DE1580608A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Betaetigung der Bremsung eines Fahrzeugs mit luftbereiften Raedern - Google Patents

Description

DIPL-INO. HELLMUTH KOSEL DIPL-IKG. HORST ROSE DIPL-ING. PETER KOSEL PATENTANWXLTE

3353 Bad GaiMbniwim, 9. Mai 1966

Brauntdtweig«r Sir. 22

Telefon: (05382) 342

Telegramm-Adrette: Siedpatent Bad Gandersheim

Recherehes Etudes Production R.E.P. Patentgesuch, vom 9. Mai 1966

Recherehes Etudes Production R.E.P.

38 Avenue Pierre 1er de Serbie Paris- Seine / Frankreich.

Verfahren und Vorrichtung zur Betätigung der Bremsung eines Fahrzeugs mit luftbereiften Rädern.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Betätigung der Bremsorgane eines Fahrzeugs mit Luftreifen, die durch Einrichtungjen gekennzeichnet sind, welche durch augenblickliche Bremszustände, in denen sich das Fahrzeug befindet, angetrieben und selbsttätig geregelt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der als Beispiele gewählten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 einige Kenngrößen der Bremsung,

Fig. 3, 5 und 7 schematisch bestimmte Einrichtungen der Erfindung, die in den Fig. 4, 6, 8, 9, 10 und 11 näher erläutert sind,

Fig. 12 bestimmte Kenngrößen und Parameter des Prinzips der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 13 und 17 sohematieoh bestimmte Einrichtungen der Erfindung, die in den Fig. H, 15, 16, 18 und 19 näher erläutert sind,

Fig. 20 eine schematische Gesamtdarstellung einer Ausführungsform der Erfindung und

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Fig. 21 eine Seitenansicht im Schnitt des in der in Fig. 20 dargestellten Ausführungsform verwendeten Wandlers, wobei die Pig. 22 und 23 quer verlaufende Schnitte nach den Linien XXII - XXII und XXIII - XXIII in Pig. 21 darstellen.

Zunächst seien die verschiedenen augenblicklichen Bremszustände geschildert, '»vie sie tatsächlich auftreten. L^ sei die Winkelgeschwindigkeit eines ungebremsten Rades. Diese Winkelgeschwindigkeit ist direkt proportional der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Zur Vereinfachung der Darstellung wird im folgenden einfach ^ verwendet, um diese Winkelgeschwindigkeit oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu beschreiben. Es sei weiter «-o- die Winkelgeschwindigkeit eines gebremsten Hades. Man kann dann den Schlupf g durch folgende Beziehung definieren»

Scnließlich sei u der .Reibungskoeffizient zwiscnen dem Reifen und dem Boden. Wenn nur der Schlupf g verändert werden soll, ändert sich der Koeffizient u. nach einer der in Fig. 1 dargestellten Kurven, z.B. nach der Kurve u... In dieser Kurve steigt der Koeffizient u sehr schnell an, durchläuft ein Maximum S-. bei einem Wert g, der allgemein etwas größer als 0,10 ist und nimmt dann immer langsamer ab. Es leuchtet ein, daß zur Erzielung der besten Bremswirkung man in der Lähe des Scheitels S der Kurve arbeiten muß. Es muß vermieden werden, über diesen bcheitel hinauszugehen, wo die Instabilität der Bremsung zum Blockieren des Hades führt ( ^" = 0 und g = 1).

Gegenstand der Erfindung ist daher eine Betätigung der Bremsung, bei der der Schlupf g selbsttätig in dem in der Umgebung des Scheitels S definierten Bereich bleibt.

Für verschiedene Böden wird die Kurve U₁ der Pig. 1 durch eine Schar von ähnlichen Kurven U₁, ^u, u~ ersetzt. Es ist festzuhalten, daß in Fig. 1 die Scheitel S₁, S₂, S,,.. dieser verschiedenen Kurven, die jeweils dem Maximum dee

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Koeffizienten u für den betrachteten Boden entsprechen, in einem verhältnismäßig engen Bereich liegen, der von g a 0,10 bis ungefähr g ■ 0,25 geht.

Aufgabe der Erfindung war daher,eine Betätigung der Bremsung zu schaffen, nach der für jeden Boden der Schlupf g selbsttätig in dem oben angegebenen Bereich bleibt, d.h. in der Üähe des Scheitels S der entsprechenden Kurve (i des jeweils vorliegenden Bodens.

Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs sinkt, steigt der Koeffizient u nach der voll ausgezogenen Kurve gemäß Fig. 2 an, in der die Geschwindigkeit uj auf der Abszisse gemäß der üblichen Darstellung einer Bremsung von rechts nach links zunehmend aufgetragen ist, während die Bremszeit von links nach rechts zunimmt. Der Koeffizient u nimmt bei hohen Geschwindigkeiten verhältnismäßig langsam zu und nimmt auch bei niedrigen Geschwindigkeiten langsam zu. Andererseits ist bekannt, daß bei einer hydraulischen Bremse das Bremsmoment eine mit dem Bremsdruck ρ linear ansteigende Funktion ist.

Die Erfindung hat daher eine Betätigung der Bremsung zum Gegenstand, bei der der Bremsdruck ρ selbsttätig nach einer duroh die Geschwindigkeit <-*-> bestimmten linearen Funktion abnimmt. Genauer gesagt ändert sich der Bremsdruck selbsttätig nach der Geraden p, die mit gestrichelten Linien in der Fig. 2 dargestellt ist und den geringsten Abstand von der Kurve u hat.

Die Erfindung befaßt sich schließlich mit einer Betätigung der Bremsung, die so einfach und genau wie möglich ist,und soweit wie möglich von den üblicnen Bremsorganen Gebrauch macht.

i>as Betätigungspriiizip der Bremsung gemäß der Erfindung basiert auf der Verwendung einer Anzahl von Betätigungssignalen. Ein erstes Betätigungβsignal kommt von dem Betätigungspedal der Bremee PF (Fig. 3), Es erzeugt in der Spule B1 ein positives Signal S1 (Fig. 4), welches dem besten Koeffizienten ρ bei der Geschwindigkeit üull entspricht, wobei zugelassen ist, dai der Fahrzeugführer bei

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H iböUöUö

voll durchgetretenem Bremspedal bremst. ;Ein zweites Betätigungssignal (Fig. 5) etammt von einem Generator Gel, der von einem ungebremsten Rad angetrieben wird oder von irgendeinem anderem Mittel, das die Messung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs gestattet. Dieses Signal erzeugt in der Spule £2 ein Signal 32 (Mg. 6), welches proportional der Geschwindigkeiten und, nach der erfindungsgemäßen Definition, negativ ist (d.h. in der Spule B2 einen Fluß erzeugt, der entgegengesetzt dem Fluß ist, der durch das erste Signal S1 in der Spule B1 erzeugt wurde). Ein drittes Betätigungssignal (Fig. 7) rührt von einem Generator Ge2 her, der durch ein gebremstes Had angetrieben wird. Dieses Signal erzeugt in der Spule B3ein Signal S3 (Fig. 8), das proportional der Geschwindigkeit lo' und, nach der erfindungsgemäßen Definition, positiv ist und in der Spule £3 einen Fluß erzeugt, der gleich aber entgegengesetzt dem Fluß ist, der in der Spule B2 durch das Signal S2 erzeugt wird, wenn die beiden Geschwindigkeiten υο und co gleich sind.

Die algebraische Summe dieser drei Betätigungesignale, oder genauer gesagt die algebraische Summe der Flüsse, welcne diese in den Spulen B1, B2 und B3 erzeugen, bestimmt selbsttätig den richtigen Bremsdruck in dem Betätigungsorgan, welches später genauer Beschrieben wirdt

Wenn das Bremspedal PF nicht betätigt wird, iet das erste Signal S1 UuIl, und daw' * uj , heben sich das zweite und das dritte Signal 32 und S3 gegeneinander auf. Da die algebraische Summe der Signale Kuli ist, sendet das Betätigungsorgan keinen Druck in die Bremse, und es findet keine Bremsung statt.

Wenn das Bremspedal PP betätigt und durchgetreten gehalten wird, 1st das erste Signal S1 positiv konstant während der gesamten Bremsdauer (Fig. 4). Im ersten Augenblick der Bremsung ist w'euj , und das zweite und dritte Signal 32 und S3 heben sich noch gegeneinander auf (Pig. 6 und 8). Das Betätigungeorgan schickt einen Bremsdruck in die Bremse. Dieser ruft sogleich einen Schlupf des gebremsten Hades hervor, dessen Geschwindigkeit <-*j'kleiner als die Geschwindigkeit w dee ungebremsten Hades wird.

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Polglich wird an einem beliebigen Zeitpunkt t der Bremsung (Fig.* 9) das dritte Signal 33 (in Absolutwerten) kleiner als das zweite Signal S2, so daß die algebraische Summe der beiden Signale (S2 + S3) negativ wird (Fig. 10). Die algebraische Summe (S1 + S2 + S3) wächst also linear an, wenn die Geschwindigkeit <-^> abnimmt (Pig. 11), wodurch, selbstverständlich mittels Auswahl geeigneter Betriebsparameter, man die gewünschte Kurve für den -Bremsdruck t erhält, wie sie gestrichelt in Pig. 2 dargestellt ist.

Wenn man diesen Sachverhalt noch eingehender betrachtet, so stellt man fest, daß, wenn der Koeffizient μ leicht abnimmt, bei einem festgelegten -Bremsmoment sich der Sculupf des gebremsten Hades vergrößert. Auf dem von dem gebremsten und dem ungebremsten Had ausgehenden Informationskanal nimmt das den Schlupf darstellende Signal (S2 +S3) zu und das resultierende Signal (S1 + S2 + S3) nimmt ab, wodurch in dem Betätigungsorgan ein Druckabfall hervorgerufen wird. Diese Druckregelung auf einem Boden mit hohem Reibungskoeffizienten, was eine Optimalisierung darstellt, ist derart, daß man für irgendeine Geschwindigkeit des Pahrzeugs einerseits eine maximale Bremskraft erhält, die einem festen Schlupfwert g entspricht, der so nahe wie möglich an dem Scheitel S₁ der Kurve u^,g (Pig. 12), z.B. bei dem Punkt A₁, liegt, und daß man andererseits Druckänderungen erhält, die umgekehrt proportional den Schlupfanderungen sind. So bedarf es im Punkt A- der Pig. 12, der einem Boden mit dem Koeffizienten p.. entspricht, eines Bremsmoments C., und damit eines Druckes P₁, um einen Schlupf g₁ «u erhalten. Liegt ein Boden vor, dessen Koeffizient kleiner als der Größtwert von p. ist, wird das Betätigungsorgan davon informiert und stellt dementsprechend den Druck ein. Aus der Pig. 12 ist ersichtlich, daß für einen Boden mit einem Koeffizienten |i₂, der kleiner als ^₁ Ist, und für denselben Schlupfwert g₁, das zulässige Bremsmoment nur noch C₂ beträgt, was einem Bremsdruck p₂ entspricht, der viel kleiner als P₁ ist. Wenn man nur die oben erwähnte Üptimalisierung verwendet, wäre der diesem Druck p₂ entsprechende Schlupf g₂ und entspräche dem Punkt B der Kurve p₂· Dieser Punkt B liegt weit jenseits des Punktes A₂, der- dem festgelegten Sohlupf g.

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entspricht, was sich, nicht mit dem gesteckten Ziel verträgt. Diese Optimalisierung ist also nicht ausreichend für Bremsfälle auf Böden mit geringem Reibungskoeffizienten. Wenn der Reibungskoeffizient zwiscnen Reifen una Boden abnimmt, muß man also, um diesseits des Punktes S₂ ^{der Äurve} (-^ ^{zu bleiberi}» den Druck bis auf p₂ absenken, wodurch man das zulässige Moment Up erhält, dies aber für eine geringfügige Änderung des Schlupfes, z.B. g. - g-,. Um dies zu bewerkstelligen, fühlt das Betätigungsorgan durcn die von ihm aufgenommenen Informationen über die Geschwindigkeit l^· des Farirzeugs und die Geschwindigkeit ^' aes gebremsten Rades den Zeitpunkt, an dem der Schlupf g den vorgeschriebenen wert g₁ übersteigt. Dieses Abfühlen geschient (Fig.13) durch eine Scnweilenwertvorrichtung DaS, die später genauer beschrieben wird, und die einerseits mit der Summe der Spannungen der beiden Generatoren Gel und Ge2 und andererseits parallel mit der Spule 31 verbunden ist. Die Schwellenwertvorrichtung vermindert, wenn der Schlupf g größer als g.. wird (Fig. H), das Signal S1 und damit die Summe (S1 + S2 + S3), um eine Größe 3

die proportional dem Wert -^t

des Schlupfes (ju^lig. 15) ist. Dieses üegelsystem ist jedoch nicht wirksam, solange der Schlupf kleiner als aer festgelegte Schwellenwert ist.Winn es jedoch wirksam wird, wird der Bremsdruck wesentlich abgesenkt und ein Radieren des Rades vermieden. Sobald bei der Absenkung des Drucks der Schlupf kleiner als der Schwellenwert geworden ist, nört die Wirkung auf den Kreis 1 auf, und die Optimalisierung durch die Kreise 2 und 3 setzt wieder ein. Wenn der Boden gleichmäßig einen geringen Reibungskoeffizienten aufweist, geschieht die Bremsung mit einem ^ohlupf, der größer als der Schlupf des Schwellenwerts ist, und man kann sogar über den Scheitel S der charakteristischen Kurve u, g hinausgeraten. Man kann jedoch das Rad nicht bis zum völligen Blockieren radieren lassen, weil für einen Schlupfwert, der größer als ungefähr U,30 ist, der durch das Betätigungsorgan gelieferte Druck gleich UuIl ist.

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Am Ende der Bremsung liefern die Generatoren Ge 1 und Ge 2 bei niedrigen Geschwindigkeiten achwache Spannungen bei dann bedeutendem Rauschpegel: die Regelung nach Fig. 15 entspricht nämlich dem Verlauf nach Fig. 16, wo der Druck auf Werte steigt, die höher liegen als die theoretischen Werte. Das Betätigungsorgan (Fig. 17) weist eine Spule B 4 auf, die zwischen dem stromführenden Punkt der Spule B 1 einerseits und einem regelbaren Punkt positiver Spannung andererseits über eine Diode eingeschaltet ist, die den Stromdurchgang in Gegenrichtung sperrt. Diese Spule B 4 bekommt also am Ende der Bremsung einen der Fig. 13 entsprechenden Strom, woraus sich für den Druck {Fig. 19) ein Verlauf ergibt, der der theoretischen Kurve viel näher liegt.

Als nicht einschränkendes Beispiel der Anwendung des oben beschriebenen Bremsbetätigungsprinzips werden im folgenden eine Bremsbetätigungsvorrichtung sowie andere Vorrichtungen nach der Erfindung beschrieben.

Nach Fig. 20 besteht die Vorrichtung aus Fühlorganen und Bremsbetätigungsorganen.

Die Fühlorgane bestehen aus:

einem tachymetrisehen Gleichstromgenerator Ge 1, der mittels eines Fühlrades Pa die Fahrzeuggeschwindigkeit co mißt und eine dieser Geschwindigkeit proportionale Gleichspannung liefert, und

einem dem obigen entsprechenden tachymetrischen Gleichstromgenerator Ge 2, der die Umdrehungsgeschwindigkeit <—' des gebremsten Rades RF mißt und eine dieser Geschwindigkeit proportionale Gleichspannung liefert.

Die Bremsbetätigungeorgane bestehen aus: einem Regelkaaten BR und

einem elektro-hydraulischen verstärkenden Wandler, der den Gegenstand der deutschen Patentanmeldung betreffend "Elektrohydraulischer Wandler mit mehreren Betätigungseingängen" derselben Anmelderin vom 6. Mai 1966 bildet.

Dieses Ger&t ermöglicht, mittels elektrischer Ströme geringer Stärke einen Druck au errechnen und su liefern. Bei der vorliegenden Anwendung ist der vom Gerät gelieferte Druck

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linear proportional der algebraischen Summe der dem Gerät zugeführten elektrischen Ströme.

Dieser verstärkende Wandler ist in Fig. 21 in geschnittener Draufsicht und in Fig. 22 und 23 in weiteren Schnitten dargestellt;

Der verstärkende Wandler TR weist in ein und demselben Gehäuse 1 einen elektromagnetischen Motor 2 mit vier Betätigungsspulen Bl, B2, B3, B4 auf einem von zwei Dauermagneten .iff 4 polarisierten magnetischen Kreis 3 und eine in den Luftspalten 6 des magnetischen Kreises 3 schwingende Magnet·» scheibe 5 auf, die durch eine Welle 8 starr mit einer hydraulischen Scheibe 7 verbunden ist. Die Welle 8 ist an ihren beiden Enden durch zwei Stifte 9 und 10 von geringem Durchmesser und geringer Länge gehalten, die ihrerseits im Gehäuse gehalten sind. Ein Torsionsrohr 11 spielt eine dreifache Rolle als Träger, als Rückstellfeder und als Di-chtung zwischen dem elektromagnetischen Motor 2 und der Kammer 12 der Düse 13» die durch eine Drosselstelle 14, einen Filter 15 aus gesintertem Material und eine Kammer 16 des Servoverteilers 17 mit dem Speisedruck A gespeist wird. Der Servoverteiler 17 weist einen durch Federn equilibrierten Verteilerschieber 1Ö auf. Der von der ersten Stufe erhaltene Druck wirkt auf den Schieber Id mittels eines Stempels 19, dessen Querschnitt das Doppelte des Querschnitts des Schiebers 18 ist. Das andere Ende des Schiebers steht direkt unter dem Nutadruck p, der einen inneren Gegendruck bildet. Der Gleichgewichteaustand wird erreicht, wenn der Nutzdruck ρ das Doppelte des Betätigungsdrucks ist ( umgekehrtes Verhältnis der Querschnitte). Dies System ermöglicht die Erzielung eines Nutzdrucks p, der dem Speisedruck A gleich ist, wobei der durch die erste Stufe gelieferte Betätigungsdruck die Hälfte des Speisedrucke A nicht übersteigt.

Der Nutzdruck Null wird erreicht durch Einführung einer Asymmetrie in die Kräfte der Ausgleichsfedern des Schiebers {Stellschraube 20), die die Wirkung des Restdrucks der Primärstufe annulliert. Die zusätzliche Rolle dieser Federn ist, bei nicht vorhandenem Druck den Schieber in der Nähe der Neu- V tralstellung zu halten.

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Das Gerät ist so ausgeführt, daß es keinen durch Längs- J schwingungen verursachten Störungen unterliegt. Außerdem ' reduziert ein die Viskosität der Nutzflüssigkeit ausnutzender Scheibendämpfer 21 den Resonanafaktor auf einen geringen Weit, Der magnetische Kreis ist völlig abgedichtet, und die Luftspalte können in keinem Fall durch Schwebeteilchen in der verwendeten Flüssigkeit verschmutzt werden.

Da im Ruhezustand kein Druck das Gerät speist und die Spulen von keinem elektrischen Strom durchflossen werden, wirkt kein Moment auf die Verschlußscfaeibe 7, die sich in Mittelstellung befindet.

Bei konstantem Förderdruck, ohne daß aber schon ein elektrisches Signal vorhanden wäre, übt der durch die Düse gehende Förderdruck auf die Verschlußscfaeibe 7 ein Moment aus, das sie zurückdrücken will und das entgegenwirkende Moment des Torsionsrohrs 11 ausgleicht. Is sei daran erinnert, daß der jetzt in der Kammer 22 des Stempels 19 herrschende Restdruck durch entsprechendes Einstellen der Schraube 20 ausgeglichen ist. Zur Nutzseite hin oder von der Nutzseite her besteht keine Verbindung.

Eine positive Veränderung der algebraischen Summe der elektrischen Ströme bestimmt ein magnetisches Moment, das zu dem Moment des Torsionsrohres hiniukoiaat und die Verschlußscheibe 7 der Düse 13 nähert. Der Ladeverlust staLgl|t, ebenso der Druck in der Kammer 22» Diese Druckänderung ist proportional der Stärke des resultierenden Stromes und drückt den Schieber IB zurück mittel» des Stempele 19, dessen Querschnitt doppelt so groß ist wie der des Schiebers. Is entsteht eine Förderung von der Speiseseite zur Nufczeeite. Der Druck steigt an der Nutzseite (wobei die Geschwindigkeit dieses Druckanstiegs vor allem vom Fassungsvermögen des Kreises abhängt) und parallel dazu in der Gegendruckkaaaser 23, wo der Druck auf den Querschnitt des Schiebers wirkt. Wenn die auf den JMf Schieber wirkenden Drücke (Nutadruck doppelt so groß wie der in der Kammer 22 herrschende Betätigungsdruck) gleich sind, geht der Schieber in die mittlere Glelchgewichtsatellung zurück. Die öffnungen werden augedeckt, und die Förderung ist?

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Null, solange die algebraische Summe der Betätigungsströme konstant bleibt.

Bei einer negativen Änderung der algebraischen Summe der elektrischen Ströme verringert sich das magnetische Moment. Die Verschlußscheibe entfernt sich von der Düse 13. Der Ladeverlust nimmt ab, ebenso der Druck in der Kammer 22. Durch den vorherrschenden Nutzdruck in der Kammer 23 verschiebt sich der Schieber (in der Zeichnung nach links) und verbindet die Öffnungen für ρ und R. Im Nutzkreis nimmt der Druck parallel ab, und der Schieber nimmt wieder seine Mittellage ein, wenn das Gleichgewicht wiederhergestellt und der Nutzdruck erneut doppelt so groß ist wie der Betätigungsdruck. In gleicher Weise wirkt sich bei konstanter algebraischer Summe der Ströme eine durch Störung verursachte Änderung des Nutzdrucks durch eine entsprechende Verschiebung des Schiebers aus, um diese Änderung zu annullieren und einen dem resultierenden elektrischen Signal proportionalen Druck aufrechtzuerhalten.

In Fig. 20 findet sich wieder das Bremspedal PF mit seinen bereits angegebenen Anlagen. Das Pedal PF betätigt ein Potentiometer 101, das von der Bordspannung, z.B., wie dargestellt, einer Gleichspannung, gespeist ist, deren negativer Pol an Masse liegt, und die stabilisiert, d. h. trotz der Förderungsänderungen zeitlich konstant ist. Die positive Betätigungsspannung auf dem Abgreifkontakt des Potentiometers 101 wird gegebenenfalls durch eine Vorrichtung 102 übertragen. Eine solche Vorrichtung 102 kann bei bestimmten Luftfahrzeugen erforderlich sein und trennt oder reduziert die positive Betätigungsspannung in Abhängigkeit von der Belastung auf dem Rade. Die positive Betätigungsspannung geht durch ein Relais 103 und wird dann an ein Potentiometer 104 gelegt, dessen anderes Ende an Masse liegt. Der Abgreifkontakt des Potentiometers 104 ist über einen Widerstand 105 mit der Spule Bl > des Wandlers verbunden, deren andere Klemme an Masse liegt. Wie bereits bei Fig. 13 ausgeführt, sind die beiden Generatoren Ge 1 und Ge 2 in Reihe geschaltet und speisen die beiden Spulen B2 und B3 des Wandlers, dessen Kreis sich über ein Po-

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tentiometer 107 zur Regelung des Mittelpunktes und einen understand 108 zur Regelung der Verstärkung schlisset. Die Schwellenwertvorrichtung meist einerseits auf eine Brücke aus zu/ei Widerständen 110, 111 und einem Potentiometer 112, riss an deren eine Diagonale die Summe dar Spannungen der beiden Generatoren Ue 1 und üe 2 angelegt ist und deren andere Diagonale eine Diode 113 enthält, und andererseits zuiei Transistoren 114 und 115, die mit gemeinsamen Kollektoren in Kaskade geschaltet sind, wobei die Basis des Einganqstransietors 114 mit dem den beiden Widerständen HU₁ 111 gemeinsamen Punkt A und mit der Kathode der Diode 113 verbunden ist. Da das Ganze so geregelt ist, dass im Ruhezustand ein gewisser Strom durch die Diode 113 fliesst, reduziert jedes plötzliche Auftreten eines Stromes an der Basis des iingangetransistors 114 nur den durch die Diode 113 fliessenden Strom, ohne die Spannung des Punktee A zu erhöhen» man erhält ao eine beträchtliche Verstärkung, wie später erklärt werden wird. Die Stabilität wird gewährleistet durch einen Widerstand 117 und eine Diode 118, die zwischen Basis und Emitter des Auegangstransistors 115 in Reihe geschaltet sind. Dessen Emitter ist gleichfalls verbunden mit dem spannungsführenden Punkt der Spule Bl und über einen Widerstand 119 mit dar Mittelpunkt der beiden Generatoren Ge 1 und Ge 2. -ύβ bei Fig. 17 erklart, ist die Spul· B4 eingeschaltet zwischen dem stromführenden Punkt der Spule Bl und» Über eine Diode 121, dem Abgreifkontakt eines Potentiometers 122, das parallel zum Potentiometer 1Ü4 geschaltet ist.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt» Im Ruhezustand ist das Bremspedal PF nicht niedergedrückt, sodass das Potentiometer 101 keinen Strom aus dem Gleichstromnetz des Fahrzeugs entnimmt. Die Spule Bl des Wandlers TR wird nicht gespeist. Da das Fahrzeug nicht rollt, fördern die Generatoren Ge 1 und Ge 2 keinen Strom, und die Spulen B2, B3 und B4 werden nicht gespeiet. Der Wandler liefert also keinen Druck,und die Bremse F des Rades RF uiird nicht angezogen. Wenn im Stillstand der Fahrzeugführer des Bremspedal PE bis zum Anschlag durch-

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tritt, nimmt das Potentiometer 101 Strom mit der positiven . ■ Höchstspannung auf, die dem elektrischen Bordnetz entspricht, und schickt ihn mittels des Kontaktgebers 102, des Relaie 103, des Potentiometers 104 und des «iderstands 105 in die Spule Dieser konstante Strom erzeugt mit Hilfe der Spule Bl einen konstanten positiven magnetischen Fluss. Der wahlweise einsetzbare Kontaktgeber 102 wird dann verwendet, wenn das zu bremsende Fahrzeug ein Luftfahrzeug ist, denn er verhindert dann ein Landen mit angezogenen Bremsen. Seine Betätigung erfolgt dann z.B. lediglich durch Zusammendrücken des Fahr- ^v

warkfederbeins derart, dass der Kontakt hergestellt wird, wenn das Federbein eingedrückt wird. Da das Fahrzeug steht, liefern die Generatoren Ge 1 und G· 2 keinen Strom an die . . Spulen B2 und B3v Der !Handler TR liefert daher an die Bremse f einen konstanten Druck, der dem durch die Spule Bl (Fig* 4) flieseenden Strom proportional ist.

Wenn bei einer Bremsung auf einem Boden mit hohem Reibungskoeffizienten das Bremspedal PF bis zum Anschlag durchgetreten wird und das Fahrzeug mit einer gewissen Geschwindigkeit rollt, wird, wie im vorhergehenden Fall, die Spule Bl mit einem konstanten Strom gespeist, der einen konstanten poeitiven eagne- ,'„% tischen Fluss erzeugt. Das nicht gebremste Red Pa dee Fahr- . yzeugs dreht sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit, die von dem Generator Be 1 gemessen wird, der seinerseits durch da· Potentiometer 107 und den Widerstand 108 die Spule 82 speist. Dieser der Geschwindigkeit des Fahrzeuge proportionale Strom · erzeugt mit Hilfe der Spule B2 einen negativen magnetischen

Fluss (Fig, 6). Das gebremste Rad RF des Fahrzeuge dreht »ich

mit einer gewissen Geschwindigkeit, die durch den Generator * . ^r

Ge 2 gemessen wird, der seinerseits durch das Potentiometer

107 und den Widerstand 108 die Spule 83 speist» Dieser d»r

Drehgeschwindigkeit des gebremsten Rades RF proportion·!· Strom

erzeugt mit Hilfe der Spule 83 einen positiven magnetischen

Fluss {Fig. B). ■

Zweck des Potentiometer· 107 ist es, eine etwaig« Unausgeglichenheit zwischen den Spul» 82 und B3 zu korrigieren, und zwar in der Weise, dass für gleiche durch die Spulen fliessend· »,

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Ströme gleiche magnetische Flusswerta erhalten werden. Diese Korrektur braucht nur einmal vorgenommen und nicht mehr wiederholt zu werden.

Der Widerstand 108 dient zur Einstellung der Verstärkung der Generatoren. Auch diese Einstellung braucht ebenfalls nur einmal vorgenommen zu werden.

Wenn das Fahrzeug mit einer gewissen Geschwindigkeit rollt und das Bremspedal PF noch nicht getreten ist, drehen sich daher die Räder RF und Pa mit derselben Geschwindigkeit. Die von den Generatoren Ge 1 und Ge 2 abgegebenen Ströme sind gleicht und die magnetischen Flüsse der Spulen B2 und B3, die im Wert gleich, jedoch im Vorzeichen entgegengesetzt sind, heben sich auf und erzeugen keinen Druck im Wandler TR. In dem Augenblick, in dem das Bremspedal PF getreten wird, entsteht in der Spule Bl ein positiver magnetischer Fluss und bewirkt den Zulaas eines Bezugsdruckes in die Bremse F. Dieser Druck entspricht dem Druck, der notwendig let, um für einen Boden mit optimalem Reibungskoeffizienten bei der Geschwindigkeit Mull das zulässige Bremsmoment zu erhalten. Diese Bremsung führt zu einem Schlupf, des Rades RF, dessen Geschwindigkeit um den U/ert dieses Schlupfes nisdriger wird als die Geschwindigkeit des nicht gebremsten Rades Pa. Dadurch wird der von dem Generator Ge 2 äßs gebremsten Rades erzeugte Strom niedriger als der vom Generator Ge 1 des nicht gebremsten Rades erzeugte Strom. Im Wandler wird der magnetische Fluss der Spule B 3 niedriger als der magnetische Fluss der Spule B2. Der resultierende magnetische Fluss aus der algebraischen Summe der Flüsse der Spulen B2 und B3 wird daher ein negativer Fluss, der dem li/ert des Schlupfes des Rades RF proportional ist (Fig. 10).

Der aus der Summe der Flüsse der Spulen Bl, B2 und B3 resultierende magnetische "luss erzeugt im Wandler einen Druckverlauf als Funktion der Geschwindigkeit ähnlich dem vorher betrachteten Verlauf (Fig. 2).

Uienn bei einer Bremsung auf einem Boden mit niedrigem Reibungskoeffizienten das Bremspedal PF bie zum Anechlag durchgetreten wird und das Fahrzeug mit einer gewiesen Geschwindigkeit rollt, erfolgt der zuvor erklärte Vorgang der Unterdruck-

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setzung der Bremse Γ in der gleichen Weise» die Spule Bl bewirkt einen Bezugsdruck, und die Spulen BI und B3 erzeugen eine erste Regelung dieses Druckes.

Wie bereits ausgeführt, war diese Regelung nicht auereichend, um den Schlupf des Rades RF in einem Bereich zu halten, der den optimalen Reibungskoeffizienten zwischen Reifen und Boden gewährleistet. Deswegen ist es erforderlich, den durch die Spule Bl des Wandlers TR betätigten Druck zu reduzieren. Zu diesem Zweck werden die von den Generatoren Ge 1 und Ge 2 abgegebenen Spannungen in der Widerstandsbrücke 112 zur Addition gebracht.

Der Gleichgewichtspunkt dieser Widerstandsbrücke 112 ist so geregelt worden, dass am Mittelpunkt A eine negative Grosse auftritt, wenn die vom Generator Ge 2 des gebremsten Rades RF abgegebene Spannung, ausgehend von dem vorher festgelegten Schlupfwert, niedriger wird als die vom Generator Ge 1 des nicht gebremsten Rades Pa abgegebene Spannung. In den Mittelzweig der Widerstandsbrücke 112 ist eine Diode 113 eingeschaltet, um die Verstärkung dieser Regelung zu erhöhen, wenn die Spannung von Ge 2 um den vorher festgelegten Schwellenwert des Schlupfes niedriger wird als die Spannung von Ge 1. Diese Verstärkung ist notwendig, um ein ausreichendes Signal an der Basis des Eingangstransistors 114 zu erhalten.

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Wenn also der Schlupf des gebremsten üades den optimalen Schlupf übersteigt, tritt am Mittelpunkt A der Widerstandsbrüoke 112 eine negative Intensität ein. Dieeer Strom ist proportional dem Schlupf des Rades RF. \Er wird auf die Basis des Betätigungstransistors 114 gegeben und macht diesen leitend, was der negativen Speisegleichspannung des Bordaetzes gestattet, ihrerseits den Transistor 115 leitend eu machen. Dieser Leistungstransistor 115 annulliert dann in zunehmenden Maße den Speisestrom der Spule B1, indem er diese stromabwärts von dem Schutzwiderstand 115 kurzschließt. Eine Dämpfung dieeer Regelung ist dadurch erreicht, daß die negative Spannung, welche durch den Transistor zur Zeit seines Betriebs hindurchgeht, auf die Basis des Transistors über einen Schutzwiderstand 117 und eine Diode 118 zurückgeleitet wird.

Der Emitter des Transistors* 115 ist mit dem Mittelpunkt der Generatoren über einen Hegelwideretand 119 verbunden, dessen Strom dazu dient, den Transistor 115 leitend zu machen.

So tritt diese Regelung erst dann in Funktion, wenn der Schlupf des gebremsten Rades RF den festen Wert g1 (Fig. 12) übersteigt, und ihre Wirkung auf den Bremsdruck ist derart, daß, trotz der Abnahme dee Reibungskoeffizienten u zwischen Boden und Reifen, der Schlupf in einem zulässigen Bereich g1 g3 bleibt.

Für die geringen Geschwindigkeiten gegen Ende der Bremsung werden» wie sohon erwähnt, die durch die Generatoren gelieferten Ströme echwach und ihr Rauschpegel wird, bezogen auf die Auegangeströme, immer wichtiger. Das hat zur Folge, daß die Regelvorrichtungen gestört werden und nicht mehr richtig reagieren.

So erhält man, anetatt eine theoretische Regelung gemäß der Fig. 15 zu erhalten, eine tatsächliche Regelung, wie sie in Fig. 16 dargestellt 1st, in der man sient, daß der Druck auf Werte ansteigt, die größer als die theoretischer. Werte sind. Um eine für diesen Betriebszustand erforderliche Korrektur anzubringen, sieht die Erfindung ein zusätzliches Regelsystem vor.

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Diese zusätzliche Regelung tritt nur in funktion, wenn die durch die Generatoren Gel und Ge2 gelieferten und die Spulen B2 und B3 des Wandlers TR speisenden Span- nungen kleiner werden als ein vorherbestimmter Wert und wenn der Schlupf einen Wert überstiegen hat , jenseits dessen die auf die Spule B1 einwirkende Regelung in Aktion tritt. Wenn diese beiden Bedingungen vereinigt werden, so zeigt sich bei einer Prüfung der Pig· 16, daß der Bremsdruck sehr wichtig wird im Hinblick auf die Möglichkeiten des Bremsmoments, folglich steigert eich der Schlupf des Radei RF, Diese Steigerung des Schlupfes hat eine Änderung der Spannung in dem Transistor 115 zur Folge. Wenn bei der Regelung der Widerstandsbrücke 104, die auf eine feste positive Spannung geregelt ist, die an den Transistor 115 gelegte Spannung sich ändert, wird sie in einem bestimmten Augenblick negativ bezuglich der positiven festen Spannung· Dieser Augenblick entspricht dem Zeitpunkt, in dem die Störung der Regelung bei geringer Geschwindigkeit auftritt. Um den Druck abzusenken verwendet man eine vierte Spule B4 des Wandlers TR. Diese Spule B4 wird gespeist durch die Bordgleichspannung zwischen dem Jg t romführ end en* Jler Spule B1 und, über eine Diode 121, durch den Schieber eines Potentiometers 122, das parallel zu dem Potentiometer 104 geschaltet ist.

Dieser Strom erzeugt in der Spule B4 einen negativen magnetischen I¹IuU wie in Pig. 18 dargestellt. Die algebraische Summe der die 4 Spulen B1, B2, B3, B4 durchfließenden Ströme erzeugt dann einen resultierenden magnetischen I¹IuS wie er in Pig. 19 dargestellt ist. Dieses zusätzliche Regelsystem gestattet es, aieh am besten an die theoretische Regelkurve in Pig. 15 anzunähern. Die Aufgabe der Diode 121 ist, den Durchfluß einee Stromes zu verhindern, der in der Spule B4 einen positiven magnetischen Pluß erzeugen würde.

Der in Pig. 20 dargestellte Regelkasten BR weist eine Sicherheitsvorrichtung für den Pail auf, in dem eich das gebremste Rad RP dreht und das ungebremste Rad Pa eich noch nicht dreht ( dieser Pail tritt ein, wenn ein luftfahrzeug landet und das Bugrad z.B. noch nicht auf der !Landebahn aufgesetzt hat, wenn dieses ale fühler dient)· Zweck dieser Sicherheitsvorrichtung ist zu vermeiden, daß, wenn in dieeea ·'

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Zustand, das Bremspedal PF niedergedrückt wird, ein zu großer .Bremsdruck geliefert wird, wenn in der Spule B3 kein negativer magnetischer Fluß vorliegt· Folglich werden die Ströme der Generatoren Gel und Ge2 in ein Relais 103 mit 2 Spulen geschickt. Wenn die beiden Generatoren sich drehen, gestattet das Relais 103 dem Bordetrom in den Wandler einzutreten·

Wenn sich der Generator Gel nicht dreht während sich der Generator Ge2 dreht, ruft der von dem letzteren ausgehende Strom in der entsprechenden Spule einen magnetischen Fluß hervor, der das Relais.103 schaltet und die elektrische Speisung, die von dem Bremspedal PF ausgeht, unterbricht. Diese Unterbrechung wird dem Fahrzeugführer durch das Aufleuchten einer Signallampe 1X5 angezeigt, die durch das Relais 103 gespeist wird.

Die oben dargestellte Ausführungsform arbeitet mit Gleichstrom. Es ist jedoch ebensogut möglich, ein derartiges System mit Wechselstrom arbeiten zu lassen. Dazu genügt es, die in der Abfühlung dienenden Gleichstromgeneratoren a.B. durch Zweiphasengeneratoren au ersetzen, deren Irregerstrom ein Wechselstrom ist· Man erhält dann einen Wechselstrom mit fester Frequenz, dessen Amplitude eine Funktion der Umdrehungsgeschwindigkeit der Generatoren ist. Diese Ströme werden in einen Wechselstromwandler geschickt, dessen Spule B1 ebenfalls von Wechselstrom der selben Frequenz wie die der Generatoren, und die aus dem Bordnetz des Fahrzeugs entnommen wird, durchflossen wird. Die Regulierungen werden dadurch bewirkt, daß die Amplitude jedes Stroms verändert wird, bevor er in eine Spule des Wandlers geschickt wird. Man könnte ebensogut Wechselstromgeneratoren und Gleichrichter verwenden, was auf den oben beschriebenen Gleichstromfall zurückführen würde·

Die Funktion des Bremsbetätigungssysterne gemäß der Erfindung wurde in Zusammenhang mit der Verwendung eines Wandlers beschrieben, der für einen bestimmten Strom einen Druck liefert· Bs ist ebenso möglich, einen Wandler au verwenden, der bei dem Strom Hell den vollen Bremsdruck liefert und den Druck im gleichen Maße absenkt wie»*·* "row anvtelgt»

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Hierzu genügt es in dem Pail der Gleichstromlösung z.B., das Vorzeichen der in den Spulen des Wandlers erzeugten magnetischen Flüsse dadurch zu modifizieren, daß die Ansohlüsse der Spulen umgekehrt werden.

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Claims (10)

!Patentansprüche

1. Verfahren zur Betätigung der Bremsorgane einea Fahrzeugs mit luftbereiften Rädern, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei Betätigungβsignale verwendet werden, nämlich ein erstes Signal, das der von dem Fahrzeugführer gewünschten Bremsung entspricht, ein zweites Signal, das der Geschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht, und ein drittes Signal, das der Geschwindigkeit eines gebremsten Rades entspricht, und daß ein Wandler vorgesehen wird, der den Bremsorganen einen Druck liefert, der proportional der Differenz zwischen der Summe des ersten und dritten »signals und dem zweiten Signal ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daü eine Schweilenwertvorrichtung den Zeitpunkt abfühlt, an dem der Schlupf einen vorherbestimmten «ert übersteigt, und dann das erste Signal proportional dem Schlupf verringert .

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dai ein viertes Signal, welches dem Ubersenuß des ersten Signals über einen positiven festen Wert entspricht, von dem ersten Signal aogetrennt wird, und zwar mir dann, wenn dieser Überschuß positiv ist.

4. Verfanren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal durcn eine Sicherneitsvorrichtung ausgeschaltet oder verringert wird, wenn das Rad nicht oder nicht genügend belastet ist.

5· Vorrichtung zur Betätigung der Bremsorgane eines Fahrzeugs mit luftbereiften Rädern, dadurch gekennzeichnet, daii wenigstens drei Betätigungseignale verwendet sind, nämiicu ein erstes Signal, das von dem Bremsenbetätigungspedal (FF) kommt, ein zweites Signal, das von einem Gerät (Gel) zur Messung der Fahr^euggeschwindigkeit stammt^ und ein drittes Signal, das von einem Gerät (Ge2) zur Messung der Geschwindigkeit des gebremsten Rades herrührt, und daß ein elektro-hydraulischer verstärkender Wandler(5ER) mit wenigstens drei Spulen (B1,B2,bzw. B3) vorgesehen ist, welche die drei Signale empfangen,

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die Differenz zwischen der Summe des ersten und dritten Signals und.dem zweiten Signal bilden und den Bremsorganen (I¹) einen dieser Differenz proportionalen Druck liefern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,¹ daß eine Schwellenwertvorrichtung (112,113) vorgesehen ist, die den Augenblick abfühlt, an dem der Schlupf einen vorherbestimmten Wert übersteigt, und einen Verstärker (114»115) betätigt, der zunehmend die das erste Signal empfangende Spule (B1) kurzschließt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (TR) mit einer vierten Spule (B4) versehen ist, die ein viertes Signal empfängt, welches zwischen dem ersten Signal und einer Diode (121) abgegriffen ist, die an eine regelbare Spannung (122) angeschlossen ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sicherheitsvorrichtung (1Ü2) das erste Signal abschaltet oder vermindert, wenn das Had nicnt oder nicht ausreichend belastet ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Gleichströmen oder mit gleichgerichteten Wechselströmen oder mit iVecnselströmen gleicher Frequenz arbeitet.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler den vollen Bremsdruck bei dem maximalen Betätigungssignal oder bei dem Betatigungssignal wull liefert.

Patentanwälte Dipl.-Ing. HeMmutb Kosel Dipl.-Ing. Horst Rose Dipl.-Ing. P β t β r K ο s e I

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