruckes sich nicht so rasch und auch nicht so weit wie normal öffnet. Der Druckabfall am Ventil ist größer als normal, so daß der den Bremsen zugeführte Druck niedriger ist als normal. Außerdem muß dieser verringerte Zuleitungsdruck

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verbliebenen Druck wirken. Die Geschwindigkeit, mit der an der Drosselstelle 35 Luft austritt, nimmt nicht linear mit dem Druckanstieg auf der Hochdruckseite des Bremszylinders zu, so daß Verstellen der Membran die Niederdrucksei'.a zusammendrückt, um den Druckunterschied über der Membran zu verringern. Aus diesen beiden Wirkungen ergibt sich beim zweiten Arbeitsspiel der Blockierschutzeinrichtung ein stark herabgesetzter Bremsdruck. Entsprechende Verringerungen der wirksamen Bremsdrücke stellen sich beim dritten und den nachfolgenden Arbeitsspielen ein, solange wie die Blockierzustände anhalten.

Benutzt man den Druck auf der Niederdruckseite des Bremszylinders dazu, dem Öffnen des ersten Ventils entgegenzuwirken, so ergeben sich die folgenden Wirkungen

1) Die Verzögerungsdauer beim Öffnen des ersten Ventils ist abhängig von der Größe dieses Rückdruckes. Ist daher der Rückdruck groß, beispielsweise beim Gleiten oder Blockieren auf Eis, wären die beiden Seiten des Bremszylinders während einer beträchtlichen Zeitspanne miteinander verbunden, das öffnen des ersten Ventils wird stärker verzögert als bei niedrigem Rückdruck.

2) Sobald das erste Ventil sich öffnet, wird bei Betätigen des Bremszylinders der Rückdruck erhöht, um das öffnen des Ventils zu verlangsamen, d. h. die Geschwindigkeit, mit der der Druckunterschied über der Bremszylindermembran ansteigt, wird verringert.

3) Über aufeinanderfolgende Arbeitsspiele kommt das öffnen des ersten Ventils bei einem Druck unterhalb des Zuleitungsdruckes zur Ruhe. Bei diesem Gleichgewichtsdruck ist die Geschwindig keit der in den Bremszylinder eintretenden Lufi gleich der Luftaustrittsgeschwindigkeit an de Drosselstelle 35.

Der Vorteil einer Herabsetzung des in Blockierzuständen verfügbaren Bremsdruckes besteht darin, daß erneutes Gleiten oder Blockieren infolge zu starke Druckbeaufschlagung des Bremszylinders nach de einmal erfolgten Erniedrigung des Bremsdrucke ίο weniger wahrscheinlich ist. Auch muß in nachfolgenden Arbeitsspielen weniger wirksamer Bremsdruck abge baut werden, so daß die Ansprechzeit der Bremsanlage verkürzt und der Luftverbrauch während des Betriebe· der Blockierschutzeinrichtung verringert ist. Die Brems anlage geht rascher auf normalen Bremsbelrieb zurück als eine Anlage, bei der das Druckmittel einfach abgelassen wird.

Bei einigen Fahrzeugen befinden sieh der Luftver dichter und der Luftbehälter 32 am hinteren, da Bremsventil am vorderen Fahrzeugende, so daß be nahe eines Hinterrad-Bremszylinders angeordnete Ventilanordnung die Zuleitung zum Bremszylinde nahezu das Zweifache der Fahrzeuglänge beträgt. E hat sich daher als vorteilhaft herausgestellt, der Behälter unmittelbar an die Ventilanordnung anzuschließen, woraus sich eine beträchtliche Verringerung des bei einer Bremsbetätigung zu bewegenden Luftvolumens ergibt.

Eine für uiesen Anwendungsfall abgewandelte Ventil anordnung zeigt F i g. 2. Die öffnung 23 ist weggelassen und über einen im Gehäuseteil 3 ausgebildeten dritter Einlaß 37 läßt sich das Bremsventil 33 unmittelbar an die Ausnehmung 22 anschließen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Blockiergeschützte Druckluft-Bremsanlage mit einem Bremszylinder, in dem Hochdruck- und Niederdruckkammern von einer beweglichen Wand zum Spannen der Bremse voneinander getrennt sind, mit einem pedalbetätigbaren Bremsventil zum Steuern des Luftstromes von einer Druckluftquelle zur Hochdruckkammer des Bremszylinders, weiterhin mit einer Regelventilanordnung mit einem an die Druckluftquelle angeschlossenen Einlaß, einem an die Hochdnickkammer angeschlossenen ersten Auslaß und einem an die Niederdruckkammer angeschlossenen zweiten Auslaß, einem ersten Ventil zum Regeln der Strömung durch einen ersten Ventilsitz zwischen dem Einlaß und dem eisten Auslaß, einem zweiten Ventil zum Regeln der Strömung durch einen zweiten Ventilsitz zwischen dem ersten und dem zweiten Auslaß, und einer druckempfindlichen Einrichtung zum Steuern des ersten und des zweiten Ventils, sowie mit einem dritten Ventil zum Regeln des auf die eine Seite der druckempfindlichen beweglichen Wand wirkenden Druckes in Abhängigkeit von Signalen eines auf die Verzögerung eines abgebremsten Rades ansprechenden Fühlers, wobei bei Eintreten eines Blockierzustandes das erste Ventil sich schließt und das zweite Ventil sich öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil (8) bei gelöster Bremse von einer Feder (15) geschlossen gehalten ist, daß die andere Seite der beweglichen Wand (19) ständig mit der Hochdruckkammer des Bremszylinders (34) verbunden ist, und daß die Anordnung so getroffen ist, daß beim Betätigen der Bremse die eine Seite der beweglichen Wand mit der Druckluftquelle (32) verbunden v/ird, um das zweite Ventil (18) zu schließen und das erste Ventil (8) zu öffnen.

2. Bremsanlage nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ventilsitz (13) im ersten Ventil (8) ausgebildet ist, und daß das erste und das zweite Ventil (8, 18) relativ zueinander verstellbar sind.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Wand (19) eine am zweiten Ventil (18) befestigte Membran ist.

4. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Fläche der einen Seite der Membran (19) größer ist als diejenige der anderen Seite und sich im Abstand vom ersten Ventil (8) befindet.

5. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederdruckkammer des Bremszylinders (34) eine an die Außenluft angeschlossene Drosselstelle (35) aufweist.

6. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsventil (33) dem Einlaß (5) vorgeschaltet ist und daß der Einlaß (5) über das dritte Ventil (23) mit der einen Seite der beweglichen Wand (19) in Verbindung steht.

7. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsventil (33) über das dritte Ventil (28) an die eine Seite der beweglichen Wand (19) angeschlossen ist.

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