DE3615045A1 - Verfahren zur kompensation des unterschiedlichen volumenaufnahmevermoegens der radzylinder in einer mehrkreisigen lenkbremsanlage und eine steuerventil zur ausfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensation des unterschiedlichen Volumenaufnahmevermögens der Radzylinder in einer mehrkreisigen Lenkbremsanlage und ein Steuerventil zur Ausführung dieses Verfahrens.

Lenkbremsanlagen dienen beispielsweise dazu, bei Ackerschleppern während der Feldarbeit, den Wendekreis zu verkürzen.

Dazu wird zusätzlich zum Lenkeinschlag das kurveninnere Rad der ungelenkten Achse abgebremst.

Die gesetzlichen Bestimmungen besagen, daß bei normaler Straßenfahrt die Räder einer Achse nur gleichzeitig abbremsbar sein dürfen. In neuerer Zeit werden solche Lenkbremsanlagen mehrkreisig ausgeführt, um auch bei Ausfall eines Bremskreises das Fahrzeug jederzeit anhalten zu können.

Um eine gleichmäßige Abbremsung aller Fahrzeugräder zu erzielen, muß in solchen Bremsanlagen das unterschiedliche Volumenaufnahmevermögen der einzelnen Radzylinder - hervorgerufen durch unterschiedlichen Bremsbelagverschleiß oder durch Einbautoleranzen - ausgeglichen werden.

Die DE-OS 31 35 174 offenbart eine zweikreisige Lenkbremseinrichtung für Kraftfahrzeuge, bei der je ein Bremskreis für die Vorder- und Hinterachse vorgesehen ist.

Durch zwei Tandemhauptzylinder wird das Bremssystem druckbeaufschlagt und mittels mehrerer Ventile die in einem Gehäuse zusammengefaßt sind, sind die jeweils komplementären Druckräume der Hauptzylinder miteinander verbunden, so daß bei gleichzeitiger Betätigung beider Hauptzylinder der Druck zwischen diesen ausgeglichen wird.

Durch die hydraulische Verbindung der Hauptzylinder untereinander bewirkt der Ausfall eines Hauptzylinders (beispielsweise durch Leckage), daß auch der andere funktionsunfähig wird, und das Fahrzeug u. U. nicht mehr bremsbar ist. Außerdem besteht durch die gestiegenen Endgeschwindigkeiten der mit Lenkbremseinrichtungen versehenen Fahrzeuge beim Ausfall eines Bremskreises eine hohe Schleudergefahr, wenn dann, wie hier, nur die Räder einer Achse abbremsbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kompensation des unterschiedlichen Volumenaufnahmevermögens aller Radzylinder in einer mehrkreisigen Lenkbremsanlage anzugeben, das ohne eine hydraulische Verbindung zwischen den Hauptzylindern ausführbar ist.

Die Lösung der Aufgabe ist dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 zu entnehmen.

In Anspruch 2 ist ein Steuerventil zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 angegeben. Weitere Ausgestaltungsmerkmale des Steuerventils sind den übrigen Ansprüchen entnehmbar.

Durch Anwendung dieses Verfahrens, zu dessen Ausführung das Steuerventil nach Anspruch 2 dient, erfolgt der Ausgleich des Differenzvolumens aller Radzylinder auf einfache und sichere Weise, ohne daß ein hoher Aufwand für die hydraulische Schaltung und die erforderlichen Bauteile notwendig ist. Da jedem Radzylinder ein eigener Bremskreis zugeordnet ist erfolgt auch bei Ausfall eines Bremskreises eine sichere Abbremsung des Fahrzeugs.

Anhand der Figur, die die Lenkbremsanlage schematisch darstellt und das Zuschaltventil im Schnitt zeigt, wird die Erfindung näher beschrieben.

Die beiden Tandemhauptzylinder sind mit HZL bzw. HZR, die Radzylinder der Hinterachse mit HL bzw. HR und die der Vorderachse mit VL bzw. VR bezeichnet. Das Steuerventil 1 besteht im wesentlichen aus folgenden Bauteilen:
Dem mit einer Durchgangsbohrung 3 versehenen Gehäuse 2, den beiden Flanschen 4 und 4 a, die eine Stufenbohrung 5 bzw. 5 a aufweisen, dem doppeltwirkenden Kolben 6 mit den beidseitig daran angeordneten Stößeln 7, 7 a und den Druckfedern 8, 8 a.

Die beiden Hauptzylinder HZR, HZL deren Primärkolben 17, 17 a jeweils mit einem der Bremspedale BPR, BPL verbunden und deren Sekundärkolben 16, 16 a als Schwimmkolben ausgebildet sind, sind primärraumseitig über die Anschlüsse 9 bzw. 9 a und 10 bzw. 10 a des Steuerventils 1 mit den Radbremszylindern VR, VL der gelenkten Achse und mit ihrem Sekundärraum 14, 14 a mit den Anschlüssen 11 bzw. 11 a und den Radbremszylindern HR, HL der ungelenkten Achse verbunden.

In der gezeigten Grundstellung wird der Kolben 6 mittels der Druckfedern 8, 8 a, die sich an den Stößeln 7, 7 a und den Verschraubungen 12, 12 a im Gehäuse 2 abstützen, gehalten. Die Funktionsweise der Bremsanlage ist folgende:

Normale Bremsung

Bei der normalen Abbremsung des Fahrzeugs, die dann erzielbar ist, wenn - wie gesetzlich vorgeschrieben - bei Straßenfahrt die beiden Bremspedale BPR, BPL miteinander starr verbunden sind oder beide Pedale BPR, BPL gleichzeitig getreten werden, wird von den Hauptzylindern HZR, HZL senkundärseitig Bremsflüssigkeit zu den Radzylindern HR, HL und über die Anschlüsse 11, 11 a in die Druckkammern 13, 13 a im Steuerventil 1 gepumpt.

Durch die gleich großen Drücke in den Druckkammern 13 und 13 a wird der Stufenkolben 6 in Grundstellung gehalten und der primärraumseitig aufgebaute Druck der Hauptzylinder HZL, HZR wird über die Anschlüsse 9 bzw. 9 a, die Stufenbohrungen 5 bzw. 5 a und die Anschlüsse 10 bzw. 10 a an die Radzylinder VR, VL geleitet.

Das im Betrieb auftretende unterschiedliche Volumenaufnahmevermögen der einzelnen Radzylinder - hervorgerufen durch unterschiedliche Abnutzung der Bremsbeläge oder durch Einbautoleranzen - wird im Steuerventil 1 durch die Verschiebung des Kolbens 6 kompensiert, was nachfolgend - unter der Annahme, der rechte vordere Radzylinder VR weise das größte Volumenaufnahmevermögen auf - beschrieben wird:
Der Primärkolben des Hauptzylinders HZR müßte einen größeren Weg zurücklegen als der des Hauptzylinders HZL, um im Primärraum 15 denselben Druck wie im Primärraum 15 a zu erzeugen.

Wegen der starr miteinander gekoppelten Bremspedale BPR, BPL herrscht bei Bremsbeginn demnach im Primärraum 15 a ein höherer Druck als im Primärraum 15. Die in den Primärräumen aufgebauten Drücke, wirken über die Schwimmkolben 16, 16 a auch in den Sekundärräumen 14 und 14 a, so daß auch im Sekundärraum 14 a und somit in der Druckkammer 13 a des Steuerventils 1 der Druck größer ist als im Sekundärraum 14 bzw. in der Druckkammer 13.

Der Druckunterschied in den Druckkammern 13 a, 13 bewirkt ein Verschieben des Kolbens 6 gegen die Kraft der Feder 8, woraus eine Verkleinerung der Druckkammer 13 resultiert, was zu einer Druckerhöhung im Sekundärraum 14 und wegen des Kräftegleichgewichts am Sekundärkolben auch im Primärraum 15 führt, wobei die Druckkammer 13 soweit verkleinert wird bis die Drücke in beiden Hauptzylindern HZR, HZL und allen Radzylindern VR, VL, HR, HL betragsgleich sind.

Entsprechend dem vorstehenden erfolgt der Ausgleich des Volumenaufnahmevermögens für alle Radzylinder, wobei jeweils der mit dem größten Aufnahmevermögen den Verschiebeweg des Kolbens 6 bestimmt.

Lenkbremsung

Im Falle der gewünschten Lenkunterstützung durch die Bremse, die dann möglich wird, wenn nur das der Lenkrichtung zugeordnete Bremspedal BPR oder BPL betätigt wird, sorgt das Steuerventil 1 dafür, daß der entsprechende Radzylinder VR oder VL der gelenkten Achse nicht druckbeaufschlagt wird. Unter der Annahme, daß eine Lenkbremsung nach rechts gewünscht ist, wird das rechte Bremspedal BPR niedergetreten und der rechte Hauptzylinder HZR betätigt. Der sich in dessen Sekundärraum 14 aufbauende Druck gelangt an den rechten Radzylinder HR der angetriebenen Achse und über den Anschluß 11 in die Druckkammer 13 des Steuerventils 1.

Durch die einseitige Kraftbeaufschlagung des Kolbens 6 verschiebt sich dieser gegen die Kraft der Druckfeder 8 a. Der Stößel 7 verschließt den Übergang von der Stufenbohrung 5 zum Anschluß 10 und trennt dadurch die Verbindung des Radzylinders VR mit dem Primärraum 15 des Hauptzylinders HZR, so daß das gelenkte Rad nicht abbremsbar ist.

Sinngemäß erfolgt die Lenkbremsung in die andere Richtung durch Niedertreten des Bremspedals BPL.

Ausfall eines Bremskreises

Dadurch, daß jedem Radzylinder einer der Druckräume 14, 14 a bzw. 15, 15 a zugeordnet ist, ist auch bei Ausfall eines Bremskreises eine sichere Abbremsung des Fahrzeugs bei Straßenfahrt möglich.

Für den Fall, daß ein Vorderrad-Bremskreis ausfällt ist die Funktionsfähigkeit der anderen drei Bremskreise nicht beeinträchtigt, so daß trotzdem drei Räder abgebremst werden.

Bei Ausfall eines Hinterrad-Bremskreises, hier als Beispiel, durch Bruch der Leitung am Anschluß 11, passiert folgendes:
Der Radzylinder HR kann nicht mehr druckbeaufschlagt werden und aus der Druckkammer 13 fließt die Bremsflüssigkeit zurück. Der Radzylinder VR wird davon nicht beeinflußt. Gleichzeitig wird der Kolben 6 durch die Kraft des in der Druckkammer 13 a herrschenden Hydraulikdruckes auf der Zeichnung nach rechts verschoben und der Stößel 7 a verschließt in der Stufenbohrung 5 a den Durchgang vom Anschluß 9 a zum Anschluß 10 a, so daß auch der Radzylinder VL nicht mehr druckbeaufschlagbar ist. Unbeeinflußt davon wird der Radzylinder HL weiterhin mit Bremsflüssigkeit versorgt, so daß in diesem Fall das linke Hinterrad und das rechte Vorderrad weiterhin gebremst werden. Eine Schleudergefahr des Fahrzeugs ist ausgeschlossen, da sich die entstehenden Giermomente gegenseitig aufheben.

Entsprechend entgegengesetzt erfolgt die Abbremsung des Fahrzeuges für den Fall, daß der an den Radzylinder HL angeschlossene Bremskreis ausfällt.

Claims (5)

1. Verfahren zur Kompensation unterschiedlichen Volumenaufnahmevermögens der Radzylinder in einer mehrkreisigen Lenkbremsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß

• - bei gewünschter Abbremsung aller Fahrzeugräder jeder der Radzylinder (VR, VL, HR, HL) von einem ihm zugeordneten Druckraum (14, 14 a, 15, 15 a) der Tandemhauptzylinder (HZR, HZL) mit Bremsdruck beaufschlagt wird und von diesen so gebildeten vier Bremskreisen die beiden vorderen von einem Steuerventil (1) gesteuert werden.
• - das unterschiedliche Volumenaufnahmevermögen der Radzylinder einen Druckunterschied in den Druckräumen (14) und (14 a) der Tandemhauptzylinder (HZR, HZL) bewirkt, die über die Leitungen (11, 11 a) mit den Druckkammern (13) und (13 a) im Steuerventil (1) verbunden sind und durch Verkleinerung der mit niedrigerem Druck beaufschlagten Druckkammer (13) oder (13 a) ausgeglichen wird und dabei gleichzeitig über die Schwimmkolben (16) und (16 a) der Tandemhauptzylinder (HZR, HZL) ein Druckausgleich zwischen den Druckräumen (15) und (15 a) erfolgt.

2. Steuerventil zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (1) einen doppeltwirkenden Kolben (6) aufweist der an seinen beiden Enden mit je einem Stößel (7, 7 a) versehen ist und durch den im Gehäuse (2) zwei Druckkammern (13, 13 a) ausbildbar sind, die in Wirkverbindung mit den Druckräumen (14, 14 a) der Tandemhauptzylinder (HZR, HZL) stehen, wobei mittels der Stößel (7, 7 a) die Anschlüsse (10, 10 a) für die Radzylinder (VR, VL) in Abhängigkeit von der Stellung des doppeltwirkenden Kolbens (6) von den Anschlüssen (9, 9 a) für die Druckräume (15, 15 a) der Tandemhauptzylinder (HZR, HZL) trennbar sind und in Grundstellung des Kolbens (6) eine hydraulische Verbindung zwischen den Druckräumen (15 bzw. 15 a) des Tandemhauptzylinders (HZR bzw. HZL) und den Radzylindern (VR bzw. VL) der gelenkten Achse hergestellt ist.

3. Steuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei starr miteinander gekoppelten Bremspedalen BPR, BPL mittels des Kolbens 6 ein Druckausgleich zwischen den Druckräumen 14, 14 a, 15, 15 a der Tandemhauptzylinder HZR, HZL erzielbar ist, so daß beim Bremsen alle Radzylinder VR,VL, HR, HL von ihrem einzelnen Volumenaufnahmevermögen unabhängig, mit dem konstruktiv vorgegebenen Bremsdruck beaufschlagbar sind.

4. Steuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betätigung nur eines der Bremspedale (BPR oder BPL) der doppeltwirkende Kolben (6) mittels Hydraulikdruckkraft so verschiebbar ist, daß der diesem Pedal (BPR oder BPL) zugeordnete Radzylinder (VR oder VL) der gelenkten Achse vom Hydraulikkreis trennbar und nur der entsprechende Radzylinder (HR oder HL) der ungelenkten Achse gleicher Seite druckbeaufschlagbar ist.

5. Steuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der doppeltwirkende Kolben (6) mittels zweier, auf die Enden der Stößel (7, 7 a) einwirkender Druckfedern (8, 8 a) in Grundstellung bringbar ist.