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Anlage zur Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung Bremblockierßchut
z-Einrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Blockierschutz-Einrichtung für
Kraftfahrzeuge mit einem fußbetätigten Bremsventil, von dem eine mit einer Verzweigungsstelle
versehene Bremsleitung über je ein Blockierschutz-Steuerventil zu einem auf der
linken und einem auf der rechten Fahrzeugseite angeordneten Radbremszylinder geführt
ist.
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Eine derartige Einrichtung ist bekannt. Fahrzeuge tn;t Einzelradregelung
ermöglichen meist eine volle Ausnutzung der Reibungshaftwerte, ohne das die Fahrstabilität
darunter leidet. Es gibt jedoch Fahrzeuge, bei denen ein extremer Fahrbahnzustand
mit z.B. auf der einen Seite Schneematsch und auf der anderen Seite trockener Asphalt
zu einem kritischen Fahrzustand führt. Dies gilt besonders für Fahrzeuge mit kurzem
Achsabstand also z.B. für Sattelzüge oder dergleichen. Bei solchen Fahrzeugen kann
bei einem extremen Fahrbahnzustand bei voller Ausnutzung der Haftwerte der notwendige
Gleichgewichtszustand auch durch weitere Vergrößerung des Lenkeinschlags nicht mehr
erreicht werden. Das Fahrzeug dreht sich um die Hochachse und ist völlig instabil.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine nur begrenzte
Ausnutzung des Bremskraftwertes die maximale Seitenführungskraft zu erhalten und
dadurch einen fahrstabilen Zustand sicherzustellen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in die
Verzweigungsstelle der Bremsleitung ein Differenzdruckventil eingesetzt ist, das
zwe-i Kolbenglieder und je einen mit einem Kolbenglied verbundenen Schließkörper-eines
SchlieR-ventiles für den Leitungsdurchgang durch die Bremsleitung hat und daß jedes
Kolbenglied in Schließrichtung des Bremsleitungsdurchgangs dem blockiergeregelten
Bremsdruck der eigenen und in öffnungsrichtung dem blockiergeregelten Bremsdruck
der anderen Fahrzeugseite unterliegt.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und zwar zeigen:
Fig. 1 ein schematisch dargestelltes Fahrzeug in
einem kritischen Fahrzustand, Fig. 2 die dabei im Schwerpunkt S wirkenden Kräfte,
Fig. 3 ein Schema einer Bremsanlage mit einem Differenzdruckventil, Fig. 4 eine
erste Ausführung eines Differenzdruckventils, Fig. 5 ein Diagramm über die begrenzte
Ausnutzung des Bremskraftwertes und die Fig. 6-10 Varianten des Differenzdruckventils
nach der Fig. 4.
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In der Fig. 1 ist ein 4-Rad-Fahrzeug dargestellt, das sich auf einer
Fahrbahn befindet, die auf einer Fahrbahnseite 1 Schneematsch und auf der anderen
Fahrbahnseite 2 trockenen Asphalt aufweist. Demnach ist der Reibwert auf der Fahrbahnseite.
2 groß und auf der Fahrbahnseite 1 klein. Das Fahrzeug hat einen verhältnismäßig
kurzen Radabstand. Beim Bremsen tritt ein kritischer Fahrzustand ein, wie aus den
eingezeichneten Kräften durch die verschiedenen Längen der Pfeile zu erkennen ist,
wobei die großen Pfeile 3 und 4 für die Bremskraft und die großen Pfeile 5 und 6
für die Seitenführungskraft auf der trockenen Fahrbahnseite 2 und die kleinen Pfeile
7 und 8 für die Bremskraft und die kleinen Pfeile 9 und 10 für die kleine Seitenführungskraft
auf der Schneemcstsch-Fahrbahnseite 1 bestimmt sind. In der Fig. 2 sind die resultierenden
Kräfte dargestellt, die im Schwerpunkt S angreifen. Dabei ist mit BV die resultierende
Bremskraft, mit Sv die resultierende Seitenführungskraft an der Vorderachse und
mit BH bzw. 5H die entsprechende Kraft an der Hinterachse bezeichnet, die im Abstand
1V bzw. 1H vom Schwerpunkt S entfernt sind.
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Die Fig. 3 zeigt ein Schema einer Bremsanlage mit einem Bremsventil
11, das in einem Behälter 12 gespeicherte Druckluft in eine Bremsleitung 13 einsteuert.
In der Bremsleitung 13 liegt
eine Verzweigungsstelle 14, die in
einem Differenzdruckventil 15 vorgesehen ist. Vom Differenzdruckventil 15 sind zwei
Bremsleitungszweige 16 und 17 über je ein Blockierschutz-Steuerventil 18 und 19
zu je einem Bremszylinder 20 und 21 geführt, von denen der Bremszylinder 20 auf
der linken und der Bremszylinder 21 auf der rechten Fahrzeugseite angeordnet ist.
Nach jedem Blockierschutz-Steuerventil 18 und 19 ist eine Rückmeldeleitung 22 bzw.
23 für den in den jeweiligen Bremszylinder eingesteuerten Bremsdruck abgezweigt,
die zu dem Differenzdruckventil 45 zurückführt.
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Eine erste Ausführung eines Differenzdruckventils ist in der Fig.
4 im Schnitt dargestellt. Hier sind in einem Gehäuse zwei Kolbenglieder 24 und 25
parallel nebeneinander angeordnet. Jedes Kolbenglied 24 bzw. 25 unterliegt auf seiner
Oberseite dem Druck in der ihm zugeordneten Rückmeldeleitung 22 bzw. 23, der in
einer Kammer 26 bzw. 27 wirksam ist. Auf seiner Unterseite jedoch ist jedes Kolbenglied
24 bzw. 25 dem Druck in der jeweils anderen Rückmeldeleitung ausgesetzt, der in
einer Kammer 28 bzw. 29 über eine Kreuzleitung 31 bzw. 32 wirksam ist.
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Die Bremsleitung 13 führt.in das Differenzdruckventil 15 hinein bis
zu der Verzweigungsstelle 14 und geht von dort über je ein Schließventil 33/34 bzw.
35/36 in die Bremsleitungszweige 16 und 17 über. Jedes Schließventil 33/34 bzw.
35/36 hat einen Ventilsitz 33 bzw. 35, der durch einen Schließkörper 34 bzw. 36
abgedeckt werden kann. Jeder Schließkörper 34 bzw.
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36 sitzt am Ende einer Kolbenstange 37 bzw. 38, die am Kolbenglied
24 bzw. 25 befestigt ist. Je eine in der Kammer 28 bzw.
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29 angeordnete Feder 39 bzw. 40 ist bestrebt, den Schließkörper 34
bzw. 36 von seinem Sitz 33 bzw. 35 fernzuhalten, damit der Bremsleitungsdurchgang
gewöhnlich offen ist. Die Kammern 28 und 29 sind von dem~Bremsleitungsdurchgang
durch je eine
Ringdichtung 41 bzw. 42 getrennt. Jedes Schließventil
33/34 bzw. 35/36 ist in Rückflußrichtung durch ein Rückschlagventil 43 bzw. 44 umgehbar.
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Das beschriebene Differenzdruckventil 15 arbeitet wie folgt: Beim
gewöhnlichen Bremsen bleibt das Differenzdruckventil 15 in seiner Ausgangslage.
Auch beim gewöhnlichen, blockiergeschützten Bremsen ändert sich im Differenzdruckventil
15 -nichts, weil die Drücke unter und über den Kolbengliedern 24 und 25 gleich sind.
Wenn jedoch eines der beiden Blockierschutz-Steuerventile 18 und 19 einen höheren
Druck einsteuert als das andere Blockierschutz-Steuerventil, so wird die Druckgleichheit
an den Kolbengliedern 24 und 25 aufgehoben.
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Ist beispielsweise der höhere Bremsdruck auf der linken Fahrzeugseite
eingesteuert, so bewegt bei einer bestimmten Druckdifferenz der überwiegende Druck
in der Kammer 26 gegenüber der Kammer 28 das Kolbenglied 24 nach unten, und das
Schließventil 33/34 riegelt den Brems-Leitungsdurchgang ab.
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Dadurch wird der Bremsdruck auf der linken Fahrzeugseite so begrenzt,
wie es in dem Diagramm nach der Fig. 5 dargestellt ist. Dabei ist auf der Ordinate
der Haftwert-und auf der Abszisse der Bremsschlupf aufgetragen, der von.O = freirollend
bis 1 = blockiertes Rad verläuft, Die Druckdifferenz an dem Kolbenglied und die
Feder 39 bestimmen den Umschaltpunkt für die Druckbegrenzung, die als gestrichelte,
senkrechte Linie eingezeichnet ist.
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Die durchgezogene Kurve 45 stellt den Bremskraft-Haftwert und die
strichpunktierte Kurve 46 den Seitenkraft-Haftwert dar.
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Durch die begrenzte Ausnutzung des Bremskraftwertes wird eine maximale
Seitenführungskraft erhalten. Dadurch wird der ifahrstabile Zustand sichergestellt.
Durch die vom Differenzdruckventil 15 bewirkte, gezielte Bremsdruckbegrenzung wird
nur ein ganz bestimmter, vorher festgelegter Bremsmomentunterschied zugelassen.
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Die Fig. 6 zeigt eine Abwandlung der Bauart nach der Fig. 4.
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Dabei wurden für ein Differenzdruckventil 70 weitgehend die gleichen
Bezugszahlen wie in der Fig. 4 verwendet.
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Zusätzlich befindet sich hier jedoch über den beiden Kolbengliedern
47 und 48 je ein von den Kolbengliedern 47 und 48 gesteuertes, aus einem Schließkörper
49 bzw. 50 und einem Ventilsitz 51 bzw. 52 bestehendes Außenluftventil 49/51 bzw.
50/52, das in je eine Verbindungsleitung 53 bzw. 54 für den blockiergeregelten Bremsdruck
zur Außenluft eingesetzt ist. Mit einem solchen Differenzdruckventil 70 ist dann
erreicht, daß plötzliche Änderungen des Haftwertes auf kleinere Werte auch druckmäßig
nachgeführt werden können. Diese Anordnung ist jedoch dann nachteilig, wenn das
System keinen größeren Luftvorrat hat, weil die Ein- und Auslaßventile des Systems
eine negative Überschneidung haben.
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Ein Differenzdruckventil 71, das eine solche Ventilüberschneidung
vermeidet, ist in der Fig. 7 dargestellt. Hier sind die beiden Außenluft-Schließventile
55 und 56 als Teile von Doppelsitzventile 57 und 58 ausgebildet. Die Kolbenglieder
59 und 60 sind zwar mit Membranen bestückt, ihre Wirkungsweise ändert sich dadurch
aber nicht. Die Drucknachführung erfolgt bei dieser Bauart über den über die Bremsleitung
zurückströmenden Druck.
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Die drei Bauarten 15,70 und 71 nach den Fig. 4,6 und 7 lassen nur
eine feste, durch die Flächengröße der Kolbenglieder und die Federkraft bestimmte
Druckdifferenz zu. Wird jedoch eine Abhängigkeit der Druckdifferenz auch von dem
vom Bremsventil 1 eingesteuerten Druck verlangt, so kann diese Forderung mit einem
Differenzdruckventil 72 nach der Fig. 8 erfüllt werden. Hier arbeitet mit den beiden
Kolbengliedern 61 und 62 je ein kleinerer, gleichachsig angeordneter Kolben 63 bzw.
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64 zusammen. Die beiden Kolben 63 und 64 unterliegen dem
vom
Bremsventil 1 eingesteuerten Bremsdruck und dienen dazu, die Vorspannung der Federn
39 und 40 zu verändern.
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Diese Art der Beeinflussung kann auch durch eine zweite Membran 65
bzw. 66 erreicht werden, wie sie in einem Differenzdruckventil 73 nach der Fig.
9 vorgesehen sind. Durch die -zweite Membran wirkt an den Kolbengliedern 67 und
68 eine Reaktionskraft von dem durch das Bremsventil 1 eingesteuerten Druck. Bei
den Differenzdruckventilen 71,72 und 73 nach den Fig. 7,8 und 9 sind die beiden
Rückschlagventile 43 und 44, wie sie in der Fig. 4 dargestellt sind, nicht notwendig,
weil sich der Bremsdruck über die Doppelsitzventile zum Bremsventil 1 hin entspannen
kann.
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Die Fig. 10 zeigt schließlich ein Differenzdruckventil 74, bei dem
unter den Membranen 65 und 66 noch je eine Feder 69 bzw.
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69' angeordnet ist. Auf diese Weise wird bei diesem Differenzdruckventil
74 eine Abhängigkeit des Differenzdruckes vom eingesteuerten Druckventildruck erreicht
und zwar so, daß die Abregelung erst nach einem gewissen Anstieg des Bremsventildruckes
stattfindet und zwar dann, wenn der Bremsventildruck die Kraft der Feder 69 bzw.
69' überwunden hat. Eine solche Bauart hat den Vorteil, daß sie auch bei lastabhängigem
Bremsen verwendet werden kann. Bei ALB-Steuerung ist die Druckdifferenz z.B. bei
einer Leerfahrt einer Sattelzugmaschine konstant niedrig, bei gekuppeltem Auflieger
jedoch gewollt höher.