DE3735315A1 - Automatische betaetigung einer bremsanlage zusaetzlich und in verbindung mit der ueblichen, manuellen betaetigung ueber ein bremspedal, geloest durch einen hydraulischen betaetigungszylinder mit zug. schaltung und steuerung - Google Patents

Description

Autom. Betätigung einer Bremsanlage zusätzlich und in Verbindung mit der üblichen, manuellen Betätigung über ein Bremspedal, gelöst durch einen hydraulischen Betätigungszylinder mit zugehöriger Schaltung und Steuerung.

Dieses Hydrauliksystem betrifft einen Hydraulik­ zylinder nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und die zugehörige Hydraulikschaltung nach den Ober­ begriffen der Patentansprüche 2 + 3, wobei mittels dieses Systemes eine wahlweise Betätigung eines Brems­ systems, welches üblicherweise in einem KFZ einge­ baut ist, manuell über Bremspedalbetätigung oder über Hydraulik betätigt werden kann. Ebenso ist eine gleich­ zeitige Betätigung über beide Möglichkeiten gegeben, da die Kolbenstange des Hydr. Z. sowohl manuell als auch hydraulisch, über den Kolben, bewegt werden kann.

Das vorgegebene System soll es ermöglichen, ein Kraft­ fahrzeug über eine entsprechende, elektronische Aus­ steuerung, wie in meiner Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen P 37 24 718.2 beschrieben, automatisch abzubremsen, indem nach entspr. Ansteuerung des Hydraulikventiles, der Hydraulikzylinder ausfährt und ein handelsübliches Bremsgerät betätigt.

Wahlweise und ggf. gleichzeitig kann das Bremssystem auch manuell über das Bremspedal betätigt werden.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse ein normales Bremsgerät wahlweise ein Antiblockiersystem anzuordnen, um einen Bremsvorgang einzuleiten. Zum Beispiel Bremsgeräte der Fa. Alfred Teves GmbH, Guerickestr. 7 in 6000 Frankfurt 90.

Allerdings werden diese Bremsgeräte ausschließlich manuell durch das Bremspedal betätigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Brems­ gerät sowohl manuell als auch automatisch oder gleich­ zeitig auf beide Arten zu betätigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei gattungsge­ mäßer Einrichtung durch die kennzeichnenden Merk­ male des Anspruches 1 gelöst.

Die Bewegung und Steuerung des Erfindungsgegen­ standes nach Anspruch 1 wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 2 + 3 gelöst. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß über ein entsprechendes elektronisches Steuersystem, wie in meiner Patent­ anmeldung mit dem Aktenzeichen P 37 24 718.2 be­ schrieben, eine komplette Bremsanlage automatisch be­ tätigt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung Blatt 1 (Prinzipskizze) dargestellt und ist im Aufbau und seiner Wirkungsweise im Patentanspruch 1 beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Steuerung ist in den Schaltplanprinzipskizzen Blatt 2, Alternative 1 so­ wie dem Blatt 3, Alternative 2 dargestellt und ist im Aufbau und seiner Wirkungsweise im Patentanspruch 2 und 3 beschrieben.

Claims (3)

1. Zweiseitig wirkender Hydraulikzylinder mit beidseitig, durchgehender Kolbenstange und aufgesetztem Kolben, der wahlweise beidseitig bzw. einseitig, mit Federrückstel­ lung, beaufschlagt wird und er ist dadurch gekennzeich­ net, daß die Kolbenstange durchgehend und frei beweglich ist mit einem losen Kupplungsstück, gehalten durch einen Faltenbalg, der axiale und seitliche Bewegungen mitmachen kann, auf der einen Seite und auf der anderen Seite ist das Kolbenstangenende so ausgebildet, daß sie mit einer entsprechenden Bremskraftverstärkeranlage bzw. einem Antiblockiersystem, wie auf dem KFZ-Markt üblich, durch entsprechende konstruktive Gestaltung, verbunden werden kann. (Feste oder lose Verbindung). Die Kolbenstange hat im Zylinderraum einen Bund, auf den eine Feder wirkt, die die Kolbenstange in Richtung loses Kupplungsstück bewegt und die sich am Zylinderboden ab­ stützt. Auf der anderen Seite des Bundes liegt ein loser Kolben an, der sowohl am Zylindergehäuse als auch auf der Kolbenstange geführt und abgedichtet ist. In Ruhestellung drückt die Feder, über den Kolbenstangen­ bund den Kolben an den Zylinderboden, gleich Endanschlag. Durch Druckaufbringung auf der Endanschlagseite wird der Kolben über den Kolbenstangenbund gegen die Wirkkraft der Feder gedrückt und somit eine axiale Verschiebung der Kolbenstange bewirkt um an der Schnittstelle zum Brems­ system eine Betätigung auszuführen. Die Rückstellung erfolgt über die Feder in umgekehrter Richtung sowie über Druckaufbringung auf dieser Kolbenseite. Dies war die hydraulische Betätigung der Kolbenstange, bei der mechanischen Betätigung wird eine axiale Kraft auf das lose Kupplungsstück (Schnittstelle) durch ein marktüb­ liches Bremspedal aufgebracht, wodurch die Kolbenstange, die über einen kegeligen Sitz lose im Kupplungsstück geführt ist, bewegt wird und dadurch die gleiche Betätigung ausführt wie bei der hydraulischen, nur daß hierbei der Kolben nicht bewegt wird. Es ist also eine wahlweise oder gleichzeitige Betätigung möglich. Das Kupplungsstück ist konstruktiv so gestaltet, daß es mit dem Bremspedal verbunden werden kann und auf der anderen Seite so über einen kegeligen, losen Sitz mit der abgerundeten Kolbenstange, die immer durch die Feder­ kraft der im Zylinder eingebauten Feder gegen den kegeligen Sitz des Kupplungsstückes gedrückt wird wodurch dieses Kupplungsstück gegenüber der Befestigung am Bremspedal, in seiner losen Lage, stabilisiert wird, verbunden ist, daß auch radiale Bewegungen übertragen werden können, wobei durch entsprechendes Gleiten der abgerundeten Kolbenstange im kegeligen Sitz der Kupplung eine gewisse Winkelstellung beider Körpermittelachsen zueinander erreicht werden kann. Das Zylindergehäuse mit den Hydraulikanschlüssen ist an­ geflanscht an ein Verbindungsstück, welches konstruktiv so ausgebildet ist, daß es auf der einen Seite als Zylinder­ boden mit Kolbenstangenführung und Abdichtung ausgebildet ist und auf der anderen Seite mit einem marktüblichen Bremsgerät, durch entsprechende konstruktive Gestaltung, verbunden werden kann. (Schnittstelle). Die jeweiligen Schnittstellenenden müssen den marktüblichen Gerätegegebenheiten (Bremspedal und Bremsgerät) angepaßt werden. Als integriertes System kann dieser Hydraulikzylinder, wie vorher beschrieben, bei entsprechender Genehmigung durch den Bremsgerätehersteller und einer angepaßten konstruktiven Gestaltung, direkt in das Bremsgerät inte­ griert werden, da dann eine kürzere, kompaktere Bauform möglich ist. Hierzu siehe auch:
Zeichnung Blatt 1 (Prinzipskizze zu Patentanspruch 1).

2. Hydraulische Schaltung zur Steuerung des Hydraulikzylinders, wie er unter Patentanspruch 1 dargestellt ist und sie ist dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem 4/3-Wegeventil verbunden mit einem Drosselrückschlagventil und einem aufsteuerbaren Rückschlagventil als Blockbauweise so­ wie einem Hydraulikspeicher und einer Hydraulikpumpe mit Druckbegrenzungsventil und Überströmventil besteht. Fördermenge, Förderleistung und Drücke werden ent­ sprechend den Hub- und Wirkkraftgegebenheiten des zu betätigenden Bremsgerätes bestimmt. Die elektrische Ansteuerung zur Schaltung des 4/3-Wege­ ventiles, wird von dem Verarbeitungscomputer als ent­ sprechendes Steuergerät, wie er in meiner Patentan­ meldung mit dem Aktenzeichen P 37 24 718.2, unter Patentanspruch 5 beschrieben ist, gesteuert. Nach Ansteuerung des Elektromagneten "a" wird die Ventilstellung "a" geschaltet und die Pumpe fördert durch das Ventil von "P" nach "A" durch die Rückschlag­ ventile nach Zylinderanschluß "A" wobei der Kolben gegen die Wirkkraft der gegenüberliegenden Feder vorfährt. Mit entspr. Druckaufbau durch Feder und Bremsgeräte­ betätigung wird gleichzeitig der Druckspeicher gefüllt wonach er bei Pumpendruckabfall oder Leckageverlusten einen Nachspanneffekt hat. Durch Ventilschaltung in Mittelstellung kann diese Funktion gehalten werden bis die Ansteuerung des Elektromagneten "b" getätigt wird, dadurch wird die Ventilstellung "b" geschaltet und die Pumpe fördert von "P" nach "B" durch das Ventil, Druck­ aufbau am Zylinderanschluß "B", das aufsteuerbare Rück­ schlagventil wird aufgesteuert und nun kann das Hydraulik­ öl, über Zylinderanschluß "A", gedrosselt durch Drossel­ rückschlagventil und aufsteuerbares Rückschlagventil von "A" durch das Ventil nach T in den Tank abfließen, wobei die Pumpe und die Federrückstellung den Zylinder in Aus­ gangsstellung zurückschieben. Anschließend wird das Ventil in Mittelstellung gesteuert bis zur nächsten Ansteuerung an "a". Hierzu siehe:
Schaltplan nach Patentanspruch 2, Alternative 1, Blatt 2.

3. Hydraulische Schaltung zur Steuerung des Hydraulik­ zylinders, wie er unter Patentanspruch 1 dargestellt ist und sie ist dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem 4/3-Wegeventil, einem Druckspeicher und einem elektromechanisch betätigten Hydraulikzylinder be­ steht, der einen Nachfüllzylinder integriert hat wo­ bei die Ölreserve, zum Zylinder hin, automatisch über Federkraft nachgedrückt wird. Zurück zum Nachfüll­ zylinder kann das Hydrauliköl nicht, da hier ein Rück­ schlagventil eingebaut ist. Die Ölreserve kann über einen Nachfüllstutzen ergänzt werden. Über einen elektromechanischen Hubzylinder mit elektronischer Steuerung, wie ihn die Firma SKF in 6000 Frankfurt/M. 1, Sulzbacherstr. 16-20, anbietet, wird betätigt ein Hydraulikzylinder, der als Pumpe das Öl über "P" durch das Ventil nach "A" und zum Anschluß "A" des Hydraulikzylinders nach Patentanspruchs 1 fördert, wobei der Kolben gegen die Wirkkraft der gegenüberliegenden Feder vorfährt. Mit entspr. Druck­ aufbau durch Feder und Bremsgerätebetätigung wird gleichzeitig der Druckspeicher gefüllt, wonach er bei Pumpendruckabfall oder Leckageverlusten einen Nach­ spanneffekt hat. Durch Ventilschaltung in Mittel­ stellung kann diese Funktion gehalten werden durch ge­ sperrte Stellung über Rückschlagventile, bis die An­ steuerung des Elektromagneten "b" getätigt wird, dadurch wird die Ventilstellung "b" geschaltet. Durch entsprechend angesteuertes Zurückfahren der Pumpe kann das Öl, betätigt durch die Federrückstellung, zur Pumpe zurückfließen. Da der Betätigungszylinder durch Federkraft zurückge­ stellt wird, ist für den Federraum eine Entlüftungs­ patrone mit Schalldämpfung eingesetzt. Die gleiche Entlüftung befindet sich auch am luft­ gefüllten Leerraum des Pumpenzylinders. Da in diesen Zylinderräumen keine hydraulische Betätigung benötigt wird, müssen die entsprechenden Ventilanschlüsse, leckageverlustfrei verschlossen sein. Hierzu siehe:
Schaltplan nach Patentanspruch 3, Alternative 2, Blatt 3.