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Anlage zur
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Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung Bremsblockierschutzeinrichtung
für druckluftgebremste Fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine BremsblocRierschutzeinrichtung
für druckluftgebremste Fahrzeuge, mit einem Bremsventil und einem Bremszylinder,
zwischen denen ein durch den von Bremsventil in eine Steuerkammer eingesteuerten
Druck betätigbares Relaisventil angeordnet ist, das über eine Steuerleitung gesteuert
eine Verbindung des Bremszylinders mit einem Luft-Vorratsbehälter überwacht und
das mit einer sensorgesteuerten Magnetventileinrichtung sowie mit einem Üb erbrückungsventil
zusammenarbeitet.
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Bei Druckluftbrensen ist es wegen der Bremshysterese erforderlich,
für die optimale Ausnutzung des Bremskraftbeiwertes im Blockierschutz-Fall einer
Druckabsenkung einen steilen Druckanstieg folgen zu lassen. Zur Verringerung der
Gefahr einer
Übers teuerung muß der zweite Druckanstieg gedrosselt
werden.
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Zur Vereinfachung der Elektronik (weniger Bauelemente, dadurch höhere
Sicherheit gegen Ausfall, Verringerung des Strombedarfs und Verbilligung des Stellgliedes
durch-Einsparen eines Magnetventils) ist eine 1-Magnet-Ventil-Lösung vorteilhaft.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer 1-Magnetventil-Bauart
einen Teil der Logik im elektronischen Steuergerät durch eine mechanische Logik
im pneumatischen Teil der Einrlchtung zu ersetzen. Das elektronische Steuergerät
hat dann nur noch 2-Punktverhalt-en, d.h. Einschalten zur Druckabsenkung bei Blockiergefahr,
Ausschalten bei Beendigung der Druckabsenkung, wenn Rad wieder frei läuft.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Magnetventileinrichtug
nur'ein einziges Magnetventil aufweist, düsen Steuertätigkeit optimiert ist mit
Hilfe des Überbrückungsventils, das in der Steuerleitung angeordnet ist und einen
Kolben mit angesetztem, zum Steuern des Steuerleitungsdurchgangs bestimmten Schließglied
hat, und daß der Kolben auf seiner einen Seite (Oberseite) dem Druck in der Steuerkammer
des Relaisventils und auf seiner anderen Seite (Unterseite) der Kraft einer Feder
sowie über eine ein- und ausschaltbare Drosseleinrichtung ebenfalls mindestens einem
Teil des Druckes in der Steuerkammer ausgesetzt ist.
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Dadurch wird erreicht, daß der gedrosselte Druckanstieg über ein Steuergerät
mit großem Ventilquerschnitt geführt werden kann, wodurch die Gefahr des Ausfalls
der Bremse durch Zusetzen einer Drossel vermieden wird. Außerdem wird das Steuergerät
erst beim Übergang in den gedrosselten Druckanstieg wirksam, wodurch die Bremse
sicherer vor einem Ausfall ist.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der
Unteransprüche.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt,
und zwar zeigen: Fig. 1 ein Schaubild einer Blockierschutzeinrichtung und Fig. 2
ein Diagramm über den Druckverlauf.
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Ein von einem Vorratsbehälter 1 mit Druckluft beschicktes Bremsventil
2 versorgt beim Bremsen eine Steuerleitung 3,4,5.
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In der Steuerleitung 3,4 5 liegen en 3/2-Magnetventil 6, ein Überbrückungsventil
7 und ein Relais-ventil 8.
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Das Überbrückungsventil 7 hat einen Schließkörper 9, der von einem
Kolbens 10 getragen wird. Der Kolben 10 kann auch durch eine Membran ersetzt sein.
Eine ar den Kolben 10 einwirkende Feder 11 ist bestrebt diesen in einer Lage zu
haften, in welcher der Schließkörper 9 von einem Ventilsitz 12 abgehoben ist.
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Die Feder 11 liegt in einem Raum 13, der über eine Leitung 14 und
eine Drossel 14' mit einer Steuerkammer 15 des Relaisventils 8 verbunden ist. An
diese Steuerkammer 15 ist auch der Teil 5 der Steuerleitung 3,4,5 angeschlossen.
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Der Kolben 10 ist längs durchbohrt, so daß ein Raum 29 über dem Kolben
10 ständig mit der Steuerleitung 3,4,5 verbunden ist; bei geschlossenem Ventil c:/lr
besteht diese verbindung jedoch nur mit dem an die Steuerkammer 15 angeschlossenem
Leitungsteil 5 der Steuerleitung 3,4,5.
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Parallel zur Drossel 14' ist eine zweite Leitung 30 angeordnet, in
der ein Schließventil 31/32 liegt. Das Schließventil haJt einen Ventilsitz 31, der
von einem einer Federkraft unterliegenden Ventilkörper 32 abdeckbar ist@ in Schließstellung
ist dann der Durchgang durch die Parallelleitung 30 unterbrochen Dadurch ist hier
eine ausschaltbare Drosseleinrichtung 14'/31/32 geschaffen. Der Ventilkörper 32
begrenzt einen Raum 33, der über eine Leitung 34 dem vom Brem@ventil 2 eingesteuerten
Druck ausgesetzt ist. Über eine zusätzliche Drossel 35 ist diese Druckeinwirkung
zeitlich verzögert.
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Der die Feder 11 aufnehmende Raum 13 des Überbrückungsventils 7 ist
über eine Leitung 36 mit einem Rückschlagventil 37 an den zwischen dem Magnetventil
6 und dem Überbrückungsventil 7 liegenden Teil 4 der Steuerleitung 3,4,5 angeschlossen.
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Schließlich ist der hinter dem Überbrückungsventil 7 liegende Teil
5 der Steuerleitung 3,4,5 über eine Leitung 38 mit einem Rückschlagventil 39 mit
dem Steuerleitungsteil 3 zwischen dem Magnetventil 6 und dem Bremsventil 2 verbunden.
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Im Relaisventil 8 wird die Steuerkammer 15 durch eine Membran 16 begrenzt,
auf deren anderer Seite eine Druckwechselkammer 17 angeordnet ist, die über eine
Bremsleitung 18 Verbindung mit einem Radbremszylinder 19 hat.
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Der Zugang zur Druckwechselkammer 17 wird von einem Doppelsitzventil
20, 21, 22 überwacht, dessen federbelasteter Schließkörper 20 in einer Vorratskammer
23 angeordnet ist, die über eine Vorratsleitung 24 an einen Vorratsbehälter 25 angeschlossen
ist Die beiden Vorratsbehälter 1 und 25 können auch durch einen gemeinsamen Behälter
ersetzt sein.
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Der eine Ventilsitz 21 des Doppelsitzventils 20, 21, 22 ist gehäusefest
und dient als Einlaßventilsitz, und der andere Ventilsitz 22 befindet sich am Ende
eines Stößels 26, der an der Membran 16 befestigt und mit dieser bewegbar ist. Ein
Entlüftungsanschluß 27 ist durch eine axiale Durchbohrung des Schließkörpers 20
geschaffen.
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Bremsstellung Wenn das Bremsventil 2 betätigt wird, strömt über das
Magnetventil 6 und das n Offenstellung stehende Uberbrixcluungsventil 7 Druckluft
in den Steuerraum 15 des Relaisventils 8. Das Doppelsitzventil 20, 21, 22 wird umgeschaltet,
das Auslaßventil 20/22 schließt, und das Elnlaßventil 20/21 öffnet, und Druckluft
aus dem Behälter 25 gelangt in den Bremszylinder 19. Beim Lösen der Bremse
geht
das Relaisventil 8 wieder in seine Ausgangsstellung zurück, in welcher - nach Abschluß
der Vorratskammer 23 - der Bremszylinder 19 über das dann wieder geöffnete Auslaßventil
20/22 mit dem Entlüftungsanschluß 27 verbunden ist.
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Die beim Bremsen eingesteuerte Druckluft gelangt auch durch den hohlgebohrten
Kolben 10 des Uberbrückungsventils-7 auf die Oberseite des Kolbens 10. Außerdem
strömt Druckluft aus dem Steuerraum 15 über die ausschaltbare Drosseleinrichtung
1!. ? /31/32 auf die Unterseite des Kolbens 10. Dadurch, daß der Kolben 10 beidseitig
mit dem gleichen Druck beaufschlagt wird, kann die Feder 11 unter dem Kolben das
Überbrückungsventil 7 offen halten. Im Schließventil 31/32 hält die Feder den ungedrosselten
Leitungsdurchgang durch die Leitung 30 offen, wei.l der Druckaufbau unter dem Ventilschließkörper
32 wegen der Drossel 35 nacheilt.
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Druckabsenkung: Bei Erreichen des Blockierdruckes wird von einem Sensor
und einer elektronische Schalteinrichtung (beide nicht dargestellt) das Magnetventil
6 in Auslaßstellung geschaltet. Der Druck im Steuern raum 15 wird abgebaut, entsprechend
auch der Bremszylinderdruck.
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Durch den Druckabbau im Relaisventil 8 wird auch die Leitung 14 entlastet,
und der Ventilkörper 32 schließt den großen Querschnitt durch Abschluß der Leitung
30 Es kann jetzt aus dem unterhalb des Kolbens 10 lIegenden Raum 13 der Druck nur
noch über die Drossel 14' abströmen. Das bedeutet, daß in diesem Raum 13 der Blockierdruck
zeitlich verzögert abgebaut wird. Der Druck oberhalb des Kolbens 10 wird dagegen
über das Magnetventil 6 schnell abgebaut. Das Überbrückungsventil 7 bleibt deshalb
offen.
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Wiederanstleg des Druckes: Nach einer entsprechenden Wiederbeschleunigung
des Fahrzeugrades wird das Nagnetventil 6 wieder abgeschaltet. Druck baut sich wieder
auf im Relaisventil-Steuerraum 15 und oberhalb des Kolbens 10 im Überbrückungsventil
7. Während der Minderphase fand über die
Drossel 14' ein langsamer
Druckabbau im Raum 13 statt. Dieser Raum 13 ist so dimensioniert, daß bei einer
nicht zu kleinen Drossel 14' von ca. lmm ein Druckabbau von ca. 0,3 . PBlockierdruck
während der Minderphase stattfindet. Durch das ungedrosselte Einströmen der Steuerluft
in den Ra-um 29 findet der Druckaufbau oberhalb des Kolbens 10 schneller statt.als
unterhalb des Kolbens 10, wenn der Steuerraumdruck größer wird als der verbleibende
Druck im Raum 13. Denn in den Raum 13 kann die Druckluft nur noch über die Drossel
14' einströmen. Es wird deshalb schnell ein Kraftüberschuß zum Schließen des Überbrückungsventils
7 erreicht.
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Gedrosselter Druckanstieg: In dieser Phase ist der Knickpunkt K vom
steilen zum flachen gedrosselten Druckanstieg erreicht (vgl. Druckdiagramm nach
der Fig. 2). In der Schließstellung des überbrückungsventils 7 kann sich der Druck
oberhalb des Kolbens 10 über den Steuerraum 15 und die Drossel 14' mit dem Druck
unterhalb des Kolbens 10 ausgleichen..
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Ist das Kräftegleichgewicht an dem Kolben 10 erreicht, öffnet das
Überbrückungsventil 7 wieder und läßt Luft vom Bremsventil 2 in den Steuerraum 15
des Relaisventils 8. Wegen der immer noch eingeschalteten Drossel 14' baut sich
der Druck unter dem Kolben 10 langsamer auf als über dem Kolben 10. Der dadurch
erzielte Kraftüberschuß bewegt den Kolben 10 wiederum nach unten, so daß das Überbrückungsventil
7 wieder geschlossen wird. In der Schließstellung beginnt das vorstehend beschriebene
Spiel von neuem.
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Durch das in schnellem Wechsel stattfindende öffnen und Schließen
des Überbrückungsventils 7 steigt der Druck im Steuerraum 15 nur noch langsam an,
so daß eine Charakteristik erreicht wird, wie sie die Kurve in der Fig. 2 oberhalb
des Punktes K zeigt.
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-Sprung: Durch den Einbau des Rückschlagventils 3-7 mit großem4 p
(ca.
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3 bar) in die Leitung 36 wird bei einer Reibwertänderung von einem
hohen auf einen niedrigen Wert der für den niedrigen Reibwert zu hohe Druck im Raum
13 durch einen raschen Abbau auf den für den
niedrigen Reibwert
richtigen Druck eingepegelt. Der Umschaltpunkt von steilem auf gedrosselten Druckanstieg
wird dadurch in relativ kurzer Zeit wieder erreicht.
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Die Erfindung weist einen Weg, wie bei einer 1-Magnet-Steuerung ein
Teil der Regellogik mechanisch zu bewerkstelligen ist. Der gedrosselte Druckanstieg
geschieht hier nicht über eine Drossel mit kleiner Bohrung mit der Gefahr des Zusetzens
und dadurch Ausfall der Bremse, sondern über das im Wechsel sich schließende und
öffnende Überbrückungsventil 7 mit seinem relativ großen VerXtilquerschnitt. Ein
weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Ausführung besteht darin, daß das Überbrückungsventil
7 erst beim Übergang in den gedrosselten Druckanstieg schließt und nicht schon bei
Beginn der Druckabsenkung. Ein Zustand, daß durch eine verstopfte Eingangsdrossel
nach einem Mindervorgang kein Druckanstieg im Bremszylinder 19 mehr stattfindet,
wie es bei anderen Systemen der Fall sein kann, ist bei dieser Lösung gegenstandslos.
Es kann also auf zusätzliche und deshalb, verteuernde Hilfseinrichtungen verzichtet
werden.
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Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Ausführung besteht darin,
-daß der gedrosselte Druckanstieg durch die Druckdifferenz vor und nach der Drossel
14i bestimmt wird. Da dieser Druckunterschied im mittleren Druckbereich nahezu kosntant
ist, hat der Druckverlauf im Bremszylinder in diesem Bereich einen linearen Verlauf.
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Das Ansteuern des Ventilkörpers 32 mit Luft vom Bremsventil 2 über
die Drossel 35 dient zwei Zielen. Einmal soll durch den gedrosselte ten Druckaufbau-der
Ventilkörper 32 nicht schon beim Mindern aus der Anbremsphase den Druck in den Raum
13 einspeichern, sondern erst beim darauffolgenden Druckanstieg. Dadurch ist sichergestellt,
daß durch eine eventuelle Störschaltung, hervorgerufen durch Verspannung der Achsaufgängung
beim Anbremsen, ein falscher, d.h. zu niedriger Druck eingespeichert wird, so daß
der Beginn des gedrosselten Druckanstieges bei zu tiefen Bremszylinderdruck beginnt
und dadurch Bremskraft verschenkt wird.
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Zum anderen wird durch die Drossel 35 bei jedem Bremsvorgang beim
Lösen der Druck unterhalb des Ventilkörpers 32 nur langsam abgebaut. Da der Druckabbau
oberhalb des Ventilkörpers 32 aber schneller über den Steuerraum 15 und das Rückschlagventil
39 erfolgt, wird der Ventilkörper 32 nach oben in Schließstellung verschoben. Der
Ventilkörper 32 wird sich am Schluß einer jeden normalen Bremsung einmal bewegen.
Ein Festsetzen wird dadurch vermieden.