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Hydraulisches Mehrkreis-Bremssystem mit Kraftverstärker und Antiblocierregler
Für die Anwendung in Fahrzeugen sind hydraulische Bremssysteme mit sogenannten kobinierten
Brenssteuergeräten bekannt (US-Patente 3 401 986 und 3 004 801). Darunter werden
Steuergeräte verstanden, die bei normal-er Bremsbetätigung mit Hilfe einer Hilfskraft
die Bremspedalkraft verstärken, andererseits jedoch, sobald ein Fahrzeugrad blockieren
will, den Bremsdruck dadurch steuern, daß sie die Hilfskraft reduzieren oder in
umgekehrter Richtung wirken lassen. Solche kombinierten Bremssteuergeräte vereinigen
also die Funktion der Bremskraftverstärkung und der Bremskraftsteuerung in sich.
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Bezüglich der Bremskraftsteuerung sind sie Teil eines Regelsystems,
das weiterhin einen Radsensor und einen Antiblockierregler umfaßt. Insofern ist
das kombinierte Bremssteuergerät in den irkungskreis eingeschaltet, welcher in Abhängigkeit
vom Drehbewegungsverhalten der Fahrzeugräder die Bremskraft regelt und ein Blockieren
vermeidet.
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Allerdings gibt es kombinierte Bremssysteme bisher nur für je elnen
Bremskreis, was so zu verstehen ist, daß nur ein Hauptzylir.der vorgesehen ist,
der den Bremsdruck erzeugt und der mit einem oder mehreren Radbremszylindern verbunden
ist.
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Andererseits sind Mehrkreisbremssysteme mit Kraftverstärker bekannt,
insbesondere Zweikreis-Bremssysteme mit pneumatischem Bremskraftverstärker. Bei
diesen letzteren sind zwei koaxiale Hauptzylinderkolben vorgesehen, die kraftschlüssig
verbunden sind und betätigt werden von einer einzigen Kolbenstange, auf die die
Hilfskraft und die Bremspedalkraft wirken.
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Aufgabe der Erfindung ist es, auch für Mehrkreis-Bremssysteme ein
kombiniertes Bremssteuergerät zu schaffen? das eine individuelle Bremsregelung für
jeden Bremskreis zuläßt.
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Dieses Ziel soll außerdem auf möglichst einfache Weise erreicht werden,
das heißt also unter Einsparung von Gemäteteilen, die bei einer einfachen Aneinanderreihung
mehrerer bekannter kombinierter Bremssteuergeräte für je einen 3remskreis erforderlich
wären. Schließlich muß auch bei der Erfindung sichergestellt sein, daß die Bremse
allein mit der auf das Bremspedal ausgeübten Kraft funktioniert, sofern die Hilfskraft
einmal störungsweise ausfällt. Dieses für die Verkehrssicherheit sehr wichtige Merkmal
verlangen gewöhnlich auch die gesetzlichen Zulassungsvorschriften für Fahrzeuge.
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Die Erfindung besteht bei einem hydraulisch betätigbaren Mehrkreis-Bremssystem
mit Kraftverstärker und Antiblockierregler und mit mechanischen, zwischen dem Bremspedal
und dem Hauptzylinderkolben angeordneten Kraftübertragungsgliedern, welche bei Ausfall
der Hilfskraft infolge einer
Störung die Bremsbetätigung auch ohne
Hilfskraft erlauben, darin; daß mehrere unabhängig voneinander bewegliche kraft
verstärker vorgesehen sind, denen je ein Bremskreis zugeordnet ist und deren Druckstargen
über mindestens ein kippfähiges Tstraft;ibertrarurgsglied miteinander verbunden
sind, und daß ein gemeinsames, mittels des Bremspedales betätigbares Stellglied
vorgesehen ist, welches die in den Kraft verstärkern wirksamen Hilfskräfte bestimmt.
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Als Hilfskraft kommen pneumatische oder hydraulische Drücke in Frage,
die über Membranen oder Kolben auf eine Druckstange und auf den zugehörigen Bauptzvlinderkolben
wirken.
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Außerdem wird vorgeschlagen, Elektromagnete als Hilfskrafterzeuger
zu verwenden. Um im Notfall bei Ausfall der Hilfskraft die Bremspedalkraft auf die
einzelnen Haupt zylinderkolben zu übertragen, werden vorzugsweise bei nebeneinanderliegenden
oder gebündelten Kraftverstärkern waagebalkenartige Traversen, gegebenenfalls mehrfach
gestaffelt, oder Taumelscheiben oder Taumelkreuze verbindet. Das gemeinsame Stellglied
ist jeweils zwischen dem Bremspedal und dem nachfolgenden Kraftübertragungsglied
eingeschaltet und steuert zentral die Funktion der einzeln wirksamen Kraftverstärker.
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Die Bremskraft soll vorzugsweise zu der auf das Bremspedal ausgeübten
Kraft proportional sein, eine Abhängigkeit also, wie sie auch bei den weitverbreiteten
pneumatischen Bremskraftverstärkern gegeben ist. rian erreicht dies bei hydraulisch
oder pneuatisch arbeitenden einzelnen Kraftverstärkern dadurch, daß die, Kraftverstärker
Steuerkammern mit beweglichen Jände-. enthalten, die untereinander verbunden sind
und in denen ein Druckmittel entsprechend seinem nometanen Steuerdruck die Unterstützung
der Bremspedalkraft bewirkt,
daß ferner zwischen dem Bremspedal
und den gemeinsamen, auf alle Hauptzylinderkolben wirksamen Kraftubertragungsglied
eine Reaktionskammer -mit beweglicher Wand eingeschaltet ist, die mit den Steuerkanmern
verbunden ist, und daß als Stellglied eine Ventilanordnung mit drei Stellungen vorgesehen
ist, welche alle miteinander verbundenen Kammern bei ab zunehmend em Abstand der
Reaktionsksmmerwände in entsprechender Reihenfolge zu einem Auslaß hin öffnet, abschließt
und mit der Hilfsdruckquelle verbindet. Vorzugs- -weise ist diese im folgenden mit
Dreistellungsventil bezeichnete Anordnung, die auch aus zwei Zweivegeventilen, nämlich
einem Einlaß- und einem, Auslaßventil, bestehen kann, elektromagnetisch betätigbar,und
ferner ist ein entsprechend dem Abstand der Rea'stionskammerwände verstellbares
elektrisches Schaltglied vorgesehen, welches das Dreistellungsventil steuert.
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Arbeiten die einzelnen Kraftverstärker mit elektronagnetischer Hilfskraft,
so wird vorgeschlagen, daß ein elektromagnetischer Reaktionskrafterzeuger für das
Bremspedal sowie ein elektrisches Steuerorgan für den Hilfskraft- und Reaktionskrafterzeuger
vorgesehen ist.
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Bekanntlich ist es wunschenslfert, im Interesse der Betriebssicherheit
der Bremsanlage Undichtigkeiten in einem der Bremskreise festzustellen und anzuzeigen,
noch bevor die Wirksamkeit der Bremse beeinträchtigt wird. Erfindungsgemäß wird
hierzu vorgeschlagen, daß der Kippwinkel mindestens eines der kippfähigen Eraftübertragungsglieder
auf einen bestimmten lehrt begrenzt und eie elektrische Rontaktanordnung vorgesehen
ist, mit deren Hilfe über eine Anzeigeeinrichtung ein Kippen bis zum Grenzwert dem
Fahrer zur Kenntnis gebracht wird zum Zeichen dafür, daß einer der
Hauptzylinderkolben
infolge Undichtigkeit des betreffenden Bremskreises sich gegenüber einem anderen
unzulässig weit verschoben hat.
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Obwohl auch Variationen möglich sind, ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß ein Antiblockierregelsystem vorgesenen ist, welches in åedem-Bremskreis in Abhängigkeit
vom Drehbewegungsverhalten mindestens eines Fahrzeugrades die Größe und Wirkungsrichtung
der Hilfskraft individuell verändert. Eine neue und unkonventionelle Konzeption
der Vorderradaufhängung und Lenkung von Kraftfahrzeugen macht es möglich, notfalls
auch nur mit einem Vorderrad zu bremsen, ohne daß das Fahrzeug ins Schleudern gerät.
Im Hinblick darauf wird vorgeschlagen, für die beiden Vorderräder äe einen Bremskreis
und für die Hinterräder entweder einen gemeinsamen Bremskreis vorzusehen, wobei
das jeweils schlechter am Boden haftende Rad über das Antiblockierregelsystem den
Bremsdruck bestimmt, oder auch für die Hinterräder je einen Bremskreis vorzusehen.
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Diese letztgenannte Version zeichnet sich also dadurch aus, daß jedem
bremsfähigen Rad eines Fahrzeuges ein Bremskreis zugeordnet ist, und daß an Jedem
Rad ein Sensor vorgesehen ist, der das Drehbelltégungsverhalten dieses Rades erfaßt
und den Druck in dem zugehörigen Bremskreis steuert.
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Das erfindungsgemäße Bremssystem hat den Vorteil, daß es gegenüber
den bekannten Hehrkreisbremssystemen mit Kraftverstärker und individueller Antiblockierregelung
einzelner Bremskreise wesentlich weniger Dichtstellen und Verbindungsstellen im
Bremsdruck-Leitungssystem aufweist. Diese gefährdeten Punkte beeinträchtigen die
Betriebssicherheit aber erfahrungsgemäß am meisten. Wenn man außerdem von pneumatischen
Bremskraftverstärkern, die sehr viel Platz beanspruchen,
zu hydraulischen
übergeht, dann läßt sich ein außerordentlich kleines kombiniertes Bremssteuergerät
erzielen, das neben den Kolben zur Bremskraftverstärkung und Dremskraftabsenkung
zufolge eines Signals des Antiblockierreglers auch alle erforderlichen Nagnetventile
und die elektronischen Schaltelemente für das Antiblockierregelsystem enthalten
kann. Von,diesem kombinierten Bremssteuergerät müßte dann nur zu jeder Radbremse
Je eine Rohrleitung ohne Abzweigung verlegt werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der
Zeichnung näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt ein kombiniertes Vierkreis-Bremssystem.nach der Erfindung
mit hydraulischer Verstärkung, ;wobei das die Hilfskraft steuernde Dreistellungsventil
elektromagnetisch betätigt und seinerseits von einem elektrischen Schaltglied am
Bremspedal gesteuert wird.
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Fig. 2.zeigt als weiteres Beispiel der Erfindung ein Z!eikreis-Bremssystem
mit einem vom Bremspedal direkt betätigten Dreiwege-Schieberventil zur Steuerung
des Hilfsdruckes. An einem als Kraftübertraga<£sglied dienenden Taumelkreuz ist
eine Kontaktanordnuug zur Leckanzeige vorgesehen.
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Fig. 3 zeigt einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie III-III durch
das Taumelkreuz nach Figur 2.
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Fig. 4 ist eine schematische Darstellung eines Z;reikreis-Bremssystems
mit elektromagnetischer Trraptverstärkung.
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Auch hier wird mit Hilfe eines Antiblockierreglers der Bremsdruck
unabhängig vom Fahrer und abhängig vom Drehbewegungsverhalten der Fahrzeugräder
geregelt.
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Die Figur 1 zeigt vier Verstärkerzylinder 1 bis 4, die in an sich
bekannter Weise zugleich als vom Antiblockierregelsystem beeinflußte Bremsdruckmodulatoren
dienen. Die vier Verstärkerkolben 5 bis 8 teilen die Verstärkerzylinder jeweils
auf in eine auf der rechten Seite gelegene Bremssteuerkammer und eine auf der linken
Seite gelegene Gegensteuerkammer.
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Mit den Verstärkerkolben sind starr oder zumindest in Bremsrichtung
kraftschlüssig vier Hauptzylinderkolben 9 bis 12 verbunden. Diese bewegen sich in
vier Haupt zylindern 13 bis 16, von denen vier Bremsleitungen 17 bis 20 zu vier
Radbmenszylindern 21 bis 24 führen, die an den Fahrzeugrädern 25 bis 28 angebracht
sind. In den Hauptzylindern sind die üblichen Rückstellfedern eingelegt, von denen
eine mit 13 a bezeichnet ist.
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An den vier Verstärkerkolben 5 bis 8 sind auf der rechten Seite vier
Druckstangen 29 bis 32 befestigt. Diese ragen aus den Verstärkerzylindern heraus
und sind gelenkig niet zwei Traversen 33 und 34 verbunden. Die beiden Traversen
sind ihrerseits wieder in der Mitte mit einer Traverse 35 gelenkig verbunden. An
deren Mitte ist ein Gelenkstück 36 vorgesehen, das mit einem Reaktionszylinder 37
fest verbunden ist. In dem Reaktionszylinder bewegt sich unter Zwischenschaltung
einer Feder 39 ein Reaktiorskolben~38, der über eine Kolbenstange 40 æm Bremspedal
41 angelenkt ist. Der Reaktionskolben und der Boden des Reaktionszylinders bilden
die be.eglichen Wände einer sogenannten Reaktionskammer.
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Das Bremssystem umfaßt ferner eine zumindest beim Bremsen fördernde
Hilfsdruci'pumpe 42, die über ein HilfsdrucZ-Leitungssystem 43 mit vier Gegensteuerventilen
b4 bis 47 und einem Bremssteuerventil 48 verbunden ist. Von diesen Ventilen führen
Rücklaufleitungen 49 und 50 zu einem
Druckmittelsammelgefäß 51 zurück.
Aus aiesem Gefäß saugt die Hilfsdruckpumpe über eine Saugleitung 52 an. Jedes der
vier Gegensteuerventile ist mit einer der vier Gegersteuerkammern verbunden, während
das Bremssteuerventil 48 über ein Steuerleitungssystem 53 mit alle vier Bremssteuerkammern
und außerdem noch über ein Schlauchstück 54 mit der Reaktions'Ka-mer verbunden ist.
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Bei den Ventilen handelt es sich um elektromagnetisch steuerbare Dreistellungsventile,
die in nicht erregtem Zustand die durch schwarze Schrägbalken angedeuteten Verbindingen
zwischen den Rohrleitungsanschlüssen herstellen.
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Es sind ferner zwei erregte Zustände zu unterscheiden. In einer ersten
Erregungsstufe werden alle Anschlüsse an den Ventilen gegeneinander abgesperrt.
In einer zweIten Erregungsstufe wird von den Gegensteuerventilen die Pumpe mit den
Gegensteuerkammern verbunden; das Bremssteuerventil verbindet entsprechend die Pumpe
mit den Bremssteuerkammern und der Reaktionskt mer. -An den vier Falirzeugrädern
25 bis 28 sind vier elektrische Sensoren 55 bis 58 angebracht. Diese erfassen das
Drehbevegungsverhalten der Räder, sei es nun die Drehverzögerung oder auch die Drehbeschleunigung,
und geben entsprechenae elektrische Steuerbefehle zu den Gegensteuerventilen 44
bis 47. Die Übertragung dieser Steuerbefehle ist der Einfachheit halber durch vier
Steuerkanäle 59 bis 62 angedeutet. In Wirklichkeit geht die Übertragung über eine
zentrale, meist elektronische Schaltanordnung, die jedoch in ihren Einzelheiten
hier nicht interessiert und grundsätzlich auch bekannt ist.
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Eingehender ist dagegen die elektrische Steuerschaltung des Bremssteuerventiles
48 gezeigt. Es hat wie die Gegensteucrventile
zwei eietromgnetische
Wicklungen, die allerdings aus der Zeichnung nicht ersichtlich sind, und dementsprechend
drei Anschlüsse. Der gemeinsame Anschluß führt über eine Batterie 63 an Masse, die
beiden anderen Anschlüsse der Wicklungen sind mit 64 und 65 bezeichnet. Sie gehen
beide in flexible Leitungen über und sind dann an Kontaktfedern 66 und 67 angeschlossen.
Diese sind über nicht bezeichnete Isolierstücke an einem Flansch des Reaktionszylinders
37 befestigt und in Richtung der Zylinderachse gegeneinander versetzt. An der Kolbenstange
40 ist ein Kontaktstück 68 befertigt, das ebenfalls über eine flexible Leitung mit
Masse verbunden ist und beim Einfahren des Reaktionskolbens 38 in seinen Zylinder
der Reihe nach die Xontaktfedern 67 und dann 66 berührt. Im dargestellten Zustand,
bei dem die Feder 39 entspannt ist, berührt das Kontaktstück 68 keine der -beiden
Kontaktfedern 66 oder 67.
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Es ergibt sich folgende l.rïrkungsaseise der Anordnung nach Fig. 1,
wobei zunächst die reine Kraftverstärkungsfunktion erläutert sein soll. Es wird
vorausgesetzt, daß die Pumpe 42 arbeitet und somit der volle Hilfsdruck im Leitung
system 43 ansteht. Alle Ventile sind entregt und somit alle Kammern der Verstärkungszylinder
1 bis 4 mit den entsprechenden Auslaßleitungen verbunden und damit drucklos. Wird
nun das Bremspedal niedergetreten, dann überträgt sich der Pedaldruck über die Feder
39 auf die gestaffelten Traversen und damit auf die Druckstangen 29 bis 32, so daß
sich in den Hauptzylindern 13 bis 16 der Bremsdruck aufzubauen beginnt. Die Feder
39 ist Jedoch sehr schwach bemessen, so daß sie den sich bietenden Widerstand nicht
überwinden kann und daher eine Relativbewegung zwischen der Kolbenstange 40 und
dem Traversensystem zustande kommt. Der Reaktionskolben38 taucht also in den Reaktionszylinder
37 ein und verdrängt das darin stehende Druckmittel über die Leitungen 54 und 49.
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In der schon erwähnten allgemeiner Ausdrucksweise bedeutet diese Relativbe.egung
eine Annäherung der Reaktionskammerwände.
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Diese Annäherang bewirkt schon bald eine Beruhrung des Kontaktstückes
68 mit der rontaktfeder 67. Damit gelangt das Bremssteuerventil 48 in die erste
Erregungsstufe, in der die bisherige Verbindung der vier Bremssteuerkammern und
der Reaktionskammer mit der Auslaßleitung 49 unterbrochen wird.
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Bei der weiteren Relativbewegung des Reaktionskolbens 38 beginnt sich
in den fünf Kammern ein Druck aufzubauen, der in steigendem Maße auch eine Reaktionskraft
auf das Bremspedal bewirkt. Allerdings ist diese Reaktionskraft zunächst noch so
klein, daß sie von-der Pedalkraft ohne weiteres überwunden wird und eine weitere
Relativbewegung nicht aufzuhalten vermag.
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Das Konta1tstück 68 kommt somit mit der zweiten Kontaktfeder c6 in
Berührung und bewirkt die zweite Erregungsstufe des Brenssteuerventils 48. Damit
werden die fünf Kammern mit der Pumpe 42 verbunden und der in' ihnen bestehende
Druck steigt an. Das hat zunächst zur Folge, daß auf die Verstärkerkolben 5 bis
8 eine die Pedalkraft unterstützende Kraft wirkt, die den Bremsdruck steiler ansteigen
läßt. Auf der anderen Seite wächst aber auch die-Reaktionskraft auf das Bremspedal
an.
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Unter der Voraussetzung, daß der Fahrer mit einer ganz bestimmten
Kraft bremst, wird schließlich die nach rechts wirkende Reaktionskraft größer als
die Pedalkraft und eine Relativbewegung in umgekehrter Reihenfolge setzt ein, welche
das Kontaktstück 68 von der Feder 66 löst, während der Kontakt mit Feder 67 bestehen
bleibt. Das Ventil 48 fäll-t dabei in die erste Erregungsstufe zurück und der Druck
in den fünf
Ea=nern bleibt konstant. Damit ist ein Gleichgewichtszustand
im System erreicht, dem eine bestimmte Bremskraft zugeordnet ist.
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Erhöht der Fahrer die Pedaikraft, so wird die Kontaktfeder 66 wieaer
berührt und der Bremssteuerdruck steigt abermals bis zu einem anderen Gleichgewichtszustand
an. Verringert der Fahrer die Pedalkraft, dann löst sich auch ie Kontaktfeder 67
vom Kontaktstück 68 und das in den fünf Kammern eingeschlossene Drucknittel kann
entweichen. Der auf den Hauptzylinderkolben 9 bis 12 stehende Bremsdruck bewirkt
eine Bewegung der Kolben und damit der Druckstangen 29 bis 32 nach rechts, so daß
die Kontaktfeder 67 dem Kontaktstück 68 unmittelbar nachfolgt und es bald wieder
berührt, womit ein neues GleichEew-icht erreicht ist. Ein weiteres Nachlassen der
Pedalkraft bewirkt ein weiteres Absinken des Bremsdruckes,bis zum Schluß der drucklose
Ausgangszustand wieaer erreicht ist.Die Zuckstellfedern stellen sicher, daß alle
Kolben ihre Ausgangslage einnehmen. Auf diese 5.Zeise hängt der Bremsdruck nach
einer an sich bekannten proportional verlaufenden Kennlinie von der Pedalkraft ab.
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Für den Fall, daß die Hilfsdruckpumpe 42 einmal aussetzt, oder für
den Fall, daß im Leitungssystem 53 ein Beck auftritt, was beispielsweise auch durch
Fehlfunktion des Ventiles 48 passieren kann, kommt die rein mechanische Kraftübertragung
vom Bremspedal 41 zu den Hauptzylinderkolben 9 bis 12 zustande. Der Reaktionskolben
38 drückt dann die Feder 39 schnell zusammen und kommt am Boden des Reaktionszylinders
37 zum Anschlag. Dzzit überträgt das gezeigte Gestänge die Bremskraft unmittelbar.
Es ist selbstverständlich und bei derartigen Anordnungen auch unzulässig, daß die
erreichbare Bremsraft niedriger liegt als mit Kraftunterstützung. Die Anlage wird
jedoch. in der Regel so ausgelegt, daß der Fahrer
mit vernünftiger
Pedalkraft sein Fahrzeug bei jedem vorkommenden Gefälle zum Stehen bringen kann.
Fällt außerdem einer der Bremskreise durch Leck aus, so daß der betreffende Hauptzylinderkolben
am Zylinderboden zum Anschlag kommt, dann macht sich das an der am Bremspedal angelenkten
Kolben stange 40 nur mit einem Viertel des Hauptzylinder-Kolbenhubes bemerkbar.
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Die Wirkungsweise der Anordnung nach Figur 1 in der Funktion als hntiblockierregler
ist wie folgt: In diesem Fall ist davon auszugehen, daß der Fahrer mit einer bestimmten
Pedalkraft bremst und - im einfachsten Fall - diese Pedalkraft dauernd aufrecht
erhält. Das System ist also in einem Gleichgewichtszustand, ein ganz bestimmter
Bremsdruck hat sich eingestellt. Wenn jetzt beispielsweise das Rad 25 sehr stark
verzögert, so daß ein Blockieren zu befürchten ist, so erfaßt dies den Sensor 55
und Infolge entsprechender Signale über den elektrischen Kanal 59 komnt das Gegensteuerventil
44 in seine zweite Sdrregunsstufe, in der es die Gegensteuerkammer des Verstärkerzylinders
1 mit der Pumpe 42 verbindet. In der Gegensteuerkammer baut sich infolgedessen ein
Druck auf. Das bisherige Gleichgewicht der Kräfte an dem Doppelkolben 5/9 infolge
des Bremsdruckes im Hauptzylinder 13 einerseits und des Bremssteuerdruckes auf der
rechten Seite des Kolbens 5 andererseits, sowie der anteiligen Pedalkraft auf die
Druckstange 29 wird damit aufgehoben.
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Der Druck in der Gegensteuerkammer bewirkt eine Bewegung des Doppelkolbens
5/a nach rechts unter Absenkung des T'rens druckes. Dabei muß notwendigerweise der
Bremssteuerdruck in den fünf durch das Leitungssystem 53 zusammengeschlossenen Kammern
ansteigen. Andererseits ist ein solcher Druckstieg infolge der oben erläuterten
proportionalen Relation wischen
der Pedalkraft und dem Bremssteuerdruck
nicht möglich.
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Vielmehr tritt; sobald die Kraft am Reaktlonskolben 38 die Pedalkraft
übersteigt, eine Relativbewegung dieses Kolbens gegenüber dem Resktionszylinder
nach rechts ein, so daß die Kontaktplatte 68 von der Feder 67 kurz abhebt, das Ventil
48 öffnet und der Bremssteuerdruck damit auf seinen der Pedalkraft entsprechenden
Wert sinkt. Dieser Prozeß der Absenkung des Bremsdruckes im HauPtzylinder 13 und
dem entsprechenden Radbremszylinder 21 setzt sich so lange fort, wie die Gegensteuerkammer
des Verstärkerzylinders 1 mit der Pumpe verbunden bleibt.
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Es wird somit vom Drehbewegungsverhalten des Rades 25 abhängen, wie
weit der Bremsdruck sinkt. Ohne auf das logische Arbeitsprinzip des betreffenden
Antiblockierreglers näher einzugehen, kann man wohl allgemein sagen, daß die Druckabsenkung
dann beendet ist, wenn die Drehverzögerung des Rades auf einen normalen Wert zurückgegangen
ist oder das Rad gar beschleunigt. Diesbezügliche Signale des Sensors 55 bewirken
dann ein Zurückgehen des Gegensteuerventiles 44 auf den ersten Erregungszustand,
in dem die Gegensteuerkammer abgeschlossen wird, Der Bremsdruck des betreffenden
Rades bleibt also - immer vorausgesetzt, daß die Pedalkraft unverandert weiter wirkt
- konstant. Auf ein weiteres Signal des Sensors hin, spätestens aber nachdem das
Rad die der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Drehzahl wieder erreicht hat,
wird das Gegensteuerventil ; ganz entregt und die Gegensteuerkanimer wieder drucklos
gemacht. Damit steigt der Bremsdruck wieder auf seinen vorherigen Wert an. Es sei
nocheinmal ausdrücklich vermerkt, daß die Erfindung sich nicht auf eine bestimmte
"Regelphilosophie" des Antiblockierregelsystems beschränkt, so daß sich ein näheres
Eingehen hierauf erübrigt.
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Entsprechende Regelzyklen können sich auch gleichzeitig in den übrigen
Verstärkerzylindern abspielen. Jeder der vier Doppelkolben hat infolge der gegenseitigen
Kopplung über die kippfähigen Traversen seine eigene Bewegungsfreiheit. Eine gewisse
Bewegung am Bremspedal 41 wird sich während der Regelung allerdings nicht ganz vermeiden
lassen. Dies muß jedoch nicht unbedingt von Nachteil sein, weil sich die Bewegungen
zum Teil gegenseitig ausgleichen und der Fahrer das ordnungsgemäße Arbeiten des
Antiblockierregelsystems erfühlen kann.
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Von dem Vierkreisbremssystem nach Figur. 2 sind der Einfachheit halber
nur zwei Verstärkerzylinder 70 und 71 gezeigt. Die beiden anderen 72 und 73 sind
jedoch aus dem Schnittbild nach Figur 3 zu erkennen. Die Zylinder sind hier in einen
Bündel mit parallelen Achsen angeordnet und die Kraftübertragung vom Reaktionszylinder
74 zu den Druckstangen 75 bis 78 erfolgt hier über ein Tamnelkreuz 79, das insbesondere
im Zusammenhang mit Figur 7 zu erkennen ist. Der Reaktionszylinder 74 hat einen
Fortsatz 80, der in einem Kugelkopf 81 endet.
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Dieser Kugelkopf sitzt in einer passenden Kuhle des çaumelkreuzes,
wobei eine konische Aussparung 82 im Taumelkreuz die Taumelbewegung auf einen allseitigen
Winkel von ungefähr 300 beschränkt. Die Enden der Druckstangen 75 bis 78 sind halbkugelig
ausgebildet und liegen in passenden Kugelpfannen des Taumelkreuzes. Federklemmen
83 bis 86 bewirken einen losen Zusammenhalt zwischen den Druckstangen und dem maumelkreuz,
so daß die Druckstangen z.B. beim Zurückgehen des Taumelkreuzes nicht aus den Kugelpfannen
herausfallen können.
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Das Taumelkreuz ist ferner mit vier Kontaktwarzen 87 bis 90 versehen,
die mit einem Kontaktring 91 zusammen arbeiten.
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Dieser Kontaktring ist aus Figur 2 im Schnitt zu ersehen und wird
vpn vier gebogenen Armen 92 an dem Fortsatz 80 festgehalten. Es ist vorgesehen,
daß die Arme 92 aus einem Isolierstoff bestehen und das Taumelkreuz mit dem Kontaktring
91 über eine Leitung 93 verbunden ist, welche in Reihenschaltung eine Batterie 94
und eine Kontrollampe 95 enthält. Bei einer bestimmte Schrägstellung, die etwas
geringer als der erreichbare Grenzwinkel ist, berührt eine der Kontaktwarzen des
Taumelkreuzes den Kontaktring und bringt die Kontrollampe zum Aufleuchten.
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In dem Reaktionszylinder 74 ist ein Reaktionskolben 96 angeordnet,
der mittels seiner Kolbenstange 40 mit dem Bremspedal 41 verbunden ist. Zwischen
dem Kolben und dem Boden des Zylinders ist wie in Figur 1 eine schwache Rückstellfeder
98 angeordnet. Der Unterschied gegerlüber Figur 1 besteht jedoch darin, daß der
Reaktionskolben zugleich Ventilschieber ist und zusammen mit den Leingseinlässen
99, 100 und 101 das Dreistellungsventil darstellt, welches den Bremssteuerdruck
bestimmt. Der Kolben hat zu diesem Zweck eine Nut 97, welche in der gezeichneten
Stellung die Leitung 99 mit der Leitung 100 verbindet. Wird der Kolben etwas weiter
nach lir.ks verschoben, dann sind alle drei Leitungen gegeneinander abgeWrent und
bei noch weiter nach links gehender Bewegung wird die Leitung 9? mit der Leitung
100 verbunden.
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Die Leitungsanschlüsse sind im übrigen sinngemäß der Anordnung nach
Figur 1 zu entnehmen. Die Hilfsdruckpumpe 42 ist mit der Leitung 101 und weiter
mit den Gegensteuerventilen 44 bis 47 verbunden. Die Leitung 100 ist die Äuslaßleitung
des Dreistellungsventiles und mündet im Druckmittelsammelgefäß 51.
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Die Leitung 99 ist mit dem Reaktionszylinder 74 sowie mit den Gegensteuerkammern
der vier Verstärkerzylinder 70 bis 73
verbunden. Die Gegensteuerventile
werden von einer zentralen Schaltanordnung 102 des Antiblockierreglers betätigt,
welche ihrerseits mit den vier Radsensoren 55 bis 58 in VerDindung steht.
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Die Wirkungsweise der Anordnung nach Figur 2 und 3 ist kurz zusammengefaßt
folgende: Zunächst sind beide Seiten der Verstärkerkolben ruckfrei. Alle Teile der
Anordnung befinden sich in der gezeichneten Stellung. Wird jetzt gebremst, so verschließt
der Reaktionskolben 96 zunächst die Auslaßleitung 100. Dann verbindet er die Pumpdruckleitung
101 mit der Leitung 99, so daß sich nun ein Bremssteuerdruck in den Bremssteuerkammern
und im Reaktionszylinder aufbaut. Dadurch wird die Verstärkungswirkung erzielt und
der Bremsdruck in den Hauptzylindern steigt an, bis das Gleicligewichtz'ischen Reaktionskraft
und Bremspedalkraft erreicht ist.
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Die Vorgänge beim Zurücknehmen des Bremspedals und beim Arbeiten der
Gegensteuerventile 44 bis 47 wurden schon im Zusammengang mit Figur 1 erläutert
und brauchen daher nicht wiederholt zu werden. Lediglich die Wirkungsweise der Leckanzeigevorrichtung
sei wie folgt in einzelnen erläutert: Normalerweise sind die Hauptzylinderkolben
und die mechanischen EraftübertraburgsElieder so eingestellt, daß ein gegenseitiger
Versatz der Do-ppelkolben in Achsrichtung nicht auftritt.
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Selbstverständlich müssen dazu auch alle vier Bremskreise sorgfältig
entlüftet sein. Ist jedoch einer der Bresskreise leck geworden, dann tritt bein
Bremsen ein Versatz auf, was sich in einer entsprechenden Schrägstellung des Taurnelkreuzes
kundtut. Der Fahrer erkennt dies am Aufleuchten der Koritrolllampe 95. Natürlich
ergeben sich solche Schrägstellungen des Taumelkreuzes auch beimArbeiten des Antiblockierregelsystems,
so daß dann ein Flackern der Kontrolleuchte zu erwarten ist.
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Dies ist jedoch kein Nachteil, sofern der Fahrer die Ursache dieses
Aufleuchtens kennt. Im übrigen ist es leicht möglich, die Kontrollampe während des
Regelns abzuschalten.
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Figur 4 zeigt endlich ein Zweikreis-Bremssystem, bei dem anstelle
der Verstärkerkolben Magnetanker 110 und 111 an den Druckstangen der Hauptzylinderkolben
vorgesehen sind. Diese Anker arbeiten mit feststehenden hufeisenförmigen Elektromagneten
113 und 114 zusammen, welche von den Druckstangen durchsetzt sind. Links sind an
den Magneten die Hauptzylinder 13 und 14 befestigt. Sie sind mit je zwei Radbremszylindern
138 und 139 sowie 140 und 141 über Druckleitungen verbunden.
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Die Radbremszylinder 140 und 141 sitzen an den nicht angetriebenen
und die beiden anderen Radbremszylinder an den angetriebenen Rädern. Die Wicklungen
der Elektromagneten sind mit 115 und 116 bezeichnet. Beide Anschlüsse der Wicklungen
sind durch geschweifte Klammern schematisch zusammengefaßt und führen als Ein-Strich-Leitungen
117 und 118 weiter. Die beiden Druckstangen sind mittels einer Traverse 119 gelenkig
verbunden. In der Mitte der Traverse ist eine elektrische Steuereinrichtung 120
gelenkig angebracht. In ihrem Innern ist ein Steuer- und Reaktionselement 121 längsbeweglich
gelagert, das sich in einer Schubstange 122 fortsetzt. Die Schubstange ist am Bremspredal
41 angelenkt.
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Die elektrische Steuereinrichtung 120 enthält weiter eine Einrichtung
123 zur Erzeugung einer Bremspedal-Reaktionskraft.
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Die elektrischen Anschlüsse beider Einrichtungen sind zu Ein-Strich-Leitungen
124 und 125 zusammengefaßt. Der Anschluß 125 der elektrischen Steuereinrichtung
führt zu einem Verstärker 126, dessen Ausgang mit der Leitung 124 sowie mit den
KontaRten 127 und 128 zweier Umschalter verbunden ist.
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Die Schaltungen 129 und 130 dieser Umschalter sind mit den Anschis3leitzgen
118 und 117 der Elektromagnetwicklung verbunden, die beiden anderen Kontakte 131
und 132 der Umschalter sind an der zentralen Schaltanordnung 133 des Blockierreglers
angeschlossen. Dieser steuert auch die Betätigungs=aete 134 und 135 der Umschalter.
Die Schaltanoranung 133 erhalt ihrerseits Signale von Sensoren 136a, 136b und 137.
Der Sensor 137 wird von der Kardanwelle des Fahrzeuges angetrieben, während die
Sensoren 136a und 136b ar. den Rädern der nicht angetriebenen Achse sitzen und den
Bremsdruck in dem betreffenden Bremskreis nach dem Rad mit dem schlechteren Bodenkont&kt
regeln. Die Wirkungs.Jeise entspricht wiederum den vorhergehenden Beispiel. Die
Relativbewegung zwischen der Schubstange 122 und dem Gehäuse der elektrischen Steuereinrichtung
120 bewirkt beim Betätigen des Bremspedals in steigendem Maße eine Zugkraft zwischen
den Magneten und ihren åeweiligen Ankern. Andererseits wird von der gestrichelt
dargestellten Einrichtung 123 eine zur Zugkraft der Magneten proportionale Reaktionskraft
auf das Bremspedal ausgeübt. Die Proportionalität kommt einfach dadurch zustande,
daß der Ausgang des Verstärkers 126 sowohl mit dieser Einrichtung als auch mit den
Magneten elektrisch verbunden ist. Tritt das Antiblockierregelsystem in Tätigkeit,
indem z.B. der Sensor 136a meldet, daß an der betreffenden Achse der Bremsdruck
abgesenkt werden soll, dann erhält~der Betätigungsmagnet 134 Strom und legt die
Zunge 129 des einen Umschalters um. Dadurch wird der Magnet 114 dem Einfluß der
Steuereinrichtung 120 entzogen und erhält seinen Steuerstrom anstatt vom Verstärker
126 jetzt von der Schaltanordnung 133 nach i!iaßgabe der weiteren Sensorsignale.
Dabei verringert sich die Zugkraft des Magneten auf den Anker 111 und damit der
Bremsdruck im Hauptzylinder 14. Das Bremspedal geht dabei auch etwas zurück, jedoch
kommt eine Relativbewegung zwischen der Scnubstange 122
und der
Einrichtung 120 nicht zustande, solange nur die ausgeübte Pedalkraft konstant bleibt.
Je nach Bauart der Zugmagnete können diese auch umgepolt werden so daß die Zugkraft
zu einer Druckkraft wird und dadurch der Bremsdruck entsprechend schneller abgebaut
wird. Genauso kann auch der Druck im anderen Hauptzylinder oder in beiden l'auptzylindern
gleichzeitig abgebaut werden.
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- Patentansprüche -