-
Bremsdruckregelvorrichtung für druckmittelbetätigte Bremsanlagen
von Fahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Bremsdruckregelvorrichtung für~ druckmittelbetätigte
Bremsanlagen von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, zur Anpassung des Bremsdruckes
an den jeweils vorhandenen Kraftschluß zwischen Radlaufflächen des Fahrzeuges und
der Fahrbahnoberfläche, wobei in der Bremsleitung zwischen einem Bremsventil und
einem Bremszylinder eine Ventileinrichtung zur Uberwachung des Bremszylinderdruckes
geschaltet ist und zwei auf Signale von an den Fahrzeugrädern angeordneten Verzögerungswertgebern
ansprechende Magnetventile die Drücke in der Ventileinrichtung überwachen.
-
Bei einer bekannten Bremsdruckregelvorrichtung der vorgenannten Art
wird der Bremsdruck mittels einer zusätzlich zu den von dem Verzögerungswertgeber
gesteuerten Magnetventilen vorgesehenen elektrischen Schaltvorrichtung derart gesteuert,
daß bei einem Ansprechen des Verzögerungswertgebers das erste Magnetventil geschlossen
und das zweite Magnetventil geöffnet wird. Hierbei
wird eine durch
Totzeiten und Strömungswiderstände verzögerte Druckabsenkung im Bremszylinder eingeleitet.
Durch Schließen beider Magnetventile vor der vollen Druckabsenkung wird der Bremszylinderrestdruck
während einer kurzen Haltephase konstant gehalten, in welcher das Gleichgewicht
zwischen dem Bremsmoment und dem Haftreibungsmoment wieder hergestellt wird. Nachdem
sich das Momentengleichgewicht eingestellt hat, öffnet das erste Magnetventil, und
der Bremsdruck steigt bei geschlossenem zweiten Magnetventil wieder an, bis sich
der Regelzyklus bei erneutem Blockieren des Rades wieder einstellt. Die Magnetventile
sind bei der bekannten Vorrichtung in einer gemeinsamen Verbindungskammer angeordnet,
die von dem Bremsdruck beaufschlagt ist.
-
Nachteilig ist bei dieser Vorrichtung, daß bei jedem Ansprechen des
Verzögerungswertgebers nach einer bestimmten Totzeit der Bremszylinderdruck rasch
bis auf einen Restdruck abgesenkt wird, obwohl eine Druckabsenkung häufig nicht
erforderlich ist, weil die Fahrbahnverhältnisse in vielen Fällen sich nach sehr
kurzen Streckenabschnitten wieder verbessern. Ein weiterer Nachteil besteht darin,
daß durch den raschen Druckanstieg nach der Haltephase bei schlechten Straßenverhältnissen
über längere Streckenabschnitte das Rad rasch wieder zum Blockieren neigt. Auf diese
Weise wird der Regelzyklus sehr häufig durchlaufen, ehe das Fahrzeug bei sehr langem
Bremsweg und hohem Luftverbrauch zum Stehen kommt. Schließlich besteht für den Fahrer
keine Möglichkeit, über das Bremsventil in einen Regelzyklus einzugreifen und statt
eines durch den Regelzyklus bedingten Druckanstiegseinen rascheren Druckanstieg
zu erzielen, wie er vor Eintritt eines Regelzyklusses durch Betätigung der Bremse
vom Fahrer eingesteuert werden kann.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsdruckregelvorrichtung
der eingangs genannten Art anzugeben, die weitgehend geringe Totzeiten aufweist,
die Anzahl der aufeinanderfolgenden Regelzyklen bei weitgehend geringen Druckverlusten
so klein wie möglich gehalten wird und die definierten Druckabfälle, Haltezeiten
und
Druckanstiege unabhängig vom Bremszylindervolumen sind.
-
Dabei soll der Fahrer des Fahrzeuges die Möglichkeit erhalten, den
Ablauf eines Bremszyklusses durch Lösen der Bremse zu unterbrechen, um dadurch anschließend
rasch einen starken Bremsdruckanstieg wie vor dem Ansprechen des Verzögerungswertgebers
erzielen zu können.
-
Die Erfindung löst die Aufgabe in der Weise, daß ein ständig mit dem
Bremszylinder verbundener erster Druckraum durch einen ersten ein Ventil zur Überwachung
der Druckbeaufschlagung des Bremszylinders betätigenden Kolben von einem in seiner
Druckbeaufschlagung durch die Magnetventile überwachten zweiten Druckraum des Ventilgehäuses
getrennt ist und der erste Kolben in einem zylindrischen Schaft eines zweiten, im
Ventilgehäuse geführten Kolben verschieblich ist, wobei beide Kolben relativ zueinander
bewegbar sind und der zweite Kolben zur Druckentlastung des Bremszylinders in Spannrichtung
einer zwischen den ersten und zweiten Kolben eingeordneten Druckfeder mit Druckmittel
beaufschlagt ist.
-
Vorteilhafte Ausführungen nach der Erfindung sowie vorteilhafte Weiterbildungen
können den Merkmalen der Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispieles entnommen werden, das in schematischen Zeichnungen veranschaulicht
ist.
-
Hierin zeigt: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Bremsdruckregelvorrichtung
Fig. 2 ein Druck-Zeitdiagramm der Bremsdruckregelvorrichtung nach Fig. 1 mit einer
Übersicht über die Stellungen der Magnetventile und Kolben zu den auf der Zeitachse
angegebenen Zeitpunkten.
-
In einer mit einem Bremsventil (hier ein Trittplattenventil) 1t in
Verbindung stehendeaBremsleitung 1 sind zwei Magnetventile 2, 3 angeordnet, die
von einem nicht in der Zeichnung dargestellten Verzögerungswertgeber
gesteuert
werden. An das Magnetventil 2 schließt sich eine Druckleitung 4 an, über welche
der Bremsdruck in einen Druckraum 5 gelangt, der den bremsdruckseitigen Teil eines
Gehäuses 6 der erfindungsgemäßen Bremsdruckregelvorrichtung bildet.
-
An den Druckraum 5 schließt sich ein mit einem Bremszylinder 7 in
Verbindung stehender Druckraum 8 an, dessen eine Wandung von einem mit dem Bremsdruck
beaufschlagten Kolben 9 gebildet ist, der in einem Schaft 10 eines verschiebbar
in dem Gehäuse 6 der Regelvorrichtung angeordneten Kolbens 11 lagert ist, wobeibeide
Kolben 9, 11 relativ zueinander bewegbar sind. An dem Schaft 10 des Kolbens 11 ist
eine Druckfeder 12 angeordnet, die nach einee Leerhub am Kolben 9 zur Anlage kommt
und diesen von einem Ventilsitz 13 abhebt, wenn der Kolben 11 gegenüber dem Kolben
9 mittels des über das Magnetventil 3 und eine Druckleitung 14 auf die untere Kolbenfläche
15 einwirkenden Druckes angehoben~wird.
-
An den Druckraum 5 der Bremsdruckregelvorrichtung ist ein Druckzylinder
16 angeschlossen, der über die Druckleitung 14 und das Magnetventil 3 mit der Bremsleitung
1 in Verbindung steht und ein Absperrorgan 17' steuert, welches entgegen der Kraft
einer Feder 18 die Verbindung einer Entlüftungsbohrung 19 mit dem Druckraum 5 absperren
kann.
-
In der Druckleitung 4, die die Druckleitung 1 mit dem Druckraum 5
der Bremsdruckregelvorrichtung verbindet, ist ein Absperrorgan 20 angeordnet, das
von einem Kolben 21 gesteuert ist, der einen Druckraum 23 begrenzt. Das Absperrorgan
20 vermag bei einer Druckbeaufschlagung des Kolbens 21 mit einem Absperrteil 24
einen Öffnungsquerschnitt 25 in der Druckleitung 4 abzusperren. Das Absperrorgan
20 ist in öffnungsrichtung von einer Feder 28 belastet und von einer Düse 35 übetbrückt.
-
Der Druckraum 23 ist einerseits über ein Rückschlagventil 30 an dieDruckleitung
14 und das Magnetventil 3 und andererseits über ein Rückschlagventil 31 und eine
Druckleitung 29 mit der Bremsleitung 1 verbunden. Das Rückschlagventil 31 ist so
angeordnet, daß
es von dem in dem Raum 23 herrschenden Druck aufsteuerbar
ist. Überwiegt der Druck im Raum 23 gegenüber dem Druck in der Druckleitung 1, dann
geht es in öffnungsstellung. In dem -Druckraum 23 ist eine Entlüftungsbohrung 32
vorgesehen.
-
Das Rückschlagventil 30 öffnet bei einer Druckbeaufschlagung aus der
Leitung 14 in Richtung des Druckraumes 23.
-
Zur Überbrückung des Magnetventiles 2 ist eine mit einer Düse 33 versehene
Umgehungsleitung 34 vorgesehen. Der Durchlaßquerschnitt der Düse 33 ist kleiner
als der der Düse 35.
-
Der Druckraum 5 ist mittels einer Druckleitung 36 über ein Rückschagventil
37 direkt an die Druckleitung 1 angeschlossen, wobei das Rückschlagventil 37 vom
Druck im Druckraum 5 aufsteuerbar ist.
-
Der mit dem Bremszylinder 7 in Verbindung stehende Druckraum 8 ist
über einen Druckraum 38-und eine anschließende Druckleitung 39 an einen Vorratsbehälter
40 angeschlossen. Die Verbindung zwischen den Druckräumen 8 und 38 kann über ein
Rohr 41, das mit einer Feder 42 vorgespannt ist, von seinem Ventilsitz 38' abgehoben
werden. Das Rchr 41 weist einen weiteren Ventilsitz 13 auf, der durch den Kolben
9 tschließbar ist. Beim Abheben des Kolbens 9 von dem Ventilsitz 13 wird der Druckraum
5 über das offene Rohr 41 entlüftet. Die Entlüftung des Druckraumes 8 wird erreicht,
wenn die Feder 12 auf den Kolben 9 einwirkt und diesen von dem Ventilsitz 13 am
Steuerkolben 41 abhebt oder wenn im Druckraum8 ein höherer Druck als im Druckraum
5 herrscht.
-
Bei Betätigung der Bremse wird der Druckraum 5 über die Bremsleitung
1, das geöffnete Magnetventil 2 (Stellung b) und den großen öffnungsquerschnitt
25 in der Leitung 4 rasch belüftet. Dabei der Kraft- der dem eder 42 wird der Kolben
9 mit dem Rohr 41 entgegen -AF~ ~~ nach unten gedrückt, wobei das Rohr von seinem
Ventilsitz 38' abhebt und Druckmittel aus dem Vorratsbehälter 40 über die Leitung
39, die Druckräume 38 und 8 und die ansehließende Leitung zum Bremszylinder 7 gelangt.
Der Druck im Bremszylinder 7 wird dabei entlang dem Kurvenabschnitt Ko in Fig. 2
rasch erhöht. Zu dieser Zeit ist
das Magnetventil 3 geschlossen
(Stellung a), dabei ist die Leitung 14 über das Magnetventil 3 entlüftet.
-
Nähert sich ein Rad seiner Blockiergrenze, so wird das Magnetventil
2 durch ein Signal des Verzögerungswertgebers geschlossen, wodurch ein weiterer
Druckanstieg im Druckraum 5 zum Zeitpunkt t1 im wesentlichen beendet wird. Über
die Düse 33 erfolgt lediglich ein sehr flacher Druckanstieg entlang dem flachen
Kurvenabschnitt K Gelangt das Rad während einer bestimmten Zeitspanne ht1 nicht
aus der Blockiergefahr heraus, wird das Magnetventil 3 über ein Signal des Verzögerungswertgebers
geöffnet (Stellung b), während das Magnetventil 2 geschlossen bleibt. Hierdurch
wird die Entlüftung abgesperrt und die Bremsleitung 1 an die Leitung 14 angeschlossen.
-
Das Magnetventil 2 bleibt dabei geschlossen. Über die Leitung 14 gelangt
somit Druckmittel aus der Druckleitung 1 unter den Kolben 11, der dadurch aus der
Stellung a in die Stellung b gelangt und dabei über die Feder 12 den Kolben 9 von
seinem Sitz 13 abhebt. Hierdurch erfolgt zum Zeitpunkt t2 eine sehr rasche Druckabsenkung
im Bremszylinder um den Wert Ap entlang dem steiln Kurvenabschnitt K2.
-
Über die Leitung 14 wirkt der Druck aus der Bremsleitung 1 auch auf
den Kolben 17. Außerdem wird der Druckraum 23 über das Rückschlagventil 30 druckbeaufschlagt.
Unter dem Druckmitteldruck gelangt der Kolben 17 entgegen der Kraft der Feder 18
aus seiner Stellung a in die Stellung b, wobei die Verbindung des Druckraumes 5
zur Entlüftungsbohrung 19 freigegeben wird. Hierdurch erfolgt eine definierte Druckabsenkung
in dem Druckraum 5 entlang dem strichpunktiertem Kurvenabschnitt K3. Gleichzeitig
mit der Druckabsenkung in dem Druckraum 5 tritt eine entspreehende Druckabsenkung
in dem Druckraum 8 und damit in dem Bremszylinder 7 entlang dem ausgezogenen Kurvenabschnitt
K3' ein.
-
Durch die Druckbeaufschlagung des Druckraumes 23 wird gleichzeitig
mit der Verschiebung des Kolbens 17 der Kolben 21 aus seiner Stellung a in die Stellung
b verschoben. Dabei wird der große
öffnungsquerschnitt 25 in der
Leitung 4 zum Druckraum 5 abgesperrt, so daß der Druckraum 5 nur noch über die Düse
35 an die Leitung 4 angeschlossen bleibt. Der Offnungsquerschnitt 25 wird durch
das Absperrteil 24 erst wieder freigegeben, wenn der Druck im Druckraum 23 über
das Rückschlagventil 31 entlüftet worden ist. Der Druckraum 5 bleibt über die Düse
35, die Leitung 4, die Düse 33 und die Leitung 34 ständig mit der Bremsleitung 1
in Verbindung. Da der Durchlaßquerschnitt der Düse 33 wesentlich kleiner ist als
der der Düse 19, überwiegt die über die Düse 19 bewirkte Druckabsenkung.in dem Druckraum.
-
Nach einer durch den Verzögerungswertgeber vorbestimmten Zeitdifferenz
At2 wird durch ein erneutes Signal das Magnetventil 3 aus seiner geöffneten Stellung
b in die Rtließstellung a gebracht, wobei die Druckleitung 1 von der Leitung 14
abgesperrt und diese über den geöffneten Sitz des Magnetventils 3 entlüftet wird.
-
Hierdurch geht der Kolben 17 unter der Wirkung der Feder 18 in die
Stellung a zurück, wobei die Entlüftungsöffnung 19 von der Verbindung zum Druckraum
5 abgesperrt wird. Außerdem wird der Druck unter dem Kolben 11 sehr rasch abgebaut,
so daß der Kolben 1 in seine Ausgangsstellung a zurückgeht und demzufolge die Kraft
der Feder 12 auf den Kolben 9 wegfällt. Hierdurch wird zum Zeitpunkt t3 der Druck
im Druckraum 8 und damit auch im Bremszylinder 7 um den Wert Ap entlang dem steilen
Kurvenabschnitt K4 angehoben.
-
Anschließend tritt eine Bremsdruckhaltephase längs des Kurvenabschnittes
K5 ein, während der der Druck in dem Raum 5 und somit auch im Raum 8 und dem Bremszylinder
7 über die' Düse 33 leicht ansteigt.
-
Nach einer bestimmten>vom Verzögerungswertgeber vorgegebenen Zeitdifferenz
Ast3, wird an das Magnetventil 2 ein Signal zum öffnen abgegeben, wenn der Druck
im Bremszylinder wieder ansteigen so also die Fahrbahnverhältnisse sich nicht weiter
verschlechtert haben. Befindet sich das Magnetventil 2 in der Stellung 5, so ist
die Druckleitung 1 bei Umgehung der Düse 33 über die Leitung 4
und
die Düse 35 mit dem Druckraum 5 in Verbindung. Hierdurch wird der Druckraum 5 zum
Zeitpunkt t4 über die Düse 35, deren öffnungsquerschnitt merklich größer ist als
der der Düse 33,langsam entlang dem schrägen Kurvenabschnitt K6 belüftet, wodurch
entsprechend auch der Druck im Druckraum 8 und dem Bremszylinder 7 langsam und definiert
ansteigt. Sollte eine erneute Haltephase erforderlich sein, so wird vom Verzögerungswertgeber
ein Signal zum Schließen des Magnetventils 2 abgegeben. Demzufolge steigt zum Zeitpunkt
t5 der Druck in dem Druckraum 5 und demzufolge auch in dem Druckraum 8 und dem Bremszylinder
7 bedingt durch die Düse 33 nur noch sehr langsam entlang dem Kurvenabschnitt K7
an.
-
Am Ende der zweiten Haltephase wird das Magnetventil 2 durch ein Signal
des Verzögerungswertgebers wieder in die öffnungsstellung gesteuert und über die
Düse 35 steigt zum Zeitpunkt t6 der Druck im Druckraum 5 und entsprechend im Bremszylinder
7 in definierter Weise gedüst entlang dem Kurvenabschnitt K8 an.
-
Neigt das Rad bei steigender Druckbeaufschlagung des Bremszylinders
erneut zum Blockieren, so wiederholt sich der vorbeschriebene Bremszyklus, bei dem
eine oder beide Haltephasen auf Grund eines geänderten Prgramms des Signalwertgebers
auch weggelassen werden können.
-
Der relativ steile Druckanstieg im Bremszylinder 7 während der Kurvenabschnitt
K6 und K8 ist nur gewährleistet, wenn das Bremsventil 1' vom Fahrer des Fahrzeuges
während des Regelzyklusses betätigt ist. Sollte während eines Regelvorganges während
des gedüsten Bremsdruckanstieges oder der Haltephasen vom Fahrer die Bremse gelöst
und damit die Bremsleitung 1 entlüftet werden, so wird der Druckraum 5 über das
Rückschlagventil 37 entlüftet, wodurch auch der Druckraum 8 und der Bremszylinder
7 entlüftet werden. In Fig. 2 ist eine solche Entlüftung des Bremszylinders 7 zum
Zeitpunkt t7 vom Fahrer des Fahrzeuges ausgelöst worden.
-
Gleichzeitig mit einer Entlüftung des Druckraumes 5 über das Rückschlagventil
37 erfolgt auch eine Entlüftung des Druckraumes 23
über das Rückschlagventil
31. Hierdurch gelangt der Kolben 22 mit dem Absperrteil aus seiner Stellung b in
die Stellung a zurück, in der der Öffnungsquerschnitt 25 der Leitung 4 wieder freigegeben
ist.
-
Wird also nach dem Lösen der Bremse vom Fahrer ein neuer Bremsvorgang
eingeleitet, so wird entsprechend dem Kurvenabschnitt KQ in Fig. 2 der Druckraum
5 und entsprechend auch der Druckraum 8 mit dem angeschlossenen Bremszylinder 7
rasch druckbeaufschlagt.
-
Die vorstehenden Ausführungen lassen die Düse 32 unberücksichtigt,
über die der Druckraum 23 entlüftet wird, wenn das Magnetventil 3 sich in seiner
abgeschlossenen Stellung a befindet und somit die Leitung 14 über den offenen Sitz
des Magnetventils 3 entlüftet ist. Ist eine solche Düse vorhanden, kann vom Fahrer
nach Ansprechen der Gleitschutzvorrichtung während der gedüsten Bremsdruckerhöhung
auch nach einem teilweisen Lösen der Bremse die Bremsung rasch wieder gesteigert
werden, da nach einer gewissen Zeit nach dem Entlüften der Leitung 14 über das Magnetventil
3 in seiner Stellung a der Druckraum 23 über die Düse 32 soweit entlüftet worden
ist, daß der Kolben 22 mit dem Absperrteil 24 in die Stellung azurückgeht und dabei.
den Offnungsquerschnitt 25 freigibt. Die Düse 32 könnte auch derart angeordnet sein,
daß sie das Rückschlagventil 30 überbrückt, um den Luftverlust geringer zu halten.
Sofern eine Düse 32 vorgesehen ist, würde das bedeuten, daß die Düse 35 praktisch
nur für die Ansprechzeit des Ventils 6 und nicht für die gesamte Bremszeit gilt.
-
Dadurch, daß die erfindungsgemäße Bremsdruckregelvorrichtung auf dem
Prinzip eines Relaisventils aufgebaut ist, wird in vorteilhafter Weise gewährleistet,
daß sämtliche Druckanstiege und Druckabfälle unabhängig vom Bremszylindervolumen
sind. Da das Druckabsenken auch durch die Beaufschlagung des Kolbens 11 erfolgt,
sind sehr kurze totzeiten möglich, so daß die Bremsdruckregel vorrichtung auf die
von den Verzögerungswertgebern abgegebenen Signale mit sehr geringen Totzeiten reagiert
In Fig. 2 sind während eines Regelzyklusses außer dem Bremsdruckverlauf im Druckraum
5, der durch die Kurvenabschnitte K0, K1
K3, K5, K6, K7, K8, gekennzeichnet
ist und dem Bremsdruckverlauf im Druckraum 8 bez. im Bremszylinder 7, der durch
die Kurvenabschnitte K0 K1, K2, K3, K4, K5, K6, K7, K8, bestimmt ist,der Druckverlauf
in der Leitung 14 gestrichelt und der Druckverlauf in dem Druckraum 23 gepunktet
eingezeichnet, wobei jedoch der Druckraum 23 keine Düse 32 aufweist. Hieraus folgt,
daß beim Öffnen des Magnetventils 3 zum Zeitpunkt t2 der Druck in der Druckleitung
14 rasch auf den Bremsdruck der Bremsleitung 1 ansteigt und bis zum Zeitpunkt t3
der normalen Bremsdruckkurve folgt, die VQB Bye.msventil 1' in der Bremsleitung
1 vorgegeben wird und die:Bremszylinder 7 gilt, wenn.vom Verzögerungswertgeber kein
die Blockiergefahr eines Rades anzeigendes Signal kommt.Zum Zeitpunkt t3 wird die
Druckleitung 14 über das in seinerSchließstellung gesteuerte Magnetventil 3 rasch
vollständig entlüftet. In dem Druckraum 23 steigt der Druck zum Zeitpunkt t2 rasch
bis zum normalen Bremsdruck und folgt der normalen Bremsdruckkurve bis zur angenommenen
Entlüftung der Bremse zum Zeitpunkt t7. Ist der Druckraum 23 mit einer Düse 72 versehen,
so fällt der-Druck im Druckraum 23 entsprechend dem Durchlaßquerschnitt der Düse
vom Zeitpunkt t3 stetig ab.
-
Es ist dann eine Frage der Auslegung, bei welcher Druckabsenkung im
Druckraum 23 und nach welcher Zeit der Kolben 32 mit dem Absperrteil 24 in seine
Ausgangsstellung a zurückgeht.Unterhalb des Druck-Zeit-Diagrammes in Fig, 2 sind
die Stellungen der Magnetventile2, 3 (hier mit M2 und M3 bezeichnet) und der Kolben
11, 17, 21(hier mit K11, K17, K21 bezeichnet) zu den Zeitpunkten t1 bis t7 und in
den dazwischen liegenden Zeitabschnitten durch a und b gekennzeichnet.
-
Patentansprüche