SE454259B - Bromsanleggning for motorfordon med reglering av bromsslirningen - Google Patents

Description

35 454 259 brukningen avsevärd. Kostnaden för bromstryckets individuel- la reglering i de av varandra oberoende kretsarna samt för framställningen och färdigställandet av den isynnerhet under ogynnsamma förhållanden, såsom halka på grund av is eller vatten, erforderliga höga, hydrauliska energin kräver hos de kända bromsanläggníngarna en stor kostnad för pumpar, tryck- reservoarer, osv.

Uppfínningen har därför som uppgift att utveckla en broms- anläggning med reglering av bromsslirningen, vilken kan uppfylla alla fordringar även under ogynnsamma betingelser, och vilken i jämförelse med kända anläggningar nöjer sig med en förhållandevis effektsvag hjälptryckskälla, och vilken totalt endast kräver en ringa kostnad för komponenter och för tillverkningen.

Det har visat sig, att denna uppgift kan lösas på ett över- raskande enkelt, tekniskt avancerat sätt med en bromsanlägg- ning av det i början skildrade slaget, vars vidareutformning består i, att bromskretsen med mellankolven är utformad som en i varje driftstillstànd statisk bromskrets och broms- kretsen med tryckstàngskolven som en bromskrets, som före regleringens start är en statisk, i reglerskedet däremot en dynamisk bromskrets, vilken via flervägsventiler är kopplad à ena sidan till tryckutjämningsbehâllaren och ä andra sidan till hjälptryckskällan, samt att hjälptryckskällan via en flervägsventil hydrauliskt stàr i förbindelse med tryckut- jämningsbehâllaren och direkt eller likaledes via en fler- vägsventil med àterställningsanordningen.

Enligt en fördelaktig utföringsform av uppfinningen består hjälptryckskällan i huvudsak av en av en elektromotor driven, vid regleringens start inkopplingsbar hydraulpump, vars trycksida via en i víloläget, dvs. vid fránkopplad reglering av bromsslirningen, Och/eller Vid trycksänkning, öppen stående flervägsventil är förbunden med tryckutjämnings-_ behållaren. 10 15 20 25 30 35 454 259 Som bromstryckförstärkare kommer t.ex. en direkt med fot- pedalen pàverkbar bromstryckförstärkare med vakuum ifråga, vilken utmärker sig genom stor tillförlitlighet och ringa tillverkningskostnad.

I den enklaste utföringsformen regleras trycket i enlighet med uppfinningen i den vid reglertíllfället dynamiska broms- kretsen direkt och i den statiska bromskretsen indirekt, nämligen via trycköverföringen över den flytande mellan- kolven. Tryckförloppet är i detta utförande vid samtliga hjul nästan lika. Genom insättning av 2/2-vägs-ventiler, vilka i utgàngs- resp. viloläget står öppna, kan emellertid i enlighet med uppfinningen i de enskilda tryckmedelsvägarna till hjulbromsarna på enkelt sätt uppnås en långtgående frànkopplíng av tryckförloppet och en individuell reglering av de enskilda bromskretsarna. Genom omkoppling och stäng- ning av dessa ytterligare flervägsventiler, förblir nämligen även bromstrycket vid ifrågavarande hjul konstant, medan hädanefter i de andra kretsarna, eventuellt förskjutet i tid, bromstrycket kan byggas upp eller sänkas.

Enligt en ytterligare fördelaktig utföringsform av uppfin- ningen består återställningsanordningen i huvudsak av en på tryckstàngskolven anordnad ställhylsa, som vid tryckgivning från hjälptryckskällan kan tryckpàverkas i återställnings- riktning i ett mellan cylinderhuset, tryckstângskolvens yta och en gavel hos hylsan begränsat första ringutrymme, varvid ställhylsan kommer till anliggning mot en som anslag tjänande, mellan hylsan och bromstryckförstärkaren anordnad radiell utvidgning av tryckstángskolven och därigenom över- för àterställningstrycket på tryckstàngskolven.

Dessutom finns i enlighet med uppfinningen enligt en annan utföríngsform ett andra ringutrymme, som ligger pà för- stärkarsídan och som begränsas av huset, tryckstàngskolven och ställhylsans mot förstärkaren vända gavel, varvid det på huvudcylindersidan på tryckstângskolven finns anordnad en andra, som anslag tjänande, radiell utvidgning, mot vilken 10 15 20 25 30 35 454 259 ställhylsan kommer till anliggning vid tryckgivning in i det andra ringutrymmet.

Ställhylsan och tryckstångskolven kan även utformas i ett stycke.

Underkraven beskriver nâgra ytterligare speciella utförings- exempel av uppfinningen.

Bromsanläggningen enligt uppfinningen kan trots sin enkelhet användas såväl till reglering av bromsslirningen som till reglering av drivslirningen, nämligen genom inströmning av tryck från hjälptryckskällan in i det andra ringutrymmet.

Uppfinningen baseras således på insikten, att antalet behöv- liga reglerventiler för bromstrycket kan avsevärt reduceras, om vid användning av en tandemhuvudcylinder den dynamiska regleringen begränsas till bromskretsen med tryckstângs- kolven och bromskretsen med mellankolven regleras endast statiskt. Genom denna åtgärd och genom framförkoppling av en enkel bromstryckförstärkare, speciellt en vakuumförstärkare, ställs små fordringar på den effekt, som skall presteras av hjälptryckskällan. Energireservoarer, övertrycksventiler och kostsamma övervakningsanordningar kan undvikas i regler- kretsen. Det räcker att insätta som hjälptryckskälla en hydraulpump, som inkopplas först, när en blockering befaras och reglering av bromsslirningen startas, isynnerhet som en reglering av bromsslirningen principiellt börjar ' med en trycksänkning; det räcker således att stegra hjälp- trycket med fördröjning.

Ytterligare särdrag, fördelar och användníngsmöjligheter av uppfinningen framgår av den följande beskrivningen av några utföringsexempel med stöd av bifogade ritningar, pà vilka: - figur 1 visar i en schematiskt förenklad och delvis symbo- lisk framställning en speciellt enkel utföringsform av en 10 15 20 25 30 35 454 259 bromsanläggning enligt uppfinningen; - figur 2 visar i en lika framställning bromsanläggningen enligt figur l med utvidgade reglermöjligheter; - figur 3 visar en ytterligare komplettering av en broms- anläggning enligt figur 1; och - figur 4 på ett lika framställningssätt som figur l en annan utföringsform av en bromsanläggning enligt uppfin- ningen.

I enlighet med figur l består bromsanläggningen enligt upp- finningen av en bromstryckförstärkare l med vakuum, vilken pâverkas av_fotkraften F via den antydda kolvstângen 2 och den symboliskt framställda pedalen 3.

Via en med streckade linjer liklaledes endast antydd tryck- stång 4, som är fäst vid arbetskolven eller vid membranen 5 hos vakuumförstärkaren 1, överförs pàverkningskraften F för- stärkt till tryckstàngskolven 6, vilken bildar en del av en i sin helhet med 7 betecknad tandemhuvudcylinder. En andra kolv 8 inuti huvudcylindern 7, som vanligtvis betecknas som mellankolv, överför det vid bromspäverkan i en första arbetskammare eller tryckkammare 9 uppbyggda trycket till den andra tryckkammaren 10. Fastän de båda tryckkamrarna 9 och 10 och de därtill anslutna bromskretsarna I och II är hydrauliskt åtskilda, råder, under förutsättning av lika stora arbetsytor, samma tryck i båda arbetskamrarna. De förhållandevis svaga fjädrarna ll och 12 skall endast åter- ställa kolvarna efter bromsens frikoppling.

En tillhörande tryckutjämningsbehàllare 13, som här är delad i flera kamrar, för att vid ett läckage i en krets tryck- medel kan utströmma endast ur motsvarande krets, är via de båda anslutningarna 14 och 15, via de endast i bromsens fri- kopplingsläge öppna ventilerna 16,36 och via de inre kana- lerna 17,18 och 19,20 var för sig förbundna med en arbets- 10. Arbetskamrarna 9 och 10 ansluts till bromskretsarna I och II via anslutningshàlen 21,22. kammare 9 resp. 10 15 20 25 30 35 454 259 Tryckstángskolven 6 har en ställhylsa 23, vilken kommer till anliggning mot tryckkolvens 6 radiella utvidgning 24, så snart tryckstângskolven 6 vid bromspâverkan har tillrygga- lagt ungefär 40 % av sin slaglängd i enlighet med det tidi- gare visade utföringsexemplet. I det visade frikopplings- läget hos bromsen ligger tryckstångskolven É an mot cylin- derhusets 25 högra avslutning.

För att återställa tryckstàngskolven 6 leds tryck via den senare beskrivna ventilanordningen från en hjälptryckskälla 26 via anslutningen 27 i cylinderhuset 25 in i ett ring- utrymme 28._Trycket påverkar en intill ringutrymmet 28 liggande gavel 29 hos ställhylsan 23, varigenom tryckstàngs- kolven 6 skjuts tillbaka till sin tidigare nämnda 40 % position. Återställningskraften från hylsan 23 överförs till kolven 6 via utvidgningen 24.

För reglering av bromseftersläpningen behövs i utförings- exemplet enligt figur l endast tre 2/2-vägs-ventiler 30,31 och 33 i förbindelse med hjälptryckskällan 26. Man erhåller följande arbetssätt: Upptäcks en blockeringsrisk med hjälp av här icke visade sensorer, vilka avger signaler som motsvarar de enskilda hjulens vridförhàllande och för dessa till en här icke heller visad elektronisk kopplings- och utvärderingskrets, så inkopplas regleringen av bromseftersläpningen. För detta ändamål inkopplas medelst strömbrytaren från 33 pumpens 35 drivmotor 34 och samtidigt omkopplas den elektromagnetiskt pàverkbara 2/2-vägs-ventilen 30. Därigenom avbryts för- bindelsen mellan hjälptryckskällan 26 och tryckutjämnings- behållaren 13, så att pumpen 35 kan stegra trycket i led- ningssystemet, som leder till anslutningen 27 och till ring- utrymmet 28. För att undvika blockeringsrisken inleds tryck- sänkningen i bromskretsen I med omkopplingen av 2/2-vägs- ventilen 31, varigenom tryckmedel från bromskretsen I kan strömma ut till utjämningsbehàllaren. Hjälptrycket, som efter en oundviklig fördröjning uppbyggs i ledningssystemet 10 15 20 25 30 35 454 259 36, medför via àterställningsanordningen en sänkning av bromstrycket i bromskretsen I, så länge 2/2-vägs-ventilen 32 fortfarande är stängd.

En reglerad ny stegring av bromstrycket kan uppnås genom att återställa ventilen 31 till utgångsläget och genom att öppna ventilen 32.

Då mellankolven 8 är flytande anordnad i tandemhuvudcylin- dern 7, överförs tryckändringen via kolven 8 även till bromskretsen II. Det behövs således inget uttag och ingen eftermatning av tryckmedel i den statiska kretsen (broms- krets II).

Medan med den med tre 2/2-vägs-ventiler 30,3l,32 begränsade utföringsformen enligt figur l endast en reglering med en kanal är möjlig, kan med en ringa merkostnad, nämligen genom insättning av en ytterligare 2/2-vägs-ventil i den statiska kretsen II, uppnås en omfattande urkoppling av trycksväng- ningarna i bromskretsarna I och II; detta visas i figur 2.

Den i utgängs- eller viloläget öppna ventilen 37 tillåter nämligen, att oberoende av tryckstegringen eller trycksänk- ningen i bromskretsen I, bromstrycket hålls konstant i kretsen II.

För övrigt är anordningen enligt figur 2 identisk med broms- kretsen enligt figur 1.

För dämpning av den på kolven 6 verkande återställninge- kraften och för att undvika en alltför häftig àterställning, som skulle kännas obehaglig för föraren, är det vid bromspå- verkan och förskjutning av ställhylsan 23 åt vänster sig vídgande ringutrymmet 38 via en strypning 39 förbundet med tryckutjämningsbehàllaren 13. Parallellt med denna strypning har anordnats en backventil 40, som möjliggör ett obehindrat tillflöde av tryckmedel från behållaren 13 in till hålet 38. 10 15 20 25 30 35 454 259 Ett för alla reglertillfällen tillräckligt oberoende av bromstryckförloppet i den dynamiska och den statiska broms- kretsen I resp. II uppnås enligt figur 3 genom insättning av en särskild, i viloläget öppet stående 2/2-vägs-ventil 37,4l,53 i varje bromskrets.-Som figur 3 visar är det till och med möjligt att till den dynamiska eller statiska kretsen via en 2/2-vägs-ventil 53 ansluta en tredje och eventuellt även en fjärde reglerbar krets. Ett mycket varie- rande bromstrycksförlopp kan vid de enskilda hjulbromsarna inregleras genom ventilernas från varandra oberoende reglering, genom variation av genomloppsfaserna i förhål- ~lande till stängningsfaserna hos de enskilda ventilerna ,' genom cyklisk ändring av reglertrycket och genom i tid skild påverkan av de direkt till hjulbromsarna ledande ventilerna 37,4l,53.

För övrigt överensstämmer utföringsformen enligt figur 3 med bromsanläggningen enligt figur l, och därför hänvisas till de i figur l beskrivna detaljerna.

Den i figur 4 visade utföringsformen av uppfinningen lämpar sig såväl för reglering av bromsslirningen som av driv- slirningen. I detta fall är ställhylsan kopplad samman med tryckstàngskolven 42 till en enhet i ett stycke. För att återställa kolven 42 till utgångsläget, såsom visas i figur 4, erfordras äter en tryckgivning från hjälptryckskälla 26 in-i det första, pà sidan om tandemhuvudcylindern 7' anord- nade ringutrymmet 43. Gentemot utföringsformen enligt figur l uppnås med utförandet enligt figur 4 en âterställning till nolläget, eftersom tryckstàngskolvens 42 i diametern utvid- gade steg 44, i motsats till ställhylsan 23 enligt figur l, med sin anliggning mot den högra husväggen 45 begränsar tryckstángskolvens 42 väg, För reglering av drivslirninqen är ett andra ring- utrymme 47 utformat i cylinderhuset 25' mellan husväggen, den högra gaveln av det radiellt utvidgade steget 44 och den stegförsedda tryckstàngskolvens 42 intilliggande mantelytan 10 15 20 25 30 454 259 46, i vilket utrymme via anslutningshàlet 49 och den inre kanalen 48 tryck från hjälptryckskällan 26 kan matas in. För att reglera trycket, som matats in för reglering av driv- slirningen, har enliqt figur 4 insatts tvâ 2/2-vägs- ventiler, av vilka en i viloläget stängd ventil 50 genomför kopplingen till hjälptryckskällan 26 och en i viloläget öppen ventil 51 kopplingen till tryckutjämningsbehållaren 13.

För att dämpa återställningen har även i detta fall anord- nats en strypning, vilken förbinder det vid bromspàverkan genom tryckstángskolvens 42 förflyttning frilagda ring- utrymmet med tryckutjämníngsbehâllaren 13.

Enligt figur 4 är det vänstra ringutrymmet 43, i vilket för tryckstángskolvens 42 återställande tryck matas in från hjälptryckskällan 26, förbundet direkt, dvs. utan insättning av en stängbar ventil, med hjälptryckskällan 26. En för- flyttning av tryckstángskolven 42 i manöverriktníngen för att begränsa resp. reglera drivslirningen är ändå möjlig, eftersom det högra ringutrymmet 47 uppvisar en större angreppsyta för trycket än det vänstra ringutrymmet 43, vars angreppsyta vid utvidgningen av den med steg för- sedda tryckstángskolven 42 bestämmer àterställningskraftens storlek. Genom denna enkla åtgärd reduceras antalet erfor- derliga ventiler resp. kopplíngsbara hydraulförbindningar till ett minimum.

Claims (3)

1. 454 259 1o PATENTKRAV l Bromsanläggning för motorfordon med reglering av bromsslir- ningen, speciellt vägfordon, med en bromstryckförstårkare, vilken påverkar en tandemhuvudcylinder, som i huvudsak består av en tryckstángskolv, en mellankolv samt en återställ- ningsanordning, med tryckmedelsledningar, vilka förbinder tandemhuvudcylindern med hjulbromsarna, med reglerbara i tryckmedelsvägarna till hjulbromsarna och till en tryckut- jämnings- och áterfyllningsbehállare insatta flervägsventiler, med en hjälptryckskälla samt med mätvärdesupptagare för att fastställa hjulvridförhállandet och med elektroniska kopplingar för att utvärdera mätvärdena och alstra ventilreg- lersignaler, k ä n n e t e c k n a d därav, att mellankolv- bromskretsen (II) är utformad som statisk bromskrets och tryckstángskolvs-bromskretsen (I) vid reglertillfället är utformad som dynamisk bromskrets, som anslutits via flervägsventiler (31, 32) till tryckutjämningsbehállaren (13) och till hjälptryckskällan (26), samt att hjälptryckskäl- lan (26) står i förbindelse med tryckutjämningsbehállaren (13) via en flervägsventil (30) och med àterställningsanord- ningen (6, 23, 42, 44) direkt eller via en flervägsventil.

2. Bromsanläggning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att hjälptryckskällan (26) har en med en elektromotor driven vid reglering av eftersläpningens start inkopplingsbar hydraulpump, vars trycksida via en i utgàngs- eller viloläget, d v s vid fránkopplad reglering av slirningen och/eller vid trycksänkning öppen flervägsventil (30) står i hydraulisk förbindelse med en tryckutjämningsbehállare (13).

3. Bromsanläggning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att den vid reglertillfället dynamiska bromskretsen (I) via en i utgángs- eller vilolåget stängd 2/2-vägs- 454 259 11 ventil (31 respektive 32) står i förbindelse med tryckutjäm~ ningsbehállaren (13) och med hjälptryckskällan (26). Bromsanläggning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d därav att i de tandemhuvudcylindern (7, 7') hydrauliskt med hjulbromsarna förbindande tryckmedelsvägarna av den statiska bromskretsen (II) är insatt en i utgångsläget öppen 2/2-vägs-ventil (37). Bromsanläggning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att i det tandemhuvudcylindern (7, 7') med hjulbromsar- na hydrauliskt förbindande tryckmedelsvägarna av de statiska och vid reglertillfället dynamiska bromskretsarna (I, II) är insatt var sin i utgångsläget öppen 2/2-vägs-ventil (37, 41). Bromsanläggning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att i de tandemhuvudcylindern (7, 7') med hjulbromsar- na förbindande tryckmedelsvägarna i varje hjulbroms är insatt en i utgångsläget öppen 2/2-vägs-ventil (37, 41, 53). Bromsanläggning enligt något av kraven l - 6, k ä n n e - t e c k n a d därav, att àterställningsanordningen i huvudsak består av en pà tryckstângskolven (6) anordnad ställhylsa (23), vilken vid tryckgivning från hjälptryckskällan (26) kan i återställningsriktning tryckpåverkas i ett mellan cylinderhuset (25), tryckstångskolvens (6) yta och en gavel- eller sidovägg (29) hos ställhylsan (23) bildat ringutrymme (28), varvid ställhylsan (23) kommer till anliggning mot en som anslag tjänande, mellan ställhylsan och bromskraftför- stärkarsidan anordnad radiell utvidgning (24) hos tryckstàngs- kolven (6) och därigenom överför âterställningstrycket till tryckstángskolven (6). Bromsanläggning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d därav, att på den mot bromstryckförstärkaren (1) vända sidan mellan cylinderhuset, tryckstàngskolvens yttre yta och ställhylsan (23) finns ett andra ringutrymme (47), 10 ll 12 - 454 259 12 in i vilket via flervägsventiler (50) tryck från hjälptrycks- källan (26) kan regleras in, och att tryckstàngskolven (6) har på den mot arbetskamrarna (9, 10) i tandemhuvudcylin- dern (7, 7') vända sidan en andra som anslag tjänande radiell utvidning, mot vilken ställhylsan (23) vid tryckgivning in i det andra ringutrymmet (47) kommer till anliggning. Bromsanläggning enligt krav 7 eller 8, k ä n n e t e c k - n a d därav att, istället för en ställhylsa (23) och en tryckstàngskolv med som anslag tjänande utvidningar, är anordnad en i ett stycke formad steg-tryckstångskolv (42), vars radiellt utvidgade steg (44) med sina gavlar på huvud- cylindersidan begränsar det första ringutrymmet (43) och på bromskraftförstärkarsidan det andra ringutrymmet (47), varvid trycket från hjälptryckskällan (26) vid koppling till det första ringutrymmet (43) verkar i återställningsrikt- ningen och vid koppling till det andra ringutrymmet (47) verkar i arbetsriktningen pá tryckstângskolven (42). -Bromsanläggning enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d därav, att tryckangreppsytan på tryckstángskolven (42) i det andra ringutrymmet (47) respektive i arbetsriktning är större än tryckangreppsytan i det första ringutrymmet (43) respektive i återställningsriktning och att det andra ringutrymmet (47) med hjälp av flervägsventilerna (50, 51) är via en i utgångsläget stängd tryckmedelsväg hydrauliskt förbunden med hjälptryckskällan (26) och med en i utgångsläget öppen stående tryckmedelsvâg med tryckutjämningsbehàllaren (13). Bromsanläggning enligt något av kraven 1 - 10, k ä n n e - t e c k n a d därav, att den på tryckstångskolven (6, 42) verkande àterställningskraften dämpas med hjälp av en stryp- ning (39, 52), vilken ligger parallell med en i motsatt riktning öppen backventil (40). Bromsanläggning enligt något av kraven l -ll, k ä n n e - t e c k n a d därav, att denna strypning är användbar för c; 13 13 454 259 reglering av bromsslirningen och för att förhindra loss- spinning av drivhjulen. Bromsanläggning enligt något av kraven 1 - 12, k ä n n e - t e c k n a d därav, att en förstärkare (1) med vakuum är anordnad som bromskraftförstärkare.