DE2427238A1

DE2427238A1 - Hydraulischer druckregler fuer nichtblockierende bremsanlagen

Info

Publication number: DE2427238A1
Application number: DE19742427238
Authority: DE
Inventors: Andre Tobiasz
Original assignee: DBA SA
Current assignee: DBA SA
Priority date: 1973-06-06
Filing date: 1974-06-06
Publication date: 1975-01-02
Also published as: JPS5022179A; GB1425674A; FR2232471B1; US3942843A; IT1021032B; SE7407394L; FR2232471A1

Description

Hydraulischer Druckregler für nichtblockierende Bremsan-

lagen

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Druckregler für nichtblockierende Bremsanlagen.

Nichtblockierende Bremsanlagen sind mit Reglern ausgerüstet, um den auf die Radbremszylinder ausgeübten Bremsdruck so zu regeln, daß ein Blockieren der Räder vermieden wird.

Bekannte derartige Regler weisen eine mit einem Satz von Radbremszylindern verbundene Regelkammer und einen in die Regelkammer hineinragenden Tauchkolben auf, wobei der Tauchkolben durch eine äußere Kraft bewegt wird, welche durch einen Blockierwächter gesteuert wird, der auf die Drehbewegung mindestens eines Fahrzeugrades anspricht , so daß das effektive Volumen der Regelkammer geändert werden kann und folglich eine Regelung des Bremsdruckes in den Radbremszylindern erfolgen kann. Diese äußere Kraft wird normalerwei-

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se durch einen Kolben übertragen, der durch aus einer Hilfsquelle stammendes Druckmittel hin- und herbewegt wird. Das Druckmittel läuft in einem Hilfskreislauf um, welcher ein oder mehrere Magnetventile aufweist, die von dem Blockierwächter bedient werden. Die beiden Hauptnachteile solcher bekannter Anlagen sind,dass der Druckmittelhilfskreislauf eine große Zahl von Bauteilen erfordert, und daß die Trägheit des hydraulischen Hilfskreislaufes und während des Regeins auftretende Ein- und Ausschwingvorgänge es dem Konstrukteur praktisch unmöglich machen, die Bewegung des Tauchkolbens vorherzubestimmen.

Durch die Erfindung soll daher ein hydraulischer Regler für eine nichtblöckierende Bremsanlage geschaffen werden, bei dem die Bewegung des Tauchkolbens vorherbestimmt werden kann.

Bei einer der am meisten interessierenden Anwendungen der Erfindung weist die zeitliche Änderung des effektiven Volumens der Regelkammer ausgehend von der Stellung maximalen Eindringens des Tauchkolbens in die Regelkammer im wesentlichen denselben Verlauf auf wie die Verdrängungskurve des mit dem Regler verbundenen Satzes von Radbremszylindern. Diese Verdrängungskurve stellt das Anwachsen des Volumens des im Zylinder der Radbremszylinder enthaltenen Druckmittels in Abhängigkeit vom Anwachsen des Druckes in den Radbremszylindern dar. Damit hängt die Druckabnahme in den Radbremszylindern während des Regeins im wesentlichen linear von der Zeit ab.

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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erhalten, daß ein hydraulischer Druckregler für eine nichtblockierende Bremsanlage eines zu bremsenden Fahrzeuges, welcher in bekannter Weise ein Gehäuse aufweist, in dem eine Regelkammer angeordnet ist, die mit einem Satz von Radbremszylindern verbunden ist, bei dem ein Tauchkolben verschiebbar im Gehäuse angeordnet ist und in die Regelkammer hineinragt, wobei der Tauchkolben durch eine von einem Blockierwächter, welcher auf die Drehbewegung mindestens eines Fahrzeugrades anspricht, betätigte Antriebseinheit angetrieben wird, so daß der Bremsdruck in den Radbremszylindern geändert werden kann, folgende Merkmale aufweist: die Antriebseinheit weist ein mechanisches Teil zur Kraftübertragung auf, die eine von einem fortlaufend umlaufenden Elektromotor gedrehte Nocke aufweist, wobei die Winkelbewegung der Nocke in einer gegebenen Richtung mit einer Bewegung des Tauchkolbens in einer gegebenen Richtung verknüpft ist, während eine Winkelbewegung der Nocke in entgegengesetzter Richtung eine Bewegung des Tauchkolbens in der entgegengesetzten Richtung bewirkt, wobei jede Winkelbewegung der Nocke auf eine Drehung des Elektromotors erfolgt, und wobei die Drehung des Elektromotors durch ein Signal gesteuert wird, welches von dem Blockierwachter erzeugt wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung erläutert. Es zeigt:

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Fig. 1 eine nichtblockierende Bremsanlage mit einem erfindungsgemäßen Druckregler, welcher teilweise im Längsschnitt gezeigt ist (längs Linie B-B von Fig. 2);

Fig. 2 einen teilweisen Schnitt längs der Linie A-A des in Fig. 1 gezeigten Druckreglers;

Fig. 3 einen elektrischen Schaltplan zur Versorgung des den Druckregler antreibenden Elektromotors;

Fig. H ein Schaubild, in dem die Verdrängungskurve eines Satzes von Radbremszylindern des Fahrzeuges gezeigt ist;

Fig. 5 ein Schaubild, in dem die Änderung des effektiven Volumens der Regelkammer in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Nocke gezeigt ist, und

Fig. 6 eine Aufsicht auf eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reglers parallel zur Drehachse der Nocke, wobei einige Teile im Schnitt gezeigt sind.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine nichtblockierende Bremsanlage, welche einen Hauptbremszylinder Io und einen Satz von Radbremszylindern 12 aufweist, die mit einem Einlaß IM- bzw. ehern Auslaß 16 eines Reglers 18 verbunden sind. Der Regler 18 weist ein Gehäuse 19 und einen Deckel 21 auf. Das Gehäuse 19 hat eine Bohrung 2o, in welcher ein Tauchkolben 2 2 in Strömungsmitteldichter Weise bewegt wird, wobei er innerhalb der Bohrung eine Regelkammer 24 begrenzt. Der Einlaß IH ist in einem eingesetzten, koaxial zu dem Tauchkolben 22 angeordneten Stirnteil 26 angeordnet. Das Stirnteil 26 weist auch ein Rückschlagventil auf,welches im wesentlichen eine durch eine Feder

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32 auf einen Sitz 3o gedrückte Kugel 28 aufweist. Der Tauchkolben 2 2 trägt einen abgesetzten Vorsprung 34, welcher durch Anliegen auf dem Stirnteil 26 mit diesem zusammenarbeiten kann, und welcher ebenfalls die Kugel 28 von ihrem Sitz 3o abheben kann, wenn der Tauchkolben 22 diese Anschlaglage einnimmt, in der er so weit wie möglich in die Regelkammer 2.4 eindringt* Befindet sich der Tauchkolben in der Lage maximalen Eindringens, kann somit der Hauptbremszylinder Io mit den Radbremszylindern 12 in Verbindung treten, diese Verbindung wird jedoch unterbrochen, sobald der Tauchkolben die Lage' maximalen Eindringens verläßt und in Fig. 1 nach rechts bewegt wird.

Das freie Ende des Tauchkolbens 22 arbeitet über eine Rolle 38 mit einer Nocke 36 zusammen. Die Nocke 36 wird durch einen Elektromotor 4o unter Zwischenschaltung einer Untersetzung gedreht, deren Ausgangswelle 42 teilweise in Fig. 1 gezeigt ist. Der Elektromotor läuft fortlaufend um und weist Permanentmagnete auf. Bei Anlegen an eine Gleichspannung von 12 V beträgt seine Drehzahl größenordnungsmäßig 6.OOO U/min und das Untersetzungsverhältnis der Untersetzung wird etwa bei 5o gewählt. Die Spannungsversorgung des Elektromotors wird durch einen Blockierwächter 44 gesteuert, der von Geschwindigkeitsmessern 46 Information erhält, welche die Geschwindigkeit der Fahrzeugräder 48 in einem Zeitpunkt überwachen. Dieser Blockierwächter weist eine herkömmliche Steuerschaltung auf, die keinen Teil der vorgelegten Erfindung darstellt. Die Geschwindigkeitsmesser 46 liefern der Geschwindigkeit jedes überwachten Fahrzeugrades 48 in einem Zeitpunkt entsprechende Signale, und diese Signale werden dann in

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der Steuerschaltung verarbeitet, um Befehle zur Änderung des Bremsdruckes in den Radbremszylindern 12 zu erzeugen. Bei dem gezeigten Beispiel sind die überwachten Räder die des mit dem Druckregler verbundenen Satzes von Radbremszylindern. Die Steuerschaltung bestimmt, welches Rad zu jedem Augenblick das langsamste ist, und erzeugt ihre Signale in Abhängigkeit vontier Geschwindigkeit dieses Rades. Aus Sicherheitsgründen sind auf dem Gehäuse 19 bzw. dem Deckel 21 des Reglers zwei Endschalter 5ο und 52 angeordnet.

Die beiden Endschalter 5o und 52 arbeiten mit zwei auf der Nocke vorgesehenen Anschlägen 54 bzw. 56 zusammen, wobei der Endschalter 5o mit dem Anschlag 54 zusammenarbeitet, wenn der Tauchkolben sich in der Stellung geringsten Eindringens in die Regelkammer 24 befindet, und der andere Endschalter 52 mit dem Anschlag 5 6 zusammenarbeitet, wenn sich der Tauchkolben in der Stellung maximalen Eindringens in die Regelkammer befindet. Die beiden Endschalter 5o,5 2 sind mit dem Blockierwächter in einer im einzelnen weiter unten unteryBezugnahme auf Fig. 3 erläuterten Weise verbunden.

Wie Fig. 2 zeigt, hat die durch den Querschnitt des Nockenprofiles in einer zur Drehachse der Nocke senkrechten Ebene festgelegte Kurve H im wesentlichen die Gestalt des Abschnittes einer Spirale, welche sich über einen Winkel von größenordnungsmäßig 33o° erstreckt, Die Drehachse der Nocke RR¹ steht senkrecht auf der Ebene von Fig. 2, welche sie beim Punkt R durchstößt. Die Fig. 1 und 2 zeigen den Tauchkolben 2 2 in der Grenzlage geringsten Eindringens in die Regelkammer. In dieser Lage liegt, die ,Nx>gke,~36 an dem Endschalter 5o an,

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und die Rolle 38 befindet sich in einer in der Nocke vorgesehenen Aussparung 58. In der Nocke ist eine weitere Aussparung 6o vorgesehen, um die Rolle aufzunehmen, wenn sich der Tauchkolben in der Stellung maximalen Eindringens befindet. Diese beiden Aussparungen 58,6o, deren Querschnitt Teile von Kreisen darstellen, haben eine doppelte Funktion: Sie dienen als mechanische Anschläge für die Nocke an den Enden ihres Drehbereiches und sie haben eine unten erläuterte, stabilisierende Wirkung. Der während der Betätigung der Fahrzeugbremeen in der Regelkammer 24 herrschende Druck erzeugt eine Reaktionskraft F, welche parallel zur Achse der Bohrung 2o verläuft. Durch die Reaktionskraft F wird der Tauchkolben 22 aus der Regelkammer 2¹+ hinausgedrückt. Um zwischen dem Tauchkolben und der Nocke eine mechanische Kraftübertragung mit stabilen Gleichgewichtslagen, welche den beiden Endlagen des Tauchkolbens entsprechen, herbeizuführen, ist die Form der Aussparungen 58 und 6o so gewählt, daß an dem jeder der Endlagen entsprechenden Berührpunkte.P bzw. P¹ die senkrechte zur Kurve H mit dem Radiusvektor PR oder P¹R zusammenfällt. Befindet sich der Tauchkolben in einer seiner Endlagen, so bleibt infolgedessen das auf die Nocke ausgeübte, von der Reaktionskraft F herrührende Drehmoment sehr klein, mit Sicherheit viel kleiner als das Drehmoment, welches erforderlich ist, um den Bewegungswider stand des Elektromotors und der Untersetzung zu überwinden. Die Nocke 36 nimmt daher immer eine stabile Gleichgewichtslage ein, wenn sich der Tauchkolben in einer seiner Endlagen befindet.

In Fig. 3 ist die elektrische Schaltung zur Versorgung des Elektro-

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motors 4o gezeigt. Der Blockier wacht er 44 weist im wesentlichen eine elektronische Schaltung loo zur Verhinderung des Blockierens auf, welche mit den Geschwindigkeitsmessern 45 der Räder verbunden ist. Die elektronische Schaltung loo weist zwei Einheiten D und I auf, welche der Klarheit halber in Fig. 3 außerhalb des die elektronische Schaltung loo darstellenden Kastens gezeigt sind. Die elektronische Schaltung loo ist dem Fachmann bekannt und wird hier im einzelnen nicht beschrieben. Sie ermöglicht, daß der Bremsdruck in drei Stufen geregelt wird: Druckentlastung, Isolierung und Wiederbeaufschlagung mit Druck.Es werden aufeinanderfolgende Signale übermittelt, z.B. unter Verwendung von Fühlern, welche die Verzögerungsschwelle des langsamsten überwachten Rades erfassen. Die Signale zur Druckentlastung und zum Isolieren werden durch die elektronischen Schalter D bzw. I erzeugt, welche z.B. Schwellwertkomparatoren sein können. Diese Komparatoren sprechen auf die Verzögerung des langsamsten der überwachten Räder an.

Die elektronische Schaltung loo ist mit einer Schaltung zur Versorgung des Elektromotors Ho verbunden. Der Elektromotor 4o, ein Gleichstrommotor mit Permanentmagneten, wird normalerweise mit einer 12 V Versorgungsspannung betrieben. Der Ausgang S2 des Schalters D ist durch einen, dem Endschalter 5o zugeordneten Schalter Cl mit der Basis einen npn Transistors T¹3 verbunden. Der Emitter des Transistors T¹3 ist mit der Basis eines weiteren npn Transistors T'4 verbunden, dessen Emitter an Erde liegt und dessen Kollektor mit einem Punkt Ml verbunden ist, welcher einen der Anschlüsse des

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Elektromotors 4o (M) darstellt. Der Ausgang des elektronischen Schalters I ist mit der Basis eines npn Transistors T2 verbunden, dessen Emitter an Erde liegt und dessen Kollektor bei Sl mit der 12 V Netzspannung über einen Widerstand R3 verbunden ist. Der Punkt Sl ist über einen dem Endschalter 5 2 zugeordneten Schalter C2 zugleich mit der Basis eines npn Transistors T3 verbunden, dessen Emitter mit der Basis eines weiteren npn Transistors T4 verbunden ist.Der Emitter des Transistors TH liegt an Erde und sein Kollektor ist mit dem anderen Anschluß M2 des Elektromotors verbunden. Die Netzspannung HT liegt über den Widerstand R3 auch an dem Kollektor des Transistors T2. Die Netzspannung HT ist weiter mit dem elektronischen Schalter D und mit dem Emitter eines Transistors Tl verbunden. Die Basis des Transistors Tl ist über einen Widerstand R5 mit einer vorbestimmten Vorspannungsquelle U verbunden; sein Emitter ist mit den Emittern zweier pnp Transistoren T5 und T¹5 verbunden. Die Basis des Transistors T5 ist mit dem Kollektor des Transistors T3 verbunden, and die Basis des Transistors T¹5 ist mit dem Kollektor des Transistors T¹3 verbunden. Der Kollektor des Transistors T 5 ist mit dem Anschluß Ml verbunden, während der des Transistors T¹5 mit dem Anschluß M2 verbunden ist.

Die oben beschriebene nichtblockierende Bremsanlage arbeitet wie folgt:

Zunächst soll angenommen werden, daß die Anlage nicht unter Druck steht. Betätigt der Fahrer den Zündschalter des Fahrzeuges, so

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- lo -

- Io -

wird die elektronische Schaltung an Spannung gelegt. Im druckfreien Zustand liefert die elektronische Schaltung keinerlei Druckentlastungssignale oder Isoliersignale. Der Punkt S2 liegt daher an Erde, während der Transistor T2 sich in Aus-Stellung befindet. Deshalb erscheint am Punkt Sl eine positive Spannung.

Befindet sich z.B. die Nocke in einer mittleren Lage, so sind die beiden Schalter Cl und C2 geschlossen. In diesem Falle erscheint an der Basis des Transistors T3 eine positive Spannung und macht den Transistor T3 leitend. Ist der Transistor T3 leitend, so werden auch die Transistoren T4 und T5 leitend. Die Versorgung des Elektromotors selbst wird durch den Transistor Tl gesteuert. Bei einer gegebenen, negativen Vorspannung U an der Basis des Transistors Tl ergibt sich daher ein Strom vorgegebener Stärke im Kollektor des Transistors Tl. Der Elektromotor wird dann auf dem folgenden Weg mit Strom versorgt: Netzspannung HT, Transistor T5, Anschluß Ml, Anschluß M2, Transistor T4 und Fahrzeugerde. Eine Änderung der Vorspannung U und damit des Stromes im Kollektor des Transistors Tl ändert den Strom, welcher im Anker des Elektromotors M fließt, und damit die Geschwindigkeit des Elektromotors. Die .Drehrichtung des Elektromotors M ist so, daß der Tauchkolben in seine am weitesten in der Regelkammer 24 gelegene Endlage zurückbewegt wird, so daß der Hauptbremszylinder Io mit dem Satz von Radbremszylindern in Verbindung steht. Die Drehrichtung der Nocke ist in Fig. 2 durch einen Pfeil G angezeigt. Befindet sich der Tauchkolben in dieser Endlage, arbeiten der Anschlag 56 und der

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Endschalter 5 2 zusammen, der Schalter C2 wird geöffnet, und die Versorgung des Elektromotors wird unterbrochen. Führt aus irgendeinem Grund die auf den Tauchkolben wirkende Reaktionskraft F dazu, daß der Tauchkolben aus der Regelkammer hinausgedrückt wird, so wird der Schalter C2 wieder geschlossen, und der Elektromotor drückt den Tauchkolben wieder in die Endlage maximalen Eindringens zurück. Da jedoch das spezielle Profil der Nocke eine stabile Gleichgewichtslage herbeiführt, tritt dies nur sehr selten ein. Natürlich kann diese Eigenschaft für andere Nocken verwendet werden. Die elektronische Schaltung loo weist auch eine Sicherheitsvorrichtung auf, welche im Falle eines Versagens augenblicklich Druckentlastungssignale oder Isoliersignale unterdrückt, wodurch die Regelung selbsttätig gestopt wird und das Ventil 28 geöffnet wird.

Wird das Fahrzeug nun gebremst, so erhält der elektronische Schalter D einen Druckentlastungsbefehl, wenn die Gefahr besteht, daß eines der Fahrzeugräder blockiert. Durch dieses Druckentlastungssignal wird ein Anlegen der positiven Netzspannung an den Punkt S2 herbeigeführt. Da der Schalter Cl geschlossen ist, steuert positive Netzspannung bei S2 den Transistor T¹3 an, welcher seinerseits die Transistoren T¹H und T¹5 ansteuert. Der Motor wird auf folgendem Weg mit Strom versorgt: Netzspannung HT, Transistor Tl, Transistor T¹5, Anschluß M2, Anschluß Ml, Transistor T¹4 und Fahrzeugerde. Der Motor läuft daher in entgegengesetzter Richtung als vorher, wobei diese Richtung einer Bewegung des Tauchkolbens aus der Regelkammer heraus entspricht. Infolgedessen wirdäas Ventil 2 8 geschlossen und

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das effektive Volumen der Regelkammer 2H nimmt gleichzeitig zu. Der Bremsdruck im Satz der Radbremszylinder 12 sinkt. Zu gleicher Zeit mit dem Druckentlastungssignal wird ein Isoliersignal an den elektronischen Schalter I geschickt, und macht den Transistor T2 leitend, so daß der Punkt Sl an Erde liegt solange am elektronischen Schalter I ein Signal aufrechterhalten wird. Die Druckverminderung in den Radbremszylindern hält solange an, solange das Druckentlastungssignal aufrechterhalten wird. Wird dieses Signal weggenommen, so kehrt die Spannung am Punkt S2 wieder auf Null zurück und die
Stromzufuhr zum Motor wird unterbrochen, da das Isoliersignal immer noch aufrechterhalten wird. Die Nocke und der Tauchkolben verbleiben daher in derselben Lage. Manchmal kann die Phase der Druckverminderung solange andauern, bis die Nocke am Ende ihres Hubes anlangt. In diesem Falle wird der Endschalter 5ο geöffnet undfäer Motor ebenfalls angehalten. Bestehen das Druckentlastungssignal und
das Isoliersignal nicht langer fora, so wird die Versorgungsspannung am Punkt Sl wieder positiv und die Stromversorgung des Motors wird wieder aufgenommen, so daß der Tauchkolben in die Regelkammer hineingedrückt wird und die Radbremszylinder dadurch wieder mit Druck beaufschlagt werden.

Abwandlungen des oben beschriebenen Ausführungsbeispieles weisen
folgende Änderungen auf: Zunächst werden die Schalter Cl und C2
durch auf Strom ansprechende Unterbrecher ersetzt, welche dieselbe Funktion erfüllen, nämlich die Versorgung des Motors zu unterbrechen, wenn sich der Tauchkolben in einer seiner beiden Endlagen be-

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. findet. Führen darüber hinaus die charakteristischen Eigenschaften des Tauchkolbens und des Bremskreises dazu, daß ein Reaktions-Drehmoment erzeugt wird, welches zu groß ist, um von dem Bewegungswiderstand der Untersetzung und des Motors und von der Reibung der verschiedenen Bauteile der mechanischen Kraftübertragung aufgenommen zu werden, wo wird eine elektromagnetische Sperrvorrichtung auf der die Nooke drehenden Welle angeordnet, welche automatisch betätigt wird, wenn die Versorgung des Motors unterbrochen wird. Diese Sperrsteuerung wird durch einen elektromagnetischen Schalter bedient, welcher durch Windungen betätigt wird, die zwischen die Fahrzeugerde und die Emitter der beiden Transistoren T4 und T¹4 geschaltet Bind. Darüber hinaus ist dem oben beschriebenen Regler ein Blockierwächter vom Zweiphasentyp zugeordnet. In diesem Falle schaltet der elektronische Schalter I zur gleichen Zeit durch wie der Schalter D. Sowie das Druekentlastungssignal unterdrückt wird, liegt daher der Punkt S2 infolge des Durchschaltens des Schalters I an Erde, und der Motor wird in entgegengesetzter Richtung angetrieben. Hierdurch ergibt sich eine Regelung in zwei Phasen, nach wie vor wird jede Bewegung des Motors in einer vorgegebenen Richtung jedoch durch ein von dem Blockierwächter stammendes Signal eingeleitet.

Erfindungsgemäß entsprint jede Drehbewegung des Motors sehr genau einer Bewegung des Tauchkolbens in der Regelkammer. Der Fahrzeugkonstrukteur kann deshalb die Druckverminderung und die Wiederbeaufschlagung mit Druck in Abhängigkeit von der Zeit während des gesam-

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ten RegeIvorganges vorgeben. Der Konstrukteur kann auch zwei Parameter ändern, um einen erfindungsgemäßen Druckregler für Bremsen an den vorgesehenen Fahrzeugtyp anzupassen. Der erste Parameter betrifft die Drehgeschwindigkeit des Motors, der zweite die Geometrie der Nooke, welche den Tauchkolben antreibt.

Die Drehgeschwindigkeit des Motors kann auf zwei verschiedene Weisen verändert werden. Bei der ersten Weise wird in die Versorgungsschaltung des Motors ein Spannungsteiler eingefügt, vorzugsweise zwischen dem Emitter des Transistors ΎΛ und den Transistoren T5 und T¹5 und das Teilverhältnis wird durch eine elektromagnetische Steuervorrichtung geändert, deren Windung zwischen S2 und Cl geschaltet ist. Hierdurch ist es möglich, die Drehgeschwindigkeit des Motors in der einem Abfall des Bremsdruckes entsprechenden Richtung drei bis viermal größer zu machen als z.B. die Drehgeschwindigkeit des Motors in der entgegengesetzten Richtung. Dies ist sehr nützlich, da es oft notwendig ist, den Bremsdruck rasch herabzusetzen, um ein Blockieren der Fahrzeugräder zu verhindern.

Bei einer Abwandlung der beschriebenen Ausführungsform wird dasselbe Ergebnis dadurch erhalten, daß das Untersetzungsverhältnis der Untersetzung geändert wird.

Die Drehgeschwindigkeit des Motors kann über die Vorspannung U in einer weiteren Weise geändert werden. Bei einer weiteren, nicht gezeigten Ausführungsform ändert sich insbesondere die Vorspannung U

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mit dem Zustand (offen oder geschlossen) des elektronischen Schalters D_s Die Vorspannung U befindet sich auf einem Wert Ul₉ wenn der Schalter D offen ist, und auf einem niedereren Wert U2, wenn der Schalter D leitet.

Der Konstrukteur kann auch den Verlauf der ßremsdruckverminderung durch Ändern des Profiles der Nooke und der Geometrie der mechanischen Kraft-übertragung,durch welche die Nocke mit dem Tauchkolben verbunden wird, ändern* Bei genauer Betrachtung der Fig. 2 und insbesondere der Kurve H, welche den Querschnitt des Nockenprofiles in einer zur Drehachse der Nocke senkrechten Ebene darstellt, ergibt sich, daß das Profil der Nocke im wesentlichen spiralförmig ist. Der Betrag des Radiusvektors der Spirale (der Abstand zwischen dem Drehpunkt R und dem Berührpunkt auf der Kurve H) ist speziell so gewählt, daß der Regler an den Satz von Radbremszylindern, mit welchen er verbunden ist, angepaßt wird» Es sei daran erinnert, daß in allen Bremskreisen eine gewisse Verdrängung erfolgt. Fig. aeigt die allgemeine Form einer Verdrängungskurve eines hydraulischen Bremskreises. Der Volumenzuwachs f in ecm des in den Zylindern der dem Regler zugeordneten Radbremszylinder enthaltenen Druckmittels ist als Abszisse aufgetragen, und der sich ergebende Zuwachs des Bremsdruckes in den Radbremszylinder ist als Ordinate aufgetragen» Wie Fig. k zeigt, ist zu Beginn des Bremsens eine große Druck-

um
mittelmenge erforderlich,/ein spürbares Anwachsen des Druckes in den Radbremszylindern hervorzurufen. Von einem Punkt A wächst der Bremsdruck sehr rasch im wesentlichen linear an. Bei dem gezeigten

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Fall entspricht der Punkt A einer Volumenänderung von etwa 5 ecm und einem Bremsdruck von etwa 15 bar. Bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Reglers ist daher der Fahrseugkonstrukteur, wenn er de Verdrängungskurve für die Sätze von Radbremszylindern, mit welchen der Regler verbunden wird, einmal hat, in der Lage, die Geometrie der mechanischen Kraftübertragung für den Regler und das Profil der Nocke so zu wählen, daß die gewünschte Änderung des effektiven Volumens der Regelkammer in Abhängigkeit von der Zeit erhalten wird und damit .auch die gewünschte Änderung des Bremsdrukkes. Der Radiusvektor der Nocke mit dem in Fig. 2 gezeigten Profil H ist so berechnet, daß bei konstanter Motorgeschwindigkeit die Druckänderung in wesentlichen linear erfolgt. Hierzu verläuft die Änderung des Radiusvektors der Nocke H in Abhängigkeit vom Drehwinkel W, im wesentlichen nach derselben Kurve wie die in Fig. H gezeigte Verdrängungskurve. Die in Fig. 5 gezeigte Kurve zeigt die Änderung des effektiven Volumens der Regelkaiamer 2^ in ecm in Abhängigkeit von dem Drehwinkel W der Nocke in Grad, wobei der Ur-

der

sprung dem Punkt entspricht, an dem/Punkt P' und die Rolle 38 zusammenarbeiten. Wie Fig. 2 zeigt 5 nimmt die Hocke 86 eine Lage ein, in der ihr Drehwinkel ungefähr 3 3o° i&tc Finder ein solches Profil Verwendung, und ist zu Beginn des Regslvorgangsa Gw Druck in dsn Radbremszylindern größer als etwa 5o bar, so iri die erhaltene Druckabnahme ebenso wie die Druckzunahme in- weea·:ΐIi"hin linear, vorausgesetzt, daß die Geschwindigkeit des Motci-s «ähi-snd einer gesamten Regelphase konstant bleibt. Diese Geschwindigkeit kann natürlich geändert werden, so daß die Geschwindigkeit des Druckabfal-

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les und des wieder Unterdrucksetzens verschiedene Absolutwerte haben. Die Erfindung gibt daher dem Konstrukteur alle Möglichkeiten, den Regler an den zugeordneten Satz von Radbremszylindern anzupassen. Im Falle einer Zweiphasenregelung ist z.B. die den Bremsdruck in Abhängigkeit von der Zeit darstellende Kurve gezackt.

Fig. 6 ist eine Aufsicht auf eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reglers parallel zur Drehachse der Nocke, Es ist insbesondere ©ine andere mechanische Kraftübertragung zwischen dem Elektromotor und dem Tauchkolben vorgesehen.Bei dieser Ausführungsform befindet sich die Regelkammer 124 in einer Bohrung 12o und steht mit einer in einem eingesetzten Stirnteil 126 angeordneten Kugel 128 in Verbindung» Das Stirnteil 126 weist eine öffnung 114 auf, welche mit dem Hauptbremszylinder des Fahrzeuges verbunden wird. In der Regelkammer 124· ist ein Tauchkolben 122 verschiebbar angeordnet und durch einen Hebel 2o4 mit einer Nocke 2o2 verbunden. Die Nocke 2o2 ist um eine senkrecht zur Ebene der Fig. 6 verlaufende Achse drehbar angeordnet und auf einer Platte 2o6 befestigt, welche von einem Elektromotor über eine nicht gezeigte Untersetzung angetrieben wird. Der Hebel 2o4 ist um einen Stift 2o8 schwenkbar angeordnet, welcher an dem Gehäuse 119 des Reglers befestigt ist. In Fig. 6 ist nur die Bohrung des Reglers im Schnitt gezeigt, der Rest des Reglers ist so dargestellt_s wie er nach Abnahme des Deckels gesehen wird. Das freie Ende des Hebels 2o4 trägt einen Vorsprung 21o_s welcher parallel zur Drehachse der Nocke 2o2 verläuft, und eine Rolle 212 trägt» Die Rolle 212 arbeitet mit der Oberfläche der

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Nocke bei einem Punkt N zusammen. Hierdurch ist eine Bewegung des Hebels ohne Berühren der Nocke möglich. Das freie Ende des Tauchkolbens 122 weist einen Schlitz auf, welcher eine weitere Nockenoberfläche 214 aufnimmt, die am Boden 216 des Schlitzes anschlägt. Eine Bügelfeder zum Rückstellen umgibt den Stift 2o8 und spannt den Hebel 2oU vor, so daß ein Kontakt zwischen der Rolle 212 und der Nocke 2o2 aufrecht erhalten wird. Der Hub des Tauchkolbens 122 wird durch den Drehwinkel des Hebels 2o4 begrenzt. Dieser Winkel ist zwischen den Linien XL und XL¹ eingeschlossen. X stellt die Drehachse des Hebels 2o4 dar, während L und L¹ Punkte sind, welche die Drehachse der Rolle 212 in zwei Endlagen des Hebels 2o1 darstellen. In diesen Endlagen arbeitet der Hebel 2oH mit zwei Anschlägen 22o bzw. 222 zusammen, welche auf dem Gehäuse des Reglers vorgesehen sind. Der Rest der nichtblockierenden Bremsanlage ist ähnlich dem oben beschriebenen, und derselbe oder steine Wirkungsweise braucht hier nicht näher beschrieben zu werden. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Endschalter durch auf Strom ansprechende Unterbrecher ersetzt, welche den bei der ersten Ausführungsform der Erfindung beschriebenen entsprechen. Die Endlage des geringsten Eindringens des Tauchkolbens 122 entspricht jedoch der größten Länge des Radiusvektors der Spirale, welcher den Drehpunkt R mit dem Berührpunkt N verbindet. Zum Vergleich ist strichpunktiert die Lage der Nocke 2o2 angegeben, wenn der Tauchkolben die Endlage größten Eindringens einnimmt. In diesem Fall nimmt der Querschnitt des Nockenprofiles eine Kurve J' ein, und der Berührpunkt zwischen der Rolle 212 und der Nocke 2o2 ist N¹. Zur Bewe-

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gung von der Lage J zur Lage J' dreht sich der Motor in Richtung ' des Pfeiles K, d.h. entgegen dem Uhrzeigersinn. In der letztgenannten Lage fällt die senkrechte zur Kurve J' im Berührpunkt N¹ im wesentlichen mit dem Radiusvektor RN¹ zusammen. Auch wenn Fertigungstoleranzen zugelassen werden, ist daher das durch die auf den Tauchkolben wirkenden Reaktionskräfte auf die Nocke ausgeübte Drehmoment im wesentlichen Null, und die Nocke bleibt in ihrer Lage, ohne daß eine Sperrvorrichtung notwendig wäre. Wird die Nocke aus dieser Endlage herausgedreht, in der der Tauchkolben soweit wie möglich in die Regelkammer 124 hineinragt_s so nimmt der Winkel zunehmend zu, welchen die senkrechte auf dem Profil in Berührpunkt zwischen der Nocke und der Rolle mit dem Radiusvektor im gleichen Punkt einschließt. Dies führt zu einer Zunahme des durch die Reaktionskräfte ausgeübten Drehmomentes auf die Nocke. Die Nocke bleibt jedoch in jeder Lage, in der sie anhält, in Ruhe, da der auf den Tauchkolben wirkende Druck spürbar abnimmt, je weiter der Tauchkolben aus der Bohrung 12o herausbewegt wird. Infolgedessen ist das von dem Tauchkolben auf die Nocke ausgeübte Drehmoment in ,jeder Lage der Nocke immer klein genug, um durch die Reibungskräfte und Trägheitskräfte des Motors und der Untersetzung unschädlich gemacht werden zu könnenο Bei einer Abwaadlung der unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschriebenen Ausfuhrungsform weist die Nockenoberfläche die Form einer in eine umlaufende Platte eingeschnittenen ■ Mut auf, und ein an dem Hebel befestigter- und im wesentlichen parallel zur Drehachse der Platte verlaufender Vorsprung wird längs der Nut bewegt.

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Obwohl bei den beschriebenen Ausführungsformen die Tauchkolben 22 und 122 verschiebbar in Bohrungen angeordnet sind, und geradlinig hin und herbewegt werden, ist die Erfindung nicht auf solche Regler beschränkt. Insbesondere ist sie auch auf Regler anwendbar, welche Tauchkolben aufweisen, die durch den Teil eines Torus gebildet werden und um die Achse des Torus drehbar angeordnet sind, und sie läßt sich bei Reglern anwenden, welche Tauchkolben aufweisen, die geradlinige Bewegungen ausführen, deren effektiver Querschnitt sich im Laufe dieser Bewegung jedoch ändert.

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Claims

Patentansprüche

eine
Hydraulischer Druckregler für/nxchtblockierende Bremsanlage eines gebremsten Fahrzeuge , welcher ein Gehäuse, in welchem eine Regelkammer angeordnet ist, die mit einem Satz von Bremszylindern eines Fahrzeuges verbindbar ist, und einen Tauchkolben aufweist, welcher verschiebbar in dem Gehäuse angeordnet ist und in die Regelkammer hineinragt, wobei der Tauchkolben durch eine Antriebseinheit bewegt wird, welche von einem Blokkierwächter betätigt wiE»d₃ der auf dfe Drehbewegung zumindest eines der Fahrzeugräder anspricht_s so daß der Bremsdruck in den Bremszylindern geändert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit eine mechanische Kraftübertragung aufweist, die eine Wocke (36 ₉2o2) aufweist, die von einem fortlaufend umlaufenden Elektromotor (Λα) angetrieben wird, wobei eine Winkelbewegung der Nocke C3S₉2©2) in einer gegebenen Richtung mit einer Bewegung des Tauchkolbens (22,122) in einer gegebenen

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Richtung verbunden ist, während eine Winkelbewegung der Nocke in der entgegengesetzten Richtung eine Bewegung des Tauchkolbens (22,122) in der entgegengesetzten Richtung herbeiführt, wobei jede Winkelbewegung der Nocke (36,2o2) durch eine Drehung des Elektromotors (4o)hervorgerufen wird, und wobei die Drehung des Elektromotors (4o) durch ein Signal gesteuert wird, welches von dem Blockierwächter (loo) erzeugt wird.
2. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit der Nocke (36,2o2) von dem Blockierwächter (loo) gemäß der Drehrichtung der Nocke (36,2o2) gesteuert wird.
3. Druckregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsgeschwindigkeit der Nocke (3 6,2o2) bei einer Winkelbewegung der Nocke (36,2o2) in einer einer Druckverminderung in der Regelkammer (24,124) entsprechenden Richtung das Zwei- bis Vierfache der Drehgeschwindigkeit der Nocke (36,2o2) bei einer Winkelbewegung der Nocke (36,2o2) in der entgegengesetzten, einem Druckaru-trieb entsprechenden Richtung beträgt.
4. Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet ,-daß die mechanische Kraftübertragung eine dem Tauchkolben (22) zugeordnete Rolle (38) aufweist, weihe mit der Nokke (36) zusammenwirkt.
5. Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß die Nocke (36) über eine Untersetzung mit dem Elektromotor (Ho) verbunden ist.
6. Druckregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Untersetzer eine Einrichtung zur Änderung des Untersetzungsverhältnisses aufweist.
7. Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er ein in dem Gehäuse (19,119) angeordnetes Rückschlagventil (28,3o,32,128) aufweist, welches das Strömen von Strömungsmittel zwischen einem Einlaß (14,114), der mit einer Druckquelle (lo) verbindbar ist, und einem Auslaß (16), welcher mit der Regelkammer (24,124) in Verbindung steht und mit dem Satz von Bremszylindern (12) verbindbar ist, steuert, wobei ein öffnen des Ventiles (28,3o,32,128) erfolgt, wenn der Tauchkolben (22,122) in einer Endlage ist, welche seinem maximalen Eindringen in die Regelkammer (24,124) entspricht.
8. Druckregler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (28,3o,32,128) ein kalibriertes Rückschlagteil C28₉3o,128) aufweist, welches ein Strömen von Strömungsmittel nur in Richtung vom Auslaß (16) zum Einlaß (14,114) zuläßt, und welches mit dem Tauchkolben (22,122) zusammenarbeitet, um ein Öffnen des Rückschlagventiles (28,3o,32 ,128) zu ermöglichen.
9. Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß die Drehung der Nocke (3 6,2o2) durch zwei Anschläge (54 ,56;22o,222) begrenzt wird, welche jeweils eine von zwei Endlagen des Tauchkolbens (22,122) in der RegeDcammer (24, 124) bestimmen.
10. Druckregler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß er auf Strom ansprechende Unterbrecher aufweist, durch welche die Versorgung des Elektromotors (4o) abgeschaltet wird, wenn die Nokke (36,2o2) an einen der beiden Anschläge (54,56;22o,222) anschlägt.
11. Druckregler nach Anspruch 9 oder Io, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung der Nocke (36,2o2) durch zwei Endschalter (5o, 52) begrenzt wird, welche mit den beiden Anschlägen (54,56;22o, 222) zusammenarbeiten und die Versorgung des Elektromotors (4o) abschalten können.
, Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sperrvorrichtung vorgesehen ist, welche ein Drehen der Nocke (36,2o2) verhindert, sobald die Versorgung des Elektromotors (4o) abgeschaltet wird.
13. Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurve, welche durch einen Schnitt durch das Nockenprofil längs einer zur Drehachse der Nocke (36,2o2) senkrechten Ebene erhalten wird, im wesentlichen die Form eines Teiles einer Spirale aufweist.

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14. Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nocke (36) für jede der Endlagen des Tauchkolbens (22) in der Regelkammer (24) eine Aussparung (58,6o) vorgesehen ist, welche die Rolle (38) aufnimmt, um die Drehung der Nocke (36) zu beschränken.
15. Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Endlagen des Tauchkolbens (22,122) in der Regelkammer (24,124) der Radiusvektor an dem Punkt der Schnittkurve, welcher die von dem Tauchkolben (22,122) herrührenden Reaktionskräfte aufnimmt, parallel zur Bewegungsachse des Tauchkolbens (22,122) verläuft, wobei die Schnittkurve durch einen Schnitt erhalten wird, welcher in einer zur Drehachse der Nocke (36,2o2) senkrechten Ebene durch das Nockenprofil gelegt wird.
16. Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Kraftübertragung einen Hebel (2o4) aufweist, welcher um eine bezüglich des Gehäuses (119)feste Achse schwenkbar angeordnet ist, und dessen Drehung durch die Nocke (2o2) beeinflußt wird, wobei die Bewegung des Tauchkolbens (122) auf eine Winkelbewegung des Hebels (2o4) hin erfolgt.
17. Druckregler nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Hebels (2o4) einen transversal verlaufenden Vor-

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sprung (21o) aufweist, welcher parallel zur Drehachse der Nocke verläuft.
18. Druckregler nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der transversal verlaufende Vorsprung (21o) längs einer in der Nocke (2o2) vorgesehenen Nut bewegt wird.
19. Druckregler nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (2ο¹+) eine auf dem transversal verlaufenden Vorsprung (21o) angeordnete Rolle (212) aufweist, und mit der Nocke (2o2) über die Rolle (212) zusammenarbeitet.
20. Druckregler nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchkolben (122) mit dem Hebel (2o4) über zwei Nocken bildende Oberflächen (214,216) zusammenarbeitet.
21. Druckregler nach einem der Ansprüche 16 bis 2o, dadurch gekennzeichnet, daß eine leichte Rückstellfeder (218) den Hebel (2o4) so vorspannt, daß er in Kontakt mit der Nocke (2o2) verbleibt.
22. Druckregler nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekenn+- zeichnet, daß der Radiusvektor, welcher den Drehpunkt (R) mit dem Punkt der Schnittkurve verbindet, auf welchen die von dem Tauchkolben (122) übertragenen Reaktionskräfte einwirken, im wesentlichen mit der Senkrechten auf der Schnittkurve in demselben Punkt zusammenfällt, wenn der Tauchkolben (122) seine

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Stellung maximalen Eindringens in die Regelkammer (124) einnimmt, wobei die Schnittkurve durch einen Schnitt erhalten wird, welcher durch das Nockenprofil längs einer zur Drehachse der Nocke (2o2) senkrechten Ebene gelegt wird.
23.Druckregier nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, welchen der Radiusvektor, welcher den Drehpunkt mit dem Punkt der Schnittkurve verbindet, auf welchen die von dem Tauchkolben (122) übertragenen Reaktionskräfte einwirken, mit der Senkrechten auf der Schnittkurve in demselben Punkt einschließt, mit Drehung der Nocke (2o2) aus ihrer, dem maximalen Eindringen des Tauchkolbens (122) in die Regelkammer (124) entsprechenden Endlage progressiv zunimmt, wobei die Schnittkurve dadurch erhalten wird, daß durch das Nockenprofil ein Schnitt in einer zur Drehachse der Nocke (2o2) senkrechten Ebene gelegt wird.
24. Druckregler nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Radiusvektors mit dem Drehwinkel der Nocke (2o2) aus ihrer dem maximalen Eindringen des Tauchkolbens (122) in die Regelkammer (124) entsprechenden Endlage heraus zunehmend anwächst.
25. Druckregler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocke (36) eine außen gelegene, im wesentlichen spiralförmige Nockenfläche (H) aufweist.

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26. Druckregler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocke (2o2) eine innenliegende, im wesentlichen spiralförmige Nockenfläche (J) aufweist.

der Ansprüche
27. Nichtblockierende Bremsanlage mit einem Druckregler nach einem/

1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Satz von Bremszylindern so gestaltet ist, daß die Verdrängungskurve im wesentlichen denselben Verlauf aufweist, wie die Änderung des effektiven Volumens der Regelkammer (24,124) mit der Zeit, wobei diese Änderung durch die Gestalt des Schnittes durch das Nockenprofil längs einer zur Drehachse der Nocke (36,2o2) senkrechten Ebene vorbestimmt ist.

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