DE2844669A1

DE2844669A1 - Einrichtung an bremsanlagen von kraftfahrzeugen u.dgl., die mit antiblockiersystemen ausgeruestet sind

Info

Publication number: DE2844669A1
Application number: DE19782844669
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-10-13
Filing date: 1978-10-13
Publication date: 1980-04-24
Also published as: GB2033516B; GB2033516A; JPS5555043A

Description

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Telefon (O 70 32) 319 99

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15. Sept. 1978

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Einrichtung an Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen und dergleichen, die mit Antiblockiers ystemen ausgerüstet sind

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung an Bremsanlagen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei Bremsanalgen in Kraftfahrzeugen oder vergleichbaren Einheiten werden sehr häufig Fremdkraftsysteme, die als Druckmittel Luft oder eine geeignete Flüssigkeit verwenden, eingesetzt. Zur Regelung solcher Fremdkraft-Bremssysteme im Sinne einer Antiblockierregelung (ABS-Regelung; im folgenden wird lediglich noch diese Abkürzung verwendet) ist es bekannt, auf der Primärseite, also beispielsweise auf der Druckluftseite der Bremsanlage ABS-Stellglieder einzusetzen, die entsprechend den Steuerbefehlen einer

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ABS-Elektronik den Druck der den Bremszylindern zugeführten Luft und/oder den Druck im Hydrauliksystem verändern.

Die verwendete elektronische Steuerschaltung kann beispielsweise Sensoren umfassen, die bei einem Bremsvorgang die Drehbewegung der einzelnen Räder des Kraftfahrzeugs in von der Steuerschaltung auswertbare Signale umsetzen, so daß bei einem Blockieren mindestens eines der Räder die Steuerschaltung eine Druckabsenkung vorzugsweise gezielt in dem zugehörigen Bremszylinder veranlassen kann. Es ist üblich, solche Systeme für jeden Regelkanal, d.h. für jede zu einem Bremszylinder führende Druckleitung getrennt aufzubauen; allerdings sind auch vereinfachte Lösungswege denkbar, indem beispielsweise zur Regelung mehrerer Kanäle (Räder) nur ein den Druck beeinflussendes Glied verwendet wird. So können auf der Primärseite ein entsprechendes Druckluftstellglied eingesetzt werden und auf der Sekundärseite Hydraulikventile.

Ein solches den Druck in den geregelten Kanälen beeinflussendes Glied, welches als Druckmodulator oder Druckübersetzer bezeichnet werden kann, besteht aus einem Stufenkolben und einem Schließventil, welches über die Bewegung dieser Kolbenkombination geschlossen wird. Eine weitere Bewegung des Sekundärkolbens eines solchen Druckmodulators im Hydraulikkreis führt zu einer Vergrößerung der Kammer, die über Leitungen mit den geregelten Kanälen verbunden ist und damit zu einer Druckabsenkung im entsprechenden Bremskreis.

Es ist auch möglich, den Druckmodulator als modulierbaren Druckübersetzer mit einem Vorspannzylinder auszubilden, wobei sich auch hier auf der Primärseite (Druckluft) ein entsprechendes Stellglied und auf der Sekundärseite Hydraulik-· ventile befinden. Diese Ventile stellen einen erheblichen Aufwand dar in Verbindung mit der Ansteuerung über Leistungs-

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endstufen in der Elektronik. Außerdem kann die Schaltfunktion der Ventile nur über Diagnosegeber erfaßt werden.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sich durch die Verwendung eines MehrstellungsventiIs in Verbindung mit einem Druckmodulator wie angegeben der aufwand für mit einem ABS-System ausgerüstetem Bremssystem erheblich reduzieren läßt, so daß solche ABS-Systeme kostengünstiger hergestellt und damit deren Anwendungsbereich vergrößert werden kann.

Besonders vorteilhaft ist auch, daß das Mehrstellungsventil, obwohl nur einmal vorhanden, je nach dem Steuerbefehl der ABS-Funktion eine Vielzahl von Arbeitsfunktionen ausführen kann und den Druck in den einzelnen geregelten Kanälen unabhängig vom Druck in den anderen Kanälen beeinflussen, also erhöhen, halten oder absenken kann, je nach der Position, in welche es gefahren wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß durch die Rückmeldung eines dem Mehrstellungsventil zugeordneten Positionsgebers dieses präzise entsprechend den Erfordernissen der ABS-Funktion angesteuert und in die gewünschte Position gefahren werden kann. Der vorzugsweise lediglich einmal vorhandene Druckmodulator oder Druckübersetzer, der dem Mehrstellungsventil zugeordnet ist, arbeitet dabei entweder für sämtliche geregelten Kanäle gemeinsam oder kann je nach der Stellung des Mehrstellungsventils den Druck in jedem der Kanäle unabhängig zu den anderen je

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nach den Erfordernissen beeinflussen, also absenken oder auch erhöhen.

Es versteht sich, daß die vorliegende Erfindung auf beliebige Arten von Bremsanlagen und Bremskreisen, luftbetrieben und/oder durch ein sonstiges hydraulisches Druckmittel als Arbeitsmedium betrieben angewendet werden kann.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung .dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, in diesem Fall bestehend aus einem Einfach-Mehrstellungsventil mit einem zugeordneten Druckmodulator für die Beaufschlagung eines Bremskreises, Figur 2 einen für eine ABS-Funktion typischen geregelten Druckverlauf in den Bremskanälen über der Zeit, die Figuren 3 und 3a Querschnitte längs den Linien 3-3 bzw. 3a-3a der Darstellung der Figur 1, wobei jedoch die Ventilein- und/oder -auslasse jeweils in den Schnittebenen über den Umfang versetzt angeordnet sind, Figur 4 zeigt eine Doppelventilausführung für zwei getrennte Bremskreise, die über ein Mehrstellungsventil geregelt werden, Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer zweikreisigen Bremsanlage mit einem zusätzlichen Sicherheitsventil, bei der der Druckübersetzer oder Druckmodulator Bestandteil des Bremsgeräts ist, und Figur 6 zeigt eine der Darstellung der Figur 1 ähnelnde Ausfürungsform, bei der die Ansteuerung für die Druckübersetzung über entsprechende Steuerbohrungen im als Schieberventil ausgebildeten Mehrstellungsventil unter Vermeidung eines Umschaltventils erfolgt.

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Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, ein Mehrstellungsventil beliebigen Aufbaus zu verwenden und dieses über ein entsprechendes Stellglied in eine solche Posi-

dem oder, tion fahren zu lassen, wie sie/den jeweiligen Stellbefehl(en) aufgrund der zu erfüllenden ABS-Funktion entspricht. Dieses Mehrstellungsventil wirkt zusammen mit einem Druckübersetzer oder Druckmodulator, dessen Arbeitskammer sekundärseitig wirkungsmäßig den geregelten Bremskanälen zugeordnet ist, so daß je nach Ansteuerung des Druckmodulators die Bewegung des in der Arbeitskammer befindlichen Kolbens zu einer Druckabsenkung, einem Halten oder einer Druckerhöhung in den geregelten sekundären Bremskanälen führt. Der Druckmodulator ist dabei in seinem Arbeitsverhalten gesteuert von dem Mehrstellungsventil, entweder über ein mechanisch gekoppeltes Umschaltventil oder direkt über entsprechende Steuerbohrungen.

Die Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung, wobei es sich aber versteht, daß die dargestellten diskreten Bauelemente und Ventileinrichtungen lediglich dem besseren Verständnis des Erfindungsgedankens dienen und auch durch andere Ausführungsformen realisiert werden können. So ist es beispielsweise möglich, das als Längsschieber ausgebildete Mehrstellungsventil auch durch einzelne Ventilgruppen, beispielsweise Sitzventile auszubilden, die so ansteuerbar sind, daß sich weiter unten noch zu beschreibende Funktionsabläufe bei der Regelung der jeweiligen Bremskanäle ergeben .

Auch ist es möglich, das bei der Darstellung der Fig. 1 für die Ansteuerung des Mehrstellungsventils 1 verwendete Magnetventil 2 (3/3Magnetventil) durch eine andere geeignete Schaltungsanordnung, beispielsweise einen Stellmagneten oder

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ein Magnetventil anderer Bauart (2/2Magnetventil) oder auch durch ein sonstiges Stellglied zu ersetzen, welches in der Lage ist, den Stellbefehl entsprechend der jeweiligen ABS-Funktion durch Verstellung des MehrstellungsventiIs zu bewirken. Günstig ist auch die Verwendung eines Schrittmotors.

Die ABS-Funktion wird üblicherweise erzeugt von einer Schaltungselektronik, auf die im folgenden nicht weiter eingegangen zu werden braucht, die aber bei Einleitung eines Bremsvorgangs einen Stellbefehl erzeugen und der erfindungsgemäßen Einrichtung zuleiten kann dahingehend, daß eine Regelung des Drucks in den einzelnen Bremskanälen I, Ia, Ib (Einkreis-Bremsanlage der Fig. 1) zu erfolgen hat, damit eine Blockierung eines oder mehrerer Räder bei einer Vollbremsung vermieden wird, üblicherweise verfügt die elektronische Schaltungsanordnung zur Erzeugung der Stellbefehle über Sensoren, die die Drehbewegung der Räder erfassen, über eine eigentliche Steuerschaltung, die die eingehenden Signale verarbeitet und über Ausgangsleistungsverstärker, die die entsprechenden Stellbefehle erzeugen und den Stellgliedern, in Fig. 1 das Magnetventil 2, welches hierdurch erregt wird, zuleiten.

Das in Fig. 1 gezeigte Mehrstellungsventil 1 verfügt über einen Schieberkolben 3, der von dem 3/3Magnetventil 2 als Stellglied, beispielsweise durch Zuführung von Druckluft von einem Vorrat 4 über eine Leitung 5 in eine solche Position gefahren wird, daß sich sekundärseitig eine gewünschte Druckverteilung und Druckregulierung in den geregelten Bremskanälen ergibt. Bevorzugt verfügt das Mehrstellungsventil 1 über einen ein Rückführsignal erzeugenden Positionsgeber 6, dessen Rückführsignal, wenn er eine elektrische Ausgangsgröße abgibt, sinnvollerweise der elektronischen Schaltungsanordnung wieder zugeführt wird, so daß diese feststellen kann,

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ob der Kolbenschieber 3 des Mehrstellungsventils die dem jeweiligen Stellbefehl entsprechende Position eingenommen hat. Der die Stellung des Kolbenschiebers 3 abtastende Positionsgeber kann hierfür über Schaltkontakte oder berührungslose Schalter, beispielsweise Hallgeneratoren, magnetfeldempfindliche Schalter, optische Abtastung o. dgl. verfügen.

Der mittlere Teil 1a des Mehrstellungsventils 1 dient der Druckzuführung und Drucksteuerung auf der (hydraulischen) Sekundärseite; vom Bremsgerät 7 wird dem Mehrstellungsventil 1 über eine Verbindungsleitung 7a und ein Vorventil 8 das Druckmittel zugeführt, welches dann je nach Verstellung des Mehrstellungsventils zu den einzelnen Bremskanälen I, Ia, Ib... gelangt, und zwar über zugeordnete Auslässe 9a, 9b, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 in Längsrichtung des Mehrstellungsventils versetzt zueinander angeordnet sind und von zugeordneten Steuerschlitzen 10a, 10b des Schieberkolbens 3 angesteuert oder überdeckt werden, so daß sich je nach der Position des Kolbenschiebers beliebige Druckverläufe in den Bremskanälen ergeben. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die in Fig. T gewählte Darstellungsart der Auslässe zu den einzelnen Bremskanälen und deren Steuerung durch den Kolbenschieber lediglich zum besseren Verständnis gewählt worden ist; realisierbare Ausführungsformen sind in den Figuren 3 und 3a dargestellt. Grundsätzlich sind die Ventilauslässe 9, 9a, 9b und ihre zugeordneten Ansteuerschlitze bzw. bei einem Mehrstellungsvenfür
til beliebiger Bauart/die Beaufschlagungsmöglichkeiten der einzelnen Bremskanäle so ausgebildet, daß sich die vielfältigsten Abläufe und Ansteuerungen je nach der Position des Kolbenschiebers 3 ergeben können, und zwar ausdrücklich unter Einbeziehung des bei 11 dargestellten Druckmodulators oder Druckübersetzers, der auf die Druckverhältnisse in den geregelten Bremskanälen ergänzend einen wesentlichen Einfluß nimmt.

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Die Arbeitskammer 12 des Druckmodulators 11 , der bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 lediglich einmal vorhanden ist, ist über eine Leitung 12a mit dem Auslaß 9 des Mehrstellungsventils verbunden, was bedeutet, daß sich je nach Stellung des Sekundärkolbens 13 in der Arbeitskammer 12 eine Beeinflussung des Drucks des Druckmittels vornehmen läßt, welches über die anderen Ausgänge des Mehrstellungsventils den geregelten Bremskanälen I, Ia, Ib zugeführt wird, vorausgesetzt, daß das Mehrstellungsventil 1 so steht, daß der zu einem jeweiligen Bremskanal führende Auslaß auch freigegeben ist.

Insgesamt besteht der Druckmodulator oder Druckübersetzer 11 aus einem Stufenkolben, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel den Kolben 13 im Arbeitsraum 12 und den mit diesem über eine Verbindungsstange 14 in einem Steuerraum 16 befindlichen Kolben 15 umfaßt. Der Steuerraum 16 steht unter dem Einfluß eines Umschaltventils 17, das aber seinerseits mindestens mittelbar abhängig ist von dem Schaltverhalten des Mehrstellungsventils und von diesem direkt oder indirekt, nämlich entweder über einen Stößel 18 oder über entsprechende Steuerbohrungen (Fig. 6) gesteuert wird. Die das Umschaltventil 17 umfassende Primärseite des Druckmodulators 11 mit Steuerraum 16 und Teilkolben 15 kann ebenfalls von der aus dem Vorrat 4 stammenden Druckluft beaufschlagt sein.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Stellung des Mehrstellungsventils 1 wird bei einem Bremsvorgang das Druckmittel vom Bremsgerät 7 über das Vorventil 8, dessen Ventilglied 8a von einer Steuernase 19 am Kolbenschieber 3 in dieser Position von seinem Sitz abgehoben ist, zum Mehrstellungsventil geleitet und gelangt von diesem über den Druckmodulator 11 zu den einzelnen Bremskanälen. Ergibt sich nun entsprechend

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der ABS-Funktion bei einer Uberbremsung das Blockieren eines oder mehrerer Räder des mit einer solchen Einrichtung ausgerüsteten Fahrzeugs, dann ergeht ein Stellbefehl an das Stellglied zur Vornahme einer Positionsverstellung des Kolbenschiebers im Mehrstellungsventil, d.h. mit anderen Worten, es wird das 3/3Magnetventil 2 erregt, so daß, wie in Fig. 1 gezeigt, das Einströmen der Druckluftenergie vom Vorrat 4 und die Bewegung des Kolbens 3 des Mehrstellungsventils 1 erfolgt.

Je nach einer der vielen möglichen Stellungen des Kolbens des Mehrstellungsventils 1 (in einer nachfolgenden Stellungslogik werden einige denkbare Stellungen angegeben) kann dann die Verbindung vom Bremsgerät 7 zu den Radbremsen unterbrochen werden, so daß kein weiterer Druckanstieg mehr stattfindet. Befindet sich ein Rad in ainem instabilen Gebiet, dann ist hier eine Druckabsenkung notwendig; auch dies wird von der elektronischen Steuerschaltung erfaßt und unter Einbeziehung des Druckmodulators 11 ausgeregelt. Ein solcher Steuerbefehl kann beispielsweise zurFolge haben, daß der Kolben 3 des Mehrstellungsventils in eine solche Position gebracht wird, daß der Stößel 18 des Umschaltventils 17 von einer Steuernut 20 am Kolben 3 betätigt und entgegen dem Druck einer Feder 21 so nach unten geschoben wird, daß der Zufluß der Druckluftenergie nunmehr über die Leitung 22.zur abgewandten Seite freigegeben wird, wodurch sich der Arbeitskolben oder Teilkolben 13 des Druckmodulators 11 in die Arbeitskammer 12 zurückzieht und so (bei geschlossenem Vorventil 8) eine Druckabsenkung in den Bremskanälen bewirkt, die über die Ventilauslässe 9a, 9b von den entsprechenden Steuerschlitzen 10a, 10b zur Einwirkung freigegeben sind.

Es versteht sich, daß im umgekehrten Fall ein langsamer Druckaufbau durch eine entsprechende Reversierung des Ar-

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beitsverhaltens des Druckmodulators 11 erreicht werden kann, das dann zu einer Druckerhöhung führt.

Die nachfolgende Ste1lungslogik zeigt anhand eines Beispiels von zehn möglichen Stellungen des Mehrstellungsventils 11 die Druckverläufe in den dargestellten geregelten Kanälen I und Ia, die sich, wie ohne weiteres einzusehen, aus einer gezielten Anordnung und Verteilung der Auslaßbereiche 9, 9a, 9b des Mehrstellungsventils 1 im Zusammenwirken mit der Betätigung des Druckmodulators 11 und der Anordnung und Verteilung der Steuerschlitze 10, 10a, 10b des Kolbens 3 ergeben. Auch hier wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die angegebenen Stellungen 1 bis 10 und die entsprechenden Druckverläufe in den Kanälen I und Ia lediglich beispielhaft sind und je nach gewünschter Verteilung der Auslässe und Steuerschlitze sowie Steuernasen und Steuernuten des Mehrstellungsventils unterschiedliche Verläufe aufweisen können.

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S te!lungslogik

Stellung des Kolbens im Mehrs te 1 lun gs ven ti 1

Druckverlauf im

Kanal I Kanal la

Vorventil geschlossen

J j Umschaltventil H geschlossen

schneller Druckaufbau langsamer Druckaufbau Druck halten Druckabbau

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Es ergibt sich daher bei der Stellung 1 des Mehrstellungsventils, die der in Fig. 1 dargestellten Stellung entspricht, in beiden Bremskanälen I und Ia ein schneller Druckaufbau, denn die Steuernase 19 öffnet das Vorventil, während der Betätigungsstößel 18 des Umschaltventils, welches ein Zusammenwirken des Druckmodulators mit dem Mehrstellungsventil zur Druckverlaufsteuerung bewirkt, nicht angesteuert ist. Es ergibt sich so in beiden Bremskanälen I und Ia der im Kurventeilzweig a der Fig. 2 gezeigte schnelle Druckaufbau. Bei Erreichen eines vorgegebenen Drucks P₁ spricht die ABS-Funktion an, da Instabilität erreicht ist und ein Rad zu blockieren beginnt. Es ergeht ein entsprechender Stellbefehl an das Stellglied bzw. das Magnetventil 2 zur dahingehenden Umschaltung des Mehrstellungsventils 1, daß nunmehr die beiden Auslässe 10a und 10b zu den Bremskanälen I und Ia geschlossen werden, wodurch sich ein kurzzeitiges Druckhalten ergibt, entsprechend der Teilkurve b (Stellung 2 der Stellungslogik) .

Setzt sich die Blockierneigung fort, dann erfolgt Druckabbau entsprechend der Teilkurve c, wie durch die Stellung 3 bezüglich des Kanals I realisiert. In diesem Fall hat das Mehrstellungsventil durch Betätigung des Stößels 18 oder durch eine sonstige Einflußnahme den Druckmodulator 11 eingesetzt, der den Kolben 13 in seine Arbeitskammer 12 zurückzieht und dadurch den Druckabbau bewirkt, wobei aber gleichzeitig die Steuerschlitzverteilung so getroffen ist, daß in dieser Stellung 3 der Auslaß für den Bremskanal Ia geschlossen bleibt. Blockieren aber die Räder in beiden Bremskanälen I und Ia, dann kann auch die Stellung 5 des Mehrstellungsventils gewählt werden, bei welchem dann in beiden Kanälen der Druckabbau durch Einsatz des Druckmodulators 11 erfolgt.

Nach dem Druckabbau entsprechend Teilkurve c erfolgt eine kurze Druckhaltephase d, anschließend kann sich ein schneller

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Druckanstieg entsprechend e anschließen, der für einen oder für beide Kanäle I und Ia entsprechend den Stellungen 9 oder 10 oder gegebenenfalls der Stellung 1 des Mehrstellungsventils erreicht wird. Ein langsamer Druckanstieg, der sich an den schnellen Druckanstieg entsprechend e anschließen kann, läßt sich durch Einfahren des MehrstellungsventiIs in die Stellung 8 erreichen; in Fig. 2 ist dieser langsame Druckanstieg durch den Teilkurvenverlauf f gekennzeichnet.

Es versteht sich, daß diese Umschaltungen hoclipräzise und in sehr schnellem Ablauf vorgenommen werden, wobei die Rückmeldung über den Positionsgeber G sicherstellt, daß den Stellbeiehlen der elektronischen ABS-Schaltungsanordnung gefolgt wird.

Da die Verteilung der Steuerschlitze bzw. bei anders ausgebildeten Mehrstellungsventilen die gezielte Ansteuerung einzelner Ventilbereiche je nach den Erfordernissen vorgenommen werden kann, desgleichen die Freigabe des Vorventils 8 oder die Ansteuerung des Umschaltventils 17 für den Druckmodulator 11,lassen sich im Grunde beliebige Druckverläufe entsprechend Fig. 2 durch das entsprechende Einfahren des Kolbens 3 des Mehrste1lungsventils 1 in vorgegebene Position erzielen.

Es ist weiter vorn schon darauf hingewiesen worden, daß die Auslaßverteilung lediglich in Längsrichtung entsprechend der Darstellung der Fig. 1 der Anschaulichkeit halber gewählt worden ist; so zeigt die Darstellung der Fig. 3 bei einer in einer Querebene angelegten Verteilung der Druckmodulator- und der Auslaßanschlüsse für die Bremskanäle die Stellung 1 der weiter vorn angegebenen Stellungslogiktabelle, bei der sowohl die Verbindung von. Bremsgerät 7 zum Druckmodulator als auch zu den geregelten Bremskanälen I und Ia offen ist.

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Demgegenüber zeigt dann die Darstellung der Fig. 3a als mögliche Ausführungsform die Stellung 4 der Stellungslogiktabelle, bei der im Kanal 1a aufgrund der offenen Verbindung zum Druckmodulator der Druck abgebaut wird, während die Verbindung zum Bremskanal I abgetrennt ist, desgleichen die Verbindung vom Bremsgerät zum Mehrstellungsventil 1 allgemein, denn der Kolbenschieber 3 hat das Ventilglied 8a des Vorventils 8 auf seinem zugeordneten Sitz 8b freigegeben. Grundsätzlich kann die Verteilung der Ein- und Auslässe sowie Druckmodulatoranschlüsse beim Mehrstellungsventil in axialer und/oder radialer Richtung mit beliebiger Versetzung und überstreichung zur Erzielung beliebiger Druckverlaufkurven je nach der gewünschten ABS-Funktion erfolgen.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 zeigt die Erweiterung der erfindungsgemäßen Einrichtung auf eine Zweikreis-Bremsanlage mit einem ersten Bremskreis I' und einem zweiten Bremskreis II', aus denen sich dann die jeweiligen Bremskanäle I, Ia; II, Ha bilden, wobei jedem Bremskreis ein eigener Druckmodulator 11', 11" zugeordnet ist. Das Mehrstellungsventil 1' ist als Doppelventilausführung ausgebildet und verfügt für jeden Bremskreis über einen gesonderten Steuerbereich Ta¹ und 1a", benötigt aber nur einen Positionsgeber 6. Für die Ansteuerung der Druckmodulatoren 11* und 1t" sind zugeordnete Umschaltventile 17', 17" vorgesehen, die von entsprechenden Steuerstegen 20', 20" am Kolben 3' des Mehrstellungsventils 1' betätigt werden. Das Stellglied ist wiederum als 3/3Magnetventil oder 2/2Magnetventil ausgebildet.

Es versteht sich im übrigen, daß die direkte oder indirekte Beeinflussung der Position des Umschaltventils 17, 17', 17" zur Ansteuerung der Druckmodulatoren 1T, 11', 1t" auch dadurch erfolgen kann, daß, wie in Fig. 1 in strichpunktierter Form angedeutet, eine axiale Betätigung des Umschaltventils

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17a erfolgt, wobei der Kolben 3 die Umschaltung dann freigibt, wenn er sich aus seiner Endposition entfernt.

Im übrigen kann entsprechend der Darstellung der Figuren 5 und 6 die direkte (mechanische) Betätigung des ümschaltventils für die Schaltung der Druckübersetzung vom Mehrstellungsventil auch über entsprechende Steuerbohrungen in diesem erfolgen; hierzu kann entsprechend Fig. 5 das bei dieser Ausführungsform noch als Doppelventil ausgebildete Mehrstellungsventil primärseitig, also im Druckluftbereich über Verbindungskanäle 30, 31 mit den Steuerräumen 32, 33 zugeordneter Druckübersetzer oder Druckmodulatoren 34, 35 verbunden sein. Die Druckmodulatoren 34 und 35 sprechen dann an und regeln den Druck in zugeordneten Bremskreisen I', II mit zugeordneten, zu den Radbremszylindern führenden Bremskanälen I, Ia, II, Ha, wenn von dem Mehrs tellungs ven til eine entsprechende Druckeinsteuerung in die Leitungen 30 und/oder 31 der Druckmodulatoren erfolgt. Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Bremsgerät 36 auf der Druckluftseite angeordnet und umfaßt ein vom Bremspedal 37 betätigtes (zweikreisiges) Bremsventil 3 8, welches für beide Kreise getrennt von Druckluftvorräten 4a, 4b dem als Doppelventil ausgebildeten Mehrstellungsventil 39 zur Bewirkung eines Bremsvergangs in beiden Kreisen entsprechende Ansteuerbefehle zuführt. Diese führen dazu, daß das Mehrstellungsventil 39 zur Freigabe der Bremskanäle I, Ia; II, Ha in die Stellung 1 schaltet und gleichzeitig die Druckübersetzer oder Druckmodulatoren 34, 35 aktiviert, so daß die Bremskreise I¹ und II¹ mit Druckmittel versorgt werden. Die Regelung der ABS-Funktion und deren Einflußnahme erfolgt dann wieder über das als 3/3Magnetventil ausgebildete Stellglied 40, welches beispielsweise über die Leitung 41 von der Druckluft-Vorratsquelle 4b den erforderlichen Steuerdruck zugeführt erhält.

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In bevorzugter Ausführungsform ist entsprechend der Darstellung der Fig. 5 das Mehrstellungsventil 39 mit den Modulatoren 34 und 35 sowie dem Bremsventil 38 als integrierte Einheit 42 ausgebildet entsprechend der strichpunktierten Umrandung. Ergänzend ist für den Bremskreis I' mit den Bremskanälen I und Ia noch ein Sicherheitsventil 43 vorgesehen, und zwar aus Sicherheitsgründen wegen eines möglichen Defektes oder möglicher Störungen der gesamten Bremswirkung. Dieses Sicherheitsventil 43 umgeht das Mehrstellungsventil 39 und kann beispielsweise über einen logischen Schaltkreis im ABS-Steuergerät eingeschaltet werden.

Alternativ ist es bei der Ausführungsform der Fig. 5 auch möglich, anstelle des Doppel-MehrstellungsventiIs auch zwei Einzelausführungen, wie in der Darstellung der Fig. 1 angegeben, zu verwenden. Bei der Darstellung der Fig. 5 arbeiten die Druckmodulatoren 34, 35 gleichzeitig auch als Druckerzeuger für das hydraulische Druckmittel, daher befinden sich im Ruhezustand die Sekundärkolben 3 4a, 35a unter Freigabe der jeweiligen Arbeitskammer 44, 45 und des Zuflusses aus einem Druckmittel-Vorratsbehälter 46, 47 am rechten Anschlag und werden zur Erzeugung eines Bremsdrucks entsprechend verfahren, so daß es in den Arbeitskammerη zu einem Druckaufbau, einem Druckhalten oder einer Druckabsenkung kommt, je nachdem, wie weit der jeweilige Doppelkolben des Druckmodulators eine vom Mehrste1lungsventil gesteuerte Verschiebung erfährt. Es brauchtdaher beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 auch nicht mit einem konstanten sekundären Ausgangsdruck des hydraulischen Druckmittels gearbeitet/^ aessen Druckverlauf dann vom Druckmodulator entsprechend beeinflußt wird, sondern es ergeben sich bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 noch weitere Freiheitsgrade dahingehend, daß das Mehrstellungsventil sowohl durch Steuerung der Auslaßöffnungen zu den Bremskanälen und/oder durch Steuerung des Arbeitsverhaltens der Druckmodulatoren den Druck in den Bremskanälen regelnd beeinflussen kann.

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Das Ausfiihrungsbeispiel der Fig. 6 entspricht in vielen Einzelheiten der Darstellung der Fig. 1 mit der Ausnahme, daß die Ansteuerung des Druckmodulators 5o nicht über ein Umschaltventil 17, sondern unmittelbar durch Verbinden der Steuerdruckleitungen 51 und 52 des Druckmodulators mit entsprechenden Steuerbohrungen 51a, 52a des Mehrstellungsventils erfolgt, dem vom Druckluftvorrat 4 über ein hydraulisch gesteuertes Vorventil 53 der erforderliche Steuer(luft)druck zugeführt wird. Der Grund für ein solches, hydraulisch gesteuertes Vorventil liegt darin, daß eine Schieberanordnung, wie sie sich bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Mehrstellungsventila 1" ergibt, bei technisch realisierbaren Toleranzen stets mit einem Leckverlust arbeitet. Damit diese Leckverluste nicht permanent vorhanden sind, wenn das Mehrstellungsventil den Druckmodulator 50 über entsprechende Steuerbohrungen ohne Vorhandensein eines mechanisch betätigten Umschaltventils 17 ansteuert, gibt das hydraulisch gesteuerte Vorventil 53 die Verbindung zum Druckiuftvorrat 4 erst dann frei, wenn ein bestimmter Bremsdruck vorhanden ist. Zu diesem Zweck ist der Steuereingang des hydraulisch gesteuerten Vorventils 53 über eine Verbindungaleitung 5 4 mit dem Ausgang des üreresgeräts 7 verbunden; der Steuerdruck für die Betätigung des Druckmodulators gelangt über die Verbindungsleitung 55 vom Druckluftvorrat 4 zum hydraulisch gesteuerten Vorventil 53 und von dort zur Einlaßbohrung 56 des Mehrstellungsventils 1".

Im übrigen kann zur Druckentlastung des Mehrstellungsventils und seines Kolbenschiebers das Druckmittel über um 180° zueinander versetzte Zugänge zugeführt werden.

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Claims

DIpI. Ing. Peter Otte 7033 Herrenberg (Kuppingen)

Patentanwalt «=.itelstraße 7

Telefon (0 70 32} 319 99

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P atentansprüche

\) Einrichtung an Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen u. dgl. , die mit Antiblockiersystemen (ABS-Systemen) ausgerüstet sind und bei denen in die Druckleitungen vom Bremsgerät zu den Bremszylindern Ventilanordnungen geschaltet sind, deren Schaltverhalten u. a. bestimmt ist von einer die Drehbewegung der Räder des Kraftfahrzeugs abtastenden Steuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß in die Druckleitung(en) vom Bremsgerät (7) zu den einzelnen Bremskanälen oder Radbremszylindern (I, Ia; II, Ha) ein Mehrstellungsventil (1, 1', 1") geschaltet ist, daß das Mehrstellungsventil (1, 1¹, 1") von einer vom Arbeitsverhalten mindestens eines der Räder des Kraftfahrzeugs beeinflußten Schaltungsanordnung (Stellglied 2) verstellbar ist und daß dem Mehrstellungsventil mindestens ein Druckmodulator (11, 11', 11", 34, 35, 50) zugeordnet ist, der mindestens Indirekt von der Stellung des Mehrstellungsventils gesteuert und mit den einzelnen druckgeregelten, zu den Radbremsen führenden Kanälen (I, Ia; II, Ha) wirkungsmäßig zur Druckregelung verbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmodulator (11, 11', 11", 34, 35, 50) unabhängig vom Bremsgerät (7) ausschließlich vom Mehrstellungsventil gesteuert ist und daß die den Druck in den Bremskanälen (I, Ia; II, Ha) beeinflussende Arbeitskammer (12) den Bremskanälen wirkungsmäßig parallel geschaltet ist (Fig. 1, Fig. 4, Fig. 6) oder dsn Druck des Druckmittels selbst erzeugt (Fig. 5).

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3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrstellungsventil mindestens einen Zugang für das Druckmittel und eine solche Anzahl von in ihrem Öffnungsverhalten und in ihrer wirkungsmäßigen Verbindung zum Druckmodulator (11, 11^!, 11", 34, 35, 50) unabhängig voneinander gesteuerter Auslässe (9a, 9b) aufweist, wie zugeordnete Bremskanäle (I, Ia; II, Ha) vorhanden sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrstellungsventil (1, 1', 1") ein Längsschieberventil ist mit einem axial bewegbaren Kolben (3, 3¹)·

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieberkolben (3, 3¹) mindestens einen Ein- und Auslässe für das hydraulische Druckmittel der Sekundärseite aufweisenden Steuerteil (1a, 1a¹, 1a") und mindestens einen weiteren Teilbereich aufweist, der der Ansteuerung des zugeordneten Druckmodulators (11, 11", 11", 34, 35, 50) dient,und daß die dem Mehrstellungsventil (1, 1', 1") zugeordnete Schaltungsanordnung (Stellglied 2) selbst von dem elektronischen ABS-Steuergerät angesteuert den Schieberkolben des MehrstellungsventiIs einer Druckluftsteuerung unterwirft und daß ein Positionsgeber (6) vorgesehen ist, der ein Rückführsignal erzeugt, das vorzugsweise dem elektronischen Steuergerät zugeführt ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des zugeordneten Druckmodulators (11, 11', 11") ein Umschaltventil (17, 17') vorgesehen ist und einen Stößel (18) aufweist, der von einem Steuersteg (20) des Schieberkolbens (3, 3¹) des Mehrstellungsventils betätigbar ist.

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7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (17a) in axialer Erstreckung zum Schieberkolben (3) angeordnet und axial betätigt ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Druckmittel dem Mehrstellungsventil zuführendes Vorventil (8) vorgesehen iot, welches von einer Steuernase (19) am Schieberkolben (3) betätigbar ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Auslässe für das Druckmittel sowie der Anschluß für den Druckmodulator in axialer und/oder radialer Erstreckung über den Steuerteilbereich (1a, 1a¹, 1a") des Mehrstellungsventils angeordnet sind, derart, daß je nach rückgemeldeter Position des Schieberkolbens beliebige Druckverläufe selektiv in den einzelnen angeschlossenen Bremskanälen (I, Ia, II, Ha) erzeugbar sind.

10. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorventil (8) und das oder die Umschaltventile (17, 17', 17") für die Ansteuerung der Druckmodulatoren (11, 11', 11") vom Schieberkolben (3, 3¹) mechanisch betätigt sind.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (Stellglied 2) zur Stellungsregelung des Schieberkolbens (3, 3') ein 3/3Magnetventil oder ein 2/2Magnetventil, ein Stellmagnet oder ein Schrittmotor ist.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieberkolben (3, 3¹) durch Fe-

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derkraft vorgespannt ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrstellungsventil zur Druckentlastung um 180° versetzte Zugänge aufweist.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche Ibis 13, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verzicht auf das Umschaltventil für den Druckmodulator dessen Steuerraum unmittelbar über Verbindungsleitungen (30, 31; 51, 52) mit entsprechenden Steuerbohrungen (51a, 52a) des Mehrstellungsventils, vorzugsweise auf der druckluftbetätigten Primärseite, verbunden ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftzuführung zum Mehrstellungsventil zur Betätigung des Druckmodulators (50) über ein hydraulisch gesteuertes Vorventil (53) erfolgt, welches die Druckluftzufuhr zum Mehrstellungsventil für die Druckmodulatorbetätigung erst dann freigibt, wenn ein vorgegebener Bremsdruck erreicht ist.

16. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmodulator (34, 35) gleichzeitig zur Druckerzeugung des hydraulischen sekundärseitigen Druckmittels eingesetzt ist, derart, daß der Anschluß der Druckmodulator-Arbeitskammern (44, 45) mit den Druckzugängen des Mehrstellungsventils (39) verbunden sind, welches entsprechend den ABS-Steuerfunktionen die einzelnen Auslässe zu den Bremskanälen (I, Ia, II, Ha) aufsteuert und gleichzeitig über Steuerleitungen (30, 31) den Steuerteil der Druckmodulatoren (34, 35) primärseitig mit Steuerdruckluft beaufschlagt (Fig. 5).

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17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des Mehrstellungsventils (39) ein vom Bremspedal (37) betätigtes, vorzugsweise zweikreisiges Bremsventil (3 8) vorgesehen ist.

18. Einrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß nach Einsetzen des Bremsvorgangs der Schieberkolben des Mehrstellungsventils (39) ergänzend von einem als Magnetventil (40) ausgebildeten Stellglied mit Druckluft ansteuerbar ist zur Bewirkung der ABS-Funktion.

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsventil (38), das Mehrstellungsventil (39) und die Druckmodulatoren (34, 35) eine integrierte Baueinheit und Bestandteil des Bremsgerätes sind.

20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sicherheitsventil (43) vorgesehen ist, welches mindestens einen Bremskreiseingang am Mehrstellungsventil unmittelbar mit den zugeordneten, zu den Bremskanälen führenden Ausgängen bei entsprechender Ansteuerung vom A3S-Steuergerät verbindet.

ti.