DE3608573A1

DE3608573A1 - Druckmodulatoreinrichtung

Info

Publication number: DE3608573A1
Application number: DE19863608573
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: FR2595644A1; US4765689A; FR2595644B1; GB2188113A; GB8705997D0; GB2188113B

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckmodulatorein richtung für blockiergeschützte Bremsanlagen in Fahrzeugen.

Wenn eine bestimmte Verzögerungsschwelle des ge bremsten Rades - beispielsweise 12 m/s² - über schritten wird gibt die Antiblockiervorrichtung ein elektrisches Signal, den Bremsdruck so weit zu re duzieren bis eine zweite Verzögerungsschwelle - beispielsweise 10 m/s² -. bei der das überbremste Rad wieder beschleunigt, unterschritten wird. Ist diese Schwelle erreicht gibt die Antiblockier vorrichtung ein elektrisches Signal, den Bremsdruck wieder bis zur ersten Verzögerungsschwelle zu er höhen. Dieser Bremsdruckauf- und -abbau wird mittels der aus dem Patent ... (Patentanmeldung P 35 30 286.0) bekannten Druckmodulatoreinrichtung durchgeführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde diese Druckmodulatoreinrichtung dahingehend zu verbes sern, daß die sowohl in der Entlastungs- als auch in der Wiederbelastungsphase auf den Druckentla stungskolben und die Führungen einwirkenden Sei tenkräfte verringert werden.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die im Kenn zeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Mittel. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

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.

Die Erfindung soll anhand von Zeichnungen beschrie ben werden.

Es zeigt:

Fig. 1 die Druckmodulatoreinrichtung im Längs schnitt

Fig. 2 das Schema des Hebelwerks

Fig. 3 die Kinematik des Hebelwerks zwischen der Anfangs- und Endlage des Druckentlastungs kolbens

Fig. 4 die Wiederbelastungskennlinie des Druckent lastungskolbens und das Volumenaufnahme vermögen des Radzylinders.

In Fig. 1 ist die Druckmodulatoreinrichtung im Längsschnitt dargestellt die im wesentlichen folgende Bauteile aufweist: den Druckmodulator 1 mit dem Druckentlastungskolben 2 und dem Kugel sitzventil 3, das Getriebe G, bestehend aus dem durch den Hebel 4 und die beiden Stößel 18, 19 gebildeten Hebelwerk H sowie der am Hebel 4 befe stigten Kette 5 und der auf einer Welle 6 sitzen den Umlenkrolle 7, die elektromagnetisch ansteuer bare Reibkupplung 8 und das Druckfederpaket 11.

In der gezeigten Grundstellung hält das Druckfeder paket 11 den Druckentlastungskolben 2 über das Hebelwerk H, dessen Hebel 4 an einem gehäusefesten Auge 20 angelenkt ist und dessen Stößel 18, 19 mit dem Druckteller 21 bzw. dem Druckentlastungskolben 2 in Wirkverbindung stehen in seiner Anfangsstel lung. Über einen am Kolben 2 befestigten Stößel 9 wird das Kugelsitzventil 3 offen gehalten, so daß der Hauptzylinder 15 dessen Anschluß 13 vor dem Ventil 3 und der Radzylinder 12 dessen Anschluß 14 hinter dem Ventil 3 angeordnet ist über den Druck raum 10 miteinander in Verbindung stehen. Die Vorspannkraft des Druckfederpakets 11 ist so gewählt, daß der Druckentlastungskolben 2 in Grundstellung gehalten wird, so lange der im Hauptzylinder 15 aufgebaute und über den Druckraum 10 auch an den Radzylinder 12 gelangende Brems druck einen bestimmten Wert - beispielsweise 150 bar - nicht überschreitet. Eine nicht dargestellte Lagemeßeinrichtung, die den Hub des Druckentlastungskolben 2 ermittelt, ist mit einem ebenfalls nicht gezeigten Soll/Istwert-Ver gleicher verbunden, der das gemessene Hubsignal mit dem von der Antiblockiervorrichtung vorgegebe nen Sollsignal vergleicht und die Erregerspule 16 der Reibkupplung 8 entsprechend ansteuert. Die Arbeitsweise des Druckmodulators ist folgende:

Ungeregelte Bremsung

So lange das Produkt aus Bremsdruck und wirksamer Kolbenfläche des Druckkolbens 2 kleiner ist als die Vorspannkraft des Federpakets 11 unter Berück sichtigung des Übersetzungsverhältnisses wird der vom Hauptzylinder 15 gelieferte Bremsdruck an den Radzylinder 12 weitergeleitet. In dem Moment wo dieses Produkt die Vorspannkraft des Federpakets 11 überschreitet wird der Druckentlastungskolben 2 in Richtung seiner unteren Endlage verschoben. Der Stößel 9 kommt außer Eingriff des Kugelsitzventiles 3, das geschlossen und somit der Hauptzylinder 15 vom Radzylinder 12 getrennt wird. Wird die Vorspannkraft so gewählt, daß sie gerade dem Bremsdruck entspricht der auch bei besten Umweltbedingungen zum Blockieren des Rades führt, resultiert daraus selbst bei Panikbremsungen eine Bauteilentlastung und somit eine erhöhte Lebens dauer.

Geregelte Bremsung

Ausgehend von der Grundidee den überhöhten Brems druck am Radzylinder dadurch abzubauen, daß das ihn umgebende Volumen vergrößert wird, ist die Funk tionsweise des Druckmodulators 1 bei einer geregel ten Bremsung folgende:

Die Antiblockiervorrichtung erkennt die drohende Überbremsung des Rades und bestromt die Erreger spule 16 an der Reibkupplung 8. Die Reibkupplung 8 zieht entsprechend dem Spannungssignal an und von der angetriebenen Welle 17 wird ein bestimmtes, aus der Anpreßkraft der Reibflächen 8 a, b zueinander resultierendes Drehmoment auf die Welle 6 über tragen. Die am Hebel 4 des Hebelwerkes H befestigte Kette 5 wickelt sich auf die Umlenkrolle 7 und über den am Hebel 4 befestigten Stößel 19, der seiner seits mit dem Druckentlastungskolben 2 in Wirkver bindung steht, wird der Druckraum 10 vergrößert, während das Druckfederpaket 11 aufgrund der ent gegengerichteten Bewegung des Stößels 18 eine größere Vorspannung erfährt. Durch die Verschiebung des Druckentlastungskolbens 2 in Richtung seiner unteren Endlage kommt der Stößel 9 außer Eingriff des Kugelsitzventils 3 und der Hauptzylinder 15 wird vom Druckraum 10 bzw. vom Radzylinder 12 getrennt. Mit zunehmender Vergrößerung des Druck raumes 10 sinkt der wirksame Bremsdruck. Über das nicht gezeigte Wegmeßsystem wird der Istwert der Volumenänderung mit dem Sollwert der Druckreduzie rung verglichen und die Spule 16 entsprechend erregt. Sowie das Rad die zweite Verzögerungsschwelle (10 m/s²) unterschreitet, gibt die Antiblockier vorrichtung das Signal, die Bremskraft weiter um exakt den vorherbestimmbaren Betrag zu reduzieren, der sich aus dem Trägheitsmoment des rotierenden Rades errechnet, damit das gebremste Rad wieder beschleunigt, und daran anschließend den Bremsdruck wieder zu erhöhen. Dazu wird der Sollwert am nicht dargestellten Vergleicher erniedrigt, woraufhin die Erregung der Spule 16 zurückgenommen wird, was ein kleineres auf die Welle 6 übertragbares Drehmoment bewirkt. Der Druckentlastungskolben 2 wird durch die Kraft des Federpaketes 11 entsprechend dem je weils herrschenden Übersetzungsverhältnis in Rich tung seiner Anfangsstellung geschoben wodurch sich der wirksame Bremsdruck im Radzylinder 12 erhöht. Wichtig ist dabei, daß die sich ändernde Über setzung des Hebelwerkes H sowohl dem Kraftverlauf des Federpaketes 11 als auch dem Verlauf der Vo lumenaufnahme des Radzylinders 12 (minimal erfor derlicher Kraftverlauf am Druckentlastungskolben 2 über seinem Hub) so angepaßt ist, daß sich am Druckentlastungskolben 2 die Wiederbelastungskenn linie A nach Fig. 4 einstellt.

Es ist selbstverständlich, daß auch hierbei der Istwert der Volumenänderung mit dem Sollwert der Bremsdruckzunahme verglichen und die Spule 16 ent sprechend erregt wird. Wenn die obere Drehverzöge rungsschwelle (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 vom Hauptzylinder 15 auf das Kugelsitzventil 3 wirkende Druck kleiner als der Druck im Druckraum 10 ist.

Um in der Wiederbelastungsphase den Kolben 2 mit einer Kraft beaufschlagen zu können, die der Kennlinie A nach Fig. 4 entspricht, ist das Hebelwerk H so ausgebildet, daß die anfängliche Kraftübersetzung - bezogen auf das Federpaket 11 - in eine Kraftuntersetzung übergeht. Das wird durch die Ausgestaltungsform des im Gehäuse 22 an einem Auge 20 angelenkten Hebels 4 und die räumliche Lage der Anlenkpunkte der Stößel 18, 19 am Hebel 4 zueinander erreicht.

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

In Fig. 4 zeigt die Kennlinie A das maximale Wiederbelastungsvermögen des Federpaketes 11, die unterbrochen dargestellte Kurve B gibt qualitativ das Volumenaufnahmevermögen des Radzylinders 12 wieder.

Das Wiederbelastungsvermögen des Federpaketes 11 ist auf den Druckentlastungskolben 2 bezogen und errechnet sich sowohl aus der Hydraulik-Druckkraft auf den Druckentlastungskolben 2 als auch aus der Kraft des Druckfederpaketes 11 - jeweils unter Berücksichtigung des gerade herrschenden Über setzungsverhältnisses.

Aus dem qualitativ dargestellten Volumenaufnahme vermögen (Kurve B) des Radzylinders 12 ergibt sich die mindestens notwendige Wiederbelastungskraft auf den Druckentlastungskolben 2.

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

In der Wiederbelastungsphase stellt sich am Druck entlastungskolben 2 selbstverständlich nur die jeweils notwendige Mindestkraft ein, weil der Überschußkraft des Federpaketes 11 eine entspre chende Zugkraft an der Kette 5 entgegensteht.

Fig. 2 stellt das Hebelwerk schematisch dar, die darin gezeigten Abmaße sind im Ausführungsbeispiel gewählt als:

a = 33 mm; d = 46 mm; e = 46 mm

die sich daraus ergebenden Maße betragen:

f = 22,8 mm; g = 20 mm

Fig. 3 ist die Kinematik des Hebelwerks für einen vollen Hub des Druckentlastungskolbens entnehmbar, wobei jeweils drei Zwischenstellungen zeichnerisch dargestellt sind.

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

Durch die in Fig. 3 eingezeichneten Zwischenstel lungen zwischen der Anfangs- und Endlage von Druckfederpaket und Druckentlastungskolben ist ersichtlich, daß ein anfängliches Untersetzungs verhältnis in ein Übersetzungsverhältnis übergeht.

Claims

1. Druckmodulatoreinrichtung für blockiergeschütz te Fahrzeugbremsanlagen nach Patent ... (Pa tentanmeldung P 35 30 286.0), dadurch gekenn zeichnet, daß das Getriebe (G) ein Hebelwerk (H) mit einem sich über den Hub des Druckentlastungs kolbens (2) ändernden Übersetzungsverhältnis aufweist.

2. Druckmodulatoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebelwerk (H) aus mindestens drei Getriebegliedern (4, 18, 19) zusammensetzbar ist.

3. Druckmodulatoreinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Glied (4) ein am Gehäuse (22) drehbar gelagerter Hebel ist, der über die als Stößel ausbildbaren Glie der (18, 19) so in Wirkverbindung mit dem Druck federpaket (11) und dem Druckentlastungskolben (2) bringbar ist, daß das Übersetzungsverhältnis von einer Kraftuntersetzung in eine Kraftüber setzung wechselt.

4. Druckmodulatoreinrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebelwerk (H) mit dem Hebel (4) über das Zugglied (5) und die Rolle (7) mit der Kupplung (8) in Wirkverbindung bringbar ist.