WO1998017986A1

WO1998017986A1 - Verfahren zur darstellung eines hydraulisch beaufschlagten druckmittelnehmers

Info

Publication number: WO1998017986A1
Application number: PCT/EP1997/005519
Authority: WO
Inventors: Matthias Schildwächter; Winfried Simon; Heiko Aulmann; Hans-Jörg INGENDAHL
Original assignee: Itt Manufacturing Enterprises, Inc.
Priority date: 1996-10-21
Filing date: 1997-10-08
Publication date: 1998-04-30
Also published as: EP0932822B1; JP2001502797A; EP0932822A1; DE19643292A1; DE59702324D1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Darstellung eines hydraulisch beaufschlagten Druckmittelnehmers auf einem Prüfstand mittels Simulation der charakteristischen Druck- und Volumenaufnahme des Druckmittelnehmers, wobei die charakteristische Druck- und Volumenaufnahme des Druckmittelnehmers durch wenigstens einen ersten und zweiten Simulationsabschnitt (I, II) dargestellt wird und wobei zur Darstellung des ersten Simulationsabschnitts die Druck-/Volumencharakteristik eines Gases und im zweiten Simulationsabschnitt die Druck-/Volumencharakteristik einer Flüssigkeit eingestellt wird.

Description

Verfahren zur Darstellung eines hydraulisch beaufschlagten Druckmittelnehmers

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Darstellung eines hydraulisch beaufschlagten Druckmittelnehmers auf einem Prüfstand mittels Simulation der charakteristischen Druck- und Volumenaufnahme des Druckmittelnehmers .

In der Bremsentechnik ist es üblich, die als Druckmittelverbraucher bzw. Druckmittelnehmer wirksamen Radbremsen auf Prüfständen zu simulieren, wozu zur Simulation der Eigenschaft der jeweiligen Radbremse sog. Federverbraucher eingesetzt werden. Die Simulation des Druckmittelnehmers geschieht hierzu mittels Auswahl sogenannter Federverbraucher mit unterschiedlichen Federkennlinien, die entsprechend genau auf die Druck-/Volumencharakteristik der zu simulierenden Radbremse eingestellt werden müssen. Derartige Einstel- laßnahmen benötigen auch einen erheblichen Zeitaufwand. Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Darstellung eines hydraulisch beaufschlagten Druckmittelnehmers auf einem Prüfstand mittels Simulation der charakteristischen Druck- und Volumenaufnahme vorzustellen, das mit einfachen, funktionssicheren Mitteln eine möglichst genaue Simulation der Druck- und Volumenaufnahme des Druckmittelnehmers ermöglicht, ohne die vorgenannten Nachteile bisheriger Verfahren hinsichtlich einer aufwendigen Auswahl und Einstellung in Kauf nehmen zu müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der angegebenen Art mittels den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst, wonach die charakteristische Druck- und Volumenaufnahme des Druckmittelnehmers zwei Simulationsabschnitte aufweist, wobei zur Darstellung des ersten Simulationsabschnitts die Druck-/Volumencharakteristik eines Gases und im zweiten Simulationsabschnitt die Druck-/Volu- mencharakteristik einer Flüssigkeit verwendet wird.

Weitere Merkmale und zweckmäßige Einzelheiten der vorgeschlagenen Erfindung gehen im nachfolgenden aus den Unteransprüchen hervor, die anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Anwendungsfalles näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Kennlinie bezüglich der Volumenaufnahme in Abhängigkeit des Drucks für eine Radbremse,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung zur technischen Realisierung der nach Fig. 1 gezeigten Kennlinie.

Die Fig. 1 zeigt sowohl die Kennlinie III, die durch Simulation des Druckmittelnehmers bzw. Druckmittelverbrauchers zustande kommt, wenn zwei Federn mit unterschiedlicher Federsteifigkeit verwendet werden, als auch eine weitere, strichlinierte Kennlinie IV, die das tatsächliche Verhalten des zu simulierenden Druckmittelnehmers bzw. Druckmittelverbrauchers wiedergibt. Gleichzeitig entspricht diese Kennlinie IV exakt dem Ergebnis des nunmehr erfindungsgemäß beanspruchten Simulationsverfahren, wozu die entlang der Abszisse aufgetragene charakteristische Druckveränderung und die entlang der Ordinate aufgetragene charakteristische Volumenzunahme des Druckmittelnehmers im ersten Simulationsabschnitt I durch die Verwendung eines Gases zustande kommt, dem ein zweiter Simulationsabschnitt II folgt, der auf der Verwendung einer Flüssigkeit beruht. Die Erfindung beruht somit auf dem Gedanken, daß der erste Simulationsabschnitt I, dessen Kennlinie IV parabelförmig in den zweiten Simulationsabschnitt II übergeht, durch das Gas, funktioneil wie eine Gasfeder wirkend, nachgebildet wird. Der zweite Simulationsabschnitt II der Kennlinie IV nach Fig. 1, verläuft relativ flach und linear steigend, wozu sich in nahezu perfekter Angleichung des weiteren Simulationskennlinienverlaufs an die Realkennlinie erfindungsgemäß die Verwendung einer Flüssigkeit mit möglichst geringer Kompressibilität, vorzugsweise Bremsflüssigkeit, eignet. Um die strichlinierte Simulationskennlinie, die gleichfalls dem tatsächlichen Kennlinienverlauf des Drucknehmers entspricht, an verschiedene Druckmittelnehmer präzise anzupassen, genügt sodann das Volumen des Gases und damit die Gasfedercharakte- ristik und das hydraulische Volumen der Flüssigkeit zu verändern.

Eine Erweiterungsmöglichkeit für die Erfindung kann in einer elektronischen Steuerung gesehen werden, die es auf komfortable Weise ermöglicht, die gewünschte, abbildungsgemäße Kennlinie IV mit drei Parametern zu beschreiben. Diese elektronische Steuerung regelt dann vorzugsweise die gewünschte Kennlinie IV durch Variation des hydraulischen Volumens und der Gasfederwirkung ein. Der Vorteil einer solchen zusätzlichen elektronischen Steuerung liegt nicht nur im Bedienungskomfort, sondern ist auch darin zu sehen, daß selbst ohne Eingriff der elektronischen Steuerung eine einwandfreie Betriebsweise des Prüfablaufs sichergestellt ist.

Die Fig. 2 zeigt anhand eines Ausführungsbeispieles die wesentlichen Elemente zur Simulation eines Druckmittelnehmers bzw. Druckmittelverbrauchers, der die voran erläuterte und gewünschte Kennliniencharakteristik aufweist. Aus der Fig. 2 geht hervor, daß zur Simulation eines Druckmittelnehmers mehrere voneinander funktioneil getrennte Simulationskammern 1,2,3 erforderlich sind, die Bestandteil von zwei unabhängig voneinander zu beaufschlagenden Arbeitszylindern 6,7 sind, in denen zur Variation der Volumenaufnahme in den Simulationskammern 1,2,3 Hubkolben 4,5 angeordnet sind, die vorzugsweise jeweils durch einen elektrischen Antrieb 8,9 betätigt werden. Zwecks automatischer Steuerung der genannten Antriebe 8,9 ist ferner einer Steuereinheit 10 vorgesehen, die derart ausgelegt werden kann, daß in ihr die für bestimmte Druckmittelnehmer repräsentativen Volumen- /Druckkennlinien gespeichert sind, wobei diese Speicherwerte bei Abruf durch entsprechende elektrische Signale zu einer Betätigung der Antriebe 8,9 führen, die die benötigten Zu- standsgrößen des Gases und der Flüssigkeit in den Simulationskammern 1,2,3 sicherstellen.

Das Verfahren als auch die Verwendung des Verfahrens für die in Fig. 2 prinzipiell dargestellte Simulationseinrichtung eignen sich im besonderen zur repräsentativen Nachbildung von unterschiedlichen Fahrzeug-Radbremsen auf dem Prüfstand, wozu die mit dem Prüfstand verbundene Leitungsverzweigung 11 Bremsflüssigkeit führt, die sowohl die Simulationskammer 1 des Arbeitszylinders 6 und die Simulationskammer 2 des Arbeitszylinders 7 ausfüllt. Das damit im Arbeitszylinder 6 befindliche hydraulische Volumen steht unmittelbar unter der Wirkung des Hubkolbens 4 im Arbeitszylinder 6, der vom elektromotorischen Antrieb 8 zur Darstellung des gewünschten Volumenmodells mittels der Steuereinheit 10 verfahren wird. Demgegenüber ist die gleichfalls an der Leitungsverzweigung 11 angeschlossene Simulationskammer 2 des Arbeitszylinders 7 nicht unmittelbar mit dem Hubkolben 5 gekoppelt, sondern durch einen Schwimmkolben 12 oder einer Membran im Arbeitszylinder 7 und der ein Gas aufnehmenden Simulationskammer 3 getrennt. Die Ansteuerung des Antriebs 9 durch die Steuereinheit 10 führt zwangsläufig zu einer Kompression des in der Simulationskammer 3 (Gasspeicher) eingespannten Gases, solange der durch die Flüssigkeit der Simulationskammer 2 wirksame Gegendruck den Schwimmkolben 12 in seiner abbildungsgemäßen Grundstellung verharren läßt. Sofern der auf den Schwimmkolben 12 oder die Membran einwirkende Flüssigkeitsdruck den Gegendruck des Gases in der Simulationskammer 3 übersteigt, bewegt sich der Schwimmkolben 12 bzw. die Membran unter zusätzlicher Volumenaufnahme in der Simulationskammer 2 in Richtung auf den Hubkolben 5. Dies entspricht dem ersten Simulationsabschnitt I nach Fig. 1, wonach bei relativ geringem Druckanstieg die Volumenaufnahme erheblich zunimmt, bis nach voller Ausnutzung der Gasfedereigenschaft die Kompressibilität der Flüssigkeit in den Simulationskammern 1,2 zum Tragen kommt, die im Kennlinienverlauf nach Fig. 1 durch eine relativ hohe Druck- jedoch kleine Volumenzunahme gekennzeichnet ist. Die in Fig. 1 gekennzeichneten Simulationsabschnitte I, II lassen sich somit verblüffend einfach und dennoch präzise durch die Verwendung eines Gases und einer Flüssigkeit über die Stellungen der Hubkolben 4,5 realisieren und beeinflussen.

Die Fig. 2 zeigt zwar nicht eine Membran, die die Flüssigkeit aufnehmende Simulationskammer 2 von der das Gas aufweisende Simulationskammer 3 abtrennt. Dennoch kann in vorteilhafter Weise der Schwimmkolben 12 durch eine im Arbeitszylinder 7 fest eingespannte Membran ersetzt werden. Dies ermöglicht ein besonders feines Einjustieren der aus Fig. 1 bekannten Kennlinienverlaufs, da die Bewegung der Membran von Reibkräften im Arbeitszylinder 7 frei ist. Bezugszeichenliste

1,2,3 Simulationskammer

4,5 Hubkolben

6,7 Arbeitszylinder

8,9 Antrieb

10 Steuereinheit

11 Leitungsverzweigung

12 Schwimmkolben

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Darstellung eines hydraulisch beaufschlagten Druckmittelnehmers auf einem Prüfstand mittels Simulation der charakteristischen Druck- und Volumenauf ahme des Druckmittelnehmers, dadurch gekennzeichnet, daß die charakteristische Druck- und Volumenaufnahme des Druckmittelnehmers durch wenigstens einen ersten und zweiten Simulationsabschnitt (1,11) dargestellt wird, wobei zur Darstellung des ersten Simulationsabschnitts die Druck- /Volumencharakteristik eines Gases und im zweiten Simulationsabschnitt die Druck-/Volumencharakteristik einer Flüssigkeit eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Simulation der charakteristischen Volumenaufnahme des Druckmittelnehmers durch das Gas und die Flüssig keit in voneinander getrennten Simulationskammern (1,2,3) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Gas aufweisende Simulationskammer (3) als Membranspeicher ausgeführt ist, die mittels einer Membran von der die Flüssigkeit aufnehmenden Simulationskammer (2) getrennt ist.

4. Verfahren nach einen der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Variation der Druck-/Volu- mencharakteristik von Gas und Flüssigkeit in den Simulationskammern (1,2,3) durch die Verstellung eines Hubkolbens (4,5) jeweils innerhalb eines Arbeitszylinders (6,7) erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Hubkolbens (4,5) vorzugsweise durch einen elektrischen Antrieb (8,9) erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils für einen Druckmittelnehmer repräsentative Volumen-/Druckkennlinie innerhalb einer elektronischen Steuereinheit (10) gespeichert und durch Variation der Zustandsgrößen von Gas und Flüssigkeit in wenigstens einem Arbeitszylinder (6,7) nachgebildet wird, wozu der elektrische Antrieb aktiviert wird.

7. Verwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur repräsentativen Darstellung von wenigstens einer hydraulisch beaufschlagten Radbremse einer Kraftfahrzeugbremsanlage auf einem Prüfstand mittels Simulation der charakteristischen Druck-/Volumenaufnähme der Radbremse .