DE2723395A1

DE2723395A1 - Verfahren und vorrichtungen zum abbremsen eines fahrzeugrades

Info

Publication number: DE2723395A1
Application number: DE19772723395
Authority: DE
Inventors: Torbjoern Lennart Nordstroem
Original assignee: BLOMBERG FOLKE IVAR PROF
Current assignee: BLOMBERG FOLKE IVAR PROF
Priority date: 1976-05-24
Filing date: 1977-05-24
Publication date: 1977-12-08
Also published as: JPS6133737B2; FR2352694B1; AU517056B2; ES459065A1; PT66579B; SE409015B; NL7705197A; CA1118020A; PL198343A1; AU2508177A; SE7605863L; GB1585603A; MX145406A; BR7703305A; JPS531763A; US4152030A; AR223956A1; SU1296000A3; PT66579A; CS235060B2

Description

PATENTANWALT

1. Torbjörn Lennart Nordström S 7595

24. Mai 1977 S-145 64 Norsborg

L/Br

2. Folke Ivar Blomberg
S-181 4o Lidingö

Verfahren und Vorrichtungen zum Abbremsen eines

Fahrzeugrades

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Abbremsen eines Fahrzeugrades, mit einer auf Strömungsmitteldruck ansprechenden Bremseinrichtung zur Verzögerung der Drehbewegung des Rades, einer Einrichtung zur Anlegung von Strömungsmitteldruck zum Abbremsen des Rads und einer wirkungsmäßig zwischen die Bremseinrichtung und die Druckliefereinrichtung eingeschalteten Blockierschutzvorrichtung zur periodischen Verringerung und Erhöhung des an die Bremseinrichtung angelegten Strömungsmitteldruckes.

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Es ist seit langem bekannt, ein sich drehendes Element mittels eines strömungsmitteldruckbetätigten Zylinders abzubremsen, der eine Brems- bzw. Verzögerungskraft ausübt. Bei Personen- und Lastkraftwagen ist dabei üblicherweise ein Flüssigkeitsbehälter zur Versorgung einer Bremsanlage vorgesehen, die eine Anzahl von Bremszylindern und -leitungen umfaßt, welche eine betriebliche Verbindung zwischen den Bremszylindern und dem Behälter herstellen. Bei einer typischen hydraulischen Bremsanlage dient ein Hauptbremszylinder dazu, die Hydraulikflüssigkeit zur Betätigung der Bremszylinder unter Druck zu setzen.

In letzter Zeit richteten sich beträchliche Anstrengungen auf die Entwicklung und Verwendung von ein Blockieren verhindernden Einrichtungen bei sog. Hydraulikbremsanlagen. Insbesondere für das Abbremsen eines Kraftfahrzeugrades ist es bekannt, daß eine durch den Fahrer auf den Hauptbremszylinder oder dergleichen ausgeübte Kraft einen Anstieg des an die Bremszylinder angelegten Flüssigkeitsdruckes zur Folge hat, wodurch eine die Drehung des Fahrzeugrades abbremsende Kraft erzeugt wird. Zur Verhinderung einer gefährlichen Blockierneigung, die bei einem zu starken Abbremsen insbesondere auf Flächen mit niedrigem ReibungskoeffiziSten auftreten kann, sind bereits sog. Antiblockiervorrichtungen vorgeschlagen und in die Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen eingebaut worden, um dabei einen zusätzlichen bzw. übermäßigen Druckanstieg an den Bremszylindern zu verhindern und die einwirkenden Drücke, die zu

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einer Blockierneigung der Fahrzeugräder führen könnten, zu entlasten. Zumindest einige bestimmte Antiblockier- oder Blockierschutzanlagen simulieren eine geübten Fahrern bekannte und von ihnen angewandte, sog. "Stotterbremstechnik", d.h. ein intermittierendes Abbremsen, wobei ein sich periodisch erhöhender und verringernder Bremsflüssigkeitsdruck über die Brerasleitungen an die einzelnen Bremszylinder angelegt wird. Durch diese periodische Erhöhung und Verringerung des Drucks wird erreicht, daß ein Fahrzeugrad in der Weise vom Bremsdruck entlastet und sodann wieder damit beaufschlagt wird, daß sich ein rutschendes, eine Blockierneigung besitzendes Rad ( in den Druckentlastungsintervallen) wieder auf eine der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Umfangsgeschwindigkeit beschleunigen kann. Beispiele für solche Blockierschutzvorrichtungen finden sich in den US-PS'en 3 833 o97 und 3 989 125 sowie in der USA-Patentanmeldung Ser. No. 657 vom 13.2.1976.

Bei diesen intermittierend arbeitenden Blockierschutzvorrichtungen besteht die Möglichkeit, daß der Druck am Bremszylinder bei jeder periodischen Erhöhung des Bremsflüssigkeitsdrucks auf den vollen Anlagendruck zurückgeführt wird, so daß die Blockierschutzvorrichtung bzw. der Bremskraftregler den Druck im Vergleich zum Höchstdruck der Bremsanlage periodisch verringern muß. Diese Anforderungen an eine Blockierschutzvorrichtung bzw. einen Bremskraftregler sind deshalb unvorteilhaft, weil dabei diese Vorrichtung bzw. der Bremskraftregler ein so großes Druckentlastungsvermögen besitzen

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muß, daß er während jedes Arbeitszyklus den Bremszylinderdruck vom Anlagendruck auf einen Druck zu verringern vermag, der niedrig genug ist, um die Blockierneigung des abgebremsten Elementes bzw. Rades aufzuheben und das Fahrzeugrad sich wieder beschleunigen zu lassen.

Im Hinblick auf die vorstehenden geschilderten Schwierigkeiten ist es Aufgabe der Erfindung, die Anstiegsgröße des sich periodisch erhöhenden Bremsflüssigkeitsdrucks in einer Bremsanlage zu regeln und zu begrenzen. Zu diesem Zweck sollen die Druckentlastungselemente einer Blockierschutzvorrichtung bzw. eines Bremskraftreglers erfindungsgemäß den Bremsdruck nicht vom maximalen Druckwert der restlichen Bremsanlage aus verringern, vielmehr sollen diese Elemente von einem niedrigeren Druckpegel aus arbeiten. Durch dieses Merkmal der Erfindung wird ein vorteilhafterer und erweiterter Einsatz von Fühlelementen und Reglern bzw. Modulatoren erreicht, die andernfalls eine zu geringe Ansprechempfindlichkeit und/ oder Leistung zeigen können.

Im Zuge der genannten Aufgabe bezweckt die Erfindung auch die Verbesserung der Ansprechempfindlichkeit einer Fahrzeugbremsanlage mit einer Blockierschutzvorrichtung bzw. einem Bremskraftregler, der eine intermittierende bzw. sog. •'Stotterbremswirkung" nachahmt. Zur Lösung dieser Aufgabe wird durch Einschaltung eines den Druck wieder anlegenden Regelventils in eine sich periodisch erweiternde und verkleinernde

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Kammer der Blockierschutzvorrichtung bzw. des Bremskraftreglers eine Optimierung der Verzögerungsgröße des abgebremsten Fahrzeugs durch Vermeidung eines übermäßigen Radschlupfes und durch Optimierung des Radschlupfes auf solche Werte erreicht, daß die Reibungskräfte zwischen dem Ra-d und der Fahrbahnoberfläche sich den unter den vorherrschenden Fahrbahnbedingungen erzielbaren Höchstwerten nähern.

Dies wird erreicht durch die in den Patentansprüchen umrissenen und gekennzeichneten Maßnahmen und Merkmale.

In folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt gehaltene schematische Darstellung einer Vorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung zum Abbremsen eines sich drehenden Elementes, insbesondere einer Fahrzeugrad-Bremslage des Einzel leitungstyps,

Fig. 2 eine einem Teil von Fig. 1 ähnelnde Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform eines bei der Anlage gemäß Fig. 1 einsetzbaren Regelventils zur Wiederanlegung des Druckes,

Fig. 3 eine graphische Darstellung typischer Kennlinien für eine Drucksenkungs- und eine Druckerhöhungsphase während eines Zyklus der Senkung und der Erhöhung des einer Bremseinrichtung zugeführten Flüssigkeitsdruckes,

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Fig. 4 eine teilweise im Schnitt dargestellte schematisierte Seitenansicht einer differenzdruckgesteuerten Vorrichtung zur Begrenzung der Anstiegsgröße des an eine Bremsanlage angelegten Flüssigkeitsdruckes,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Anwendung der Erfindung auf eine Volldruck-Bremsanlage,

Fig. 6 eine einem Teil von Fig. 1 ähnelnde Darstellung einer betrieblichen Ausfuhrungsform der Erfindung,

Fig. 7 eine Fig.6 ähnelnde Darstellung eines Teils der betreffenden Vorrichtung im einen Betriebszustand und

Fig. 8 eine Fig. 7 ähnelnde Darstellung eines anderen Betriebszustandes eines Teils der Vorrichtung gemäß Fig. 6.

Obgleich die Erfindung im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert ist, ist zunächst darauf hinzuweisen, daß dem Fachmann^ auf diesem Gebiet selbstverständlich verschiedene Änderungen und Abwandlungen der offenbarten Ausführungsformen möglich ist. Aus diesem Grunde soll die spezielle Beschreibung die Erfindung lediglich erläutern und keinesfalls einschränken.

Die in Fig. 1 veranschaulichte Bremsanlage gemäß der Erfindung weist eine allgemein mit 1o bezeichnete, auf Strömungsmitteldruck ansprechende Bremseinrichtung mit einem Bremszylinder auf, der eine die Drehbewegung eines sich drehenden Elementes, insbesondere eines Fahrzeugrades 11, abbremsende Kraft ausübt. Bei der dargestellten Ausführungsform wird der Strömungsmittel- bzw. Flüssigkeitsdruck zum Abbremsen des Rades 11 von einem

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hydraulischen Hauptbremszylinder 12 geliefert und über eine Leitungsanlage 14 übertragen, die eine Wirkungsverbindung zwischen dem Radbremszylinder der Bremseinrichtung 1o und einem durch den Hauptbremszylinder 12 gebildeten bzw. in diesem vorgesehenen Bremsflüssgikeits-Behälter herstellt. Ein Fühlerelement 15 dient zur Bestimmung der Verzögerungsgröße der Drehung des Rades 11 und zur Rückmeldung einer einen vorbestimmten Wert übersteigenden Verzögerungsgröße. Eine Anzahl derartiger Fühlerelemente ist in der US-PS 3 833 o97 beschrieben, und verschiedene Abwandlungen dieser Konstruktion sind in den Fig. 6 bis 12 dieser Patentschrift dargestellt. Dem Fachmann auf dem Gebiet von Bremsblockierschutzregleranlagen sind noch andere herkömmliche Fühlerelemente bekannt, welche den Radschlupf oder die Verzögerungsgröße eines abgebremsten Drehelementes festzustellen und auf elektrischem Wege oder anderweitig das Auftreten eines übermäßigen Radschlupfes oder einer einen vorbestimmten Wert übersteigenden Verzögerungsgröße anzuzeigen bzw. zu melden vermögen. Ein spezielles derartiges Fühlerelement ist erfindungsgemäß wirkungsmäßig mit dem abzubremsenden, sich drehenden Element , etwa dem Rad 11, verbunden und elektrisch so geschaltet, daß es ein Signal an eine allgemein bei 16 angedeutete Blockierschutzvorrichtung liefert. Die Blockierschutzvorrichtung 16, auch als Bremskraftregler bekannt, ist so ausgelegt, daß sie in Abhängigkeit vom Fühlerelement 15 arbeitet, wie dieäallgemein in der USA-Patentanmeldung Ser. No. 657 beschrieben ist, auf velche hiermit bezüglich des Bremskraftreglers verwiesen wird.

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Wie in dieser USA-Patentanmeldung ausgeführt, kann die hydraulische Bremsflüssigkeit bei normaler Bremsbetätigung frei in beiden Richtungen durch die Leitungsanlage 14 und durch ein Gehäuse 18 des Bremskraftreglers 16 strömen. Die normale Bremswirkung tritt hierbei bei Unterdrucksetzung der Bremsflüssigkeit mittels des Hauptbremszylinders 12 und aufgrund der resultierenden Betätigung eines in der Bremseinrichtung 1o angeordneten RadbremsZylinders auf. Falls jedoch das Fühlerelement 15 auf elektrischem Wege einen Radschlupf oder eine übermäßige Verzögerungsgröße eines abzubremsenden, sich drehenden Elementes meldet, wird eine im Gehäuse 18 enthaltene Spule 19 erregt, wobei ein Anker 2o gegen die Kraft einer Rückstellfeder 21 gemäß Fig. 1 nach links verschoben wird. Diese Verschiebung des Ankers 2o führt zu einem praktisch gleichzeitigen Schließen einesjersten und eines zweiten regelbaren Einwegventils 22 bzw. 24 unter der Wirkung von zugeordneten Vorbelastungsfedern 25 bzw. 26. Durch dieses Schließen werden die Ventile 22,24 in eine Stellung für das Absperren der Strömung vom Hauptbremszylinder 12 zum Radbremszylinder über das Gehäuse 18 verstellt, so daß jeder weitere Druckanstieg im Radbremszylinder verhindert wird.

Durch das gleiche, an die Spule 19 angelegte Signal wird eine geeignete Antriebseinrichtung zur Verschiebung eines Kolbens 28 betätigt, so daß der Kolben 28 gegen die Kraft einer Rückstellfeder 29 hin- und hergehend zu schwingen beginnt, wodurch der die Bremseinrichtung 1o beaufschlagende Druck gesenkt wird. Sobald der Bremsflüssigkeitsdruck auf einen

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bestimmten Wert abgesunken ist, beginnt sich die Umlaufgeschwindigkeit des Rades wieder zu erhöhen, worauf das Fühlerelement die Signalgabe beendet. Bei Entregung der Spule 19 wird der Anker 2o durch die Rückstellfeder 21 gemäß Fig. 1 nach rechts verschoben, so daß die Bremsflüssigkeit wieder zum Bremszylinder strömen kann. Durch diese Blockierschutzvorrichtung wird also der an die Bremseinrichtung angelegte Flüssigkeitsdruck periodisch bzw. zyklisch verringert und erhöht, wodurch die von geübten Fahrern zur Verhinderung der Radblockierung angewandte intermittierende sog. "Stotterbremstechnik" nachgeahmt wird.

Erfindungsgemäß wird die Anstiegsgröße oder -geschwindigkeit des an die Bremseinrichtung 1o angelegten Bremsflüssigkeitsdruckes durch ein allgemein mit 3o bezeichnetes und wirkungsmäßig zwischen die Bremseinrichtung 1o und den Hauptbremszylinder 12 eingeschaltetes, den Druck wieder anlegendes Ventil bzw. Wiederzuschaltventil auf einen geregelten Wert begrenzt. Dieses Ventil kann, wie noch näher zu erläutern sein wird, verschiedene spezielle Formen besitzen und an verschiedenen speziellen Stellen angeordnet sein.

Bei der dargestellten Ausführungsform weist dieses Wiederzuschaltventil 3o (reapplication valve) einen Ventilteller 31 auf, der normalerweise durch eine Feder 34 gegen einen Sitz vorbelastet ist. Der Ventilteller 31, der Sitz 32 und die Feder 34 befinden sich in einem Gehäuse 35, das wirkungsmäßig

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in die Leitungsanlage 14 zwischen der Blockierschutzvorrichtung 16 und der Bremseinrichtung 1o eingeschaltet ist. Eine oder mehrere, im Ventilteller 31 vorgesehene Bohrungen 36 lassen eine begrenzte, gedrosselte Strömung vom Hauptbremszylinder 12 zum Radbremszylinder in der Bremseinrichtung 1o zu, wobei die Größe dieser Strömung durch die berechnete Querschnittsfläche der Bohrung (en) 36 bestimmt wird. Ersichtlicherweise hebt sich der Ventilteller 31 bei einer periodischen Senkung des an den Radbremszylinder angelegten Druckes vom Sitz 32 ab, um dabei den Druckflüssigkeitsstrom vom Radbremszylinder zum Hauptbremszylinder 12 abzulassen und auf diese Weise eine ausreichend schnelle Druckminderung oder Entlastungswirkung zu gewährleisten. Bei einem periodischen Anstieg des über die Leitungsanlage 14 angelegten Drucks wird der Ventilteller 31 dagegen an seinen Sitz 32 angepreßt, so daß die Anstiegsgröße des Flüssigkeitsdruckes, durch die Querschnittsfläche der Bohrung(en) 36 bestimmt wird.

Die graphische Darstellung von Fig. 3 veranschaulicht schematisch die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung. Wenn der Fahrer durch Betätigung des Bremspedals eine Kraft auf den Hauptbremszylinder 12 ausübt, wird unter Druck gesetzte Hydraulik-Bremsflüssigkeit über die Leitungsanlage 14 und die Blocki-erschutzvorrichtung bzw. den Bremskraftregler 16 zu den Radbremszylindern geleitet. Wenn dabei eine durch das Fühlersystem 15 festgestellte Blockierneigung auftritt, wird der Bremskraftregler so betätigt, daß durch ihn der über

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die Leitungsanlage 14 angelegte Bremsflüssigkeitsdruck periodisch bzw. zyklisch erhöht und verringert wird. Die ausgezogene Linie a in Fig. 1 veranschaulicht eine typische Arbeitsweise mit einer Abfalldruckphase und einer Anstiegsdruckphase. Wie anhand der ausgezogenen Linie a ersichtlich ist, kann der nächste Zeitpunkt, zu welchem das Fühlerelement meldet,daß der Bremskraftregler bzw. die Blockierschutzvorrichtung 16 wirksam werden und eine neue periodische Flüssigkeitsdruck-Abfallphase einleiten sollte, je nach der Ansprechgeschwindigkeit des Fühlerelementes und der Leistung des Bremskraftreglers so liegen, daß der Ausgangs- bzw. Anfangsdruck am Radbremszylinder vergleichsweise nahe bei dem vom Hauptbremszylinder gelieferten Hochdruck liegt. Erfindungsgemäß wird jedoch die Druckerhöhung durch das Wiederzuschaltventil 3o verzögert, wie durch die gestrichelte Linie b in Fig. 3 angedeutet. Das Gefälle der gestrichelten Kurve b,und mithin die Anstiegsgröße oder -geschwindigkeit des sich periodisch erhöhenden Flüssigkeitsdrucks, hängt vom Ausmaß der durch die Bohrungen 36 bewirkten Drosselung ab. Da der Druckanstieg hierdurch erfindungsgemäß auf ein gewünschtes Maß verzögert wird, braucht der Bremskraftregler bzw. die Blockierschutzvorrichtung 16 bei der nächsten periodischen Betätigung den am Radbremszylinder anliegenden Druck nicht von demselben hohen Pegel, wie bei der vorherigen Betätigung, aus zu senken, sondern kann von einem niedrigeren Pegel aus arbeiten, der von der Ansprechzeit des Fühlerelementes und der Arbeitsweise der Blockierschutzvorrichtung 16 abhängt.

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Eine abgewandelte Ausführungsform des Wiederzuschaltventils 3o gemäß Fig. 1 ist in Fig. 2 bei 4o dargestellt. Dieses Ventil 4o weist einen Ventilte-ller 41, einen stromabseitigen Ventilsitz 42 und eine Feder 44 auf. Der Ventilteller 41 ist mit einer oder mehreren Buchsen 46 versehen. Im Unterschied zum Wiederzuschaltventil 3o gemäß Fig. 1 wird der Ventilteller 41 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 normalerweise durch die Feder 44 gegen einen stror.aufseitigen Ventilsitz 38 gedrängt. Die benutzten Ausdrücke "stromab-" und "stromaufseitig" beziehen sich hierbei auf die Richtung der zur Bremseinrichtung 2o strömenden Bremsflüssigkeit. Die Hydraulik- bzw. Bremsflüssigkeit kann das Wiederzuschaltventil 3o normalerweise zum Teil über die zentrale Bohrung 46 im Ventilteller 41 und zum Teil über radial angeordnete Bohrungen 49 durchströmen. Durch einen bei der Kraftausübung durch den Fahrer auf den Hauptbremszylinder 12 entstehenden erhöhten Flüssigkeitsdruck wird das Wiederzuschaltventil 4o gemäß Fig. 2 nicht beätigt. Falls die Anstiegsgröße de s periodisch ansteigenden Flüssigkeitsdruckes jedoch einen vorbestimmten, über dem durch den Fahrer erzielbaren Wert liegenden Wert erreicht, beispielsweise eine Größe, wie sie durch die verfügbaren Bremskraftregler bzw. Blockierschutzvorrichtungen 16 ohne weiteres erzielbar ist, ver-· lagert sich der Ventilteller 41 gegen die Kraft der Feder 44 vom stromaufseitigen Ventilsitz 48 weg und in Anlage gegen den stromabseitigen Ventilsitz 42. In diesem Zustand kann die Bremsflüssigkeit nur die zentrale Bohrung 46 im Ventilteller 41 durchströmen, wodurch die vorbestimmte, vorgesehene Drosselung bewirkt wird, welche die Anstiegsgröße des sich periodisch erhöhenden Flüssigkeitsdrucks begrenzt. Ersichtlicherweise ermöglicht die

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Feder 44 eine schnelle Flüssigkeitsdruckentlastung während der periodischen Drucksenkungen.

Die Begrenzung der Anstiegsgröße des sich periodisch erhöhenden, über die Leitungsanlage 14 wirkenden Bremsflüssigkeitsdrucks kann erfindungsgemäß auch durch eine druckempfindliche Drosseleinrichtung 5o gemäß Fig. 4 erfolgen. Gemäß Fig. 4 ist ein mit inneren Strömungskanälen versehenes Gehäuse 51 unter Herstellung einer Wirkungsverbindung zwischen der Blockierschutzvorrichtung 16 bzw. dem Bremskraftregler und dem Radbremszylinder der Bremseinrichtung sowie über eine Fühl- oder Meßleitung 52, mit der Leitungsanlage 14 zwischen Hauptbremszylinder 12 und Blockierschutzvorrichtung 16 in die Leitungsanlage 14 eingeschaltet. In einem zentral im Gehäuse 51 angeordneten Zylinder 53 ist ein Kolben 54 vorgesehen, der in Abhängigkeit von den in der Meßleitung 52 herrschenden Flüssigkeitsdrüoken verschiebbar ist und einen Querdurchgang 55 sowie einen Axialdurchgang 56 aufweist. Dichtringe 58,-59, die den Kolben 54 zu beiden Seiten des Querdurchgangs 55 umschließen, stellen eine Abdichtung zur Wand des Zylinders 53 her. Der Kolben 54 ist durch eine Vorbelastungsfeder 6o in eine Normalstellung ( rechte Stellung gemäß Fig. 4 ) vorbelastet, in welcher die Bremsflüssigkeit von der Blockierschutzvorrichtung 16 über den Querdurchgang 55 und den Axialdurchgang 56 zum Radbremszylinder der Bremseinrichtung 1o strömen kann. In diesem Strömungsweg ist eine einstellbare Drossel in Form eines Nadelventilglieds 61 vorgesehen, das mit dem Axialdurchgang 56 zusammenwirkt. Durch Verdrehen einer in das Gehäuse

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eingeschraubten Einstellschraube 62 wird eine Primär- oder Voreinstellung der Strömungsmenge über die durch das Zusammenwirken zwischen dem Nadelventilglied 61 und dem Axialdurchgang 56 gewährleistete Drosselstelle erreicht. Im Fall von durch den Hauptbremszylinder 12 erzeugten, erhöhten Flüssigkeitsdrücken, die über die Meßleitung 52 wirken, beaufschlagen diese Drücke den Kolben 54 entgegen der Kraft der Vorbelastungsfeder 6o, so da3 der Kolben 54 gegen das Nadelventilglied 61 verschoben wird. Wenn somit der durch den Hauptbremszylinder gelieferte Druck in Verbindung mit der Betätigung des Bremskraftreglers ansteigt, nimmt die zwischen dem Nadelventilglied 61 und der Axialbohrung 56 bewirkte Drosselung aufgrund des Druckgefälles über den Kolben 54 ebenfalls zu, wodurch die gewünschte geregelte Begrenzung der Anstiegsgröße der sich periodisch erhöhenden Flüssigkeitsdrücke erreicht wird.

Um das Ablassen bzw. den Rücklauf der Bremsflüssigkeit bei periodisch abfallenden Flüssigkeitsdrücken nicht zu beeinträchtigen, weist das Gehäuse 51 einen Ablaßkanal 63 auf, in welchem ein Rückschlagventil-Kugelelement 64 normalerweise durch eine Rückschlagventilfeder 66 in Anlage gegen einen Ventilsitz 65 gehalten wird. Wenn dabei die Blockierschutzvorrichtung 16 Bremsflüssigkeit vom Radbremszylinder über das Gehäuse 51 fördert, wird das Kugelelement 64 von seinem Sitz abgehoben, so daß die Bremsflüssigkeit ungehindert über den Ablaufkanal 63 und den Querdurchgang 55 zur Blockierschutzvorrichtung 16 zurückströmen kann.

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Im Normalbetrieb der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung bleibt die Blockierschutzvorrichtung 16 bei Bremsvorgängen, die nicht zu einer Blockierneigung eines Fahrzeugrades führen, unwirksam, so daß die Hydraulik- bzw. Bremsflüssigkeit zu Beginn des Bremsvorganges ungehindert vom Hauptbremszylinder 12 zu einem Radbremszylinder der Bremseinrichtung 1o und an Ende des Bremsvorganges vom. Radbremszylinder zum Hauptbremszylinder 12 strömen kann. Dieser Bremsflüssigkeitsstrom bei Strömungsmengen unter einem gewissen Schwellenwert wird erfindungsgemä3 weder durch die Blockierschutzvorrichtung 16, noch durch die Wiederzuschaltventile 3o,4o,5o beeinflußt. Falls jedoch das Fühlelement 15 eine übermäßig große Verzögerungsrate und somit eine Blockierneigung eines Rades feststellt, wird die Blockierschutzvorrichtung 16 wirksam, wobei das betreffende Wiederzuschaltventil 3o,4o,5o während der periodischen Erhöhung und Senkung des Bremsflüssigkeitsdruckes den Druckanstieg bei Strömungsmengen über dem genannten Schwellenwert verzögert. Die gestrichelten Kurven b,c und d (Fig.3) geben die mit den zuerst beschriebenen Wiederzuschaltventilen 3o,4o erzielbare Leistung an, und diese Kurven geben auf ähnliche Weise die geregelte Strömungscharakteristik dieser Ventile wieder. Für den Fachmann auf dem Gebiet der Hydraulikanlagen ist offensichtlich, daß die speziellen, erzielten Kurven durch übliche konstruktive Wahl der Düsen- bzw. Öffnungsgrößen und dgl. variiert werden können. Kurve e ist ein Beispiel für die mit dem druckempfindlichen Drosselventil gemäß Fig. 4 erreichbare Charakteristik, wobei es für den Fachmann offensichtlich ist, daß der Verlauf dieser Kurve

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z.B. durch Änderung der Form des Nadelventilgliedes 61 änderbar ist. Noch eine weitere, wahlweise Möglichkeit liegt in der Verwendung eines nicht dargestellten, mit konstantem Durchfluß arbeitenden Ventils, das grundsätzlich gerade Linien liefert, die lediglich aufgrund etwaiger Elastizitätseigenschaften der Hydraulikleitungen und der Bremse abweichen.

Die Erfindung sieht weiterhin die Einschaltung des Wiederzuschaltventils in eine Volldruck-Bremsanlage unter Verwendung einer durch einen Elektromotor oder unmittelbar von der Fahrzeugnaschine angetriebenen Hydraulikpumpe vor. Eine entsprechende Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 5 bis 8 dargestellt, bei welcher die allgemein mit 116 bezeichnete Blockierschutzvorrichtung gemäß Fig. 5 in einen Rücklaufkreis zum Entleeren eines Radbremszylinders bei Eingang eines Meßfühlersignals eingeschaltet ist. Bei dieser Anlage liefert eine Pumpe 7o den Bremsdruck, wobei der Fahrer bei Betätigung eines Bremspedals ein Ventil 71 betätigt. Der Bremskraftregler 116 dieser Anlage weist zwei Ventile auf, die einmal in die Druckleitung und zum anderen in die Rücklaufleitung eingeschaltet sind und so miteinander zusammenwirken, daß das eine Ventil geschlossen ist, wenn das andere offen ist. Erfindungsgemäß können die steuerbaren Ventile des Bremskraftreglers 116 Wiederzuschaltventile der nachstehend anhand von Fig. 6 beschriebenen Art umfassen, welche die Steuerung der Anstiegsgröße des zunehmenden Flüssigkeitsdruckes auf vorher beschriebene Weise bewirken. Selbstverständlich können diese Ventile außerhalb des Bremskraftreglers, beispielsweise zwischen Pumpe

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und Bremskraftreglereinheit, angeordnet sein, wobei es sich um einen beliebigen Ventiltyp der Art gemäß den Fig. 1,2,4 oder 6 handeln kann. Ebenso kann das im folgenden zu beschreibende Wi33erzuschaltventil gemäß Fig. 6 auch in anderen Bremsanlagen als in Volldruckanlagen, etwa in der Anlage gemäß Fig. 1, verwendet werden.

Gemäß Fig. 6 enthält ein Gehäuse 118 eine Wicklung bzw. Spule 119, die bei Erregung einen Anker 12o gegen die Kraft einer Rückstellfeder 121 anzuziehen vermag. Ein Scheiben-bzw. Ventiltellerglied 17o wird normalerweise durch Anlage an in Anker 12o ausgebildeten Schultern 172 außer Anlage an einem zugeordneten Ventilsitz 171 gehalten. Der Normalabstand zwischen dem Ventilteller 17o und seinem zugeordneten Ventilsitz 171 stellt einen ersten vorbestimmten Abstand in der Größenordnung von o,5 mm dar. Ein 'zentrales Dicht- bzw. Schließeleir.ent 174 durchsetzt den Ventilteller 17o und wirkt mit diesem zusammen. Das Zusammenwirken zwischen dem Schließelement 174 und den Ventilteller 17o ist normalerweise derart, daß die Flüssigkeit über die verengte Querschnittsfläche zwischen dem den Ventilteller 17o durchsetzenden Abschnitt des Schließelementes 174 und der Zentralbohrung im Ventilteller 17o strömen kann. Das Schließelement 174 kann sich jedoch unter Herstellung einer Abdichtung an den Ventilteller 17o anlegen. Der Ventilteller 17o ist normalerweise durch eine Betätigungsfeder 175 gegen seine Halteschulter 172 vorbelastet, während das Schließelement 174 auf ähnliche Weise durch eine

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Betätigungsfeder 177 gegen Halte- oder Anschlagschultern vorbelastet ist. Das Schließelement 174 und die Schultern 176 sind daher so bemessen und gegenüber dem Ventilteller 17ο und seinem zugeordneten Ventilsitz 171 so angeordnet, daß ein überlauf des Ankers 12o über die Position, in welcher der Ventilteller 17o an Sitz anliegt, erforderlich ist, um das Schließelement sich an den Ventilteller 17o anlegen zu lassen. Typischerweise kann dieser Überlaufweg etwa o,5 mm über die Position hinausreichen, in welcher der Ventilteller 17o an seinem zugeordneten Ventilsitz 171 anliegt.

Bei einem normalen Bremsvorgang, bei dem die Spule 119 nicht erregt ist, fließt die Bremsflüssigkeit ungehindert durch das Gehäuse 118 und durch die steuerbaren Ventile. Bei Erregung der Spule 119 durch einen Verzögerungsfühler der beschriebenen Art verlagert sich der Anker 12p gemäß Fig. 6 nach links, so daß sich der Ventilteller 17o an den zugeordneten Ventilsitz 171 (Fig.7) anlegt, worauf sich das Schließelement 174 an den Ventilteller 17o anl-egt ( vgl. Fig. 8). Wenn sich das steuerbare Ventil in der Stellung gemäß Fig. 8 befindet und dadurch eine weitere Strömung der Bremsflüssigkeit zu einem Radbremszylinder verhindert, wird das andere Ventil des Bremskraftreglers geöffnet, so daß auf beschriebene Weise der an den Radbremszylinder angelegte Druck abgelassen wird.

Sobald die Spule 119 wieder entregt ist, verschiebt sich der Anker 12o unter der Gesamtkraft der Rückstellfeder 121, der

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Ventilteller-Rückstellfeder 175 und der Schließelement-Rückstellfeder 117 gemäß Fig. 6 nach rechts in die Normal- bzw. Ausgangsstellung. Die Kraft der genannten Federn wird jedoch durch eine Kraft ausgeglichen, die von einem etwa über das Gehäuse 118 bestehenden und auf die Oberfläche des Ventiltellers 17o wirkenden Druckunterschied herrührt. Sofern dieser Druckunterschied groß genug ist, reicht die Kraft der Rückstellfedern nicht aus, die Druckkräfte zu überwinden, so daß nur das Schließelement 174 von seinem Sitz abgehoben wird und sich das steuerbare Ventil in die Stellung gemäß Fig. 7 verlagert. Wenn nur das Schließelement 174 seinen Sitz verlassen hat, ist bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Druckunterschied auf einen normaleren Wert abnimmt, nur ein gedrosselter bzw. verengter Strömungsweg durch das Gehäuse 118 hindurch offen. Nach der Verringerung des Druckunterschieds vollendet der Anker 12o seinen Hub zur Rückkehr in seine Ausgangsstellung, wobei sich der Ventilteller 17o von seinem Sitz abhebt und somit die Ventilsteuerung der Blockierschutzvorrichtung unter Ermöglichung einer vollen Flüssigkeitsströmung voll geöffnet ist. Diese Arbeitsfolge führt bei einer Druckerholungs- oder Wiederzuschaltkurve, wie durch die Kurve f gemäß Fig. 3 gezeigt, zu einem "Knick", der dann auftritt, wenn sich das Ventil zur Ermöglichung des vollen Bremsflüssigkeitsstroms öffnet.

Obgleich vorstehend nur einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Benutzung spezieller Ausdrücke dargestellt und beschrieben sind, soll die vorstehende Offenbarung die Erfindung

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lediglich erläutern und keinesfalls einschränken.

In Zusammenfassung wird mit der Erfindung bei einer Bremsanlage zum Abbremsen eines sich drehenden Elementes mit einer auf Strömungsmitteldruck ansprechenden Bremse, der ein Druckmittel zum Abbremsen des sich drehenden Elementes zuführbar ist, eine zwischen die Bremse und eine Speisequelle für den Strömungsmitteldruck eingeschaltete Blockierschutzvorrichtung zur periodischen Senkung und Erhöhung des der Bremsanlage zugeführten Strömungsmitteldrucks mit einem zwischen Bremse und Druckquelle eingeschalteten Regler zur Begrenzung der Anstiegsgröße des an die Bremse angelegten Strömungsmitteldrucks geschaffen. Die Begrenzung der Anstiegsgröße des an die Bremse angelegten Strömungsmitteldrucks bestimmt die Wiederanlegung der Bremskräfte durch die Bremse, was zur Optimierung der Bremsleistung beiträgt.

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Leerseite

Claims

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Patentansprüche

V 1y Verfahren zum Abbremsen eines Fahrzeugrades, dadurch gekennzeichnet , daß einer Bremse für das Rad ein Druckmittel zugeführt wird, daß ein etwa auftretender Schlupf des gebremsten Rades festgestellt wird, daß der angelegte Strömungsmitteldruck in Abhängigkeit von einem festgestellten, übermäßigen Radschlupf periodisch verringert und erhöht und dadurch das Blockieren des Rades gesteuert bzw. verhindert wird, und daß die Anstiegsgröße oder -geschwindigkeit des sich periodisch erhöhenden Strömungsmitteldrucks begrenzt wird.

2.Verfahren zur Verhinderung eines Blockierens eines sich drehenden Elementes, das durch eine durch einen strömungsmitteldruckbetätigten Bremszylinder ausgeübte Kraft abgebremst wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsmittel normalerweise ungehindert zwischen dem Bremszylinder und einem Vorratsbehälter über eine Leitung, die eine Strömungsverbindung zwischen diesen Teilen herstellt und über eine in die Leitung eingeschaltete, regelbare Blockierschutzvorrichtung geführt wird, daß ein etwaiger Verzögerungsgrad des sich drehenden Elementes gemessen bzw. festgestellt wird, der einen vorbestimmten, eine Blockierneigung des sich drehenden Elementes anzeigenden Wert übersteigt, und daß dem festge-

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Stelljen übermäßigen Verzögerungsgrad durch periodische Senkung und Erhöhung des an den Bremszylinder angelegten Stromungsmitteldrucks bei gleichzeitiger Begrenzung der Anstiegsgröße oder -geschwindigkeit des sich periodisch erhöhenden Stromungsmitteldrucks entsprochen wird.

3. Verfahren zur Verhinderung eines Blockierens eines Fahrzeugrades, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bremse für ein Rad mit einem Druckmittel beaufschlagt wird, daß eine Blockierneigung des Rades gemessen bzw. festgestellt wird, daß der Strömungsmitteldruck in Abhängigkeit von der festgestellten Blockierneigung periodisch aufgehoben und erneut an das Rad bzw, an die Bremse angelegt wird und daß die Anstiegsgröße bzw. -geschwindigkeit des Stromungsmitteldrucks während seiner Wiederanlegung geregelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Regelung die Anstiegsgröße des Stromungsmitteldrucks auf einen niedrigeren Wert als den begrenzt wird, der beim Abbremsen ohne Feststellung einer Blockierneigung erreicht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß während der Regelung der Druckanstiegsgröße letztere eingestellt wird.

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6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

die periodische Aufhebung und Wiederanlegung des Drucks mittels eines Bremskraftreglers erfolgt und daß bei der Druckregelung die Anstiegsgröße oder -geschwindigkeit des Drucks während des Wiederanlegungsschritts durch Einstellung der Größe bzw. Weite der Strömungsmittelleitung in Abhängigkeit von dem über den Bremskraftregler herrschenden Druckgefälle eingestellt wird.

7. Verfahren zum Abbremsen eines Fahrzeugrads, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bremse des Rades mit einem Druckmittel beschickt wird, daß ein etwaiges Auftreten von Schlupf am gebremsten Rad festgestellt wird, daß der angelegte Strömungsmitteldruck in Abhängigkeit vorfeinem festgestellten, übermäßigen Radschlupf periodisch verringert und (wieder) erhöht und dadurch ein Blockieren des^ Rades gesteuert bzw. verhindert wird, daß die Anstiegsgröße oder -geschwindigkeit des sich periodisch erhöhenden Strömungsmitteldrucks während der Zeitspanne, während welcher der Druckunterschied zwischen dem angelegten Druck und dem an der Bremse herrschenden Druck eine vorbestimmte Differenz übersteigt, auf eine erste Größe begrenzt wird und daß ein Anstieg des sich periodisch erhöhenden Strömungsmitteldrucks mit einer über dem ersten Wert liegenden Größe bzw. Geschwindigkeit zugelassen wird, wenn der Druckunterschied unter die vorbestimmte Differenz verringert worden ist.

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8. Vorrichtung zum Abbremsen eines Fahrzeugrades, mit einer auf Strömungsmitteldruck ansprechenden Bremseinrichtung zur Verzögerung der Drehbewegung des Rades, einer Einrichtung zur Anlegung von Strömungsmitteldruck zum Abbremsen des Rads und einer wirkungsmäßig zwischen die Bremseinrichtung und die Drucki'efereinrichtung eingeschalteten Blockierschutzvorrichtung zur periodischen Verringerung und Erhöhung des an die Bremseinrichtung angelegten Strömungsmitteldrucks, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Bremseinrichtung (lo) und die Druckzufuhreinrichtung (12) eine Einrichtung

(30) zur Regelung der Anstiegsgröße des an die Bremseinrichtung angelegten Strömungsmitteldrucks wirkungsmäßig eingeschaltet ist,

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung eine zwischen die Druckzufuhreinrichtung (12) und die Bremseinrichtung (1o) eingeschaltete Ventileinrichtung aufweist, die normalerweise einen ungehinderten Strömungsmittelfluß von der Bremseinrichtung zuläßt.

Ιο. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung ein Gehäuse mit einem in diesem ausgebildeten Ventilsitz (32), ein im Gehäuse zur Bewegung in und außer Anlage gegen den Ventilsitz (32)ausgeführtes Ventilelement

(31) und ein das Ventilelement in Anlage gegen den Ventilsitz drängendes Vorbelastungsmittel (34) aufweist und daß der Ventilsitz, das Ventilelement und das Vorbelastungsmittel

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derart miteinander zusammenwirken, daß sie bei Strömungsmengen unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes einen ungehinderten Strömungsmitt-elfluß zur und von der Bremseinrichtung und bei Strömungsstärken über dem bestimmten Schwellenwert einen ungehinderten Strömungsmittelfluß von der Bremseinrichtung zulassen, bei Strömungsstärken über dem Schwellenwert dagegen den Strömungsmittelfluß zur Bremseinrichtung drosseln (Fig. 1).

11. Vorrichtung nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (42) einen stromabseitigen Sitz (43) aufweist und daß das Vorbelastungsmittel das Ventilelement in Anlage an den stromabseitigen Sitz drängt (Fig.2).

12. Vorrichtung nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz einen stromaufseitigen und einen stromabseitigen Sitz umfaßt und daß das Vorbelastungsmittel das Ventilelement in Anlage an den stromaufseitigen Sitz vorbelastet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockierschutzvorrichtung eine ausdehnbare Kammer aufweist, deren Volumen regelbar und periodisch vergrößer- und verkleinerbar ist, und daß die Regeleinrichtung eine druckempfindliche Drosseleinrichtung enthält, die wirkungsmäßig mit der Drucitfefereinrichtung kommuniziert und auf den Druck des der Kammer gelieferten Strömungsmittels anspricht, um zwischen der Kammer und der Bremseinrichtung in geregelter

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Weise den Strom des Strömungsmittels zur Bremseinrichtung zu drosseln.

14. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung Mittel zur einstellbaren Regelung der Druck-Anstiegsgröße bzw. -geschwindigkeidaufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung Mittel zur kontinuierlichen, einstellbaren Regelung der Druck-Anstiegsgröße aufweist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung auf den Druckunterschied über die Blockierschutzvorrichtung ansprechende Mittel zur Regelung der Druck-Anstiegsgröße aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung die Druck-Anstiegsgröße auf eine höchste, vorbestimmte Größe oder Geschwindigkeit begrenzt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fühlerelement (15) zur Bestimmung des Verzögerungsgrads des abgebremsten Rades und zur Meldung des Auftretens eines einen vorbestimmten Wert übersteigenden Verzögerungsgrads vorgesehen ist und daß die Regeleinrichtung wirkungsmäßig mit dem Fühlerelement verbunden ist und auf dieses anspricht, um bei entsprechender Meldung durch das Fühlelement die Anstiegsgröße des Strömungsmittelpunkts zu regeln.

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19. Vorrichtung zum Abbremsen eines sich drehenden Elementes, mit einem strömungsmitteldruckbetätigten Bremszylinder zur Ausübung einer die Drehung des drehbaren Elementes verzögernden Kraft, einem Vorratsbehälter zur Lieferung von Strömungsmittel zum Bremszylinder _f einer Leitungsanlage zur Herstellung einer Wirkverbindung zwischen dem Bremszylinder und dem Vorratsbehälter, einem Fühlerelement zur Bestimmung des Verzögerungsgrades der Drehbewegung des drehbaren Elementes und zur Meldung eines etwaigen, einen vorbestimmten Wert übersteigenden Verzögerungsgrads sowie einem in die Leitungsanlage zwischen dem Vorratsbehälter und dem Bremszylinder eingeschalteten Bremskraftregler, der normalerweise einen freien bzw, ungehinderten Strömungsmittelfluß zwischen dem Vorratsbehälter und dem Bremszylinder über die Leitungsanlage und den Bremskraftregler zuläßt, wobei der Bremskraftregler wirkungsmäßig mit dem Fühlerelement verbunden ist und auf dieses anspricht, um den über die Leitungsanlage an den Bremszylinder angelegten Strömungsmitteldruck in Abhängigkeit von einem gemeldeten übermäßigen Grad der Verzögerung periodisch zu senken und (wieder) zu erhöhen und dabei die Bremskräfte, die anderenfalls die Drehbewegung des drehbaren Elementes verzögern würden, aufzuheben, dadurch gekennzeichnet, daß in die Leitungsanlage zwischen Vorratsbehälter und Bremszylinder eine Einrichtung zur Begrenzung der Anstiegsgröße oder -geschwindigkeit des über die Leitungsanlage angelegten Strömungsmitteldrucks eingeschaltet ist.

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2o. Vorrichtung zum Abbremsen eines sich drehenden Elementes, mit einem stromungsmitteldruckbetatigten Bremszylinder zur Ausübung einer die Drehung des drehbaren Elementes verzögernden Kraft, einem Vorratsbehälter zur Lieferung von Strömungsmittel zum Bremszylinder, einer Leitungsanlage zur Herstellung einer Wirkverbindung zwischen dem Bremszylinder und dem Vorratsbehälter, mit einem Fühlerelement zur Bestimmung des Verzögerungsgrades der Drehbewegung des drehbaren Elements und zur Meldung eines etwaigen, einen vorbestimmten Wert übersteigenden \irzögerungsgrades, gekennzeichnet durch eine in die Leitungsanlage zwischen Vorratsbehälter und Bremszylinder eingeschaltete, ausdehnbare Kammereinrichtung, die normalerweise einen ungehinderten Strömungsmittelfluß zwischen dem Vorratsbehälter und dem Bremszylinder über die Leitungsanlage und die Kammereinrichtung zuläßt, wobei die Kammereinrichtung mit dem Fühlerelement in Wirkverbindung steht und auf dieses anspricht, um den über die Leitungsanlage an den Bremszylinder angelegten Strömungsmitteldruck in Abhängigkeit von einem gemeldeten übermäßigen Grad der Verzögerung periodisch zu senken und (wieder) zu erhöhen und dabei die Bremskräfte, die anderenfalls die Drehbewegung des drehbaren Elementes verzögern würden, aufzuheben, und durch eine in die Leitungsanlage zwischen den Vorratsbehälter und den Bremszylinder eingeschaltete Ventileinrichtung zur Begrenzung der Anstiegsgröße bzw. - geschwindigkeit des über die Leitungsanlage angelegten, sich periodisch erhöhenden Strömungsmitteldrucks.

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21. Vorrichtung nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung ein vergleichsweise große Strömungsvolumenmengen zulassendes Ventilelement, ein mit letzterem zusammenwirkendes Dicht- bzw. Schließelement, das nur vergleichweise kleine Strömungsmittelvolumina durchfließen läßt, sowie eine dem Ventilelement,dem Schließelement und dem Fühlerelement wirkungsmäßig zugeordnete Betätigungseinrichtung zur Begrenzung der Anstiegsgröße oder -geschwindigkeit des sich periodisch erhöhenden Strömungsmitteldrucks in Abhängigkeit von einem gemeldeten, übermäßigen Grad der Verzögerung während der Zeitspanne, während welcher der Druckunterschied zwischen stromauf und stromab der Ventileinrichtung gelegenen Stellen ein vorbestimmtes Gefälle übersteigt, aufweist.

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