DE3608567A1

DE3608567A1 - Elektromagnetisch betreibbarer druckmodulator

Info

Publication number: DE3608567A1
Application number: DE19863608567
Authority: DE
Inventors: Eckhart Dipl Ing Ruediger; Ulrich Dipl Ing Stein
Original assignee: FAG Kugelfischer Georg Schaefer KGaA; Kugelfischer Georg Schaefer and Co
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1986-03-14
Filing date: 1986-03-14
Publication date: 1987-09-17
Also published as: IT8719678A0; IT1204927B; GB2188112A; GB2188112B; FR2595643B1; FR2595643A1; US4765690A; GB8705996D0

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetisch betreibbaren Druckmodulator für blockiergeschützte Bremsanlagen in Fahrzeugen nach Patent ... (Patent anmeldung P 36 03 074.0).

Ein solcher Druckmodulator dient dazu bei einer drohenden Überbremsung des Rades den Bremsdruck im Radzylinder soweit zu reduzieren, daß das gebremste Rad wieder beschleunigen kann.

Der Druckmodulator nach dem genannten Patent weist eine veränderliche Übersetzung zwischen dem Druck entlastungskolben und dem Magnetanker bzw. der Druckfeder auf, die so ausgebildet ist, daß aus der Differenz von nichtlinearer Ankerkraft und nicht linearer Federkraft eine lineare Kraft am Druckent lastungskolben resultiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde den be kannten Druckmodulator so zu verbessern, daß die sowohl in der Entlastungs- als auch in der Wieder belastungsphase auftretenden Seitenkräfte auf den Kolben und die Führungen verringert sind.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die veränder liche Übersetzung durch ein Hebelwerk gebildet wird, das aus mindestens drei Getriebegliedern besteht, wobei das als Hebel ausgebildete Getrie beglied im Gehäuse drehbar gelagert ist und mit zwei Stößeln in Wirkverbindung steht, die ihrer seits mit dem Druckentlastungskolben bzw. dem Magnetanker in Wirkverbindung stehen. Weitere Ausgestaltungsmerkmale sind den Ansprüchen 3 und 4 entnehmbar.

Vorteilhaft an einer derartigen Ausgestaltung stellt sich dar, daß das Hebelwerk als Übersetzungs mechanismus einfach aufgebaut und kostengünstig zu fertigen ist und die Übersetzungscharakteristik bzw. das Hubverhältnis durch die äußerst großen geometrischen Variationsmöglichkeiten an jeden Einsatzfall anpaßbar ist. Gleichzeitig beansprucht dieser Hebelübersetzungsmechanismus einen geringen Platzbedarf und ist einfach montierbar.

Nachfolgend wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 den Längsschnitt des Druckmodulators in Grundstellung.

Fig. 2 das Schema des Hebelwerks in Grundstel lung.

Fig. 3 die Kinematik des Hebelwerks zwischen An fangs- und Endlage des Druckentlastungskolbens.

Fig. 4 die Wiederbelastungskennlinie des Druck entlastungskolbens und das Volumenaufnahme vermögen des Radzylinders.

In Fig. 1 ist der Druckmodulator im Längsschnitt dargestellt, der im wesentlichen aus folgenden Bauteilen besteht:
dem Druckentlastungskolben 2 und dem Kugelsitzven til 3, dem Elektromagneten 5 mit dem Anker 6 und der Spule 12, der als Hebelwerk 8 ausgebildeten veränderlichen Übersetzung und der Druckfeder 9. In der gezeigten Grundstellung hält die Druckfeder 9 über den Stößel 11 des Ankers 6 und das Hebelwerk 8 den Druckentlastungskolben 2 in seiner Anfangs lage.

Ein am Druckentlastungskolben 2 angeordneter Stößel 13 öffnet in dieser Stellung das Kugelsitzventil 3, so daß über den Druckraum 14 der Hauptzylinder-An schluß 15 mit dem Radzylinder-Anschluß 16 verbunden ist.

Der Druckentlastungskolben 2 steht mit einem nicht gezeigten Lagemeßsystem in Verbindung, das mit einem ebenfalls nicht gezeigten Soll- /Istwert- Vergleicher verbunden ist, der das gemessene Hub signal mit dem von der Antiblockiervorrichtung vorgegebenen Sollsignal vergleicht und die Spule 12 des Elektromagneten 5 entsprechend ansteuert. Die Vorspannkraft der Druckfeder 9 ist so gewählt, daß der Druckentlastungskolben 2 in der Anfangslage gehalten wird, so lange der im nicht gezeigten Hauptzylinder aufgebaute und über den Druckraum 14 an den ebenfalls nicht gezeigten Radzylinder ge langende Bremsdruck kleiner als der mit Sicherheit zum Blockieren des Rades führende ist. Daraus folgt, daß der im Hauptzylinder aufgebaute Brems druck so lange direkt an den Radbremszylinder weitergeleitet wird, wie er unterhalb des maximal möglichen Blockierdruckes des Rades liegt. Die Arbeitsweise des Druckmodulators ist folgende:

Ungeregelte Bremsung

Sowie der vom Hauptzylinder über den Anschluß 15 kommende, im Druckentlastungsraum 14 wirkende Druck einen bestimmten Betrag - beispielsweise 72 bar - überschreitet, wird der Druckentlastungskolben 2 gegen die Vorspannkraft der Druckfeder 9 in Rich tung seiner unteren Endlage geschoben. Der Stößel 13 kommt außer Eingriff des Ventiles 3 und der Hauptzylinder-Anschluß 15 wird vom Radzylinder- Anschluß 16 getrennt.

Daraus folgt, daß selbst bei einer Panikbremsung, bei der durchaus Drücke bis zu 150 bar im Hauptzy linder erreichbar sind, am Radzylinder nur die hier vorgesehenen 72 bar anstehen, was zu einer hohen Entlastung der weiteren Bauteile führt.

Nach einer entsprechenden Entlastung des Hauptzy linders wird der Druckentlastungskolben 2 durch die Druckfeder 9 wieder in seine Grundstellung gescho ben und der Stößel 13 öffnet das Ventil 3.

Geregelte Bremsung

Bei der geregelten Bremsung erkennt die Antiblockier- Vorrichtung, daß der am Radzylinder anstehende Bremsdruck das nicht gezeigte Rad zum Blockieren bringt. Die Spule 12 wird bestromt und der Anker 6 wird angezogen.

Wichtig ist dazu, daß der Elektromagnet 5 so ge wählt ist, daß dessen Kraftverlauf grundsätzlich betragsgrößer als die Kennlinie der Druckfeder 9 ist.

In dem Augenblick in dem der Anker angezogen wird, wird der Druckentlastungskolben 2 durch die Kraft des auf ihn einwirkenden Druckes in Richtung seiner unteren Endlage verschoben.

Der Stößel 13 kommt dabei außer Eingriff des Kugel sitzventiles 3 und der Hauptzylinder-Anschluß 15 wird vom Druckentlastungsraum 14 und damit vom Radzylinder-Anschluß 16 getrennt.

Mit zunehmender Vergrößerung des Druckraumes 14 sinkt der im Radzylinder wirksame Bremsdruck und über das nicht dargestellte Wegmeßsystem wird der Istwert der Volumenänderung mit dem Sollwert der Druckreduzierung verglichen und die Spule 12 ent sprechend erregt.

Sowie das Rad eine bestimmte Verzögerungsschwelle (10 m/s²) unterschreitet, also das gebremste Rad wieder beschleunigt, gibt die Antiblockiervorrich tung das Signal den Bremsdruck wieder zu erhöhen. Die Erregung der Spule 12 wird zurückgenommen. Daraus resultiert, daß die Druckfeder 9 den Anker 6 und somit den Druckentlastungskolben 2 in Richtung seiner Anfangslage schiebt. Durch die Verkleinerung des Druckraumes 14 erhöht sich der Bremsdruck im Radzylinder. Wichtig ist dabei, daß die sich än dernde Übersetzung des Hebelwerks 8 sowohl dem Verlauf der Federkraft als auch dem Verlauf der Volumenaufnahme des Radzylinders (minimal erforder licher Kraftverlauf am Druckentlastungskolben 2 über seinem Hub) so angepaßt ist, daß sich am Druckentlastungskolben 2 die Wiederbelastungskenn linie nach Fig. 4 einstellt.

Es ist selbstverständlich, daß auch hierbei der Istwert der Volumenänderung mit dem Sollwert der Bremsdruckzunahme verglichen und die Spule 12 ent sprechend erregt wird. Wenn die maximal zulässige Verzögerungsschwelle (12 m/s²) wieder erreicht ist, beginnt ein erneuter Regelzyklus.

Der kontinuierliche Druckauf- bzw. -abbau erfolgt solange, bis das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist, bzw. bis der über den Hauptzylinder-Anschluß 15 auf das Ventil 3 wirkende Druck kleiner als der Druck im Druckraum 14 ist.

Um in der Wiederbelastungsphase den Kolben 2 mit einer Kraft beaufschlagen zu können, die der Kenn linie A nach Fig. 4 entspricht, ist das Hebelwerk 8 so ausgebildet, daß die anfängliche Kraftüber setzung bezogen auf die Feder 9 in eine Kraftunter setzung übergeht. Das wird durch die Ausgestal tungsform des im Gehäuse 17 an einem Auge 18 ange lenkten Hebels 1 und die räumliche Lage der Anlenk punkte der als Stößel ausgebildeten Getriebeglieder 4, 7 am Hebel 1 zueinander erreicht.

Die dabei auftretenden Seitenkräfte werden über den Hebel 1 in das Gehäuse 17 geleitet.

Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf die Fig. 2 bis 4.

Im Ausführungsbeispiel wurden die Längen der Ge triebeglieder 1, 4 und 7 gewählt als:

a=16 mm; d=21 mm; c=34 mm
die sich daraus ergebenden Maße betragen:
b=23 mm; e=12,3 mm, f=9,4 mm

Das Volumenaufnahmevermögen des Bremskreises ist in Fig. 4 qualitativ als Kurve B dargestellt, aus der sich die mindestens notwendige Wiederbelastungs kraft auf den Druckentlastungskolben 2 herleitet. Die Kurve A stellt das maximale Wiederbelastungs vermögen der Druckfeder 9 bezogen auf den Druckent lastungskolben 2 dar, welches sich sowohl aus der Hydraulik-Druckkraft auf den Druckentlastungskol ben 2, als auch aus der Kraft der Druckfeder 9 - jeweils unter Berücksichtigung des gerade herr schenden Übersetzungsverhältnisses - ergibt.

Der Betragsunterschied der Kurven A und B stellt den Kraftüberschuß dar, der zur Massenbeschleu nigung bzw. aus Sicherheitsgründen vorhanden sein muß.

Fig. 3 ist der Kolbenhub bzw. der entsprechende Ankerweg entnehmbar, wobei jeweils drei Zwischen stellungen zeichnerisch dargestellt sind.

Es ist ersichtlich, daß in der Wiederbelastungs phase - entsprechend Kurve B in Fig. 4 - ein anfänglich großer Kolbenhub eine geringe Druckände rung bewirkt und schließlich aus einer kleinen Hubänderung ein großer Druckanstieg folgt. Hieraus ergibt sich, daß sich am Druckentlastungskolben ein nichtlinearer Kraftverlauf einstellt.

Es ist wichtig zu wissen, daß am Druckentlastungs kolben jeweils nur die minimal notwendige Wieder belastungskraft wirkt, weil der Elektromagnet, dessen Kennlinie grundsätzlich betragsgrößer als die Federkennung ist, den vorhandenen Kraftüber schuß schluckt.

Claims

1. Elektromagnetisch betreibbarer Druckmodu lator, insbesondere für blockiergeschützte Bremsanlagen in Fahrzeugen nach Patent ... (Pa tentanmeldung P 36 03 074.0), dadurch gekenn zeichnet, daß die veränderliche Übersetzung (8) durch mindestens drei Getriebeglieder (1, 4, 7) gebildet wird.

2. Druckmodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebeglied (1) ein am Gehäuse (17) drehbar gelagerter Hebel ist, der mit den als Stößel ausbildbaren Getriebegliedern (4, 7) so in Wirkverbindung bringbar ist, daß aus der Kraft der Druckfeder (9) entsprechend dem jeweiligen Übersetzungsverhältnis eine Kraft am Druckentlastungskolben (2) resultiert.

3. Druckmodulator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebeglied (4) mit dem Stößel (11) des Elektromagneten (5) und das Getriebeglied (7) mit dem Druckentlastungskolben (2) in Wirkverbindung steht.

4. Druckmodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Getriebe glieder (1, 4, 7) untereinander durch Kugelge lenke erfolgt.