DE2733883A1

DE2733883A1 - Fluiddruckbetaetigtes antiblockier- bremssystem

Info

Publication number: DE2733883A1
Application number: DE19772733883
Authority: DE
Inventors: John Patrick Bayliss
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Sab Wabco Holdings BV
Priority date: 1976-07-27
Filing date: 1977-07-27
Publication date: 1978-02-02
Also published as: GB1583341A; FR2359736A1; DE2733883C2; IT1081170B; FR2359736B1; CH624058A5

Description

DR. ING. F. WUBSTDOFF DR.K. ν. PECHMANN DR. ING. D. BKHRKNS DIPL. ING. R. GOKTZ PATENTANWÄLTE

8ΟΟ3 MÜ.VCHBN QO SCHWEIOERSTHASSE 2 TKLBFOM <08»> TKLSX O 84 070

173388F

LKOBAIfIIBl TKOTPATKKT ItIOl

1A-49 675

Patentanmeldung

Anmelder:

Girling Limited

Kings Road, Tyseley,

Birmingham 11, West Midlands, England

Titel:

Fluiddruckbetatigtes Antiblockier-Bremssystem

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UR. IN<;. F. WUIiSTHOFF DR.E. ν. PKCHM ANN DR. ING. D. BEHRENS DIPL. ING. R. GOETZ PATENTANWÄLTE

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8 MÜNCHKN 9O

SCIIWEIOKBSTIIASSE a TiLtro» (0811) βπ UO .11 TKLKX S 24 070

TKLItOIIAMHE: PIIOTKCTPATKNT M(¹KCIIKK

1A-49 675

Bes chreibung

Pluiddruckbetätigtes Antiblockier-Bremssystem

Die Erfindung betrifft ein fluiddruckbetätigtes Antiblockier-Bremssystem für Schienen- oder andere Fahrzeuge, bei dem die Zufuhr des Betriebsfluids zu einer Radbremse von einer Fluidströmungs-Steuerventileinrichtung gesteuert ist, die in die Leitung zwischen Fluidquelle und Bremse geschaltet ist, und bei dem eine auf die Verlangsamung ansprechende Einrichtung vorgesehen ist, um die Steuerventileinrichtung so zu betätigen, daß der auf die Bremse aufgebrachte Druck abgeschwächt wird, wenn die Verlangsamung des Rades übermäßig groß ist und einen vorherbestimmten Wert übersteigt» Der Druck, der unter solchen Bedingungen abgeschwächt werden soll, wird nachfolgend als Blockierdruck bezeichnete

Bei bekannten Bremssystemen der genannten Art für Fahrzeuge weist die Ventileinrichtung eine einzige Ventilanordnung auf, die von einer von der Verlangsamung abhängigen Vorrichtung betätigbar ist, um die Fluidzufuhr zur Bremse zu unterbinden und anschließend den Blockkierdruck zu verringern, wenn der vorherbestimmte Wert der Verlangsamung überschritten wird» Danach wird die Bremse während der gleichen Bremsfolge im gleichen Ausmaß zumindest bis zum Blockierdruck selbsttätig erneut angelegt, was deshalb unerwünscht ist, weil bei den gleichen Bedingungen des Haftens des Rades ein solches erneutes Anlegen wiederum dazu führt, daß die Verlangsamung des Rades zu groß ist.

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Gemäß der Erfindung weist in einem fluiddruckbetätigten Antiblockier-Bremssystem der genannten Art für Schienen- oder andere Fahrzeuge die Steuerventileinrichtung zv/ei getrennte Fluidströmungs-Steuerventile auf, die miteinander verbunden und in der Leitung angeordnet sind und von denen jedes eine auf die Verlangsamung ansprechende Vorrichtung hat j die dieses Ventil unabhängig vom anderen oder gleichzeitig mit dem anderen je nach der Verlangsamungsge-Gchj-indigkeit des abgebremsten Rades betätigt.

Vorzugsweise sind die Fluidströmungs-Steuerventile in Reihenschaltung in der Leitung vorgesehen, wobei das in Sfcrömungsrichtung vordere Ventil, welches zwischen der Fluiddruckquelle und dem in Strömungsrichtung hinteren Ventil angeordnet ist, ein Ablaßventil aufweist, während das andere,in Strömungsrichtung hintere Ventil ein Drosselventil aufweist»

Wenn die Bremse angelegt wird, sind zunächst beide Vorrichtungen außer Betrieb und beide Ventile offen, so daß der volle Druck zu den Bremsen gelangt. Wenn die Radverlangsamung übermäßig groß wird, werden nacheinander beide Vorrichtungen betätigt, um beide Ventile zu schließen. Das in Strümungsrichtung vordere Ventil wird zuerst geschlossen, um den Einlaß zu diesem Ventil gegenüber dem Auslaß des in Strömungsrichtung hinteren Ventils abzusperren und den Bremsdruck über das in Strömungsrichtung hintere Ventil hinweg abzuschwächen. Nach einer vorherbestimmten Zeitspanne schließt sich dann das in Strömungsrichtung hintere Ventil, um den Auslaß aus diesem Ventil gegenüber der Radbremse abzusperren. Wenn die Verlangsamung des Rades auf einen Wert abgefallen ist, bei dem die Vorrichtungen erneut unwirksam werden, wird die Bremse selbsttätig in zwei Stufen erneut angelegt, von denen bei der ersten beide Ventile offen sind, damit der Druck mit normaler Geschwindigkeit bis auf einen Zwischenwert unterhalb des vollen Drucks an einem Umschaltpunkt an-

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steigen kanni bei dem eine der Vorrichtungen betätigt wird, um das in Strömungsrichtung hintere Ventil zu schließen, welche es steuert, wonach in der zweiten Stufe der Druck zwar weiter steigt, aber in verringertem Ausmaß, weil eine B jfpass anordnung vorgesehen ist, die das in S trömungs richtung hintere Ventil umgeht und eine direkte gedrosselte Verbindung zwischen dem in Strömungsrichtung vorderen Ventil und der Bremse herstellte

Ein erneutes Anlegen in zwei Stufen hat den Vorteil, daß die Bremse verhältnismäßig schnell wieder angelegt werden kann, und daß bei dem verringerten oder allmählicheren Ausmaß des in der zweiten Stufe nach dem Erreichen des Umschal tpunkt es wirksamen Neuanlegens weniger Gefahr besteht, daß eine übermäßig große Verlangsamung auftritt. Sollte das geschehen, so wird dann natürlich die andere Vorrichtung in Betrieb gesetzt und schließt das andere in Strömungsrichtung vordere Ventil, um den Bremsanlegedruck zu verringern, wonach sich die oben beschriebene Polge wiederholt.

Die beiden Ventile können im wesentlichen den gleichen Aufbau haben, wobei jedoch das in Strömungsrichtung vordere Ventil mit einer Ablaßöffnung versehen ist, um bei geschlossenem Ventil den Bremsdruck abzuschwächen. Deshalb weist dies Ventil ein beidseitig wirksames Ventil auf, in dem ein Ventilkbrper alternativ mit im Abstand voneinander angeordneten Ventilsitzen in Eingriff bringbar ist, während das andere Ventil ein einfach wirkendes Ventil ist, dessen Ventilkörper mit einem einzigen Ventilsitz zusammenwirkt .

Vorzugsweise sind die Ventile beide durch Membrane betätigt und von einem Signaldruck gesteuert, der auf eine Seite der Membran wirkt« Die auf die Verlangsamung ansprechende Vorrichtung weist ein solenoidbetätigtes Ventil auf,

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um das Aufbringen des Signaldrucks auf die Membran zu steuern« Bei dieser Konstruktion liefert der auf die entgegengesetzte Seite der Membran des mit der Auslaßöffnung versehenen Ventils wirkende Druck den Signaldruck für die Membran des anderen Ventils«

Die By.passanordnung kann eine gedrosselte Strömung in beiden Richtungen ermöglichen, so daß das Lösen der Bremse nach Wunsch gesteuert werden kann, wenn das einfach wirkende, in Strömungsrichtung hintere Ventil sich geschlossen hat. Als Alternativlösung kann die . Bypassanordnung einen durch Druck betätigbaren Ventilkörper umfassen, der mit einem Ventilsitz in Eingriff bringbar ist, um die Strömung in einer Richtung vom Auslaß des einfach wirkenden Ventils zum Auslaß des beidseitig wirkenden Ventils zu unterbinden und dadurch nach dem Schließen des in Strömungsrichtung hinteren, einfach wirkenden Ventils einen Haltezustand zu schaffen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Pig. 1 eine Stirnansicht einer Steuerventilanordnung für ein fluiddruckbetätigtes Antiblockier-Bremssystem für ein Schienen- oder sonstiges Fahrzeug;

Pig. 2 eine Draufsicht auf die Steuerventilanordnung von einer Seite;

Pig. 3 einen Längsschnitt durch die Steuerventilanordnung ;

Pig. 4 einen Teilschnitt einer BJT.passanordnung gemäß Pig. 3 in vergrößertem Maßstab;

Pig. 5 eine Draufsicht auf einen Ventilkörper zum Einbau in die Beipassanordnung;

Pig. 6 den Teilschnitt 6-6 in Pig. 2;

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Pig. 7 den Teilschnitt 7-7 in Pig. 3; Pig. 8 eine Draufsicht auf die Steuerventilanordnung von der anderen Seite₀

Za der dargestellten Steuerventilanordnung gehören zwei Ventile 1 und.2,die im wesentlichen gleich und in Reihe in einem gemeinsamen Gehäuse 3 angeordnet sinde

Das Ventil 1 weist eine "beidseitig wirksame Membran auf und ist von bekannter Bauart. Im Ventil 1 ist ein im Gehäuse 3 angeordneter Ventilkörper 4 alternativ mit im Abstand voneinander angeordneten Ventilsitzen 6 und 7 in Eingriff bringbp,r, um die Verbindung zwischen einer Einlaßöffnung 8, die an den Eingabeteil einer Leitung von einer Betriebadruckquelle angeschlossen ist, und einem Auslaßkanal 91 der auch den Einlaß zum Ventil 2 aufweist, und zwischen dem Auslaßkanal 9 und einer Ablaßöffnung 10 in die Umgebungsluft^zMteuern. Der Betrieb des Ventilkörpers 4 ist von einer flexiblen Membran 11 gesteuert, die den Ventilkörper 4 abstützt und an ihrer vom Ventilkörper 4 entfernten, oberen Seite über einen von der Einlaßöffnung 8 kommenden Kanal 12 unter einem Signaldruck steht.

Ein im Kanal 12. angeordnetes solenoidbetätigtes Ventil 13 ist offen, so daß Fluiddruck auf die Membran 11 wirken kann, wenn das Solenoid entregt ist,und die Schließkraft einer Feder 14 erhöht, die normalerweise den Ventilkörper 4 mit dem Ventilsitz 7 in Eingriff drückt, so daß die Einlaßöffnung 8 mit dem Auslaßkanal 9 in Verbindung steht und die Ablaßöffnung 10 geschlossen ist₀ Bei dieser Stellung schließt das solenoidbetätigte Ventil 13 eine Ablaßöffnung 15» die geöffnet wird, wenn das Solenoid von einem Signal erregt wird₉ welches von einer Einrichtung kommt, die auf die Verlangsamung des abgebremsten Rades

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anspricht, um den auf die Membran 11 wirkenden Druck zu verringern, wobei die Erregung des Solenoids zunächst das Ventil 13 schließt, Wegen der Minderung des auf die Membran 11 wirkenden Drucks kann der an ihrer Unterseite wirksame höhere Druck die Membran und mit ihr den Ventilkörper 4 nach oben in Eingriff mit dem Ventilsitz 6 drücken, so daß die Verbindung zwischen der Einlaßöffnung 8 und dem Auslasskanal 9 unterbunden und der Druck zum Abgabeteil der Leitung durch die Ablaßöffnung 10 in die Atmosphäre abgelassen wird»

Das Ventil 2 ist ein gesteuertes Ventil mit einfach wirkender Membran, in dem ein von der Membran 17 abgestützter Ventilkörper 16 in Richtung zu und von einem Ventilsitz bewegbar ist, um die Verbindung zum Auslaßkanal 9 und zu einer Auslaßöffnung 19 zum Anschluß an eine Betätigungsvorrichtung einer Radbremse zu steuern. Die Membran 17 unterliegt an ihrer Oberseite durch einen Kanal 20 dem in der Kammer 21 unterhalb der Membran 11 herrschenden Druck.

Ein im Kanal 20 angeordnetes, solenoidbetätigtes Ventil 22 ist offen, so daß der in der Kammer 21 herrschende Fluiddruck auf die Membran 17 einwirken kann, wenn das Solenoid entregt ist, und die Kraft einer Feder 23 erhöht, die normalerweise den Ventilkörper 16 vom Ventilsitz 18 weg und in Eingriff mit einem Anschlag 24 drückt, so daß der Auslaßkanal 9 mit der Auslaßöffnung 19 in Verbindung steht. Bei dieser Stellung schließt das solenoidbetatigte Ventil wiederum eine Ablaßöffnung 25, die geöffnet wird, wenn das Solenoid des Ventils 22 auch von einem Signal erregt wird, welches von der auf die Verlangsamung des abgebremsten Rades ansprechenden Einrichtung kommt. Die Verringerung des auf die Membran 17 durch den Kanal 20 wirkenden Signaldrucks macht es möglich, daß der an der Unterseite dieser Membran wirksamehöhere Druck die Membran 17 und den Ventilkörper 16 nach oben in Eingriff mit dem Ventilsitz

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18 "bringtρ um die Verbindung zwischen dem Auslaßkanal 9 und der Auslaßöffnung 19 dieses Ventils durch das Aufsitzen zu unterbindenβ

Das Ventil 2 wird umgangen von einer Bypassanordnung 26, die im Gehäuse 3 zwischen dem Auslaßkanal S und einer Kammer 27 angeordnet ist, welche zwischen dem Ventilsitz 18 und der Auslaßöffnung 19 gebildet und in welcher der Ventilkörper 16 aufgenommen ist«. Zur Bypass anordnung 26 gehört eine axiale Bohrung 27'* die parallel zu den Ventilen 1 und 2 verläuft und sich axial vom Auslaßkanal 9 erstreckt, eine öffnung 28 in einer Platte 29, die an dem vom Auslaßkanal 9 entfernten Ende der Bohrung 27* angeordnet ist, eine mit radialen Öffnungen versehene, federnd nachgiebige, vorspannende Scheibe 30 (Pig. 5), die einen Ventilkörper 31 zum Eingriff mit einem an der Platte 29 vorgesehenen und die Öffnung 28 umgebenden Ventilsitz 32 abstützt, und ein Kanal 33 von eingezogenem Durchmesser, der in Strömungsrichtung hinter der Scheibe 30 liegt und mit einem Kanal 34 in Verbindung steht, welcher in die Kammer 27 führt und den gleichen Durchmesser hat wie die Bohrung 27 Ό Der Ventilkörper 31 ermöglicht eine Strömung aus der Bohrung 27* in die Kammer 27, tritt aber mit dem Ventilsitz 32 in Eingriff, um eine Strömung in entgegengesetzter Richtung zu verhindern.

Wenn die Bremsen angelegt werden, sind die Solenoide entregt und beide Ventile 1 und 2 offen, so daß das Druckfluid von der Druckmittelquelle durch beide Ventil 1 und 2 zu den Bremsbetätigungsvorrichtungen fließt. Die Ventilkörper 4 und 16 sind beide im Abstand von den Ventilsitzen 6 bzw. 18 gehalten, und zwar durch die Kräfte der Federn 14 bzw. 23» die verstärkt sind· durch die auf die Membrane 11 bzw. 17 wirkenden Drücke. Die Einlaßöffnung 8 steht also über den Ventilsitz 18 des Ventils 2 und auch über die By.passanordnung 26 mit der Auslaßöffnung 19 in Verbindung.

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Sollte die Verlangsamung eines abgebremsten Rades zu groß werden und einen vorherbestimmten Wert übersteigen, so wird das erste Solenoid erregt, um das solenoidbetätigte Ventil 13 zu schließen und den Vorspanndruck an die Atmosphäre abzulassen. Der Ventilkörper 4 bewegt sich dann in Eingriff mit dem Ventilsitz 6, um die Druckmittelquelle zu isolieren und durch die Ablaßöffnung 10 einen Ausgang zur Atmosphäre zu schaffen, wodurch die Bremskraft abgeschwächt wird. Nach einer vorherbestimmten Zeitspanne wird das zweite Solenoid erregt, um das solenoidbetätigte Ventil 22 zu betätigen und den Vorspanndruck an die Atmosphäre entweichen zu lassen. Der Ventilkörper 16 bewegt sich dann in Eingriff mit dem Ventilsitz 18, wodurch eine Haltezustand geschaffen wird, weil die Scheibe 30 und der Ventilkörper 31 vorgesehen sind, die einen v/eiteren Druckablaß durch die By pass anordnung 26 verhindern.

Wenn die Geschwindigkeit der Radverlangsamung unter den genannten Wert abgesunken ist, werden die Solenoide entregt, und die Ventile 13 und 22 öffnen sich, um den Vorspanndruck wieder herzustellen, wodurch die Ventile 1 und 2 wieder geöffnet werden, um die Ablaßöffnung 10 zu schließen und die Bremse erneut anzulegen. Anfangs erfolgt die Druckzufuhr durch beide Ventile 1 und 2, bis ein Umschaltpunkt erreicht ist, wenn der Druck im Eingabeteil der Leitung geringer ist als der Druck, der vorher den Verlangeamungswert verursacht hat. Am Umschaltpunkt wird das Solenoid des Ventils 22 automatisch erregt, um das Ventil 2 selbst zu schließen. Anschließend steigt der auf die Bremsen aufgebrachte Druck nur durch die durch die . By.ρasβanordnung 26 fließende Strömung. Dieser Druckanstieg erfolgt in einem durch die Größe der öffnung 28 bestimmten, reduzierten Ausmaß· Der Druckanstieg dauert so lange an, bis der Druck im Eingabe- und Abgabeteil der Leitung der gleiche ist oder bis die Verlangsamung eines abgebremsten Rades übermäßig groß wird, denn dann wird das Solenoid des

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Ventils 13 erregt, um das Ventil 1 zu schließen und den den Betätigungsvorrichtungen zugeführten Druck an die Umgebung entweichen zu lassen, um dadurch den Bremsdruck abzuschwächen»

Bei einer abgewandelten Ausführungsform fehlt die zum Vorspannen dienende Scheibe 30 und der Ventilkörper 31 ο Dabei ergibt sich eine Strömung durch die 1-By.pass anordnung in umgekehrter Richtung, damit Druckfluid an der Auslaßöffnung 19 in einem durch die Größe der Öffnung 28 bestimmten, verringerten Ausmaß entlastet oder an die Umgebung abgelassen werden kann., wenn die Ventilkörper 4 und 16 ihre jeweilige geschlossene Stellung in Eingriff mit dem zugehörigen Ventilsitz 6 bzw, 18 einnehmen»

Dadurch, daß die Oberseite der Membran 17 einem Vorspanndruck aus der Kammer unterhalb der Membran 11 ausgesetzt ist, wird sichergestellt, daß das Bremssystem im Falle eines Versagens aufgrund eines elektrischen Fehlers eines der solenoidbetätigten Ventile 13 oder 22 nicht vollkommen entleert werden kann«

Die oben beschriebene Konstruktion bildet ein Vierphasen-System, welches folgende Möglichkeiten bietet:

1.) Einen raschen Druckanstieg wenn beide Ventile 13 und 22 entregt sind;

2.) einen raschen Druckablaß, wenn das Ventil 13 erregt und das Ventil 22 entregt ist;

3·) einen langsamen Druckablaß oder einen Druckhaltezustand, wenn beide Ventile entregt sind; und

4·) einen langsamen Druckanstieg, wenn das Ventil entregt und das Ventil 22 erregt ist„

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Claims

Ans prüche

1 β / Pluiddruckbetätigtes Antiblockier-Bremssystem für Schienen- oder andere Fahrzeuge, bei dem die Zufuhr eines Betriebsfluids zu einer Radbremse von einer Fluidströmungs-Steuerventileinrichtung gesteuert ist, die in eine Leitung zwischen der Druckmittelquelle und der Bremse eingeschaltet ist, und bei dem eine auf Verlangsamung ansprechende Einrichtung zur Betätigung der Ventileinrichtung vorgesehen ist, um den der Bremse zugeführten Druck abzuschwächen, wenn die Verlangsamung des Rades übermäßig groß ist und einen vorherbestimmten Wert übersteigt, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerventileinrichtung zwei getrennte Fluidströmungs-Steuerventile (Ventil 1 und 2) aufweist, die miteinander verbunden und in der Leitung angeordnet sind, und daß jedes Ventil eine auf die Verlangsamung ansprechende Vorrichtung (Ventil 13 und 22) zum Betätigen des zugehörigen Ventils unabhängig vom anderen oder gleichzeitig mit dem anderen Ventil in Abhängigkeit von der Verlangsamungsrate des abgebremsten Rades aufweist„

2ο Antiblockier-Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Fluidströmungs-Steuerventile in der Leitung in Reihe geschaltet sind und das in Strömungsrichtung vordere Ventil (1), welches zwischen der Druckmittelquelle und dem in Strömungsrichtung hinteren Ventil (2) angeordnet ist, ein Ablaßventil aufweist, und das andeffi^ in Strömungsrichtung hintere Ventil (2) ein Drosselventil aufweist.

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ORIGINAL INSPECTED

3β Antiblockier-Bremssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das in Strömungsrichtung hintere Ventil (2) von einer Bypassanordnung (26) umgangen v/ird, die eine gedrosselte direkte Verbindung zwischen dem in Strömungsrichtung vorderen Ventil (1) und der Bremse herstellte

4 ο Antiblockier-Bremssystem nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Bypassanordnung (26) eine gedrosselte Strömung in beiden Richtungen ermöglicht.

5. Antiblockier-Bremssystem nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Ey pas sanordnung (26) einen durch Druck betcltigbaren Ventilkörper (31) umfaßt, der mit einem Ventilsitz (32) so in Eingriff bringbar ist, daß die Strömung in einer Richtung von der Auslaßöffnung (19) des in Strömungsrichtung hinteren Ventils (2) zum Auslaßkanal (9) des in Strömungsrichtung vorderen Ventils (1) verhindert ist.

6» Antiblockier-Bremssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Ventile (1, 2) im wesentlichen den gleichen Aufbau haben, wobei das in Strömungsrichtung vordere Ventil (1) mit einer Ablaßöffnung (10) versehen ist, mittels der der Bremsdruck abgeschwächt werden kann, wenn dieses Ventil geschlossen ist.

7. Antiblockier-Bremssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das in Strömungsrichtung vordere Ventil (2) ein beidseitig wirksames Ventil mit einem Ventilkörper (4) aufweist, der alternativ mit im Abstand voneinander angeordneten Ventilsitzen (6, 7) in Eingriff bringbar ist, und daß das in

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Strömungsrichtung hintere Ventil (2) ein einseitig wirksames Ventil aufweist, dessen Ventilkörper (16) mit einem einzigen Ventilsitz (18) in Eingriff bringbar ist«

8. Antiblockier-Bremssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 7» dadurch gekennzeichnet , daß jedes Ventil (1, 2) membranbetätigt und von einem Signaldruck gesteuert ist, der auf eine Seite der Membran (11, 17) wirkt, und daß die auf di^Verlangsamung ansprechende Vorrichtung ein solenoidbetätigtes Ventil (13, 22) aufweist, welches das Aufbringen des Signaldrucks auf die Membran steuert, wobei der auf die entgegengesetzte Seite der Membran (11) des in Strömungsrichtung vorderen Ventils (1) wirkende Druck den Signaldruck für die Membran (17) des in Strömungsrichtung hinteren Ventils (2) liefert.

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