DE2854574A1

DE2854574A1 - Antiblockiervorrichtung fuer fahrzeugbremsen

Info

Publication number: DE2854574A1
Application number: DE19782854574
Authority: DE
Inventors: Douglas John Leith Macdonald
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-12-21
Filing date: 1978-12-18
Publication date: 1979-06-28
Also published as: IT7852349A0; GB1585646A; FR2412443A1; IT1106838B; JPS54100029A; US4275934A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weιckmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing.H.Li ska

SBHa

Douglas John Leith MACDONALD Lot 1157 Clear Water Bay Roäd New Territories Hong Kong

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MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

Antiblockiervorrichtung für Fahrzeugbremsen

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Die Erfindung betrifft eine Antiblockiervorrichtung für pneumatische oder hydraulische Fahrzeugbremsen.

Im Bremssystem von Kraftfahrzeugen wird üblicher Weise pin Druckventil vorgesehen, das den auf den hinteren Bremskreis einwirkenden Druck begrenzt. Ein solches Ventil muß Jedoch die Zuführung eines solchen Drucks zu den Hinterradbremsen ermöglichen, daß im Idealfall ein schnelles Bremsen erreicht wird. Daraus folgt, daß bei weniger guten Bedingungen ein solches Ventil ein blockieren der Hinterräder bzw. einen unzureichenden Bremseffekt an diesen Rädern ermöglicht.

Dieses Problem wiegt noch schwerer bei Lastkraftwagen, Omnibussen und Sattelschleppern, und zwar unabhängig davon, ob Luftbremsen vorgesehen sind oder nicht.

Die Erfindung beseitigt dieses Problem durch eine Antiblockiervorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Ein Zylinder ist in einer einen Hauptbremszylinder mit einem oder mehreren Radbremszylindern verbindenden Leitung angeordnet und enthält ein elektromagnetisch betätigbares Sperrelement, das eine Flüssigkeitsströmung durch die Anordnung sperren kann und in eine Öffnungsstellung vorgespannt ist. Eine Einschaltung des Elektromagneten bewirkt eine Bewegung des Sperrelements gegen seine Vorspannkraft zur Sperrung der Flüssigkeitsströmung und infolge einer Volumenverlagerung des Sperrelements oder eines Teils davon zur Verringerung des Flüssigkeitsdrucks auf der Seite der Radbremszylinder.

In einer vorzugweisen Ausführungsform ermöglicht das Sperrelement eine Strömung durch den Zylinder und enthält ein längliches Ventilelement, das in Längsrichtung des Zylinders verläuft. Eine durchlässige Wand ist quer im Zylinder angeordnet und bewirkt ^usAmmen mit dem Ventilelement eine

Sperrung der Flüssigkeitsströmtmg durch den Zylinder. Hierbei ist die Anordnung so getroffen, daß bei Einschaltung des Elektromagneten das Sperrelement gegen die Wand gedrückt und das längliche Ventilelement durch deren Öffnung getrieben wird.

Das längliche Ventilelement ist vorzugsweise an seinem vorderen Ende abgeschrägt, um seine Führung an der mit einer Öffnung versehenen Wand zu erleichtern. Die Wand kann beispielsweise in Form eines O-Rings ausgebildet sein, der in dem Zylinder befestigt ist.

Ist die Anordnung in einer den Hauptbremszylinder mit einem oder mehreren Radbremszylindern verbindenden Leitung vorgesehen und das Sperrelement dem den Radbremszylindern zugewandten Ende des Zylinders näher als dem Dichtungselement zugeordnet und wird dann der Elektromagnet eingeschaltet, so berührt das längliche Ventilelement zuerst das Dichtungselement, so daß eine weitere Flüssigkeitsströmung durch den Zylinder praktisch verhindert wird. Dann wird das Ventilelement weiter durch die Wand hindurch geschoben, wodurch der Druck in der Flüssigkeit zwischen der Wand und dem Hauptbremszylinder erhöht wird und der Druck zwischen der Wand und der Radbremszylinderseite durch die Volumenverlagerung des Ventilelements verringert wird. Wird also der Elektromagnet durch ein elektrisches Signal betätigt, wenn das Rad oder eines der mit der Vorrichtung überwachten Räder zum Stillstand kommt, so bewirkt die beschriebene Druckverringerung, daß der oder Jeder Radbremszylinder die zu dem jeweils zugeordneten Rad gehörende Radbremse löst. Der Elektromagnet wird dann natürlich ausgeschaltet, und die beschriebene Vorspannung bewegt das Sperrelement von dem Dichtungselement weg, wodurch auch das längliche Ventilelement von dem Dichtungselement getrennt wird.

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Es ist während dieses Ausschalt_j/organgs möglich, daß der Druck zwischen der durchlässigen Wand und dem oder den Radbremszylindern größer als der Druck zwischen der Wand und dem Hauptbremszylinder wird. Um dies zu vermeiden, kann es wünschenswert sein, ein Einwegventil vorzusehen, das einen Druckausgleich durch eine Strömung zum Hauptbremszylinder hin ermöglicht. Ein solches Einwegventil könnte innerhalb des Zylinders vorgesehen sein, beispielsweise in einem abgedichteten Gehäuse, das die durchlässige Wand enthält, oder in einem Nebenstromzweig.

Das Sperrelement ist vorzugsweise mit einer oder mehreren Nuten und/oder einer oder mehreren Öffnungen versehen, die über die gesamte axiale Länge verlaufen, um die Flüssigkeitsströmung durch den Zvlinder hindurch zu ermöglichen.

Bei einer anderen vorzugsweisen Ausführungsform besteht das Sperrelement aus einem Kolben, der die Zylinderwand direkt abdichtet oder ein Dichtungselement trägt. Dieses steht mit dem Zvlinder in Kontakt, so daß eine Flüssigkeitsströmung durch den Zylinder hindurch verhindert wird. Ein Nebenstromweg ermöglicht- eine Flüssigkeitsströmung an dem Kolben vorbei, wenn der Elektromagnet ausgeschaltet ist.

Bei normalem Betrieb dieser Ausführungsform ist eine Flüssigkeitsströmung durch den Zylinder durch den Kolben und die Dichtung verhindert, und die Flüssigkeitsströmung zu und von den Radbremszylindern erfolgt über dem Nebenstromweg.

Wenn jedoch der Elektromagnet eingeschaltet wird, bewegt sich der Kolben mit dem darauf vorgesehenen Dichtungselement längs des Zylinders, und wenn das Dichtungselement am Ende des Nebenstromweges vorbeigeführt wird, erfolgt eine Sperrung weiterer Flüssigkeitsströmung durch die Anordnung. V/enn der Kolben dann seine Bewegung in Richtung des Haupt brems Zylinders

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fortsetzt, wird der Druck stetig verringert, bis die Bremse gelöst wird. Der Elektromagnet wird dann ausgeschaltet, und der Kolben kann durch die Rückführungsfeder in die Position zurückgeführt werden, injder ■ der Nebenstromweg wirksam ist. Wenn jedoch eine erneute Blockierung eintritt, so wird die Vorrichtung erneut betätigt und der vorstehend beschriebende Zyklus wiederholt, bis die das Blockieren hervorrufenden Ursachen beseitigt sind.

Ein oder mehrere Dichtungselemente können auf dem Kolben vorgesehen sein. Das Dichtungselement ist vorzugsweise ein O-Ring. Der Nebenstromweg umfaßt vorzugsweise eine Leitung,die mit mindestens einem Ende an den Zylinder angeschlossen ist. Alternativ kann der Nebenstromweg auch die Form einer oder mehrerer Nuten der Zylinderwand haben.

Die Antiblockiervorrichtung ist vorzugsweise so getroffen, daß sie möglichst schnell arbeitet, wenn der Elektromagnet eingeschaltet wird. Es ist jedoch'auch günstig, die Rückführungsgeschwindigkeit des Kolbens zu steuern, so daß die Radbremszylinder einen stetig zunehmenden Druck aufnehmen, wenn der Elektromagnet ausgeschaltet wird. Dies kann durch Auswahl der Kraft einer Rückführungsfeder als Vorspannung, des Widerstands des Sperrelements gegenüber dem Flüssigkeitsdruck und des Durchmessers des Ventilelements und des Druckventils verwirklicht werden. Es kann auch eine Rückführungsfeder besonderer Konstruktion vorgesehen sein, die unabhängig von dem Leitungsdruck stets gleichbleibende Rückführungseigenschaften erzeugt.

Vorzugsweise wird die Antiblockiervorrichtung nach der Erfindung jeweils in der zu jedem Radbremszylinder führenden Leitung angeordnet, jedoch kann auch ein wirtschaftlicheres System vorgesehen sein, das zwar etwas weniger wirksam ist- und eine einzige Antiblockiervorrichtung im hinteren Brems-

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kreis oder eine Vorrichtung im vorderen Bremskreis und eine weitere im hinteren Bremskreis umfaßt.

Dar Elektromagnet kann durch eine Vorrichtung bekannter Art gesteuert werden, die den Stillstand eines Rades feststellt. So kann beispielsweise eine von einem Rad angetriebene Tachometerwelle mit einem Zentrifugal kraft schalter verbunden sein, der den Elektromagneten steuert. Der Schalter wird geschlossen, wenn die Tachometerwelle stillsteht, wodurch der Stromkreis für den Elektromagneten geschlossen wird.

Kompliziertere Fühlersvsteme können gleichfalls vorgesehen sein, beispielsweise Vergleichsvorrichtungen, die die Fahrzeuggeschwindigkeit mit der Drehgeschwindigkeit eines Rades vergleichen. Diese erzeugen dann ein Signal, wenn ein Rad gleitet, nicht aber blockiert wird.

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann in Bremssystemen eingesetzt werden, die mit hydraulischem oder mit Luftdruck arbeiten.

Ausführungsberspiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer Antiblockiervorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 bei eingeschaltetem Elektromagneten und

Fig. 3 den Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Antiblockiervorrichtung nach der Erfindung.

Die in Fig. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung umfaßt einen Zylinder 1, der an seinem einen Ende einen Gewindeabschnitt 2 hat, mit dem er an eine Leitung^ %^xi^^^cJ^k°ßS^Bn werden kann, die zu

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einem oder mehreren Radbremszylindern innerhalb des Bremssvstems eines Kraftfahrzeuges führt. Ein Gewindeabschnitt am anderen Ende des Zylinders 1 kann an eine Leitung angeschlossen werden, die zum Hauptbremszylinder des Bremssvstems führt. Eine Elektromagnetwicklung 4 umgibt den Zylinder 1. Ein Sperrelement 5 kann in axialer Richtung innerhalb des Zylinders 1 bewegt werden und enthält mehrere Längskanäle 6, die eine Flüssigkeitsströmung durch den Zvlinder 1 hindurch ermöglichen. Das Sperrelement 5 ist mit einem Nadelventilelement 7 versehen, das in Längsrichtung des Zylinders 1 verläuft. Eine mit einer Öffnung versehene Wand 8 ist in dem Zylinder 1 angeordnet und auf das Nadelventilelement 7 so ausgerichtet, daß eine Flüssigkeitsströmung durch den Zylinder 1 gesperrt wird, wenn die Elektromagnetwicklung 4 eingeschaltet ist, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Eine Rückführungsfeder 9 zieht das Sperrelement 5 von der Wand 8 weg.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen. Wenn das Bremssystem normal arbeitet, bleibt das Sperrelement 5 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung, in der die Bremsflüssigkeit in beiden Richtungen durch den Zylinder 1 strömen kann. Wenn die Elektromagnetwicklung 4 bei Blockieren eines der Räder, denen die Vorrichtung zugeordnet ist, eingeschaltet wird, so wird das Sperrelement 5 gemäß Fig. 2 nach links bewegt.

Nachdem das zugespitzte Ende des Nadelventilelements 7 durch die Wand 8 hindurchgeführt ist, wird weitere Flüssigkeitsströmung durch den Zylinder 1 hindurch gesperrt. Wird das TJadelventilelement 7 dann weiter nach links bewegt, so wird der Druck auf der rechten Seite der Wand 8 verringert, wodurch auch die Kraft verringert wird, die auf den oder Jeden Radbremszylinder einwirkt. Dadurch wird die Bremse gelöst, und das zugeordnete Rad kann sich wieder drehen. Die Elektromagnetwicklung 4 w^r4-dann, ausÄesfihaltet, und das Sperr-

element 5 beginnt seine Bewegung nach rechts (Fig. 1 und 2) mit einer Geschwindigkeit, die durch die verschiedenen oben genannten Faktoren bestimmt ist. Dadurch wird ein stetig zunehmender Flüssigkeitsdruck auf den oder jeden Radbremszylinder geleitet; Herrschen die das Blockieren der Bremse bestimmenden Bedingungen noch vor, so wird die Elektromagnetwicklung 4 natürlich wieder eingeschaltet, und der vorstehend beschriebene Zyklus wiederholt sich. Während der Zeit, in der das Nadelventilelement 7 durch die Wand 8 hindurchgeführt ist, wird der Flüssigkeitsdruck zwischen der Wand 8 und dem Hauptbremszylinder natürlich erhöht, so daß eine größere Bremskraft auf die Räder ausgeübt wird, denen die Vorrichtung nicht zugeordnet ist. Der Fahrer stellt dann ein Ansprechen des Pedals auf ein vorübergehend blockiertes Rad fest.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Zylinder 1 mit Gewindeabschnitten 2 und 3 vorgesehen, der gleichfalls von einer Elektromagnetwicklung 4 umgeben ist. Das Sperrelement 10 hat jedoch die Form eines Kolbens, der nicht mit Kanälen versehen ist. Der Kolben ist an~der Innenwand des Zylinders 1 durch einen O-Ring 11 abgedichtet, wodurch eine Flüssigkeitsströmung durch den Zylinder 1 verhindert wird. Ein Nebenstromweg verbindet eine Stelle 13 zwischen den Enden des Zylinders mit einer Stelle 14 zwischen der von dem Kolben 10 bei ausgeschalteter Elektromagnetwicklung 4 eingenommenen Stellung (Fig. 3) und dem Radbremszylinder. Eine Rückführungsfeder 9 drückt den Kolben 10 in die in Fig. 3 gezeigte Stellung.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen. In der in Fig. gezeigten Stellung, in der die Elektromagnetwicklung 4 ausgeschaltet ist, kann die Bremsflüssigkeit in beiden Richtungen durch den Nebenstromweg 12 fließen. Das Bremssystem kann so-

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mit normal arbeiten. Wird die Elektromagnetwicklung 4 eingeschaltet, so wird der Kolben 10 gemeinsam mit dem Dichtungsring 11 nach links bewegt. Sobald der Dichtungsring 11 sich an dem Eintritt 13 des Nebenstromweges 12 vorbeibewegt hat, wird eine weitere Flüssigkeitsströmung durch die Vorrichtung gesperrt. Bewegt sich der Kolben 10 dann weiter nach links, so wird der Druck auf der rechten Seite des Kolbens 10 verringert, wodurch die Kraft an dem oder jedem Radbremszvlinder verringert wird. Dadurch wird die Bremse gelöst, und das zugeordnete Rad kann sich wieder drehen. Im übrigen arbeitet dieses Ausführungsbeispiel wie das zuvor beschriebene.

Die Erfindung besteht,also in einer Vorrichtung, mit der eine Radblockierung unter verschiedenen Bedingungen verhindert wird und die einfach und billig aufgebaut ist.

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Claims

Patentansprüche

Antiblockiervorrichtung für Fahrzeugbremsen, gekennzeichnet durch einen in einer einen Hauptbremszylinder mit einem oder mehreren Radbremszylindern verbindenden Leitung angeordneten Zylinder (1), in dem ein elektromagnetisch betätigbares Sperrelement (5) verschieblich gelagert ist und durch eine Vorspannvorrichtung (9) in eine eine Flüssigkeitsströmung durch den Zylinder (1) ermöglichende Stellung geführt ist, und durch eine derartige Anordnung des Sperrelements (5) relativ zu einer Elektromagnetwicklung (4), daß bei Einschaltung der Elektromagnetwicklung (4) infolge Verlagerung des Sperrelements (5) der Flüssigkeitsdruck auf der Radbremszylinderseite des Sperrelements (5) verringert und eine Flüssigkeitsströmung durch den Zylinder (1) hindurch gesperrt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (5) mit einem länglichen Ventilelement (7) versehen ist, das in Längsrichtung des Zylinders (1) angeordnet ist und dem eine mit einer Öffnung versehene Wand (8) des Zvlinders (1) auf der Hauptbremszylinderseite derart zugeordnet ist, daß bei Einschaltung der Elektromagnetwicklung (4) das Ventilelement die Öffnung der Wand (8) verschließt und bei Weiterbewegung durch die Öffnung hindurch der genannte Druckabfall auf der Radbremszylinderseite auftritt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (7) an einem an dem Zylinder (1) verschieblichen Zylinderelement (5) befestigt ist, das so ausgebildet ist, daß es eine Flüssigkeitsströmung an ihm vorbei ermöglicht.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement ein in dem Zylinder (1)

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verschiebbarer Kolben (10) ist, daß der Zylinder (1) mit einem Nebenstromweg (12) verbunden ist, der an dem Kolben (10) vorbeiführt, und daß der Kolben (10) so angeordnet ist, daß er bei Einschaltung der Elektromagnetwicklung (4) den Nebenstromweg (12) verschließt und damit den Druckabfall auf der Radbremszylinderseite herbeiführt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenstromweg (12) eine außerhalb des Zylinders (1) angeordnete Leitung ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenstromweg durch mindestens eine Nute in der Zylinderwand gebildet ist.
7. Antiblockiersystem für Fahrzeuge mit einer Antiblockiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die in einer einen Hauptbremszylinder mit einem oder mehreren Radbrems2ylihdern verbindenden Leitung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Elektromagnetwicklung (4) steuernde, einem oder mehreren Rädern zugeordnete Fühlervorrichtung vorgesehen ist, die ein Steuersignal für die Elektromagnetwicklung (4) bei oder vor Eintreten des Stillstands eines Rades abgibt.
8. Antiblockiersystem nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Einwegventil zum Druckausgleich an der Antiblockiervorrichtung durch Flüssigkeitsströmung in Richtung zum Hauptbrems zylinder.

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