DE2640874A1 - Betaetigungsglied fuer die antiblockiereinrichtung fuer fahrzeugbremsanlagen - Google Patents

Description

• Betätigungsglied für die Antiblockiereinrichtung
• von Fahrzeugbremsanlagen Die Erfindung betrifft ein Betätigungsglied für die Antiblockiereinrichtung von hydraulischen Fahrzeugbremsanlagen. Jedem Rad oder jeder Achse, bei dem die Bremswirkung geregelt werden soll, ist je ein Betätigungsglied zugeordnet.
• Jedes Betätigungsglied hat einen elektromagnetisch betätigten Entlastungskolben, der dem Druck des Hauptbremszylinders entgegenwirkt. Beim Blockieren oder bei drehendem Blockieren des entsprechenden Rades erfolgt eine Druckverminderung im Arbeitsraum der Bremse bzw. im Radbremszylinder.
• Nach diesem Prinzip wirksame Antiblockierregler sind bekannt. Es ist z. B. ein Betätigungsglied vorgeschlagen worden, dessen frei verschiebbarer Kolben in der Strömungsverbindung zwischen der Druckquelle und dem Radbremszylinder angeordnet ist und der einen Teil eines magnetischen Kreises bildet, dessen anderer Teil das den Kolben aufnehmende Gehäuse ist.
• In diesem Gehäuse ist ferner ein Solenoid angeordnet, das auf den freien Kolben in Achsrichtung einwirkt. Der Nachteil dieser Ausführung besteht in der Anordnung des magnetischen Teiles in der Bremsflüssigkeit, da bei einer Reparatur das hydraulische System demontiert und entlüftet werden muß.
• Bei einer anderen bekannten Ausführung des Betätigungsgliedes wird der hydraulische Teil durch das Joch des Zugmagneten geteilt. Der Reglerkolben ist direkt in der hydraulischen Rohrleitung gelagert und wird durch ein außen angeordnetes Solenoid betätigt. Ein Nachfüllen von Bremsflüssigkeit bei einer schlechten Abdichtung hinter dem Aktionsglied ist nicht möglich.
• Bei einem anderen bekannten Betätigungsglied ist der Entlastungskolben als Differentialkolben ausgeführt, wobei seine vom Druck des Hauptbremszylinders beeinflußte Wirkungsfläche größer als seine unter dem Druck des Radbremszylinders stehende Wirkungsfläche ist und ein Zwischenzylinderraum mit der Atmosphäre verbunden ist. Bei Anwendung dieses Differentialkolbens müssen drei Dichtungselemente vorgesehen werden, was große passive Reibungswiderstände verursacht, die ein verzögertes Ansprechen des Kolbens auf einen Spannungsimpuls des Magneten bewirken.
• Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Betätigungsgliedes unter Vermeidung dieser Nachteile mit einem minimalen passiven Widerstand, mit möglichst wenigen Dichtungen gegenüber der Atmosphäre, bei dem die vorteilhafte Trennung des magnetischen und hydraulischen Teiles beibehalten wird.
• Diese Aufgabe wird bei einem Betätigungsglied, in dessen Gehäuse ein Entlastungskolben gleitend und abgedichtet gelagert ist, der den Gehäuseinnenraum in eine mit dem Hauptbremszylinder verbundene Zulaufkammer und in eine mit dem Arbeitsraum der Bremse verbundene Ablaufkammer teilt und der elektromagnetisch in Richtung einer Verkleinerung des Eintrittsraumes betätigt wird, wobei die Verbindung zwischen der Zulauf- und der Ablaufkammer durch ein Ventil gesteuert wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ventil zwischen dem Betätigungselement des Elektromagnetkernes und dem Entlastungskolben auf der Seite des Austrittsraumes angeordnet ist.
• Das Ventil enthält vorzugsweise ein Ventilglied, dessen Schaft mit dem Magnetkern fest verbunden ist, wobei der Ventilsitz an einer Stirnfläche des Entlastungskolbens an der Mündungsstelle der Durchgangsbohrung ausgeführt ist. Diese Durchgangsbohrung verbindet die Ablaufkammer mit der Zulaufkammer.
• Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist der Entlastungskolben in dem Gehäuseinnenraum durch einen Dichtungsring abgedichtet, der gleichzeitig den Sitz für das Ventilglied bildet. Der Dichtungsring hat im Querschnitt im wesentlichen eine rechtwinklige Form und ruht auf einem Ansatz des Entlastungskolbens an der Seite der Ablaufkammer.
• Der Entlastungskolben wird in seiner Grundstellung durch einen Ring gesichert, der das Ventilglied mit Spiel umgibt und sich einerseits gegen den Dichtungsring und andererseits gegen den Boden der Bohrung abstützt. Das Ventilglied hat einen Ansatz, dessen Größe gleich der Größe eines Bundes an der Innenseite des Ringes ist.
• Bei Anwendung des Betätigungsgliedes bei einem Mehrkreissystem kann der Entlastungskolben vorteilhaft mit dem Schaft eines Ventilgliedes eines weiteren Kreises fest verbunden sein.
• Bei dieser Anordnung weist das Betätigungsglied eine Reihe von Vorzügen gegenüber bekannten Ausführungen auf.
• Die Abdichtung gegen die Atmosphäre hat einen kleinen Durcnmesser mit einem relativ kleinen Reibungswiderstand. An dem Entlastungskolben wird nur ein Ffauptdichtungselement angeordnet, durch das der Widerstand herabgesetzt wird. Ein kleiner Widerstand vermindert eine Bewegungsverzögerung und sichert deshalb eine rasche Reaktion des Betätigungsgliedes auf einen elektrischen Impuls.
• Im folgenden werden Ausführungen der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch das Betätigungsglied mit einer einzigen vom Entlastungskolben unterteilten Arbeitskammer; Fig. 2 die Anordnung eines Betätigungsgliedes für eine Zweikreis-Bremsanlage; und Fig. 3 eine weitere geschnittene Ausführung im Bereich der Ventilanordnung.
• Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist ein Druckzylinder 1 am Gehäuse 4 eines Elektromagneten befestigt und an der Verbindungsstelle durch eine statische Dichtung 12 abgedichtet.
• In der Kammer 13 des Druckzylinders 1 ist ein Entlastungskolben 8 mit einer Dichtung 9 gleitend gelagert. Der Entlastungskolben 8 teilt die Zylinderkammer 13 in eine mit einem Einströmkanal 15 verbundene Zulaufkammer 14 und in eine Ablaufkammer 16, von der ein Ablaufkanal 17 ausgeht.
• Der Entlastungskolben 8 ist an der Seite der Zulaufkammer 14 durch eine Rückholfeder 2 belastet, die sich mit ihrem anderen Ende gegen die Stirnwand der Zylinderkammer 13 abstützt. Eine axiale Durchgangsbohrung 18 im Entlastungskolben 8 verbindet die Zulaufkammer 14 mit der Ablaufkammer 16.
• Der Flüssigkeitsdurchsatz zwischen den beiden Kammern 14 und 16 wird durch ein Ventil 3, 10 gesteuert, das ein Ventilglied 10 enthält, welches mit einem im Entlastungskolben 8 an der Mündung der Bohrung 18 in die Ablaufkammer 16 ausgebildeten Ventilsitz 3 zusammenwirkt. Ein mit dem Ventilglied 10 fest verbundener Stößel 19 ist durch eine Dichtung 11 gleitend in einer Bohrung des Gehäuses 4 geführt.
• Ein im Gehäuse 4 angeordneter Magnet kern 6 mit Wicklung 5 ist mit dem freien Ende des Ventilschaftes 19 fest verbunden. Zwischen dem Magnetkern 6 und dem Gehäuse 4 ist eine Rückführfeder 7 eingesetzt.
• Jedem Rad bzw. jeder Achse des Kraftfahrzeuges ist jeweils eine Betätigungseinrichtung zugeordnet, die zwischen dem Hauptbremszylinder und dem jeweiligen Radbremszylinder eingebaut ist. Der Zulaufkanal 15 ist an den Hauptbremszylinder und der Ablaufkanal 17 an den Radbremszylinder des entsprechenden Rades bzw. an die Radbremszylinder der Achse angeschlossen (nicht dargestellt). Die Wicklung 5 des Elektromagneten steht in elektrischer Verbindung mit einer Steuereinrichtung (nicht eingezeichnet), von der die an den einzelnen Rädern erfaßten Impulse verarbeitet und ausgewertet werden, die z. B. der Raddrehzahl entsprechen.
• Bei einer normalen Bremsung, ohne Ansprechen der Antiblockiereinrichtung, ist das Betätigungsglied in beiden Richtungen durchlässig. Die Flüssigkeit vom Hauptbremszylinder wird durch den Zulaufkanal 15 in die Kammer 14 gedrückt und fließt über die Durchgangsbohrung 18 des Entlastungskolbens 8 in die Ablaufkammer 16 und von hier durch den Ablaufkanal 17 in den Radbremszylinder. Der Entlastungskolben 8 verbleibt in der dargestellten Grundstellung, in der das Ventilglied 10 vom Ventilsitz 3 abgehoben ist. Die Grundstellung des Entlastungskolbens 8 wird durch die Rückholfeder 2 und die des Magnet kernes 6 und damit auch der Klappe 10 durch die Hilfs-Rückführfeder 7 gesichert.
• Sobald beim Blockieren oder bei drohendem Blockieren des entsprechenden Rades die Wicklung 5 des Elektromagneten einen Impuls zur Verminderung des Bremsdruckes erhält, wird der Magnetkern 6 in der Zeichnung nach links verschoben, wodurch sich der Luftspalt verkleinert. Die Bewegung des Magnetkernes 6 wird durch den Schaft 19 auf das Ventilglied 10 übertragen, das dem Ventilsitz 3 am Entlastungskolben 8 angenähert wird. Sobald sich das Ventilglied 10 am Sitz 3 abstützt, wird der Entlastungskolben 8 von dem Ventilglied 10 mitgenommen, wodurch sich die Zulaufkammer 14 verkleinert. Die Flüssigkeit wird gegen den Druck des Hauptbremszylinders verdrängt. Durch Schließen der Durchgangsbohrung 18 durch das Ventilglied 10 erfolgt eine Trennung der Kammern 14 und 16.
• Durch die Verschiebung des Entlastungskolbens 8 wird gleich zeitig die Ablaufkammer 16 vergrößert, so daß ein Druckabfall in dem abgetrennten Teil des Bremskreises und deshalb auch im Radbremszylinder eintritt. Die verdrängte Flüssigkeitsmenge wird in den Raum des Hauptbremszylinders gedrückt. Mit Beendigung des Blockierzustandes des Rades wird die Erregung der Wicklung 5 abgebaut und der Entlastungskolben 8 kehrt durch die Wirkungen des Druckgefälles zwischen der Zulaufkammer 14 und der Ablaufkammer 16 und der Rückholfeder 2 in die Grundstellung zurück. Gleichzeitig wird der Hauptbremszylinder mit dem Radbremszylinder verbunden. Um im Bremssystem einen unerwünschten Restdruck zu verhindern, wird vorteilhaft der Hub des Entlastungskolbens 8 größer ausgeführt als der Hub des Ventilgliedes 10. Zur Beseitigung des Restdruckes trägt auch die Hilfs-Rückholfeder 7 bei, die jedoch bei Sicherstellung einer sorgfältigen Abdichtung zwischen der Klappe 10 und dem Ventilsitz 3 wegfallen kann.
• In Fig. 2 ist ein Betätigungsglied für ein Zweikreis-Bremssystem eines Kraftfahrzeuges dargestellt. Ähnlich wie beim Betätigungsglied nach Fig. 1 besteht diese Einrichtung aus einem magnetischen Teil, wobei die Kraft aus einem Kreis mechanisch auf den zweiten Kreis übertragen wird. Der Arbeitszylinder 1 des ersten Kreises ist mit einem Arbeitszylinder 1' des zweiten Kreises durch ein Zwischengehäuse 20 verbunden, in dem ein Zulaufkanal 15 für den ersten Kreis und ein Ablaufkanal 17' für den zweiten Kreis ausgeführt ist. Die Einrichtung hat zwei Entlastungskolben 8 und 8' mit Durchgangskanälen 18 und 18' und mit Ventilsitzen 3 und 3'. Das Zentralteil des Entlastungskolbens 8 des ersten Kreises ist mit dem Schaft 19' des Ventilgliedes 10' des zweiten Kreises fest verbunden. Der Durchgangskanal 18 im Entlastungskolben 8 mündet über schräge Zweigkanäle in die Zylinderkammer 13.
• Das Betätigungsglied arbeitet ähnlich wie dasjenige für das Einkreissystem nach Fig. 1. Die Bewegung des Magnetkernes 6 überträgt sich auf das Ventilglied 10, däs gegen den Ventilsitz 3 des Entlastungskolbens 8 drückt. Dieser überträgt die Kraft auf den mit ihm verbundenen Schaft 19' und das Ventilglied 10', das auf den Ventilsitz 3' des zweiten Entlastungskolbens 8' gedrückt wird. Bei einer Störung in irgendeinem Bremskreis wächst der Bremsdruck im restlichen Kreis und zur Verminderung des Druckgefälles steht die volle Kraft des Elektromagneten zur Verfügung. Bei störungsfreier Arbeitsweise wird die Kraft auf beide Kreise verteilt.
• Bei ungenügender Abdichtung zwischen dem Ventilglied 10 und dem Ventilsitz 3 kann ein Teil der Bremsflüssigkeit aus der Zulaufkammer 14 in die Ablaufkammer 16 durchgedrückt werden. Dadurch könnte ein bestimmter Restdruck auftreten, den dann die Hilfs-Rückholfeder 7 beseitigen soll. Um diese Leckage zu verhindern, wird der Ventilteil des Betätigungsgliedes entsprechend Fig. 3 ausgeführt.
• In der Bohrung 13 des Arbeitszylinders 1 ist der Entlastungskolben 8 gleitend gelagert und auf der Seite der Zulaufkammer 14 durch die Rückholfeder 2 belastet. Auf der gegenüberliegenden Seite enthält der Entlastungskolben 8 einen achsialen Ansatz 23, auf dem ein Dichtungsring 21 mit seinem radial inneren rechtwinklig gekanteten Teil sitzt.
• Die äußere Umfangsfläche des Dichtungsringes 21 ist konvex und liegt an der Wand der Zylinderkammer 13 an. Eine seiner Stirnflächen bildet den Ventilsitz 3 für den Ventilsitz 10.
• Die Zylinderkammer 13 ist auf der Seite der Ablaufkammer 16 durch einen Stützring 24 abgeschlossen, der einen Ablaufkanal 17 aufweist.
• Der Entlastungskolben 8 ist in seiner Grundstellung dargestellt. Diese wird von einem eingelegten Ring 22 bestimmt, der das Ventilglied 10 umschließt und sich mit einer Stirnseite auf dem Stützring 24 und mit der anderen am Dichtungsring 21 abstützt. Das Ventilglied 10 hat gegenüber der Innenwand des Ringes 22 ein bedeutendes Spiel, so daß in dieser Lage ein freier Durchfluß aus der Zulaufkammer 14 durch den Durchflußkanal 18 und die Ablaufkammer 16 in den Ablaufkanal 17 möglich ist. Um beim Aufsitzen des Ventilgliedes 1-0 eine Verformung des Dichtungsringes 21 zu verhindern, kann der Ring 22 mit einem Bund 25 und das Ventilglied 10 mit einem Ansatz 26 versehen sein, dessen Länge h gleich der Länge h' des Bundes 25 ist.
• Beim Ansprechen des Betätigungsgliedes werden der Schaft 19 und das Ventilglied 10 so verschoben, daß zuerst der Ansatz 26 auf dem Bund 25 des Ringes 22 aufliegt, so daß eine ebene Fläche entsteht, die von der Stirnfläche des Ringes 22 und des Gliedes 10 gebildet wird, die gleichzeitig die Stützfläche für den Ventilsitz 3 des Dichtungsringes 21 darstellt. So wird einer Verformung des Dichtungsringes 21 durch das Ventilglied 10 vorgebeugt. Durch das Aufsitzen des Ventilgliedes 10 auf dem Ventilsitz 3 wird der Durchfluß durch die Ablaufkammer 16 gesperrt und die weitere Bewegung wird dann auf den Entlastungskolben 8 bei Vergrößerung der Ablaufkammer 16 übertragen und der Druck im Bremsraum herabgesetzt.
• Das beschriebene Betätigungsglied kann bei offenen und ebenso bei geschlossenen Bremssystemen Anwendung finden, besonders bei Benützung einer Druckzentrale. Auch der Elektromagnet kann durch eine andere äquivalente - z. B. pneumatische oder hydraulische - Kraftquelle ersetzt werden.

Claims (5)

1. Ansprüche Betätigungsglied für eine Antiblockiereinrichtung von draulischen Fahrzeugbremsen, in dessen Gehäuse ein Entlastungskolben gleitend und abgedichtet gelagert ist, der die Gehäusebohrung in eine mit dem Hauptbremszylinder verbundene Zulaufkammer und eine mit dem Radbremszylinder verbundene Ablaufkammer teilt und der elektromagnetisch in Richtung einer Verkleinerung der Zulaufkammer betätigbar ist, wobei die Strömungsverbindung zwischen der Zulaufkammer und der Ablaufkammer von einem Ventil beherrscht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil zwischen dem Betätigungselement des Kernes (6) eines Elektromagneten und dem Entlastungskolben (8) auf der Seite der Ablaufkammer (16) angeordnet ist.
2. 2. Betätigungsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daR das Ventil ein Ventilglied (10) enthält, dessen Schaft (19) mit dem Magnetkern (6) fest verbunden ist, und daß der Ventilsitz (3) des Ventils an der Stirnwand des Entlastungskolbens (8) an der Mündung eines Durchgangskanals (18) angeordnet ist, die die Ablaufkammer (16) mit der Zulaufkammer (14) verbindet.
3. 3. Betätigungsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß derEntlastungskolben (8) in der Bohrung (13) mittels eines Dichtungsringes (21) abgedichtet ist, der gleichzeitig den Ventilsitz (3) der Klappe (10) bildet.
4. II. Betätigungsglied nach einem der Ansprüche 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (21) mit einem im wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt auf einem Ansatz (23) des Entlastungskolbens (8) angeordnet ist, und daß ein Ring (22) das Ventilglied (10) mit Spiel umgibt und mit einer Seite gegen den Dichtungsring (21) und mit der anderen Seite gegen den Boden der Bohrung (13) abgestützt ist, wobei das Ventilglied (10) einen Ansatz (26) hat, dessen Größe (h) der Größe (h') eines Bundes (25) an der Innenseite des Ringes (22) gleich ist.
5. 5. Betätigungsglied für ein Mehrkreisbremssystem nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlastungskolben (8) über einen Schaft (19') mit einem Ventilglied (10') eines weiteren Kreises fest verbunden ist, das einem in der Stirnfläche eines weiteren Entlastungskolbens (8') ausgebildeten Ventilsitz (3') zugeordnet ist.