DE2830434A1 - Blockierschutz-bremsvorrichtung - Google Patents

Description

DR. ING. F. WUESTITOFF DR. E. ν. ΡΕΟΞΜΑΝΝ DR. ING. D. BEHRENS DIPL. ING. R. GOETZ

PATENTANWÄLTE

8O3O !TÜNCHEN SnEWEKBHSTEASSE TELEFON" C 089) 66 20 Hl

PBOTEOTPATEJJT MUJICHEX

1A-51 132 11.JuIi 1978

Patentanmeldung

Anmelderin:

Girling Limited, Kings Road, Tyseley, Birmingham 11, West Midlands, England

Titel:

Blockierschutz-Bremsvorrichtung

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DR. IUG. F. WtTESTHOFF DR. E. ν. PECHMANN DR. ING. D. BEHRENS DIPL. ING. R. GOETZ PATiMIAlIWiITE

8OOO MÜNCHEN 9O SCMVEIGHiSTBASSE 8 TELEFON (089) 66 20 51 TELEX 5 24 070

TELEGItAMME I FHOTEOTPATENT MUNCHES

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Beschreibung

Blockie rs chutz-B remsvo rri chtun g

Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte Blockierschutz-Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug, bei der das Druckmittel einer Radbremse von einer Druckmittelquelle über ein Durchflußregelventil zugeführt wird, mit einer auf ein Blockiersignal ansprechenden verzögerungsempfindlichen Einrichtung, .die das Durchflußregelventil betätigt und den Bremsdruck zurücknimmt, wenn er einen Blockierdruck erreicht hat, bei dem ■ die Verzögerung des Rades einen vorbestimmten Wert überschreitet, und mit einer Speieherkammer, die einen Speicherdruck speichert, der vom Blockierdruck abhängt, und einen Bezugs- oder Umschaltdruck zwischen einem ersten Stadium und einem darauf folgenden zweiten Stadium der Betätigung der Bremse darstellt, wobei während des ersten Stadiums das Druckmittel von der Druckmittelquelle aus erneut zugeführt wird, bis der Umschaltdruck, der niedriger ist als der Blockierdruck erreicht wird, und wobei während des

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zweiten Stadiums die erneute Zufuhr des Betatigungsfluids bei einer herabgesetzten Geschwindigkeit der Druckzunahme fortgesetzt wird.

Bei bekannten Blockierschutz-Bremsvorrichtungen der genannten Art wird der Speicherdruck dazu verwendet, den Betrieb eines zusätzlichen Druckreglers oder eines Ventils zum erneuten Betätigen der Bremse zu steuern, wobei das Ventil seinerseits entweder direkt oder indirekt durch Verstellen des Steuerventils die erneute Zufuhr des Betätigungsfluids von der Quelle aus bei den beiden aufeinander folgenden Geschwindigkeiten regelt.

Gemäß der Erfindung wird bei einer Blockierschutz-Bremsvorrichtung der genannten Art für ein Fahrzeug der Speicherdruck dazu verwendet, die Größe einer Kraft zum Betätigen der Steuerventileinrichtung selbst während des ersten und des darauf folgenden zweiten Stadiums der erneuten Betätigung der Bremse zu bestimmen.

Da kein zusätzlicher Druckregler bzw. kein Ventil zum erneuten Betätigen der Bremse benötigt wird, vereinfacht sich die Konstruktion, was den Vorteil einer höheren Zuverlässigkeit bietet, da mehrere Bauteile fortfallen, z.B. Dichtungen, Kolben und Membranen, die während des Betriebs versagen könnten.

Um den Druck während des zweiten Stadiums mit der herabgesetzten Geschwindigkeit zu steigern, wird der Speicherdruck selbst allmählich dadurch erhöht, daß der Speicherkammer von der Quelle aus ein höherer Druck über eine entsprechende Drossel zugeführt wird.

Die Speicherkammer ist vorzugsweise zwischen zwei durch einen Abstand getrennten Kolben angeordnet, die in einer

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gemeinsamen Bohrung in einem Gehäuse arbeiten und durch eine Totgangverbindung miteinander gekuppelt sind.

Bei einer Konstruktion sind die Kolben durch eine Feder voneinander weg vorgespannt, der erste dieser Kolben ist einem durch den Fahrer regelbaren Druck ausgesetzt, der zweite Kolben wird durch das Betätigungsfluid beaufschlagt, und es ist ein Verriegelungsventil vorhanden, mittels dessen der vom Fahrer geregelte Druck der Speicherkammer zugeführt wird, bis der Blockier4^ruck erreicht wird, an dem sich das Verriegelungsventil schließt, um während der erneuten Betätigung der Bremse im Verlauf eines gewöhnlichen Arbeitsspiels geschlossen zu bleiben, so daß der Speicherdruck nur durch das Betätigungsfluid erhöht werden kann, das über die in dem zweiten Kolben angeordnete Drossel in die Speicherkammer einströmt.

Zweckmäßig wird die Ventileinrichtung durch den zweiten Kolben direkt gesteuert. Während dts normalen Betriebs und bevor der Blockier^druck erreicht wird, bewegen sich beide Kolben im Gleichtakt in Abhängigkeit von dem durch den Fahrer geregelten Druck, der zweckmäßig mit Hilfe eines pedalbetätigten Druckluftventils verriegelt wird. Wird jedoch die Bremse erneut betätigt, während das Verriegelungsventil geschlossen ist, wird die Betätigung der Ventileinrichtung durch eine Relativbewegung der beiden Kolben und die Belastung der Feder gesteuert. Genauer gesagt bewegt sich während des ersten Stadiums der erste Kolben in Richtung auf den zweiten Kolben, um mittels eines Verdichtungsvorgangs den Speicherdruck in der Speicherkammer zu erhöhen, welcher den zweiten Kolben veranlaßt, die Ventileinrichtung zu betätigen und den Betätigungsdruck auf die Bremsen wirken zu lassen. Die Bewegung des ersten Kolbens gegenüber dem zweiten Kolben wird durch einen Anschlag begrenzt, und wenn der Betätigungsdruck den Speicherdruck um den Betrag überschrei-

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tet, der größer ist als die in der Feder wirksame Kraft, bewegt sich der zweite Kolben in Richtung auf den ersten Kolben, um die Ventileinrichtung zu schließen. Die Ventileinrichtung bleibt geschlossen, bis der Speicherdruck sich über die Drossel bis auf einen Wert erhöht hat, bei dem die Feder die Ventileinrichtung wieder öffnet, woraufhin sich der Betätigungsdruck hinreichend erhöhen kann, um die beschriebene Folge von Arbeitsschritten zu wiederholen.

Die Steuerventileinrichtung, die verzögerungsempfindliche Einrichtung, das Verriegelungsventil und die Drossel sind zweckmäßig sämtlich in einem gemeinsamen Gehäuse einer einzigen Baueinheit untergebracht, das mit Anschlüssen für das pedalbetätigte Ventil, die Quelle für das Betätigungsfluid und die Bremsen versehen ist. Dies bietet den Vorteil, daß sich die Baueinheit in vorhandene pneumatisch betätigte Bremsanlagen einbauen läßt, wobei Abänderungen nur in einem minimalen Ausmaß erforderlich sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Blockierschutz-Baueinheit für eine pneumatisch betätigbare Bremsanlage;

Fig. 2 den Schnitt 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 die Draufsicht der Blockierschutz-Baueinheit nach Fig. 1 und 2;

Fig. 4 den Schnitt 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5 die Unterseite der Baueinheit; und

Fig. 6 eine graphische Darstellung des in der Bremsanlage während eines Bremszyklus wirkenden Drucks.

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Zu der dargestellten Baueinheit gehört ein Gehäuse 1 mit einer Bohrung 2, in der ein erster oberer Kolben 3 und ein zweiter unterer Kolben 4 arbeiten. Die Kolben 3 und 4 begrenzen in der Bohrung 2 eine Speicherkammer 5. Die Kolben sind durch eine Totgangverbindung miteinander gekuppelt, zu der ein nach unten ragender Schaft 6 des ersten Kolbens 3 gehört, der einen Querstift 7 trägt; ferner ist ein zylindrischer Ansatz 8 vorhanden, der von dem unteren Kolben 4 aus nach oben ragt und einander diametral gegenüberliegende axiale Schlitze 9 aufweist, in denen die Enden des Stiftes 7 gleitend geführt sind. Zwischen den Kolben 3 und 4 stützt sich eine Druckfeder 10 ab, um sie voneinander weg vorzuspannen.

Das obere Ende des Gehäuses 1 ist durch ein stirnseitiges Verschlußteil 11 abgeschlossen, das einen Einlaßkanal 12 zum Anschließen eines pedalbetätigten Ventils aufweist, ferner einen Auslaßkanal 13» einen zu einer Betätigungskammer 15 über dem Kolben 3 führenden Kanal 14, ein Magnetventil 16, das auf die Verzögeitng eines Rades anspricht, um die Verbindung zwischen den Kanälen 12 und 14 sowie zwischen den Kanälen 14 und 13 zu steuern, ein Verriegelungsventil 17 zum Steuern der Verbindung zwischen dem Einlaßkanal 12 und der Speicherkammer 5 mit einer kalibrierten Drosselöffnung, die eine gedrosselte Verbindung zwischen beiden Seiten des Verriegelungsventils bildet, ein Rückschlagventil 18 zwischen dem Verriegelungsventil 17 und der Speicherkammer 5 sowie ein Rückschlagventil 19 zwischen dem Verriegelungsventil 17 und der Betätigungskammer 15.

Das untere Ende des Gehäuses 1 ist mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Anschlußstutzen 20 für Einrichtungen zum Betätigen von Radbremsen und zwei einander diametral gegenüberliegenden Anschlußstutzen 21 für eine pneumatische Druckquelle versehen; außerdem ist ein Auslaßkanal

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22 vorhanden.

Die Verbindung zwischen den Anschlußstutzen 20 und 21 sowie zwischen den Anschlußstutzen 21 und 22 wird durch eine Ventileinrichtung 23 gesteuert, zu der eine mit dem Gehäuse 1 zusammenhängende zylindrische Wand 24 gehört, die an ihrem inneren Ende einen radial verlaufenden Sitz 25 und an ihrem äußeren bzw. unteren Ende den Auslaßkanal 22 aufweist. Durch die Wand 24 wird ein zylindrischer Ventilkörper 26 gleitend geführt, der an seinem oberen Ende einen Dichtungskopf 27 aufweist, welcher normalerweise durch eine Druckfeder 28 an den Sitz 25 angedrückt wird. Zu einer zwischen dem Ventilkörper 26 und der Wand 24 liegenden Kammer 29 gehören die inneren Enden der Zuführungsstutzen 20. Der Kolben 4 weist einen nach unten ragenden Ventilkopf 30 zum Zusammenarbeiten mit dem Dichtungskopf 27 auf, und auf diesen Kolben wirkt eine Feder 31, um den Ventilkopf 30 von dem Dichtungskopf 27 weg vorzuspannen.

Bei der aus der Zeichnung ers örtlichen Ruhestellung liegt der Dichtungskopf 27 an dem Sitz 25 an, um die Verbindung zwischen den Stutzen 20 und den Stutzen 21 über die Kammer 29 geschlossen zu halten, und der Ventilkopf 30 ist in einem Abstand von dem Dichtungskopf 27 angeordnet, so daß die Auslaßstutzen 20 über den Auslaßkanal 22 in Verbindung mit der Atmosphäre stehen.

Ein Rückschlagventil 32 ermöglicht es dem Fluid, von der Speicherkammer 5 aus zu einem Raum 33 unter dem Kolben 4 zu strömen, zu dem auch die inneren Enden der Auslaßstützen 20 gehören, und eine kalibrierte Drosselöffnung 34 ermöglicht zwar Strömungen inibeiden ..Richtüßgea,· von a&nen jedoch nur die Strömung entgegen der Durchlaßrichtung des Rückschlagventils praktische Bedeutung hat.

Die Kolben 3 und 4 können sich im Gleichtakt in Richtung auf das untere Ende des Gehäuses 1. längs einer begrenzten

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Strecke bewegen, bis der Kolben 3 zur Anlage an einem ringförmigen Anschlag 35 in dem Gehäuse 1 kommt.

Ist während des Betriebs das Magnetventil 16 abgeschaltet, hält es den Auslaßkanal 13 des Innenraums der Vorrichtung geschlossen, so daß dann, wenn das pedalbetätigte Ventil betätigt wird, das Betätigungsdruckmittel von dem Einlaßkanal 12 aus der Betätigungskammer 15 über den Kolben 3, der Speicherkammer 5 über den Kanal 14, das Verriegelungsventil 17 und das Rückschlagventil 18 sowie der Kammer 15 über das Verriegelungsventil 17 und das Rückschlagventil zugeführt wird. Die Kolben 3 und 4 bewegen sich gemeinsam, wobei der Ventilkopf 30 zuerst zur Anlage an dem Dichtungskopf 27 kommt, um den Auslaßkanal 22 gegenüber den Auslaßöffnungen 20 abzusperren. Danach bewegt der Ventilkopf 30 den Dichtungskopf 27 von dem Sitz 25 weg, so daß das Druckmittel die Bremsbetätigungseinrichtungen von den Auslaßkanälen 20 aus beaufschlagt. Somit steigen die Drücke in den Kammern 15 und 5 sowie der Bremsdruck sämtlich so an, wie es in Fig. 6 graphisch dargestellt ist, wo der Druck P über der Zeit t aufgetragen ist. Für den Druck in der Betätigungskammer 15 gilt die voll ausgezogene Kurve, für den Druck in der Speicherkammer 5 die gestrichelte Kurve und für den Druck an den Auslaßkanälen 20 gilt die strichpunktierte Kurve.

Wenn das Rad eine zu hohe Verzögerung erfährt und sich ein Blockierzustand entwickelt, wird das Magnetventil 16 abgesehaltet,sο daß der zugehörige Ventilkörper die Verbindung zwischen dem Kanal 12 und der Kammer 15 über den Kanal 14 verschließt, und daß die Kammer 15 über die Kanäle 14 und 13 zur Atmosphäre entlüftet wird. Diese Verringerung des Drucks ermöglicht es beiden Kolben 3 und 4, sich nach oben zu bewegen. Hierbei kommt zuerst der Dichtungskopf 27 zur Anlage an dem Sitz 25, um die Zufuhr des Druckmittels zu den Bremsbetätigungseinrichtungen zu beenden, und danach

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entfernt sich der Ventilkopf 30 von dem Dichtungskopf 27, um die Bremsbetätigungs einrichtungen über den Auslaßkanal 22 zu entlüften, In dem in Fig. 6 durch die zur Zeitachse t parallele waagerechte Linie bezeichneten Blockierpunkt geht daher der Druck in der Kammer 15 plötzlich zurück, wodurch das Verriegelungsventil 17 veranlaßt wird, sich zu schliessen, und außerdem findet ein plötzlicher Abfall des Bremsdrucks an den Auslaßkanälen 20 statt* ¥egen des Schließens des Verriegelungsventils 17 und des Vorhandenseins der Rückschlagventile 18 und 19 wird in der Speicherkammer 5 das unter dem Betätigungsdruck stehende Druckmittel eingeschlossen. Dieser Druck nimmt allmählich ab, da das Druckmittel zu dem Raum 33 unter dem Kolben 4 entweichen kann, wobei jedoch die Geschwindigkeit des Entweichens durch die kalibrierte Drosselöffnung 34 bestimmt wird.

Sobald der Blockierzustand beseitigt worden ist, wird das Magnetventil 16 abgeschaltet, so daß sein Ventilkörper in die aus Fig. 2 ersichtliche Stellung zurückkehrt, damit das Betätigungsdruckmittel erneut der Betätigungskammer 15 zugeführt wird, jedoch nur über den Kanal 14, da das Verriegelungsventil 17 noch geschlossen ist. Hierdurch werden die beiden Kolben veranlaßt, im wesentlichen in der vorstehend beschriebenen Weise zu arbeiten, wobei der Ventilkopf 30 anfänglich die Kanäle 20 gegenüber dem Auslaßkanal 22 absperrt, und wonach das Betätigungsdruckmittel den Bremsbetätigungs einrichtungen über die Kanäle 20 zugeführt wird.

Da der Druck in der Speicherkammer 5 niedriger ist als der Druck in der Betätigungskammer 15, wird das Fluid in der Speicherkammer 5 verdichtet, wobei sich der Kolben 3 über eine längere Strecke als der Kolben 4 und entgegen der Kraft der Feder 10 gegenüber dem Kolben 4 bewegt» Diese Bewegung wird durch die Totgangverbindung ermöglicht und kann sich mindestens fortsetzen, bis der Kolben 3 durch den Anschlag 35 zum Stillstand gebracht wird·

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Werden die Bremsen erneut betätigt, nimmt der auf die Unterseite des Kolbens 4 wirkende Druck schnell zu, und wenn er einen Wert erreicht, der gleich dem Druck in der Speicherkammer 5 zuzüglich der Kraft der Feder 10 ist, bewegt sich der Kolben 4 in Richtung auf den Kolben 3, damit der Dichtungskopf 27 wieder zur Anlage an dem Sitz 25 kommen kann, was gemäß Fig. 6 an dem Umschaltpunkt X geschieht. Hierdurch wird eine weitere Erhöhung des Drucks verhindert, mit dem die Bremsbetätigungseinrichtungen beaufschlagt werden. Dieser höhere Druck führt zu einem Überströmen in die Speicherkammer 5 durch die Drosselöffnung 34, so daß sich der Druck in der Speicherkammer erhöht, und wenn die auf beide Seiten des Kolbens 4 wirkenden Drücke im wesentlichen gleich sind, wirkt die Feder 10 auf den Kolben 4, um den Dichtungskopf 2? von dem Sitz 25 abzuheben. Daher kann sich jetzt der auf die Bremsen wirkende Druck erhöhen, doch im Vergleich zu der aus Fig. 6 ersichtlichen Drucksteigerung mit einer niedrigeren Geschwindigkeit. Sobald der erhöhte Bremsdruck erneut den Druck in der Speicherkammer 5 zuzüglich der Kraft der Feder 10 überschreitet, ermöglicht es der Ventilkopf 30 dem Dichtungskopf 27, sich wieder an den Sitz 25 anzulegen, um jede weitere Steigerung des Bremsdrucks zu verhindern, bis sich die auf beide Seiten des Kolbens 4 wirkenden Drücke wieder ausgeglichen haben.

Am Ende eines Bremsbetätigungszyklus, d.h. wenn das pedalbetätigte Ventil freigegeben wird, werden sämtliche Kammern zur Atmosphäre entlüftet, wobei sich das Verriegelungsventil 17 öffnet, sobald auf beide Seiten dieses Ventils gleich hohe Drücke wirken.

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Claims (7)

Patentansprüche

1.1 Druckmittelbetätigte Blockierschutz-Bremsvorrichtung ür ein Fahrzeug, bei der das Druckmittel einer Radbremse von einer Druckmittelquelle über ein Durchflußregelventil zugeführt wird, mit einer auf ein Blockiersignal ansprechenden verzögerungsempfindlichen Einrichtung, die das Durchflußregelventil betätigt und den Bremsdruck zurücknimmt, wenn er einen Blockierdruck erreicht hat, bei dem die Verzögerung des Rades einen vorbestimmten Wert überschreitet, und mit einer Speicherkammer, die einen Speicherdruck speichert, der vom Blockierdruck abhängt, und einen Bezugs- oder Umsehaltdruck zwischen einem ersten Stadium und einem darauf folgenden zweiten Stadium der Betätigung der Bremse darstellt, wobei während des ersten Stadiums das Druckmittel von der Druckmittelquelle aus erneut zugeführt wird, bis der ümschaltdruck, der niedriger ist als der Blockierdruck erreicht wird, und wobei während des zweiten Stadiums die erneute Zufuhr des Druckmittels bei herabgesetzter Geschwindigkeit der Druckerhöhung stattfindet, dadurch gekennzeichnet , daß der Speicherdruck in der Speicherkammer (5) dazu verwendet wird, die Größe einer Kraft zum Betätigen des Durchflußregelventils (23) selbst während des ersten und des zweiten Stadiums der Betätigung der Bremse zu bestimmen.

2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherkammer (5) zwischen zwei durch

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einen Abstand getrennten Kolben (3, 4) liegt und durch sie abgegrenzt ist, und daß diese Kolben in einer gemeinsamen Bohrung (2) in einem Gehäuse (1) arbeiten und durch eine Totgangverbindung (7, 9) miteinander gekuppelt sind.

3. Bremsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (3, 4) voneinander weg durch eine Feder (10) vorgespannt sind, daß der erste Kolben (3) einem durch eine Bedienungsperson regelbaren Druck ausgesetzt ist, daß der zweite Kolben (4) dem Druck des Betätigungsdruckmittels ausgesetzt ist, daß ein Verriegelungsventil (17) vorhanden ist, mittels dessen der durch die Bedienungsperson regelbare Druck zur Wirkung auf die Speicherkammer (5) bringbar ist, bis der Blockier druck erreicht wird, an dem sich das Verriegelungsventil schließt und bei einem gewöhnlichen Arbeitsspiel während der erneuten Betätigung der Bremse geschlossen bleibt, und daß eine Drosselöffnung (34) vorhanden ist, die eine Erhöhung des Drucks in der Speicherkammer (5) nur durch das Betätigungsdruckmittel ermöglicht, wenn das Verriegelungsventil geschlossen ist.

4. Bremsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kolben (4) mit der Drosselöffnung (34) versehen ist.

5. Bremsvorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag (35) vorhanden ist, der dazu dient, die Bewegung des ersten Kolbens (3) in Richtung auf den zweiten Kolben (4) entgegen der Kraft der Feder (10) zu begrenzen.

6. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Steuerventil (23) ein relativ ortsfester Sitz (25) in dem Gehäuse (1) gehört, fer-

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ner ein Ventilkörper (26), der zur Anlage an dem Sitz "bringbar ist, um einen mit der Quelle für das Betätigungsdruckmittel verbundenen Einlaßkanal (21) gegenüber einem mit einer Radbremse verbundenen Auslaßkanal (20) abzusperren, eine Feder (28) zum Vorspannen des Ventilkörpers gegen den Sitz sowie ein an dem zweiten Kolben (4) ausgebildeter Kopf (30), der zwischen einer Ruhestellung, in welcher er in einem Abstand von dem Ventilkörper angeordnet ist, so daß der Auslaßkanal in Verbindung mit einem zur Atmosphäre führenden Auslaßkanal (22) steht, und einer Betriebsstellung bewegbar ist, bei welcher er anfänglich in Richtung auf den Sitz bewegt wird, um den Kopf zu veranlassen, sich an den Ventilkörper anzulegen und den zuerst genannten Auslaßkanal (20) gegenüber dem an zweiter Stelle genannten Auslaßkanal (22) abzusperren und danach den Ventilkörper von dem Sitz weg vorzuspannen, damit der Einlaßkanal (21) mit dem an erster Stelle genannten Auslaßkanal verbunden wird.

7. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (23), die verzögerungsempfindliche Einrichtung (16), das Verriegelungsventil (17) und die durch die Drosselöffnung (34) gebildete Drossel sämtlich in dem Gehäuse (1) einer gemeinsamen Baueinheit angeordnet sind.

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