DE1921301C2 - Bremsregulator zur Verhinderung einer Blockierung beim Bremsen eines rotierenden Rades - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anti-Blockiereinrichtung gemäß dem deutschen Patent 18 05 666.

Bei der in dem deutschen Patent 18 05 666 beschriebenen Anti-Blockiereinrichtung wird dadurch, daß der auch die Betätigungsvorrichtung bildende Fühler ständig proportional zur Drehgeschwindigkeit des Rades oszillierend angetrieben wird, ständig die tatsächliche Drehgeschwindigkeit des Rades erfaßt. Bei einer vorgegebenen erfaßten Drehgeschwindigkeit erfolgt die Schaltung des steuerbaren Rückschlagventils, so daß die Brcmsentlastung unmittelbar der Radgeschwindigkeit zugeordnet ist, und nicht sekundären Erscheinungen wie der Verzögerung des gesamten Fahrzeuges, der Stellung des Bremspedals oder dgl., was zu erheblichen Störungen des Betriebes der Anti-Blocklereinrichlung führen könnte. Die Betätigung des steuerbaren Rückschlagventils erfolgt nicht wie beim Stand der Technik (GB-P 10 19 104) über einen eigenen, solenoidgesteuerten Druckmittelkreis oder dgl., sondern auf ganz einfache Weise durch Zwischenschaltung der abgefederten trägen Masse zwischen der Betätigungsvorrichtung und dem steuerbaren Rückschlagventil. Die träge Masse bildet zusammen mit ihrer Abstützung über die Pufferfeder ein vom Fühlglied der Betätigungsvorrichtung angeregtes Schwingsystem, das bei hoher Oszillationsfrequenz des Fühlgliedes praktisch in Ruhe bleibt. Erst wenn infolge eines Drehzahlabfalls des Rades auch die Schwingfrequenz der Betätigungsvorrichtung soweit abfällt, daß die Eigenfrequenz der abgefederten trägen Masse erreicht wird, tritt eine Resonanzschwingung auf, bei welcher die träge Masse einen merklichen Betätigungsweg zurücklegt und dabei das Steuerorgan schaltet.

Die in dem deutschen Patent 18 05 666 beschriebene Anti-Blockiereinrichtung stellt eine einfache, betriebssichere und zuverlässige Konstruktion dar. die vollautomatisch eine Bremsentlastung bewirkt, wenn die Drehzahl des Rades einen vorbestimmten kritischen unteren Wert unterschreiten sollte. Auf diese Weise wird eine Blockierung des zugeordneten Rades ohne die Verwendung störanfälliger elektrischer Schaltungen, besonderer Druckmittelkreise oder dgl. allein auf mechanischem Wege zuverlässig erzielt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anti-Blockiereinrichtung gemäß dem deutschen Hauptpatent 18 05 666 dahingehend zu verbessern, daß auf einfache Weise die Frequenz des im Hauptpatent beschriebenen Systems erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt ein einfacher Weise eine Erhöhung der Frequenz im Arbeitsverlauf des Ventils im Verhältnis zu der von der Betätigungsvorrichtung empfangenen Frequenz.

Konstruktive Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösung sind In den Unteransprüchen beschrieben.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung ist

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anti-Blockiereinrlchtung Im Schnitt,

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer abge- « wandelten Ausführungsform im Schnitt,

Fig. 3 ist eine der Fig. 2 entsprechende Vorrichtung, jedoch mit einer Abwandlung bezüglich der Übertragungsvorrichtung,

Fig. 4 A ist eine Seitenansicht von oben und F i g. 4 B ist eine Seitenansicht in einer 90' Im Verhältnis zur Fig. 4 A gedrehten Ebene einer Ausführungsform, die einerseits eine Zwangssteuerung zwischen der trägen Masse und der die Ventileinheit regelnden Übertragungsvorrichtung und andererseits eine Torsionsfeder hat, die die in den vorhergehenden Figuren gezeigte Schraubenfeder ersetzt,

Fig. 5 ist eine teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren abgewandelten Ausführungsl'orm der Übertragungsvorrichtung,

FIg 6 A ist eine teilweise geschnittene Draufsicht einer Ausführungsform, bei der die Vcntileinheit im rechten Winkel zu der Ebene angeordnet ist. in der die träge Masse schwingt,

Fig. 6 B Ist ein Schnitt dergleichen Ausluhrungslorm wie in Fig. 6 A nach der Linie VI B-Vl B.

Fi g. 6 C ist ein Schnitt der gleichen AusfUhrungsform wie in Fig. 6 A und 6 Ii, gesehen gemäß der Linie Vl C-VI C,

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform, bei der die Übertragungsvorrichtung aus einem steifen Bandfederelement besteht,

Fig. 8 A ist ein Schnitt einer Vorrichtung, die dazu bestimmt ist, zwischen einer rotierenden Eingangswelle und dem Impulsgeber angebracht zu werden mit dem Zweck, die Geberfrequenz herabzusetzen, damit das System schneller auf die kritische Eigenschwingungsfrequenz kommen soll,

Fig. 8 B ist eine Teilansicht der Vorrichtung im Schnitt längs der Linie I-I,

Fig. 9 ist ein Diagramm über die durch Verwendung der Vorrichtung gemäß Fig. 8 erzielte Drehzahl im Verhältnis zum Zeitablauf, und

Fig. 10 ist ein Schnitt durch eine praktisch brauchbare Ausführungsform, in der die Anti-Blockiereinrichtung besonders gedrängt ausgeführt ist, so daß sie am Hinterrad eines Fahrzeuges angebracht werden kann.

Die Anti-Blockiereinrichtung umfaßt eine Betätigungsvorrichtung 1, die von dem drehenden Rad hin- und hergehende Impulse empfängt, die mi'licherweise, aber nicht mit Notwendigkeit, proportional der Winkelgeschwindigkeit des Rades sind. Die von der Betätigungsvorrichtung I empfangenen Impulse werden auf eine Pufferfeder 2 mit einer tragen Masse 3 überführt, wie dies schematisch in Fig. 1 gezeigt ist. Die Übertragungsvorrichtung zwischen der Pufferfeder 2 mit der trägen Masse 3 und einer Ventileinheit besieht In der Ausführungsform nach Fig. 1 aus einer Stange 19, die an ihrem von der Masse 3 abgewandten Ende mit einer Kurvenscheibe 20 versehen ist. Ein Abtastorgan 21 liegt an der Kurvenscheibe an und wird bei Verschiebung der Übertragungsvorrichtung 19 aus der Gleichgewichtslage aus der in Fig. t gezeigten Lage verschoben. Hierbei verschiebt das Abtastorgan 21 eine Stange 4, die in Verbindung mit einem Ventilschieber S steht. Der Ventilschieber ist in seiner Längsrichtung verschiebbar im Inneren eines Ventilgehäuses, das durch Dichtungen 7, 16 in drei Kammern 10, 15, 9 eingeteilt ist. Die Stange 4 tritt in die Kammer 9 des Ventilgehäuses durch eine Dichtung 6 ein. Von dem der Stange 4 entgegengesetzten Ende streckt sich eine Ausnehmung 18 in den Ventilschieber 5 in dessen Längsrichtung hinein. Durch eine Öffnung 18a steht die Ausnehmung 18 in Verbindung mit der Kammer 15. Bremsmittel wird durch einen Einlaß 13 zugeführt und wird durch die Kammer 15 und die Öffnung 18a in die Ausnehmung 18 hinein und durch diese in die Kammer 10 weitergeleitet, von wo das Bremsmittel durch den Auslaß 14 einem Radbremszylinder zugeführt wird. Zwischen den beiden Kammern 9 und 15 ist ein Anschlußkanal 17 vorgesehen, der dazu bestimmt ist, Druckunterschiede zwischen diesen beiden Kammern auszugleichen.

Die Anti-Blockiereinrichtung arbeitet in folgender Weise: Wenn sich das System im Gleichgewicht befindet, d. h. bei Frequenzen, die über- bzw. unterkritisch sind, stellt das Ventil eine Verbindung zwischen dem Einlaß 13 und dem Auslaß 14 her und die normale Bremswirkung des Fahrzeuges wird nicht beeinflußt. Wenn dagegen das Rad die Neigung zeigt, beim Bremsen zu blockieren, d. h. eine schnelle Geschwindigkeitsherabsetzung auf Null hin zu erhalten, wird das Rad durch die Geschwindigkeit hindurchgehen, die der kritischen Eigenschwingungsfrequenz des Systems entspricht. Hierbei tritt eine Amplitudenvergrößerung des schwingenden Systems auf, wobei das Abtastorgan durch seine Berührung mit der Kurvenscheibe 20 eine Bewegung erhält, die auf die Ventileinheit übertragen wird. Eine Fläche des Ventilschiebers 5 verschließt dabei den Einlaß 13 und weiterer Bremsdruck kann nicht d.:m Radbremszylinder zugeführt werden. Bei weiterer Bewegung der Kurvenscheibe 20 und dadurch auch des Abtastorgans 21 wird der Ventilschieber 5 als Pumporgan wirken und das Bremsmittel aus dem Radbremszylinder herauspumpen, wodurch die Bremswirkung des Rades abnimmt. Bei des Herabsetzung der Bremswirkung des Rades kann die Geschwindigkeit des Rades wieder zunehmen, das System erhält Impulse, die überkritisch sind und die Vergrößerung der Amplitude nimmt ab, wobei in der Gleichgewichtslage die Bremswirkung wieder dem Radbremszylinder zugeführt werden kann und das Rad wieder seine Geschwindigkeit bis auf die Geschwindigkeit vermindert, die der kritischen Eigenschwingungsfrequenz des Systems entspricht. Dieser Verlauf wiederholt sich in schneller Folge und das Rad wird bei aufrechterhaltener Bremsung eine im wesentlichen konstante Geschwindigkeit aufweisen, die etwa der Radgeschwindigkeit entspricht, die ihrerseits der kritischen Eigenschwingungsfrequenz des Systems entspricht.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist die Pufferfeder 2 in Verbindung mit der tragen Masse 3, die sich um eine Achse 22 drehen kann. Das Ventil 11 besteht in dieser Ausführungsform aus einem Kugelventil mit einer gegen einen Sitz 7 dichtenden Kugel 8. Die Verbindung zwischen den Kammern 10 und 9 des Ventils geht durch einen Kanal 7λ, durch den sich ein eingezogener Teil der Stange 4 streckt. An dem von dem Ventu abgelegenen Ende der Stange 4 ist ein Lenker 27 drehbar einerseits an der Stange 4 (bei 28) und andererseits an Masse 3 (bei 26) befestigt. Bei der kritischen Eigenschwingungsfrequenz des Systems tritt eine Ampliiudenvergrößerung ein, die dazu führt, daß sich die Masse um ihre Achse 22 dreht. Hierdurch erhält die Stange 4 eine hin- und hergehende Bewegung, die das Schließen des Ventils 11 dadurch steuert, daß die Kugel 8, die vorher von dem eingezogenen Teil der Stange 4 zurückgedrückt worden war, jetzt dichtend gegen den Sitz 7 anliegen und ⁴" damit die Zufuhr von Bremsdruck absperren kann. Das Volumen der Kammer 9 vergrößert sich danach, dadurch daß die Stange 4 nach links in Fig. 2 verschoben wird, wodurch der dem Radbremszylinder zugeführte Druck in der oben beschriebenen Weise verringert wird. Bei der Ausfüiirungsform gemäß Fig. 3 ist die Übertragungsvorrichtung in der Weise abgewandelt, daß die Masse 3, die sich auch in diesem Fall um die Achse 22 drehen kann, mit einem Nocken 20 versehen ist, gegen den das Abtastorgan 21 anliegt. Das Abtastorgan 21, das hier als Rollenkörper gezeigt ist, ist mit der Stange 4 verbunden, die sich ihrerseits in der früher beschriebenen Weise in das Ventil 11 hinein erstreckt und es steuert. Eine Feder 23 ist zwischen dem Ventil und einem Anschlag angebracht und preßt das Abtastorgan jederzeit gegen den Nocken.

Die Fig. 4 A und 4 B zeigen eine abgewandelte Vorrichtung, bei der einerseits die früher gezeigte und beschriebene Pufferfeder 2 durch eine Torsionsfeder ersetzt ist und andererseits die Stange 4 in einsr Ausnehmung der Masse 3 zwangsgesteuert ist, wobei diese Ausnehmung die Steuerkurve 20 bildet. Diese geänderte Ausführungsform wirkt wie die früher beschriebenen Ausführungsformen.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der nur die Übertragungsvorrichtung im Verhältnis zu den oben bescnriebenen Ausführungsformen abgewandelt ist. Die Stange 4 ist hierbei auf ihrer von dem Ventil abgewandten Seite mit einer Anlageplatte 24 versehen, die gegen

einen an der Masse 3 befestigten Kugelkörper 25 anliegt. Bei der Schwingungsbewegung der Masse 3 bewegt sich der Kugelkörper 25 in einer Kreisbogenbahn mit dem Radius der Masse 3, wobei die Anlageplatte 24 sich über die in der Figur veranschaulichte Strecke bewegt, während sich die Masse zwischen den gezeigten Lagen dreht. Eine Feder 23 preßt die Anlageplatte 24 in dauernde Berührung mit dem Kugelkörper 25.

Die Fig. 6 A, B und C sind verschiedene Ansichten einer Ausführungsform, die die gleichen Teile umfaßt wie die Ausführungsform in Fig. 4, bei der aber die Steuerkurve 20 auf der Seite der Masse 3 und nicht, wie in Flg. 4, am Umfang angebracht ist. Man erhält dann eine gedrängtere Ausführungsform, wenn das Ventil 11 im rechten Winkel zu der Schwingungsebene der Masse angeordnet ist.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Übertragungsvorrichtung aus einer steifen Blattfeder 41 besteht, die an dem Umfang der Masse 3 befestigt ist. Die Blattfeder 41 streckt sich durch eine Führung 42 zu einem Gelenksystem 43, das die Blattfeder 41 mit der das Ventil 11 steuernden Stange 4 verbindet. Dadurch erhält man den Vorteil, daß bei einem Bruch der Blattfeder 41 die dem Ventil zugeführte Bremsflüssigkeit das Kugelventil 8 verschließt, so daß keinerlei Bremswirkung bei dem Rad auftreten kann, mit dem das gezeigte System verbunden ist. Da der Fahrer eines Fahrzeuges nicht daran gewöhnt ist, daß bei einer mit der beschriebenen Bremsregelanlage versehenen Fahrzeug eine Blockierung der Hinterräder beim Bremsen überhaupt auftreten kann, wird daher auch bei einem mechanischen Fehler in der Vorrichtung die Bremswirkung aufgehoben und die Gefahr einer fien Fahrer überraschenden Blockierung entfällt somit auch beim Vorliegen irgendeines derartigen Fehlers.

Man kann auch die Geschwindigkeit des Rades stufenweise vermindern und den Schlupf des Rades im wesentlichen konstant halten, während ohne eine derartige Hilfsvorrichtung anfänglich ein sehr großer Schlupf vorliegt, der im weiteren Verlauf der Bremsung nach und nach abnimmt. Die bisher beschriebene Anti-Blockiereinrichtung an und für sich ergibt eine im wesentlichen konstante, vorbestimmte Raddrehgeschwindigkeit.

Fig. 8 A und B zeigen eine derartige Vorrichtung. Sie besteht aus einer Eingangswelle 30, der eine der Winkelgeschwindigkeit des Rades proportionelle Drehbewegung erteilt wird. An und senkrecht zu der Welle 30 ist eine andere Welle 32 steif befestigt und auf den äußeren Enden dieser Welle 32 sind f'lanetenräder 35 frei drehbar gelagert. Diese Planetenräder 35 verbinden ein auf der Welle 30 mit Hilfe eines Lagers 31 drehbares, mit einer trägen Masse 34 versehenes und dadurch ein Schwungrad bildendes Zahnrad 33 mit eire-n anderen Zahnrad 36.

das mit Hilfe einer Kupplung 38 auf der Welle 30 drehbar Ist. Das Zahnrad 36 ist mit einer Steuerkurve 37 versehen, gegen die die Betätigungsvorrichtung 1 anliegt. Diese Kupplung 38, die beispielsweise aus einer Reibungskupplung besteht, muß im Stand sein, die für das Zahnrad 36 und dessen Steuerkurve 37 erforderliche Kraft zum Antrieb des Abtastorgans 1 zu übertragen. Die Kupplung 38 muß jedoch auch im Stand sein, eine Relativbewegung zwischen dem Zahnrad 36 und der Steuerkurve 37 sowie der Welle 30 zu erlauben, damit die unten beschriebene Wirkungsweise auftreten soll. Im normalen Betrieb und bei schwachem Bremsen wird die gezeigte Vorrichtung mit der gleichen Geschwindigkeit angetrieben wie die Eingangswelle 30. Beim Auftreten einer kräftigen Verzögerung wird jedoch das Schwungrad 33, 34 sich weiterhin mit größerer Geschwindigkeit drehen als die Wellen 30 und 32, da es drehbar auf der Welle 30 gelagert ist. Die an der Welle 30 befestigte Welle 32 wird jedoch mit der Geschwindigkeit der Welle 30 weiter rotieren, so daß die Planetenräder 35 eine entgegengerichtete Relativbewegung auf das Zahnrad 36 übertragen, das daher mit geringerer Geschwindigkeit als die Eingangswelle 30 rotiert. Hierdurch erreicht die Steuerkurve 37 schneller die Geschwindigkeit, die der kritischen Eigenschwingungslrequenz des Systems gemäß der in Fig. 9 gezeigten Kurve entspricht. In dem Schema der Fig. 9 wird die Drehzahl als eine Funktion der Zeit gezeigt, wobei die obere Kurve die Geschwindigkeit des Fahrzeuges angibt, während die untere zickzackförmig verlaufende Kurve die Geschwindigkeit des Gebers zeigt, die wiederholt erst bis auf die kritische Drehzahl heruntergeht, bei der die Bremswirkung gemäß der vorhergehenden Beschreibung aufhört, um danach wieder auf die Geschwindigkeit des Rades zu steigen, alsdann wieder auf die kritische Drehzahl des Systems zurückzugehen usw. Das Rad dreht sich also mit schrittweise abnehmender Geschwindigkeit entsprechend der dick gezeichneten Kurve zwischen der Geberkurve und der Kurve über die Geschwindigkeit des Fahrzeuges, woraus hervorgehl, daß das Rad jeweils eine geringere Geschwindigkeit als das Fahrzeug erhält, jedoch nicht eine Geschwindigkeit die den Winkelgeschwindigkeitswert untersteigt, der der kritischen Eigenschwingungsfrequenz des Systems entspricht.

Schließlich zeigt die Fig. 10 eine Ausführungsform, die äußerst gedrängt baut und dazu bestimmt ist, in der unmittelbaren Nähe des Hinterrades eines Fahrzeuges untergebracht zu werden. Die in dieser Zeichnung gezeigte Konstruktion stimmt mit den früher beschriebenen Ausführungsformen überein. Aber die Konstruktion ist ganz besonders kompakt und geschlossen, so daß sie den Beanspruchungen gewachsen ist. die sich aus der genannten Unterbringung ergeben.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   1 Anti-Blockiereinrichtung nach dem deutschen Patent 18 05 666, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Betätigungsvorrichtung (1) und dem Rückschlagventil (11) ein Getriebe (20, 21; 24, 25; 27; 41, 43) angeordnet ist, dessen einer Getriebeteil (20, 27 25 41) mit der Betätigungsvorrichtung (D und dessen anderer Getriebeteil (21, 4, 24) mit dem Sch'.ießkörper (5, 8) des Rückschlagventils (11) in Wirkverbindung steht.
2. 2 Anti-Blockiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe ein eine Steuerkurve (26, 25, 37) und ein mit dieser zusammenwirkendes Abtastorgan (21, 24) umfassendes Nockengetriebe ist.
3. 3 Anti-Blockiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe ein Lenkergetriebe (27; 41, 43) ist.
4. 4 Anti-Blockiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der eine mit der Betätigungsvorrichtung (D in Wirkverbindung stehende Getriebeteil (20, 27, 25, 41) mit der trägen Masse (3) verbunden ist, die entweder geradlinig oder um eine Drehachse (22) hin- und herbewegbar gelagert ist.
5. 5. Anti-Blockiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe eine mit der Betätigungsvorrichtung (D in Verbindung stehende erste Welle (30) und eine quer zu dieser verlaufende und mit ihr festverbundene zweite Welle (32) umfaßt, an deren Enden jeweils ein Ritzel (35) drehbar gelagert ist das mit zwei auf der ersten Welle (30) drehbar gelagerten Zahnrädern (33. 36) kämmt, von denen das eine (33) die träge Masse (34) bildet und das andere

   (36) eine Steuerkurve (37) aufweist, an der das mit dem Schließkörper des Ventils zusammenwirkende Abtastorgan (2D anliegt.
6. 6 Anll-BlocklerelnrichtunR nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Steuerkurve

   (37) versehene Zahnrad (36) mit der ersten Welle (30) durch eine Kupplung (38) koppelbar ist, wobei mittels der Kupplung (38) die zum Antrieb des Zahnrades (36) erforderliche Kraft übertragbar sowie eine relative Bewegung zwischen dem Zahnrad (36) und der ersten Welle (30) herstellbar lsi.