DE4206240A1

DE4206240A1 - Druckluft-bremsanlage fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE4206240A1
Application number: DE19924206240
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Stumpe; Juergen Dipl Ing Wrede
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1992-02-28
Publication date: 1993-09-02
Also published as: FR2687969B1; FR2687969A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Druckluft-Bremsanlage für Kraft fahrzeuge nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine solche Bremsan lage ist bekannt (DE 32 12 930 A1).

Bei derartigen Bremsanlagen ist es grundsätzlich unerwünscht, wenn die Bremswirkung an den Radbremsen des Fahrzeugs nicht zum gleichen Zeitpunkt und mit unterschiedlichem Ausmaß einsetzt. Dies kann seine Ursache in unterschiedlicher Einstellung, Reibungsverlusten, Tole ranzen usw. an den einzelnen Radbremsen haben. Unterschiedlicher Einsatz der Radbremsen beeinträchtigt die Fahrstabilität und das Verschleißverhalten von Reibungsbremsen.

Bei der bekannten Bremsanlage sind daher Maßnahmen getroffen, um diese Mängel auszugleichen: Zum einen wird bei einer Bremsbetätigung der an jedem Bremszylinder anliegende Druck sensiert, zum anderen wird die Bremswirkung überwacht. Unterschiedliche Bremswirkung wird mit Hilfe eines elektronischen Steuergeräts durch die entsprechende Aussteuerung des Druckes kompensiert. Die Sensierung der Bremswir kung an den einzelnen Radbremsen ist jedoch relativ aufwendig.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Druckluft-Bremsanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß mit geringem Aufwand das Wirksamwerden der Bremsbetätigung zeitlich er faßbar ist und Unterschiede an den einzelnen Radbremsen eines Fahr zeugs ausgleichbar sind. Von besonderem Vorteil ist hierbei, daß die Erfassung des Drucks unter Ausschaltung des Luftspiels am Beginn des Angriffs des Bremsbelages an der Bremstrommel oder der Bremsscheibe erfolgen kann, was die Genauigkeit des Druckausgleichs bei folgenden Bremsbetätigungen erhöht. Dadurch wird ein zeitgleicher Einsatz der Bremswirkung an allen gebremsten Fahrzeugrädern möglich, was die Fahrstabilität sowie das Verschleiß- und Wärmeverhalten der Bremsen günstig beeinflußt. Bei einer Fahrzeugkombination aus Zug- und An hängefahrzeug werden hierdurch die Koppelkräfte reduziert.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Druckluft-Bremsanlage möglich.

Besonders vorteilhaft sind die in den Ansprüchen 5 und 6 angegebenen Ausgestaltungen der Erfindung, weil ein derartiger Signalgeber be sonders einfach aufgebaut und betriebssicher ist.

Darüber hinaus gestattet die Weiterbildung der Erfindung gemäß An spruch 7 ohne zusätzlichen konstruktiven Aufwand eine kontinuier liche Erfassung des Bremsbelagverschleißes.

Außerdem ist es anhand der im Anspruch 8 gekennzeichneten Maßnahme zusätzlich möglich, die Intensität der Bremswirkung zu erfassen.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand einer in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellten Druckluft-Bremsan lage in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Eine in der Zeichnung vereinfacht dargestellte Druckluft-Bremsanlage 1 weist einen zweikreisig ausgebildeten, elektrischen Bremswertgeber 2 auf, der über eine Trittplatte 3 betätigbar ist. Der Bremswertge ber 2 ist mit zwei Leitungen 4, 5 mit einem elektronischen Steuer gerät 6 der Bremsanlage 1 verbunden. Vom Steuergerät 6 gehen Schalt leitungen 7, 8 zu je einer Radbremse 9 bzw. 10 zugeordneten Stell ventilen 11 bzw. 12 aus, mit denen bei einer Bremsbetätigung Druck in Bremszylindern 13 bzw. 14 der jeweiligen Radbremse 9, 10 aus steuerbar ist. Das mit der Druckluft-Bremsanlage 1 ausgestattete, nicht dargestellte Fahrzeug weist selbstverständlich weitere zur Bremsanlage gehörende Radbremsen auf. Für die Druckluftversorgung der Bremsanlage 1 ist ein Vorratsbehälter 15 vorgesehen, an den die Stellventile 11, 12 mit Versorgungsleitungen 16, 17 und 18 ange schlossen sind. Die Verbindung von den Stellventilen 11, 12 zu den Bremszylindern 13, 14 ist mit Bremsleitungen 19, 20 geschaffen. An jede Bremsleitung 19, 20 ist je ein dem entsprechenden Bremszylinder 13 bzw. 14 zugeordneter Drucksensor 21, 22 zum Erfassen des von den Stellventilen 11, 12 ausgesteuerten Drucks angeschlossen. Die Druck sensoren 21, 22 stehen mit Signalleitungen 23, 24 mit dem Steuer gerät 6 in Verbindung.

Da die Radbremsen 9, 10 der Druckluft-Bremsanlage 1 im wesentlichen baugleich sind, erfolgt deren Beschreibung nachfolgend anhand der Radbremse 9. Diese weist eine als Trommelbremse 30 ausgebildete Rei bungsbremse auf. Die Trommelbremse 30 steht mit dem zugeordneten Bremszylinder 13 über einen Bremshebel 31 mit einem Bremsnocken 32 in Verbindung. Die Trommelbremse 30 hat zwei Bremsbacken 33, 34, welche einen Bremsbelag 35 tragen. Beide Bremsbacken 33, 34 stehen aufgrund der Wirkung einer Rückzugfeder 36 mit dem Bremsnocken 32 in Eingriff. Bei einer Bremsbetätigung sind die Bremsbacken 33, 34 mit ihrem Bremsbelag 35 nach Überwindung eines Luftspiels am Innenmantel einer Bremstrommel 37 anlegbar. Hierzu ist ein für jede Trommel bremse 30 typischer Anlegedruck im zugeordneten Bremszylinder 13 er forderlich, dessen Hohe vom Luftspiel, von Toleranzen, Federkräften und sonstigen Widerständen abhängt.

Für die Funktion der Druckluft-Bremsanlage 1 ist es bedeutsam, das Anlegen der Bremsbacken 33, 34 aller Radbremsen 9, 10 zu erfassen. Hierzu ist beim im Zusammenhang mit der Trommelbremse 30 der Rad bremse 9 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ein Signalgeber 40 mit folgendem Aufbau vorgesehen: In den Bremsbelag 35 der Bremsbacke 34 ist ein elektrischer Leiter 41 in Form eines Stiftes, Niets oder Drahtes eingelassen. Der Leiter 41 durchdringt den Bremsbelag 35; er ist gegen die Bremsbacke 34 isoliert. Vom Leiter 41 führt eine Sig nalleitung 42 zum elektronischen Steuergerät 6. Außerdem ist die drehbare Bremstrommel 37 über das als Symbol dargestellte Radlager 43 des die Trommelbremse 30 aufweisenden, nicht dargestellten Fahr zeugrades an Masse gelegt. In gleicher Weise wie die Trommelbremse 30 sind auch die übrigen Bremsen der Druckluft-Bremsanlage 1 mit ei nem solchen Signalgeber 40 versehen.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der zur Radbremse 10 gehörenden Trommelbremse 30 erläutert: Hier besitzt ein Signalgeber 50 zwei in den gleichen Bremsbelag 35 eingelassene elek trische Leiter 51, 52. Die den Bremsbelag 35 durchdringenden, in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausgestalteten Leiter 51, 52 sind mit Abstand zueinander angeordnet und gegeneinan der sowie gegen die Bremsbacke 34 isoliert. Jeder Leiter 51, 52 ist mit einer Signalleitung 53, 54 mit dem elektronischen Steuergerät 6 verbunden. Bei der Verwendung dieses Signalgebers 50 sind zweck mäßigerweise sämtliche Trommelbremsen 30 der Druckluft-Bremsanlage 1 in gleicher Weise ausgestattet.

Anstelle von Trommelbremsen 30 können die Signalgeber 40, 50 auch bei Radbremsen 9, 10 Anwendung finden, welche Scheibenbremsen be sitzen.

Wirkungsweise

Für eine Bremsbetätigung wird durch Niedertreten der Trittplatte 3 im elektrischen Bremswertgeber 2 ein Signal erzeugt und an das elek tronische Steuergerät 6 abgegeben. Das Steuergerät 6, welches zum Beeinflussen und Überwachen der Bremsbetätigung bestimmt ist, schal tet die Stellventile 11, 12 in eine Druckaufbau-Stellung, so daß Druckluft aus dem Vorratsbehälter 15 durch die Versorgungsleitungen 16 bis 18 und die Bremsleitungen 19, 20 in eine Arbeitskammer des jeweiligen Bremszylinders 13, 14 strömen kann. Der dabei in die Bremszylinder 13, 14 eingesteuerte Druck wird vom zugeordneten, an die Bremsleitung 19, 20 angeschlossenen Drucksensor 21, 22 erfaßt und als elektrisches Signal an das Steuergerät 6 abgegeben. In Ab hängigkeit von der Betätigung der Trittplatte 3 und dem Signal des jeweiligen Drucksensors 21, 22 wird das entsprechende Stellventil 11, 12 auch in Druckhalte-Stellungen sowie in Druckabbau-Stellungen geschaltet. Demgemäß verändert sich der Druck in der Arbeitskammer des zugeordneten Bremszylinders 13, 14.

Aufgrund der Wirkung der in den jeweiligen Bremszylinder 13, 14 ein strömenden Druckluft führt der Bremshebel 31 eine Schwenkbewegung aus, wodurch nach Überwindung des Luftspiels zwischen dem Bremsbelag 35 der Bremsbacken 33, 34 und der Bremstrommel 37 die Bremsbeläge zur Anlage an der Bremstrommel gebracht werden. Hierdurch kommt auch der elektrische Leiter 41 des Signalgebers 40 in elektrisch leiten den Kontakt mit der Bremstrommel 37. Aufgrund der leitenden Verbin dung der Bremstrommel 37 mit dem an Masse liegenden Radlager 43 führt die Signalleitung 42 statt eines "aus"-Signals jetzt ein "ein"-Signal. Beim zweiten Ausführungsbeispiel kommt die Signalab gabe dagegen dadurch zustande, daß die beiden elektrischen Leiter 51, 52 des Signalgebers 50 beim Anlegen des Bremsbelags 35 an die Bremstrommel 37 kurzgeschlossen werden, d. h. die Bremstrommel 37 stellt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Lei tern 51, 52 her. Während die Signalleitungen 53, 54 bisher ein "aus"-Signal führten, steht jetzt ein "ein"-Signal am Steuergerät 6 an. Zugleich mit der Signalabgabe der jeweiligen Signalgeber 40, 50 wird an der entsprechenden Radbremse 9, 10 der zum Anlegen der Bremsbeläge 35 an der Bremstrommel 37 erforderliche, vom zugeordne ten Drucksensor 21, 22 erfaßte Druck im Bremszylinder 13, 14 im Steuergerät 6 gespeichert. Dieser als Anlegedruck bezeichnete Druck ist aus den weiter oben angegebenen Gründen an den jeweiligen Rad bremsen 9, 10 der Druckluft-Bremsanlage 1 unterschiedlich hoch. Außerdem wird bei einer Bremsbetätigung der Anlegedruck zu unter schiedlichen Zeiten erreicht und demzufolge die Signalabgabe der Signalgeber 40, 50 zu voneinander abweichenden Zeitpunkten erfolgen. Bei einer Radbremse 9, 10 mit z. B. hohem Betätigungswiderstand wird der Anlegedruck am Bremszylinder 13, 14 bei höherem Druck und zu ei nem späteren Zeitpunkt erfolgen als bei einer widerstandsarmen Rad bremse. Das Steuergerät 6 vergleicht die diese Anlegedrücke repräsentierenden Signale und erkennt hieraus, daß beispielsweise die Radbremse 10 bei der Signalgabe des Signalgebers 50 eines höheren Anlegedrucks bedarf als die Radbremse 9. Diese für die Radbremse 10 typische Druckabweichung (oder Druckdifferenz zum Anlegedruck der Radbremse 9) wird als entsprechendes Signal im Steuergerät 6 abge speichert und bei folgenden Bremsbetätigungen dazu benutzt, mit ei nem korrigierten Ansteuersignal für das Stellventil 12 den Brems zylinder 14 der Radbremse 10 mit einem um die Druckabweichung erhöh ten Druck zu beaufschlagen.

Das Steuergerät 6 kann die Druckabweichung aus mehreren Messungen ermitteln. Es kann die Druckabweichung auch bei mit unterschiedli cher Dynamik ausgeführten Bremsbetätigungen berechnen. Da im Verlauf des Ablegehubes, d. h. beim Entbremsen mit von der Bremstrommel 37 abhebenden Bremsbelägen 35, vom Signalgeber 40, 50 ein "aus"-Signal erzeugt wird, kann auch bei dieser Signalabgabe der Ablegedruck der jeweiligen Radbremse 9, 10 erfaßt und einer Ermittlung der Druckab weichung zugrundegelegt werden. Dabei können der Anlegedruck und der Ablegedruck eine gleiche oder unterschiedliche Wichtung erfahren. Beispielsweise kann auch die Druckabweichung durch Mitteln des An legedrucks und des Ablegedrucks der gleichen Radbremse 9 bzw. 10 be stimmt werden.

Aufgrund dieser Maßnahmen wird ein weitgehend zeitgleiches Wirksam werden der Bremsbetätigung an allen Radbremsen 9, 10 der Druck luft-Bremsanlage 1 mit weitgehend übereinstimmender Intensität der Bremswirkung erzielt, und zwar an allen Radbremsen eines Fahrzeugs oder einer Fahrzeug-Kombination. Letzteres ist in der Zeichnung durch eine vom elektronischen Steuergerät 6 ausgehende Leitung 60 mit einer Kupplung 61 symbolisiert, wobei vorausgesetzt ist, daß ein Anhängefahrzeug eine in gleicher Weise mit Stellventilen 11, 12, Drucksensoren 21, 22 und Signalgebern 40, 50 ausgestattete Druck luft-Bremsanlage aufweist.

Bei einer derart ausgebildeten Drucklüft-Bremsanlage 1 kann das Steuergerät 6 aufgrund der Hohe des Anlegedrucks oder dessen während der Betriebsdauer des Fahrzeugs auftretenden Veränderung erkennen, ob eine Radbremse 9, 10 Funktionsmängel aufweist. Außerdem ist durch fehlenden Wechsel von "aus"-Signal und "ein"-Signal eine blockierte Radbremse 9, 10 feststellbar. Ferner können die Signalgeber 40, 50 zur Verschleißerfassung der Bremsbeläge 35 herangezogen werden. Hierzu kann der elektrische Leiter 41 des Signalgebers 40 oder we nigstens ein elektrischer Leiter 51, 52 des Signalgebers 50 als ein Widerstandsgeber mit verschleißabhängiger Kennlinie sein. Das sich demzufolge verändernde "ein" -Signal des jeweiligen Signalgebers 40, 50 gibt das Ausmaß des Bremsbelagverschleißes wieder. Außerdem ist die Temperatur im Bremsbelag 35 bzw. an der Bremstrommel 37 über wachbar, wenn wenigstens ein elektrischer Leiter 41 bzw. 51, 52 der Signalgeber 40, 50 ein temperaturabhängiger Widerstandsgeber ist.

Claims

1. Druckluft-Bremsanlage (1) für Kraftfahrzeuge mit einem Bremswert geber (2) zum wenigstens mittelbaren Ansteuern von Stellventilen (11, 12) für Druckaufbau, Druckhalten und Druckabbau in diesen nach geordneten Bremszylindern (13, 14) für die Betätigung von Reibungs bremsen (Trommelbremsen 30, Scheibenbremsen), mit je einem Brems zylinder (13, 14) zugeordneten Drucksensoren (21, 22) zum Erfassen des von den Stellventilen (11, 12) ausgesteuerten Drucks, mit je ei ner Radbremse (9, 10) zugeordneten Signalgebern (40, 50) für bei ei ner Bremsbetätigung von bewegten Gliedern der Radbremse erzeugte Signale und mit wenigstens einem elektronischen Steuergerät (6), in dem Signale des Bremswertgebers (2), der Drucksensoren (21, 22) und der Signalgeber (40, 50) zum Beeinflussen und Überwachen der Brems betätigung auswertbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgeber (40, 50) wenigstens ein vom Kontakt eines Brems belages (35) mit einer Bremstrommel (37)/Bremsscheibe abhängiges Signal erzeugen, daß das Steuergerät (6) bei Signalabgabe des jewei ligen Signalgebers (40, 50) den vom dem gleichen Bremszylinder (13, 14) zugeordneten Drucksensor (21, 22) erfaßten Druck speichert und daß das Steuergerät (6) diese Drücke vergleicht und die für die je weilige Radbremse (9, 10) typische Druckabweichung bei folgenden Bremsbetätigungen durch ein korrigiertes Ansteuersignal für das dem Bremszylinder (13, 14) zugeordnete Stellventil (11, 12) einsteuert.

2. Druckluft-Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckabweichung beim Anlegen der Bremsbeläge (35) an die Bremstrommel (37) bestimmt ist.

3. Druckluft-Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckabweichung beim Ablegen der Bremsbeläge (35) von der Bremstrommel (37) bestimmt ist.

4. Druckluft-Bremsanlage nach Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Druckabweichung durch Mitteln der beim Anlegen und beim Ablegen der Bremsbeläge (35) von der Bremstrommel (37) erfaßten Drücke bestimmt ist.

5. Druckluft-Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgeber (40) wenigstens einen an das Steuergerät (6) an geschlossenen, den Bremsbelag (35) durchdringenden elektrischen Lei ter (41) aufweisen, welcher in Kontakt mit der an Masse liegenden Bremstrommel (37)/Bremsscheibe bringbar ist.

6. Druckluft-Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgeber (50) zwei den Bremsbelag (35) durchdringende elektrische Leiter (51, 52) aufweisen, die mit dem Steuergerät (6) in Verbindung stehen und mit der Bremstrommel (37)/Bremsscheibe kurzschließbar sind.

7. Druckluft-Bremsanlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn zeichnet, daß wenigstens ein elektrischer Leiter (41, 51, 52) im Bremsbelag (35) ein Widerstandsgeber mit verschleißabhängiger Kenn linie ist.

8. Druckluft-Bremsanlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn zeichnet, daß wenigstens ein elektrischer Leiter (41, 51, 52) im Bremsbelag (35) ein temperaturabhängiger Widerstandsgeber ist.