DE2606730C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulisch betätigte Bremse mit Blockierschutz, bei der eine Bremsleitung einen Geber- und Nehmerzylinder zur Verlangsamung eines drehenden Teils verbindet, mit einer Anordnung zum Verhindern des Blockierens des drehenden Teils, die ein in die Bremsleitung eingeschaltetes Steuerventil enthält, das Steuerventil be­ steht aus einem Trennventil und einem diesen betätigenden Tauchkolben, ein Stößel des Tauchkolbens ist über eine Kur­ venscheibe von einer Masse angetrieben, die Masse ist be­ grenzt drehbeweglich und durch eine Feder in ihre Normal­ stellung vorgespannt, die das Trennventil offen hält, Masse und Feder bilden ein Schwingungssystem mit einer Resonanz­ frequenz, ein mit dem drehenden Teil verbundener Sensor fühlt eine übermäßige Drehverzögerung ab, überschreitet diese einen vorgegebenen Wert, wirkt der Sensor auf die Masse ein, worauf diese eine oszillierende Bewegung ausführt, wobei der Tauchkolben das Trennventil schließt und durch Volumenvergrößerung den Bremsdruck am drehenden Teil abbaut, wobei ein umschaltbarer Elektromotor getrieblich mit der Masse verbunden ist und auf die Signale des Sensors an­ spricht nach Patent 24 45 749.

Bremsen dieser Art gewähren zwar einen Blockierschutz, er­ fordern aber einen erheblichen Energieaufwand dafür.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad von hydraulisch betätigten Bremsen mit Blockierschutz zu verbessern.

Dies wird bei einer Vorrichtung nach dem Hauptpatent durch die im Anspruch 1 und/oder 2 aufgeführten Merkmale erreicht.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfin­ dung anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische, teilweise perspektivische und teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht einer hydraulisch betätigten Bremse nach der Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte Seiten-Schnittansicht eines Teils aus Fig. 1, entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht bestimmter Elemente von Fig. 1,

Fig. 4 eine Fig. 3 ähnliche Ansicht zur Veranschaulichung einer abgewandelten Ausführungsform,

Fig. 5 eine vergrößerte Schnittansicht entsprechend Fig. 4 zur Darstellung eines Betriebszustandes,

Fig. 6 eine Fig. 5 ähnliche Ansicht zur Erläuterung eines anderen Betriebszustandes,

Fig. 7 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 7-7 in Fig. 2, und

Fig. 8 eine Fig. 7 ähnliche Ansicht zur Veranschaulichung einer abgewandelten Ausführungsform der Anordnung nach Fig. 2 und 7.

In den Zeichnungen ist eine hydraulich betätigte Bremse dargestellt; Fig. 1 zeigt schematisch eine derartige Bremse zum Verlangsamen eines sich drehenden Elements, beispiels­ weise eines Rades 20 von einem Fahrzeug. Viele Elemente dieser in Fig. 1 gezeigten Anordnung sind bereits im Hauptpatent 24 45 749 beschrieben; darauf wird Bezug genommen.

Die DE-PS 24 45 749 weist eine durch Hydraulikdruck betätigte Bremsenanordnung zur Verlangsamung eines sich drehenen Elements, beispielsweise eines Rades 20 von einem Kraftfahrzeug, einen Blockierschutz auf, welcher ein in einer Leitung 21, durch welche der Bremsdruck geleitet wird, eingesetztes Steuerventil 22 zur steuerbaren Unter­ brechung und Freigabe der Druckanlegung, ein Antriebs- oder Betätigungsglied für das Trennventil, wobei das Betätigungs­ glied ein oszillierendes Massen-Feder-Betätigungselement ist, und einen Sensor 51 enthält, der beim Auftreten einer zu hohen Verzögerungsrate es sich drehenden Elements dadurch anspricht, daß die Operation des Betätigungselementes für das Trennventil 22 eingeleitet wird. Das oszillierende Massen-Feder-Betätigungselement umfaßt eine Masse, darge­ stellt durch ein Schwungrad 39 und mit diesem Schwungrad verbundene Elemente, sowie eine Federeinrichtung 41. Die Antriebsmasse 41 steht betrieblich mit einer Antriebseinrich­ tung 45 in Form eines elektrischen Motors in Verbindung, um auf die Masse 39 eine Kraft auszuüben, die die Masse 39 über einen Bereich von schwingenden Amplituden drehen bzw. rotieren läßt.

Wie bereits in der DE-PS 24 45 749 eingehend erläutert ist, resultiert das Auftreten einer zu hohen Verzögerungsrate des Rades 20 oder ein zu großes Rutschen des Rades, d. h. ein zu großer Schlupf des Rades in der Aktivierung der An­ triebseinrichtung 45, einem Oszillieren der Masse 39 über einen zunehmenden Bereich von Schwingungsamplituden und einer Betätigung des Absperrorgans 22 zur Verhinderung einer weiteren Erhöhung des Hydraulikdrucks, der durch die Lei­ tung 22 geführt wird, während die Bremskräfte freigegeben werden, die durch den Bremszylinder hervorgerufen oder ausge­ übt werden, zu welchem die Flüssigkeit geführt wird.

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung des Hauptpatents durch Verwendung eines zweiten Ventils 124, das in die Leitung 21 zwischen dem Steuerventil 22 und der Bremse für das Rad 20 eingesetzt ist. Bei einer derartigen Anordnung kann das zweite Ventil 124 als stromab zum Steuer­ ventil 22 liegendes Element bezeichnet werden. Gemäß der Zeichnung enthält das zweite Ventil 124 ein Kugelventilglied 125, einen Sitz 126 in dem Gehäuse zur Aufnahme des Kugel­ ventilelements 125 sowie eine Feder 128, welche das Ventil­ glied in Richtung auf den Sitz 126 vorspannt.

Das Gehäuse enthält zusätzlich eine Einrichtung, um das zweite Ventil 124 in dem Zustand beizubehalten, in dem Druck durchgeführt wird; diese Einrichtung ist betrieblich mit dem Sensor 51 verbunden, um auf das Auftreten einer zu hohen Verzögerungsrate des drehenden Elements dadurch anzusprechen, daß das zweite Ventil 124 so eingestellt oder gesteuert wird, daß die Zufuhr von erhöhtem Druck zur Bremse gesperrt wird. In der speziell dargestellten Form weist die Einrich­ tung zur Ventileinstellung einen Elektromagneten einschließ­ lich einer Wicklung 129 auf, die den Anker 130 umgibt, wel­ cher axial im Gehäuse gegen die Kraft der Vorspannungsfeder 131 bewegbar ist, und zwar in Abhängigkeit zur Aktivierung der Wicklung 129. Vom Anker 130 erstreckt sich axial weg ein Stift 132, der über den Ventilsitz 126 hinausreicht, um das Ventil 124 zu betätigen. Die Relativwirkung der Vor­ spannungsfedern 128, 131, die auf das Ventilglied 126 und den Anker 130 wirken, ist derart gewählt, daß das Ventilglied normalerweise außer Eingriff mit dem Ventilsitz gehalten wird. Das zweite Ventil 124 arbeitet somit als steuerbares Rückschlagventil, welches immer einen freien Fluß für das Hydrauliköl vom Rad in Richtung auf den Hauptzylinder ge­ stattet, jedoch den Fluß in Rückwärtsrichtung sperrt, wenn die Wicklung 129 in der nachstehend erläuterten Weise akti­ viert ist.

Die Wicklung 129 wird während der glei­ chen Zeit aktiviert, in welcher der Motor 45 des Blockier­ schutzes aktiviert wird, wodurch ein Magnetfeld stärker wird, welches Kräfte auf den Anker 130 ausübt, so daß die Vorspannungskraft der Feder 131, die mit dem Anker 130 in Berührung steht, überwunden wird. Infolgedessen wird der Anker in Axialrichtung zum Ventil 124 (in Fig. 2 nach links) versetzt, wodurch das Ventilglied 125 in Berührung mit dem Ventilsitz 126 auf Grund der Vorspannungskraft der Feder 128 und des Drucks der Druckflüssigkeit bewegt werden kann, welche auf das Ventilglied wirken. Wenn der Sensor 51 den Motor 45 deaktiviert, kehrt das Ventil 124 in den normalen, Zwei-Richtungs-Strömungszustand zurück.

Bei Aktivierung des Motors 45, wie dies in der DE-PS 24 45 749 näher erläutert ist, beginnt die Masse 39 die Schwingungsbewegung. Die Masse 39 schwingt anfänglich gegen­ über der gewünschten maximalen Verlagerung in einem geringe­ ren Bereich, wobei das Ausmaß der Schwingung in aufeinander­ folgenden Halbzyklen zunimmt, bis das gewünschte Maximum erreicht ist. Eine Begrenzung der maximal erhältlichen Ampli­ tude wird dadurch erreicht, daß eine Einrichtung zur Ampli­ tudenbegrenzung vorgesehen wird, und zwar in Form einer Einrichtung, die zwischen dem Motor 45 und dem Sensor 51 eingesetzt ist, um die Kraftausübung durch den Motor in Abhängigkeit zur Schwingungsamplitude der Masse 39 zu unter­ brechen, wenn eine begrenzende Maximalamplitude erreicht wird. Die Einrichtung zur Amplitudenbegrenzung weist die Form eines elektrischen Schalters auf, der allgemein mit 134 bezeichnet ist und auf die Schwingungsposition der Masse bzw. des Schwungrades 39 anspricht. Gemäß einer Ausführungs­ form der Erfindung kann der elektrische Schalter 134 (Fig. 1 und 3) in direktem Berührungskontakt mit einem Nocken 135 einer Kurvenscheibe stehen, welcher sich von der Masse 39 über einen Bogen A erstreckt, welcher der gewünschten Maxi­ malamplitude der Schwingung der Masse entspricht.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform ent­ sprechend den Fig. 4 bis 6 kann die Masse 39 mit einem magne­ tisierten Bogenabschnitt 136 versehen sein, der auf einen Reedschalter 138 wirkt, der dicht neben der Masse 139 ange­ ordnet ist, jedoch außer Berührungskontakt mit diesem Ab­ schnitt 136 steht. Ersichtlicherweise resultiert die Schwin­ gung der Masse 39 in eine Lage, in welcher der Magnetab­ schnitt 136 gegenüber dem Schalter 138 (Fig. 5) versetzt ist, in einer Öffnung der Schalterkontakte. In ähnlicher Weise wird die Schwingung der Masse 39 über eine gewünschte Amplitude dazu führen, daß der magnetisierte Abschnitt 136 nahe dem Schalter 138 vorbeigelangt, wodurch die Kontakte des Schalters entsprechend Fig. 6 geschlossen bleiben. Eine nicht dargestellte weitere Ausführungsform kann ferner eine Masse 39 mit magnetisiertem Bereich auf­ weisen, welcher auf einen normalerweise geschlossenen Reed­ schalter wirkt, um den Schalter zu öffnen, wenn die Masse die begrenzende Maximalamplitude erreicht. Diese abgewandelte Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil, auch dann betriebssicher zu sein, wenn der magnetisierte Abschnitt seine Magnetisierung verliert oder von der Masse getrennt wird.

Mit einer der vorstehend beschriebenen Formen an Einrichtun­ gen zur Amplitudenbegrenzung wird der Motor 45 deaktiviert, wenn die Masse 39 die Maximalamplitude erreicht, die zuge­ lassen ist, so daß die Feder 41 gegen Ermüdungserscheinungen und Energiespeicherung geschützt wird. Die fortwährende Abgabe eines Signals durch den Sensor 51 wird ersichtlicher­ weise in der Aktivierung des Motors 45 resultieren, wobei diese Einrichtung durch die Änderungen des Leitzustandes der die Amplitude begrenzenden elektrischen Schalter 134, 138 geschaltet wird.

Damit eine freie Strömung der Bremsflüssig­ keit durch das das zweite Ventil 124 umschließende Gehäuse sichergestellt wird, ist es vorteilhaft, den Anker 130 mit Nuten oder Schlitzen zu versehen, um die Strömung der Brems­ flüssigkeit zu ermöglichen. Zwei Anordnungen derartiger Schlitze sind in den Fig. 7 und 8 dargestellt, welche Schnittansichten durch das Gehäuse sind, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. In Fig. 7 ist der Anker 130 mit einem Paar von in Längsrichtung verlaufenden Nuten 139 versehen. Gemäß Fig. 8 weist der Anker 130 radial gerichtete Kreuznuten oder Kreuzrillen 140 auf, die sich über die rückwärtige Stirnfläche desselben erstrecken, so daß eine radiale Strö­ mung der Druckflüssigkeit relativ zum Anker 130 erleichtert wird.

Entsprechend der Anordnung nach der DE-PS 24 45 749 arbeitet das Steuerventil 22 nach seiner Betätigung auf Grund des Massen-Feder-Antriebs als Partialpumpe, indem Flüssigkeits­ druck von der Bremse freigegeben wird und darauffolgend die Bremsflüssigkeit während jeder Schwingung der Masse wieder unter Druck gesetzt wird. Ersichtlicherweise ver­ brauchen diese Unterdrucksetzung bzw. dieser Druckaufbau und die Massenoszillation Energie. Mit dem Einsatz des zwei­ ten Ventils 124, welches als steuerbares Rückschlagventil arbeitet, werden die Erfordernisse der Wiederunterdruck­ setzung reduziert, der Druck des Hauptzylinders wird daran gehindert, die Radbremse zu erreichen, und der Bremsdruck wird in stufenweiser Art gesenkt. Die stufenweise Reduzierung resuliert zum Teil auf Grund der wechselweisen Öffnung und des Schließens des zweiten Ventils 124, wodurch die Bremsflüssigkeit aus der Bremse entfernt wird, jedoch nicht zur Bremse zurückkehren kann. Wenn das Steuerventil 22 durch Bewegung eines Stößels 29 in Fig. 1 nach rechts betätigt wird, wird der Druck in der Leitung 21 reduziert, nachdem das Kugelelement 25 von seinem Sitz entfernt wird, wodurch Bremsflüssigkeit von der Bremse durch das zweite Ventil 124 entfernt wird. Die Begrenzung der Schwingungsamplituden der Masse trägt außerdem zur Reduzierung der Erfordernisse der Wiederunterdrucksetzung bei.

Ein bedeutsamer Vorteil wird dadurch erreicht, daß der Blockierschutz mit einer einzigen Größe bei einer Vielzahl von Fahrzeugen verwendbar ist. Beim Hauptpatent wird der Flüssigkeitsdruck im wesentli­ chen auf ein Minimum reduziert und erreicht seine volle Höhe während jedes Schwingungszyklus der Masse wieder, in­ folgedessen es erforderlich ist, den Blockierschutz auf die Eigenschaften bzw. Fähigkeiten spezieller Bremssysteme abzustellen. Eine stufenweie Reduzierung, wie sie erfin­ dungsgemäß erreicht wird, macht eine derartige Anpassung nicht erforderlich.

Claims (6)

1. Hydraulisch betätigte Bremse mit Blockierschutz, bei der eine Bremsleitung einen Geber- und Nehmerzylinder zur Ver­ langsamung eines drehenden Teils verbindet; mit einer Anord­ nung zum Verhindern des Blockierens des drehenden Teils, die ein in die Bremsleitung eingeschaltetes Steuerventil enthält; das Steuerventil besteht aus einem Trennventil und einem diesen betätigenden Tauchkolben; ein Stößel des Tauch­ kolbens ist über eine Kurvenscheibe von einer Masse angetrie­ ben; die Masse ist begrenzt drehbeweglich und durch eine Feder in ihre Normalstellung vorgespannt, die das Trenn­ ventil offen hält; Masse und Feder bilden ein Schwingungs­ system mit einer Resonanzfrequenz; ein mit dem drehenden Teil verbundener Sensor fühlt eine übermäßige Drehverzöge­ rung ab; überschreitet diese einen vorgegebenen Wert, wirkt der Sensor auf die Masse ein, worauf diese eine oszillierende Bewegung ausführt, wobei der Tauchkolben das Trennventil schließt und durch Volumenvergrößerung den Bremsdruck am drehenden Teil abbaut, wobei ein umschaltbarer Elektromotor getrieblich mit der Masse verbunden ist und auf die Signale des Sensors anspricht nach Patent 24 45 749, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Ventil (124) in der Bremsleitung (21) zwischen dem Steuerventil und der Bremse sowie eine Einrichtung (129) vorgesehen sind, um das zweite Ventil normalerweise in einem Druck freigebenden Zustand zu halten, wobei diese Einrichtung mit dem Sensor in der Weise verbunden ist, daß er das Ventil so einstellt, daß es die Zuführung eines erhöhten Flüssigkeitsdrucks zur Bremse sperrt, wenn die Druckflüssigkeit von der Bremse weg durch das zweite Ventil fließen kann.

2. Hydraulisch betätigte Bremse mit Blockierschutz, bei der eine Bremsleitung einen Geber- und Nehmerzylinder zur Verlangsamung eines drehenden Teils verbindet; mit einer Anordnung zum Verhindern des Blockierens des drehenden Teils, die ein in die Bremsleitung eingeschaltetes Steuerventil enthält; das Steuerventil besteht aus einem Trennventil und einem diesen betätigenden Tauchkolben; ein Stößel des Tauchkolbens ist über eine Kurvenscheibe von einer Masse angetrieben; die Masse ist begrenzt drehbeweglich und durch eine Feder in ihre Normalstellung vorgespannt, die das Trenn­ ventil offen hält; Masse und Feder bilden ein Schwingungs­ system mit einer Resonanzfrequenz; ein mit dem drehenden Teil verbundener Sensor fühlt eine übermäßige Drehverzöge­ rung ab; überschreitet diese einen vorgegebenen Wert, wirkt der Sensor auf die Masse ein, worauf diese eine oszillierende Bewegung ausführt, wobei der Tauchkolben das Trennventil schließt und durch Volumenvergrößerung den Bremsdruck am drehenden Teil abbaut, wobei ein umschaltbarer Elektromotor getrieblich mit der Masse verbunden ist und auf die Signale des Sensors anspricht nach Patent 24 45 749, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Einrichtung zur Begrenzung der maximalen Schwingung bzw. Oszillation des aus Masse (39) und Feder (41) bestehenden Schwingungssystems vorgesehen ist.

3. Hydraulisch betätigte Bremse nach Anspruch 1 bzw./und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (124) ein Ventilglied (125), einen Ventilsitz zur Aufnahme des Ventil­ glieds in einem Drucksperreingriff und eine Vorspannungsein­ richtung (131) aufweist, welche das Ventilglied in Berührung mit dem Ventilsitz zwingt, daß die Einrichtung zur Ventilein­ stellung eine Einrichtung zur Beaufschlagung des Ventilglieds und zur Gegenwirkung auf die Vorspannungseinrichtung enthält, derart, daß das Ventilglied normalerweise in einer Abstand zum Ventilsitz einhaltenden Stellung gehalten wird und daß eine auf den Sensor (51) ansprechende Einrichtung zur Verla­ gerung dieser eine Gegenwirkung zur Vorspannungseinrichtung ausübenden Einrichtung zur Beaufschlagung des Ventilglieds vorgesehen ist.

4. Hydraulisch betätigte Bremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Sensor (51) ansprechende Einrichtung einen Elektromagneten (129) enthält, dessen Anker (130) relativ zum Ventilsitz bewegbar ist und über einen Stift (132) das Ventilglied (125) beaufschlagt.

5. Hydraulisch betätigte Bremse nach Anspruch 2 bzw. 1 und 2, gekennzeich­ net durch eine elektrische Schalteinrichtung, die den Elek­ tromotor (45) deaktiviert, wenn die Schwingungsamplitude der Masse die begrenzte Maximalamplitude erreicht.

6. Hydraulisch betätigte Bremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schalteinrichtung magne­ tisch betätigte Schalterelemente enthält, die neben dem Schwingungsweg der Masse angeordnet sind und die Masse eine magnetische Einrichtung zur Betätigung der Schalterelemente umfaßt.