DE2951908A1

DE2951908A1 - Antiblockiereinrichtung fuer ein bremssystem

Info

Publication number: DE2951908A1
Application number: DE19792951908
Authority: DE
Inventors: Zdenek Dipl Ing Koutny; Jaroslav Dr Ing Kovarik; Pavel Dipl Ing Krejcir
Original assignee: Ustav Pro Vyzkum Motorovych Vozidel
Current assignee: Ustav Pro Vyzkum Motorovych Vozidel
Priority date: 1978-12-22
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1980-07-10
Also published as: CS208396B1; IT1126690B; FR2444596B1; SU988614A1; FR2444596A1; IT7928366A0; GB2042112A; DD156116A3; GB2042112B

Description

(Jstav pro vyzkum motorovych vozidel Prag, CSSR

Antiblockiereinrichtung für ein Bremssystem

Die Erfindung betrifft eine Antiblockiereinrichtung für ein Bremssystem mit einem Druckminderer, der bei normalem Bremsverlauf einen freien Durchfluß der Bremsflüssigkeit ermöglicht und auf einen Impuls des Reglers während der Impulsdauer den Durchfluß bei gleichzeitiger Druckherabsetzung im Teil des Bremssystems zu den Bremszylindern sperrt, dessen Kern als Differentialkolben gestaltet ist und dessen wirksame, dem Druck des Hauptbremszylinders ausgesetzte Fläche größer ist als seine wirksame Fläche, die von dem Druck des Radbremszylinders beeinflußt wird.

Bei direktwirkenden Bremssystemen mit automatischer Regelung der Bremsmomentgröße (Gleitschutzregler) wird eine Druckminderung im Radorgan der Bremse durch Abschöpfen der Bremsflüssigkeit und Rückleitung zum Hauptzylinder durch ein Aktionsglied erzielt. Diese abgeschöpfte Menge muß zur Verhinderung eines "Rückschiagens" des Bremspedals einem Akkumulator zugeführt werden, der gleichzeitig als Druckbegrenzer dient, damit das Aktionsglied nicht gegen einen unkontrollierbar hohen Druck arbeiten muß, der vom Lenker im Hauptzylinder hervorgerufen werden kann.

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Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß außer dem Aktionsglied noch ein Akkumulator mit einem Druckbegrenzer verwendet werden muß. Ein anderer Nachteil besteht darin, daß das Aktionsglied stets gegen den durch den Lenker ausgeübten Druck arbeiten muß, und zwar bis zu dem durch den Begrenzer eingestellten Wert.

Es gibt auch Gleitschutzregler mit elektromagnetisch betätigten Aktionsgliedern, die nach dem Prinzip des gegen den Hauptbremszylinder wirkenden Druckes arbeiten. Für eine richtige Arbeitsweise dieser Regler ist es wichtig, daß der Kolben des Aktionsgliedes nach Beendigung jeder Antiblockierperiode seine Ausgangsstellung wieder einnimmt. Dies wird bei den bestehenden Gleitschutzreglern im wesentlichen auf zwei Arten erreicht:

Die erste Möglichkeit besteht in der Verwendung einer Feder, die den Kolben des Aktionsgliedes in die Ausgangsstellung drückt. Die Verwendung dieser Feder erfordert jedoch eine größere Dimensionierung des Betätigungs-Elektromagneten des Aktionsgliedes; denn seine Wirkung auf den Kolben muß nicht nur die Druckwirkung der Bremsflüssigkeit, hervorgerufen durch das Niedertreten des Bremspedals, sondern auch noch die Kraftwirkung dieser Feder überwinden.

Die zweite Möglichkeit besteht im wesentlichen in der Verwendung eines frei gelagerten Kolbens des Aktionsgliedes, der die Ausgangslage lediglich durch den Einfluß der verschiedenen Drücke auf beiden Seiten des Kolbens einnimmt. Dies ist jedoch in der Praxis äußerst problematisch; denn es muß eine vollkommene Abdichtung des Verschlußventils gewährleistet werden. Infolge mangelhafter Abdichtung erfolgt aber ein Eindringen der Bremsflüssigkeit in den Bremsraum, was zur Folge hat, daß der Kolben nach Beendigung der Antiblockierperiode

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nicht in die Ausgangslage zurückkehrt, sondern in eine Lage mit einem geringeren Hub übergeht, der um das dem Volumen der durchgedrungenen Bremsflüssigkeit entsprechenden Wert kleiner ist. Diese Erscheinung kann bei wiederholter Antiblockierperiode wiederkehren, so daß im Endzustand ein Entlasten der Bremse praktisch unmöglich wird und der Gleitschutzregler im wesentlichen außer Tätigkeit versetzt ist. Das System erfordert in einem derartigen Fall ein Entlasten und ein erneutes Niedertreten des Bremspedals, was jedoch nicht zur Erhöhung der aktiven Sicherheit beiträgt. Dieser Nachteil kann auch bei Ausführungen entlastender Kolben mit einer Feder auftreten, falls diese nicht genügend dimensioniert ist oder wenn sich ihre ursprüngliche Charakteristik, z. B. durch Ermüdung des Federmaterials, ändert.

Eine weitere übliche Einrichtung kann als vorhergehende Entwicklungsstufe der Erfindung angesehen werden, bei der das Aktionsglied für einen Gleitschutzregler elektromagnetisch betätigt wird und nach dem Prinzip der Verdrängung gegen den Hauptbremszylinder arbeitet. Dabei ist der Entlastungskolben als Differentialkolben ausgeführt, dessen aktive, dem Druck des Hauptzylinders ausgesetzte Fläche größer ist als seine aktive, dem Druck des Radbremszylinders ausgesetzte Fläche, und bei dem der Zylinderraum zwischen den aktiven Flächen mit der Atmosphäre verbunden ist. Das Aktionsglied für einen Gleitschutzregler gewährleistet stets eine richtige Arbeitsweise des Antiblockiermechanismus; denn der Entlastungskolben des Aktionsgliedes nimmt nach Beendigung der Antiblokkierperiode immer seine Ausgangslage ein. Dies wird durch die Anwendung eines Entlastungs-Differentialkolbens erreicht. Bei dieser Einrichtung wird das Aktionsglied der Entblockungseinrichtung durch das Einschalten des Stromes in Tätigkeit versetzt.

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Der Zweck der erfindungsgemäßen Lösung besteht in der Schaffung einer Einrichtung mit einem einzigen Organ, das bei normaler Bremsung einen freien Durchfluß der Bremsflüssigkeit vom Hauptzylinder zur Bremse und zurück ermöglicht, so daß auf einen Impuls vom Regler der Durchfluß vom Hauptzylinder gesperrt wird (das Bremspedal wird "hart"), und die Bremsflüssigkeit von der Bremse wird diesem Organ zurückgeführt, so daß der Druck in der Bremse absinkt. Wenn der Impuls aus dem Regler aufhört, wird die Bremsflüssigkeit in die Bremse zurückgedrängt, und der Durchfluß zum Hauptzylinder öffnet sich wieder.

Die weiter oben angeführten Nachteile beseitigt der Druckminderer der erfindungsgemäßen Antiblockiereinrichtung für ein Bremssystem, der einerseits bei normalem Bremsverlauf einen freien Bremsflüssigkeitsdurchfluß ermöglicht und andererseits auf einen Impuls des Reglers, während der Impulsdauer, bei gleichzeitiger Druckminderung in einem Teil des Bremssystems zu den Bremszylindern den Durchfluß sperrt, und dessen Kern als Differentialkolben gestaltet ist, dessen wirksame,dem Druck des Hauptbremszylinders ausgesetzte Fläche größer ist als die dem Druck aus dem Radbremszylinder ausgesetzte Fläche.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß der Kern zweiteilig ausgeführt ist, wobei der Kernaußenteil einen Hohlzylinder bildet, in dem der Kerninnenteil axial verschiebbar und gegenüber dem Kernaußenteil durch eine Feder abgefedert ist und in einer Kegelfläche endet, in deren Bereich Kugeln angeordnet sind, die in Bohrungen des hohlzylindrischen Kernaußenteils sitzen und sich außen gegen einen mit zwei verschiedenen Innendurchmessern abgesetzten Deckel abstützen.

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Nach einer Variante der erfindungsgemäßen Ausbildung ist vorgesehen, daß sich die Kugeln gegen das Ende des hohlzylindrischen Kernaußenteils abstützen und durch einen Halter und eine Feder dagegen gedrückt werden.

Das Verhältnis zwischen der Federkraft und der Masse m» des Kerninnenteils ist durch folgende Gleichung bestimmt:

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mit m = m.. + m„.

Dabei bedeuten: F = Federkraft,

S = Kolbenfläche,

m₁ = Masse des Kernaußenteils, und

m_ = Masse des Kerninnenteils.

Zum Unterschied von den bekannten Ausführungen wird der Druckminderer der erfindungsgemäßen Antiblockiereinrichtung durch Stromunterbrechung in Tätigkeit versetzt, wodurch der Regelprozeß beschleunigt wird, und außerdem ist als Betätigungsorgan nur ein einziger Kolben vorhanden, der die bisher bekannten mehrteiligen Systeme (Akkumulator und Aktionsglied) ersetzt.

Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Einrichtung, und zwar zeigt:

Fig. 1 das Prinzip des Druckminderers nach einer

bestehenden Vorstufe der Erfindung im Axialschnitt,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Ausführung zur Sicherstellung eines freien Bremsflüssigkeitsdurchganges auch bei Stromausfall, und

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Fig. 3 als Variante der Ausführung nach Fig. 2

ein Detail einer zylinderförmigen Absetzung zwischen Kerninnenteil und dessen kegelförmiger Stirnfläche.

Gemäß Fig. 1 besteht der Druckminderer aus einem zylindrischen Körper 1, in dem ein Kolben 2 verschiebbar angeordnet ist, der rechts in einen Kern 3 und links in einen Drükker 4 übergeht. Der Drücker 4 trägt an seinem Ende ein Ventil 5. Der Kern 3 ist im Körper 1 von einem Solenoid 6 umgeben. Das Ventil 5 steuert den Bremsflüssigkeitsdurchgang. Die Bremsflüssigkeit gelangt vom Hauptzylinder in den Körper 1 durch die Eintrittsöffnung 7, durchfließt die Kammer 9 und fließt durch die Austrittsöffnung 8 ab. Den Durchfluß steuert das Ventil 5, das durch eine Feder 10 gegen seinen Sitz gedrückt wird.

Die Einrichtung arbeitet bei dieser üblichen prinzipiellen Anordnung folgendermaßen:

Wenn der Strom das Solenoid 6 durchfließt, wird der Kern 3 durch die Magnetkraft in den Körper 1 nach links gezogen, und der mit ihm verbundene Kolben 2 drückt mittels des Drückers 4 das Ventil 5 von seinem Sitz weg, so daß die Bremsflüssigkeit unbehindert durch die Eintrittsöffnung 7 vom Hauptzylinder durch die Kammer 9 zur Austrittsöffnung 8 und von hier zur Bremse strömen kann. Falls in der Bremse ein Druck herrscht und der Strom des Solenoids 6 unterbrochen wird, wirkt keine magnetische Kraft zwischen dem Kern 3 und dem Körper 1, und der Kolben 2 wird durch den Druck in der Kammer 9 nach rechts gedrückt. Durch die Wirkung der Feder 10 liegt das Ventil 5 auf seinem Sitz auf, und der Durchfluß vom Hauptzylinder ist geschlossen. In der Kammer 9 und in der mit ihr verbundenen Bremse sinkt nun der Druck ohne Begrenzung ab, weil der Kolben 2 ganz frei aus dem Körper

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1 nach rechts gedruckt werden kann. Wird der Strom wieder in das Solenoid 6 gespeist, so drückt der magnetische Fluß zwischen dem Kern 3 und dem Körper 1 den Kolben 2 nach links, und der Druck in der Kammer 9 und somit auch in der Bremse steigt auf den ursprünglichen Wert an. Wenn der Kern 3 auf der Stirnseite des Körpers 1 aufliegt, wird das Ventil 5 durch den Drücker 4 wieder geöffnet, und der Druck im Hauptzylinder wirkt wieder auf die Bremse.

Erfindungsgemäß soll der freie Durchfluß der Bremsflüssigkeit auch bei Stromausfall sichergestellt werden. Dazu wird eine Zusatzeinrichtung angewandt. Diese arbeitet nach dem Inertial-Prinzip, das im Ruhezustand (Solenoid stromlos) den Kern mechanisch in der linken Randlage sicherstellt, jedoch bei stromlosem Solenoid - nach vorhergehender Erregung - eine freie Bewegung des Kernes nach rechts und dadurch ein Absinken des Druckes in der Bremse gestattet.

Diese in Fig. 2 dargestellte Zusatzeinrichtung zeichnet sich durch einen zweiteiligen Kern aus, der aus einem Kernaußenteil 3a und einem Kerninnenteil 3b besteht. Im Kernaußenteil 3a sind in seinem zylindrischen, den Kerninnenteil 3b umgebenden Teil einige Radialöffnungen angeordnet, in denen Kugeln 11 gelagert sind. Beide Kernteile werden in der Ruhelage (Solenoid 6 ohne Strom) durch die Feder 12 voneinander weggedrückt. Der Kernaußenteil 3a wird nach links zum Körper 1 gedrückt, und der Kerninnenteil 3b wird nach rechts gedrückt, so daß seine kegelförmige Stirn die Kugeln 11 radial nach außen verdrängt. Diese stützen sich dabei gegen den Deckel 13, der den Körper 1 abschließt. In dieser Lage hindern die Kugeln 11 den Kernaußenteil 3a und auch den mit ihm verbundenen Kolben 2 sowie den Drücker 4 daran, sich nach rechts zu bewegen. Dadurch wird ein freier Durchfluß der Bremsflüssigkeit durch das Ventil 5 vom Hauptzylinder zur

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Bremse und zurück sichergestellt (Bremsung bei Stromausfall) .

Der Druckminderer mit Zusatzeinrichtung arbeitet folgendermaßen:

Wenn der Strom das Solenoid 6 durchströmt, wird der Kerninnenteil 3b nach links zum Kernaußenteil 3a gezogen, und beide Teile werden gemeinsam durch die Magnetkraft am Körper 1 gehalten (normale Bremsung). Erfolgt durch Einwirkung des Druckminderers eine Stromunterbrechung im Solenoid 6 und herrscht in der Kammer 9 ein Druck, so wird der Kolben 2 mit dem Kernaußenteil 3a und dem Kerninnenteil 3b plötzlich nach rechts gedrückt und der Druck in der Bremse sinkt ab. Die Kugeln 11 verhindern diese Bewegung nicht, weil sie nicht radial verdrängt sind und deshalb auch nicht den Kernaußenteil 3a gegenüber dem Deckel 13 blockieren. Diese Arbeitsweise ist jedoch dadurch bedingt, daß die Beschleunigung, die der Druck dem Kolben 2, dem Kernaußenteil 3a und dem Kerninnenteil 3b erteilt, größer ist als die Beschleunigung, die durch die Feder 12 dem Kerninnenteil 3b erteilt werden kann, so daß beide Kernteile bei der Rechts-Bewegung vereint bleiben und nicht voneinander getrennt werden. Dies ist der Fall, wenn der Kerninnenteil 3b eine genügende Masse aufweist und die Feder 12 schwach ist. Diese Bedingung ist erfüllt, wenn das Verhältnis der Federkraft F der Feder 12 zur Masse des Kerninnenteiles 3b folgende Gleichung erfüllt:

F 30 · S

mit: m = m₁ + m_,

wobei bedeuten: F = Federkraft,

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S = Kolbenfläche,

m. = Masse des Kernaußenteiles, und

m_ = Masse des Kerninnenteiles.

Wenn bei Beendigung der Einwirkung durch den Druckminderer .ler Strom das Solenoid 6 wieder durchfließt, werden der Kernaußenteil 3a und der Kerninnenteil 3b nach links in den Körper 1 gezogen, und der Kolben 2 erhöht wieder den Druck in der Bremse auf den ursprünglichen Wert. Nach Anliegen des Kernaußenteils 3a an der Stirnfläche des Körpers 1 wird das Ventil 5 geöffnet und der Hauptzylinder mit der Bremse verbunden, so daß eine normale Bremsung abläuft. Bei Beendigung der Bremsung verschwindet der Druck in der Kammer 9, und der Strom für das Solenoid 6 wird unterbrochen. Die Feder 12 drückt dann den Kernaußenteil 3a und den Kerninnenteil 3b voneinander weg, die Kugeln 12 werden radial gegen den Deckel 13 verdrängt und blockieren so den Kernaußenteil 3a und mit ihm auch den Kolben 2 und das Ventil 5 in der Ruhelage, so daß die Einrichtung frei durchströmbar ist.

Fig. 3 zeigt eine konstruktive Variante der Antiblockiereinrichtung. Sie besteht darin, daß an der Innenseite des Kerninnenteils 3b eine zylinderförmige Absetzung ausgeführt ist, auf der in der gesicherten Lage des Kerns die Kugeln 11 aufliegen. An den Kernaußenteil 3a werden die Kugeln durch einen Halter 14 angedrückt, der durch eine Feder 15 gegen den Körper 1 gedrückt wird. Dadurch wird der Kernaußenteil 3a gleichzeitig in der Ausgangslage gehalten, in der er auf der Stirnfläche des Körpers 1 aufliegt.

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Claims

Ansprüche

Antiblockiereinrichtung für ein Bremssystem mit einem Druckminderer, der bei normalem Bremsverlauf einen freien Durchfluß der Bremsflüssigkeit ermöglicht und auf einen Impuls des Reglers während der Impulsdauer den Durchfluß bei gleichzeitiger Druckherabsetzung im Teil des Bremssystems zu den Bremszylindern sperrt, dessen Kern als Differentialkolben gestaltet ist und dessen wirksame, dem Druck des HauptbremsZylinders ausgesetzte Fläche größer ist als seine wirksame Fläche, die von dem Druck des Radbremszylinders beeinflußt wird,

dadurch

gekennzeichnet ,

daß der Kern zweiteilig ausgeführt ist, wobei der Kernaußenteil (3a) einen Hohlzylinder bildet, in dem der Kerninnenteil (3b) axial verschiebbar und gegenüber dem Kernaußenteil (3a) durch eine Feder (12) abgefedert ist und in einer Kegelfläche (3c) endet, in deren Bereich Kugeln (11) angeordnet sind, die in Bohrungen des hohlzylindrischen Kernaußenteils (3a) sitzen und sich außen gegen einen mit zwei verschiedenen Innendurchmessern abgesetzten Deckel (13) abstützen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß sich die Kugeln (11) gegen das Ende des hohlzylindrischen Kernaußenteils (3a) abstützen und durch einen Halter (14) und eine Feder (15) dagegen gedrückt werden.

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030028/0806 ORIGINAL INSPECTED
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der Federkraft F der Feder (12) und der Masse m_ des Kerninnenteils (3b) durch folgende Gleichung bestimmt ist:

30

mit m = m. + m_,

wobei gilt: F = Federkraft,

S = Kolbenfläche,

m₁ = Masse des Kernaußenteils, und

iru = Masse des Kerninnenteils.

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