DE3100507C2 - Fahrzeugbremsanlage mit Strömungs- und Reibungsbremse - Google Patents

Abstract

Bei einer Fahrzeugbremsanlage mit einer Strömungsbremse und einer mechanischen Reibungsbremse, bei der die Strömungsbremse auf einen Bremsbefehl hin wirksam wird und dabei einen hydraulischen Rückmeldedruck aufbaut, und bei der die mechanische Reibungsbremse über ein Bremsregelventil (1) hydraulisch aktivierbar ist, ist ein Differenz-Steuerkolben (3) im Bremsregelventil vorgesehen, der auf der einen Seite von einem dem Bremsbefehl entsprechenden Ansteuerdruck (p ↓A) und auf der anderen Seite von einem dem Rückmeldedruck der Strömungsbremse entsprechenden Druck beaufschlagt ist. Beim Überwiegen des Ansteuerdrucks (p ↓A) wird der Differenz-Steuerkolben (3) in eine aktive Position geschoben, wo er einen Weg zum Anlegen eines Speicherdrucks an die Reibungsbremse öffnet. Zur Anzeige einer Minderleistung oder eines Ausfalls der Strömungsbremse besitzt das Bremsregelventil einen Lagefühler (30), der die Stellung des Differenz-Steuerkolbens überwacht und im Falle der aktiven Position dieses Kolbens ein Anzeigesignal liefert. Gegebenenfalls kann eine Sperreinrichtung vorgesehen sein, welche das Wirksamwerden des Anzeigesignals unterbindet, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ein vorbestimmtes Maß unterschreitet. Der Ausgang des Lagefühlers (30) kann mit einem Zeitglied gekoppelt sein, welches das Anzeigesignal erst dann für eine Anzeige wirksam werden läßt, wenn es eine vorbestimmte Mindestzeit lang angedauert hat. Der Lagefühler ist zweckmäßigerweise ein am Körper des ............

Description

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um das Druckverhältnis zwischen dem Ansteuerdruck der mechanischen Reibungsbremse und dem umgesetzten Retarder-Rückmeldedruck zu überwachen.

Bei ordnungsgemäßer Funktion der Strömungsbremse und einwandfreiem Aufbau des Rückmeldedrucks der Strömungsbremse, der durch einen Druckübersetzer verstärkt wird, überwiegt die Druckkraft des umgesetzten Rückmeldedrucks am Steuerkolben. Der Steuerkolben bleibt in Ruhe. Bei einer Störung des Druckverhältnisses verschiebt sich der Steuerkolben und öffnet das BremsregelventiL Die mechanische Reibungsbremse fällt ein, was dem Fahrer angezeigt wird, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ein vorbestimmtes Maß überschreitet

Die Sperreinrichtung welche das Wirksamwerden des Anzeigesignals unterbindet, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ein vorbestimmies Maß unterschreitet kann mechanischer oder elektrischer Art seia Insbesondere liegt das vorbestimmte Geschwindigkeitsmaß in der Nähe von 30 km/h, wobei zweckmäßigerweise die Sperreinrichtung mit einem die Fahrzeuggeschwindigkeit messenden Tachogenerator gekoppelt ist und ein Relais enthält, das beim Unterschreiten vies vorbestimmten Geschwindigkeitsmaßes die Erzeugung oder Übertragung des Anzeigesignals ausschaltet

Dadurch wird der Charakteristik vieler Strömungsbremsen Rechnung getragen, die unterhalb einer definierten Geschwindigkeit in ihrer Bremswirkung nachlassen und deren Minderleistung die mechanische Reibungsbremse übernimmt. Ein derartiger Bre.msbetrieb, bei dem der Differenz-Steuerkolben eine Lageänderung erfährt, wird dem Fahrer nicht angezeigt Nur kritische (seltene) Störungsfälle des höheren Fahrgeschwindigkeitsbereichs erscheinen auf der Anzeigetafel.

Vielfach wird bei einem Bremsbetrieb der Strömungsbremse der Retarder-Rückmeldedruck mit einer zeitlichen Verzögerung aufgebaut Demzufolge sieht eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, daß der Ausgang des Lagefühlers mit einem Zeitglied gekoppelt ist, welches das Anzeigesignal erst dann für eine Anzeige wirksam werden läßt, wenn es eine vorbestimmte Mindestzeit lang angedauert hat Das Zeitglied ist zweckmäßig auf eine Zeit von 0,3 bis 0,5 see eingestellt. Dadurch wird eine voreilige Störungsanzeige an der Anzeigetafel verhindert und der Fahrer nicht unnötigerweise abgelenkt oder beunruhigt

Der Lagefühler kann ein am Körper des Bremsregelventils angeordneter Mikroschalter sein, dessen Betätigungsglied in den ansteuerdruckseitigen Hubraum des Differenz-Steuerkolbens ragt

In alternativer Ausgestaltung kann jedoch der Lagefühler auch als ein induktiver Näherungsschalter ausgebildet sein, dessen Fühlspule so am Bremsregeiventil angeordnet ist, daß ihr Feldbereich in den ansteuerdruckseitigen Hubraum des Differenzsteuerkolbens reicht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Bremsregelventil mit der Erfindung, und

F i g. 2 eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform in schematischer Darstellung.

Das in F i g. 1 gezeigte Bremsregelventil 1 hat ein Gehäuse 2 mit einem Anschluß 17 zu einem Verbraucher, beispielsweise einem Radbremszylinder, einem äußeren Anschluß 19 zu einem Druckspeicher, einem weiteren Anschluß 18 für den Rücklauf zum Drucklos-Hydraulikbehälter und einem Anschluß 16 für die Zuleitung des Ansteuerdrucks, der im Hauptzylinder einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs beispielsweise durch Pedalkraft erzeugt wird. Ferner sind ein Anschluß 20, der mit einer (nicht dargestellten) Rückmeldeleitung einer Strömungsbremse verbunden ist sowie weitere Anschlüsse 21 und 22 vorgesehen, die der Entlüftung des Bremsregelventils 1 dienen.

Das Gehäuse 2 besitzt eine durchgehende abgestufte Längsbohrung 15, in der Buchsen 7, 8 und 9 unverschiebbar aufgenommen sind. In der ersten Buchse, der Steuerkolbenbuchse 7, gleitet ein abgestufter Differenz-Steuerkolben 3, der auf der einen Seite (gemäß F i g. 1 rechts) von einem dem Bremsbefehl entsprechenden Ansteuerdruck ρ α und auf der anderen Seite von einem dem Rückmeldedruck einer Strömungsbremse entsprechenden Druck beaufschlagbar ist In der zweiten Buchse, der Aufnahmebuchse 8, gleitet :;in Ventilkolben 4, während die dritte Buchse als Stopfenbuchse 9 (am gemäß F i g. 1 linken Ende) ausgebildet ist. Die Längsbohrung 15 ist eingangsseitig, d. h. im Βτ-iich des Anschlusses 16 der Zuleitung für den Ansteuerctruck Pa, durch einen Schraubverschluß 14 abgeschlossen, wobei zwischen diesem und der Steuerkolbenbuchse 7 eine weitere Buchse in Form einer Distanzbuchse 10 angeordnet ist Dis*.anzbuchse 10 und Schraubverschluß 14 weisen mittige Durchgangsbohrungen auf. Die Durchgangsbohrung des Schraubverschlusses 14 besitzt ein Innengewinde, während die Durchgangsbohrung der Distanzbuchse 10 glatt ist

Im zusammengesetzten Zustand der Anordnung ist ein Mikroschalter 31 mit einem vorderen glatten Einsatzstück 12, einem mittleren Gewindeabschnitt 34, einem Vierkantabschnitt 33 und Leitungsanschlüssen 35 teilweise in die Durchgangsbohrungen der Distanzbuchse 10 und des Schraubverschlusses 14 eingesetzt bzw. eingeschraubt Eine Befestigungsmutter 32 dient im angezogenen Zustand neben einer Befestigung des Mikroschalters der Axialfixierung des Schalters. Der Mikroschalter 31 weist im Bereich des Einsatzstücks 12 ein zentrales Betätigungsglied 30 auf, das in den ansteuer-üruckseitigen Hubraum 25 des Differenz-Steuerkolbens 3 hineinreicht Das Maß des Vorstehens des Betätigungsglieds 30 in den ansteuerdruckseitigen Hubraum 25 kann durch die Befestigungsschraube 32 des Mikroschalters 31 eingestellt werden. Bei richtiger Einstellung stößt das vorderste (gemäß F i g. 1 linke) Ende des Betätigungsglieds 30 an die zugehörige (rechte) Stirnseite des Differenz-Steuerkolbens 3 unter axialer Federvorspannung an, wenn der Steuerkolben 3 in seine gemäß F i g. 1 gezeigte rechte Ausgangslage gegen das stirnseitige Ende der Steuerkolbenbuchse 7 gedrängt wird, das eine mittige Durchgangsöffnung für das BetätigungsglierlSQ aufweist.

Der Differenz-Steuerkolben 3 wendet dem hohl ausgebildeten Ventüjcolben 4 eine hutförmig ausgebildete Öffnung zu, deren Rand Drosselschlitze aufweist und die an ihrer inneren Stirnseite mit einer Platte 28, beispielsweise aus Vulkolan, armiert ist. Die Schlitze schließen mit der Vorderkante der Platte 28 ab, oder sie enden unmittelbar davor. Die hutartige Öffnung bildet mit der rechten Stirnendfläche des hohlen VentÜkoIbens 4 ein erstes Ventil 5. Ein zweites Ventil 6 besteht zwischen der Stirnfläche der Aufnahmebuchse 8 und dem kegelförmig ausgebildeten (linken) Ende des Ventilkolbens 4 selbst.

Am kegelförmig ausgebildeten Ventilkolbenende ist eine Druckfeder 11 abgestützt, deren anderes Ende an

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das innere stirnseitige Ende der Stopfenbuchse 9 angeschlagen ist.

Die Anordnung ist so getroffen, daß im ungebremsten Zustand der aus Strömungsbremse und mechanischer Reibungsbremse bestehenden Fahrzeugbremsanlage (kein Ansteuerdruck an den Anschluß 16 angelegt) der Differenz-Steuerkolben 3 gegen das stirnseitige rechte Ende der Steuerkolbenbuchse 7 durch die Kraft einer inneren Druckfeder 27 anschlägt, während die Vorspannkraft der Druckfeder 11 den Ventilkolben 4 in seine gezeigte (rechte) Ausgangslage drängt. Hierbei ist das erste Ventil 5 zwischen dem Anschluß 17 der mechanischen Reibungsbremse (nicht gezeigt) und dem Anschluß 18 des Rücklaufs zum Drucklos-Hydraulikbehälter geöffnet, während das zweite Ventil zwischen dem Druckspeicheranschluß 19 und dem Anschluß 17 geschlossen ist.

Die gezeigte Lage nehmen der Differenz-Steuerkolben 3 und der Ventilkolben 4 ebenfalls ein, wenn bei voll wirksamer Strömungsbremse über einen Druckverstärker ein ausreichender Rückmeldedruck am Anschluß 20 aufgebaut ist, der trotz anstehendem Ansteuerdruck p* am Anschluß 16 den Steuerkolben 3 in seiner gezeigten Lage hält.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der eine Strömungsbremse und eine mechanische Reibungsbremse umfassenden Fahrzeugbremsanlage beschrieben, bei der das in Fig. 1 gezeigte Bremsregelventil in einer Weise zwischengeschaltet ist, daß der Anschluß 17 zur mechanischen Reibungsbremse führt, während der Anschluß 20 an die Strömungsbremse angelegt ist

Soll eine Bremsung eingeleitet werden, wird, beispielsweise mittels Fußpedal und Hauptzylinder, ein Ansteuerdruck pa aufgebaut und gleichzeitig die Strömungsbremse in Betrieb gesetzt, deren Rückmeldedruck verstärkt an den Anschluß 20 angelegt ist. Bei ordnungsgemäßer Funktion der Strömungsbremse und

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cilivvaiiuii ciciu nuiuau uu nctaiuci -rvuuiviiiciucui uciva überwiegt die Druckkraft des umgesetzten Retarder-Rückmeldedrucks am Differenz-Steuerkolben 3, so daß dieser gegen den Ansteuerdruck p\ in seiner in F i g. 1 gezeigten Ruhelage gehalten wird. Die mechanische Reibungsbremse ist außer Betrieb.

Bei einem Ausfall oder einer Leistungsminderung der Strömungsbremse fällt der Rückmeidedruck am Anschiuß 20 ab oder aus, so daß aufgrund des gesiörten Druckverhältnisses der Differenz-Steuerkolben 3 durch den Ansteuerdruck p_A gegen die Kraft der Druckfeder 27 gemäß Zeichnung nach links bewegt wird, das erste Ventil 5 schließt und das zweite Ventil 6 öffnet und dadurch die mechanische Reibungsbremse am Anschluß 17 in Betrieb setzt Durch die Lageänderung des Differenz-Steuerkolbens 3 wird der Axialanschlag des federvorgespannten Betätigungsglieds 30 des Mikroschalters 31 gemäß F i g, 1 aufgehoben, und es schaltet das weiter in den ansteuerdruckseitigen Hubraum 25 des Differenz-Steuerkolbens 3 eindringende Betatigungsglied 30 den Mikroschalter 31, wobei das Schaltsignal des Mikroschalters 31 ein Anzeigesignal liefert, das dem Fahrer optisch oder akustisch die Störung des Bremsbetriebs der Strömungsbremse sowie den Betrieb der mechanischen Reibungsbremse anzeigt

Ist die Störung des Bremsbetriebs der Strömungsbremse fiberwunden, verschiebt die Druckkraft des Retarder-Rückmeldedrucks den Differenz-Steuerkolben 3 wieder gemäß F i g. 1 nach rechts, setzt dabei die mechanische Reibungsbremse außer Betrieb und schaltet gleichzeitig wiederum das Betätigungsglied 30 des Mikroschalters31,das Anzeigesignal erlischt.

Gegebenenfalls kann die Sperreinrichtung mit einem Tachogenerator und einem elektrischen Relais gekoppelt sein, die das Wirksamwerden des Anzeigesignals unterbindet, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ein vorbestimmtes Maß unterschreitet. Damit können Strömungsbremsen, deren Bremswirkung unterhalb einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit verringert ist, an das Bremsregelventil 1 angeschlossen werden, ohne daß eine Fehlanzeige eines Störungsbetriebs angeliefert wird.

Auch kann das Betätigungsglied 30 des Mikroschalters mit einem Zeitglied gekoppelt sein, welches das Anzeigesignal erst dann für eine Anzeige wirksam werden läßt, wenn es eine vorbestimmte Mindestzeit lang angedauert hat. Dies verhindert eine voreilige Störungsanzeige von Strömungsbremsen, bei denen der Retarder-Rückmeldedruck mit zeitlicher Verzögerung aufgebaut wird.

in F i g. i ist eine andere Ausfuhrungsform der Erfindung gezeigt, wobei ein induktiver Näherungsschalter 36 als Lagefühler verwendet ist. Die Fühlspule 4i des Näherungsschalters 36 ist hierbei so am Bremsregelventil 1 angeordnet, daß ihr Feldbereich in den ansteuerdruckseitigen Hubraum 25 des Differenz-Steuerkolbens reicht. Der Näherungsschalter 36 enthält einen Oszillator 37, dessen Schwingkreisspule die Fühlspule 41 darstellt. Beim Bewegen des Differenz-Steuerkolbens 3 in Richtung aus dem Feldbereich der Fühlspule 41 entsprechend einer Lageänderung s des Steuerkolbens wird dem Oszillator 37 weniger Energie entzogen, die Oszillatorspannung steigt an. Dieser Spannungsanstieg wird über einen Amplitudenmodulator 38 erfaßt und löst beim Erreichen eines Schwellenwerts einen nachgeordneten Trigger 39 aus, dessen Ausgangssignal über einen Ausgangsverstärker 40 als Anzeigesignal verwendet wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

31 OO 507 1 2 vierbar ist, das einen Differenz-Steuerkolben aufweist, Patentansprüche: der auf der einen Seite von einem dem Bremsbefehl entsprechenden Ansteuerdruck und auf der anderen

1. Fahrzeugbremsanlage mit. einer Strömungs- Seite von einem dem Rückmeldedruck der Strömungsbremse, die auf einen Bremsbefehl hin wirksam wird 5 bremse entsprechenden Druck beaufschlagt ist und und dabei einen hydraulischen Rückmeldedruck auf- beim Oberwiegen des ersteren in eine aktive Position baut, und mit einer mechanischen Reibungsbremse, geschoben wird, wo er einen Weg zum Anlegen eines die über ein Bremsregelventil hydraulisch aktivier- Speicherdrucks an die Reibungsbremse öffnet.

bar ist, das einen Differenz-Steuerkolben aufweist, Derartige Fahrzeugbremsanlagen sind z, B. durch die

der auf der einen Seite von einem dem Bremsbefehl io US-PS 41 30 321 bekannt.

entsprechenden Ansteuerdruck und auf der anderen Eine Überwachung des Rückmeldedrucks von der Seite von einem dem Rückmeldedruck der Strö- Strömungsbremse findet dabei nicht statt mungsbremse entsprechenden Druck beaufschlagt Überwachungseinrichtungen als solche sind bekannt ist und beim Überwiegen des ersteren in eine aktive Sie werden in hydraulischen Zweikreis-Bremsanlagen Position geschoben wird, wo er einen Weg zum An- ii verwendet, bei denen ein Normalbetneb stets in beiden legen eines Speicherdrucks an die Reibungsbremse Kreisen gleicher Druck vorliegt und eine Abweichung öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß zur vom Druckgleichgewicht den Ausfall eines Bremskrei-Anzeige einer Minderleistung der Strömungsbremse ses anzeigt (GB-PS 14 77 759, US-PS 39 75 059). ein Lagefühler (Mikroschalter 31, Betätigungsglied Vielfach finden bei schwergewichtigen, schneller fah-30 bzw. Fühlspule 41) am Bremsregelventil (1) vor- 20 renden Fahrzeugen (z. B. Omnibussen, Kettenfahrzeugesehen ist, der die Stellung des Differenz-Steuer- gen) Bremsanlagen Verwendung, die ihrerseits aus zwei kolbens (3) überwacht und im Falle der aktiven Posi- Betriebsbremsen zusammengesetzt sind: einer Strötion dieses Kolbens ein Anzeigesignal liefert und mungsbremse (Retarder) für den Normalbremsbetrieb durch eine Sperreinrichtung, weiche das Wirksam- und einer mechanischen Reibungsbremse, die bei einem werden des Anzeigesignals unterbindet, wenn die 25 Bremsbetrieb wirksam wird, wenn die Strömurigsbrem-Geschwindigkeit des Fahrzeugs ein vorbestimintes se ausfällt oder nicht die volle Bremsleistung erbringt Maß unterschreitet Ein Ausfall der Strömungsbremse im höheren Ge-

2. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, da- schwindigkeitsbereich (oberhalb 30 km/h) hat bei Iängedurch gekennzeichnet, daß das vorbestimmte Ge- rer Fortdauer eine Überbeanspruchung der mechanischwindigkeitsinaß in der Nähe von 30 km/h liegt 30 sehen Reibungsbremse zur Folge. Ein Ausfall des Rück-

3. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, meldedrucks der Strömungsbremse, z. B. durch Luft in dadurch geVermzeichnet, daß die Sperreinrichtung der Rückmeldeleitung, ist bei einer Bremsensteuerung mit einem die Fahrzeugeschwindigkeit messenden gleichbedeutend mit einem Ausfall der Strömungsbrem-Tachogenerator gekoppelt isi und ein Relais enthält, se selbst Da sich Reibungsbremse und Strömungsbremdas beim Unterschreiten des vorbestimmten Ge- 35 se im Betrieb wirksam ergänzen, werden vorgenannte schwindigkeitsmaßes die Erzeugung oder Übertra- Störungen von einem Fahrer erst dann bemerkt, wenn gung des Anzeigesignals ausschaltet die Reibungsbremse selbst bereits überlastet worden ist,

4. Fahrzeugbremsanlage nach einem der vorher- d. h. die Bremsleistung sowohl der Strömungsbremse als gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Reibungsbremse bereits nachgelassen hat der Ausgang des Lagefühlers (Betätigungsglied 30, 40 Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer einfa-Mikroschalter 31 bzw. Fühlspule 41) mit einem Zeit- chen und wirkungsvollen Anzeige eines gestörten glied gekoppelt ist, welches das Anzeigesignal erst Bremsbetriebs einer aus Strömungs- und Reibungsdann für eine Anzeige wirksam werden läßt, wenn es bremse bestehenden Fahrzeugbremsanlage der eineine vorbestimmte Mindestzeit lang angedauert hat gangs genannten Art

5. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 4, da- 45 Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufdurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied auf eine gäbe dadurch, daß zur Anzeige einer Minderleistung Zeit im Bereich von 03 bis 0,5 see eingestellt ist. der Strömungsbremse ein Lagefühler am Bremsregel-

6. Fahrzeugbremsanlage nach einem der vorher- ventil vorgesehen ist, der die Stellung des Differenzgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Steuerkolbens überwacht und im Falle der aktiven Posider Lagefühler ein am Körper des Bremsregelventils 50 tion dieses Kolbens ein Anzeigesignal liefert und durch (1) angeordneter Mikroschalter (31) ist, dessen Beta- eine Sperreinrichtung, welche das Wirksamwerden des tigungsglied (30) in den ansteuerdruckseitigen Hub- Anzeigesignals unterbindet, wenn die Geschwindigkeit raum (25) des Differenz-Steuerkolbens (3) ragt. des Fahrzeuges ein vorbestimmtes Maß unterschreitet.

7. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1 bis 5, Strömungsbremse und Reibungsbremse werden dadadurch gekennzeichnet, daß der Lagefühler ein in- 55 mit an ihrem Koppelglied, dem Differenz-Steuerkolben duktiver Näherungsschalter (36) ist, dessen Fühlspu- des Bremsregelventils, unmittelbar mittels einer einziie so am Bremsregelventil (1) angeordnet ist, daß ihr gen Vorrichtung überwacht, und zwar wird als Meßgrö-Feldbereich in den ansteuerdruckseitigen Hubraum ße die Lageänderung des Steuerkolbens verwendet. (25) des Differenz-Steuerkolbens (3) reicht. Komplizierte separate KontroHvorrichtungen für den

60 Betrieb der Strömungsbremse und der Reibungsbremse

können damit entfallen. Der Fahrer erhält lediglich dann

ein einziges (übersichtliches) optisches oder akustisches Signal zur Warnung, wenn die eingangs erwähnte Stö

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugbremsanlage mit rung auftritt. Er kann daraufhin seine Fahrweise rechteiner Strömungsbremse, die auf einen Bremsbefehl hin 65 zeitig den gestörten Verhältnissen anpassen, noch bevor wirksam wird und dabei einen hydraulischen Rückmel- die Leistungsfähigkeit der mechanischen Reibungsdedruck aufbaut, und mit einer mechanischen Reibungs- bremse nachläßt. Durch die Erfindung wird somit in bremse, die über ein Bremsregelventil hydraulisch akti- einfacher Weise der Weg des Steuerkolbens ausgenutzt,