DE2120743B2

DE2120743B2 - Regelsystem und Regeleinrichtung für eine Fahrzeugbremsanlage mit hydrodynamischen und Reibungs-Bremsen

Info

Publication number: DE2120743B2
Application number: DE2120743A
Authority: DE
Inventors: Artur 8901 Neusaess Kugler; Franz Xaver 8900 Augsburg Zaunberger
Original assignee: Zahnraederfabrik Renk AG
Current assignee: Renk GmbH
Priority date: 1971-04-28
Filing date: 1971-04-28
Publication date: 1980-04-30
Also published as: DE2120743A1; DE2120743C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugbremsanlage mit einer hydrodynamischen Bremse und hydraulisch steuerbaren Reibungsbremsen sowie einer Regeleinrichtung zur Aufteilung des Gesamtbremsmoments in einen von der hydrodynamischen Bremse aufzubringenden und einen von den Reibungsbremsen aufzubringenden Anteil, wobei in die zu der Betätigungsvorrichtung für die Reibungsbremsen führenden Druckmittelleitung ein Druckregelventil geschaltet ist, auf das in Richtung Erhöhung des Bremsmoments der Reibungsbremsen eine vom Soll-Wert des Gesamtbremsmoments abhängige Kraft und in der Gegenrichtung ein vom jeweiligen Bremsmoment der hydrodynamischen Bremse abhängiger Steuerdruck wirkt.

Eine derartige Bremsanlage ist aus der DE-OS 40 158 bekannt. Hydraulisch beaufschlagte Reibungs- « bremsen benötigen bis zum Ansprechen nur wenige Kubikzentimeter Drucköl während einer im völlig entleerten Zustand befindlichen hydrodynamischen Bremse eine erhebliche Flüssigkeitsmenge zugeführt werden muß, bis sie ihr volles Bremsmoment erreicht. m> Aus diesem Grund benötigt die hydrodynamische Bremse eine längere Zeit bis zum Ansprechen als die Reibungsbremsen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bremsanlage der oben genannten Art so auszubilden, daß bei einer Betätigung der Bremsanlage im oberen Geschwindigkeitsbereich ein durch die Füllzeit der alleiniges Ansprechen der Reibungsbremsen vermieden wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß dem Druckregelventil ein Abschaltventil mit einer zu diesem parallelgeschalteten Drossel vo.-geschaltet ist und daß das Abschaltventil von einem von der Fahrgeschwindigkeit abhängigen Steuerdruck derart gesteuert ist, daß es unterhalb einer vorbestimmten Geschwindigkeit offen und oberhalb dieser Geschwindigkeit geschlossen ist

Damit wird erreicht, daß die Reibungsbremsen praktisch nie allein zur Wirkung kommen, auch nicht kurzzeitig am Anfang des Bremsvorganges, sondern immer nur zusammen mit der hydrodynamischen Bremse. Dadurch wird der Reibungsverschleiß der Reibungsbremsen wesentlich verringert

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der von der Fahrgeschwindigkeit abhängige Steuerdruck in bekannter Weise durch ein in einen ölgefüllten Ringkanal eintauchendes Staurohr erzeugt wird und daß der olgefüllte Ringkanal an einem proportional zur Drehzahl der Antriebsräder angetriebenen Rad vorgesehen ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Bremsanlage nach der Erfindung und

F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung einer Einzelheit von Fig. 1.

In Fig. 1 führt der Fahrantrieb von einer nicht dargestellten Antriebsanlage aus zur sogenannten Bremswelle 11 und von ihr weiter über ein Untersetzungsgetriebe 12 zu den Radwellen 13 mit den Antriebsrädern 14. Auf der Bremswelle U sitzt ein Rotor 15 einer hydrodynamischen Bremse 16, deren Stator 17 mit dem Getriebsgehäuse 18 verbunden ist.

Die Füllung der hydrodynamischen Bremse 16 geschieht durch eine Füllpumpe 19 über ein servogesteuertes Füllventil 20 und eine Fülleitung 21.

Die Entleerung der hydrodynamischen Bremse 16 erfolgt durch ein servogesteuertes Entleerventil 22.

Vom äußeren Ringraum 23 der hydrodynamischen Bremse 16 leitet eine Steuerleitung 24 den im Ringraum 23 vorhandenen und dem Bremsmoment der hydrodynamischen Bremse entsprechenden Druck zur hydraulischen Regeleinrichtung.

Auf der Bremswelle 11 sitzt eine Bremsscheibe 25 einer durch Druckmittel schließenden Reibungsbremse 26. Das Druckmittel zum Schließen dieser Bremse wirkt in einem Betätigungszylinder 27 auf einen Schließkolben 28.

Das zur Funktion der Regeleinrichtung und zum Schließen der Reibungsbremse 26 erforderliche Drucköl wird durch eine Bremsdruckpumpe 29 über ein Rückschlagventil 30 und ein Leitungssystem 31 einem Öldruckspeicher 32 und Ventilen 33, 34 und 35 zugeführt. Die Betätigung dieser Ventile erfolgt von einem Bremspedal 36 aus über eine Nockenwelle 37 und die auf ihr befindlichen Steuernocken $8,39 und 40.

Das Ventil 33 ist ein 3/2-Ein-Ausschalt-Ventil, das in der eingeschalteten Stellung (untere Lage) Drucköl aus der Leitung 31 dem servogesteuerten Füllventil 20 zuführt, wodurch dieses Ventil 20 öffnet und die hydrodynamische Bremse 16 gefüllt wird. In der ausgeschalteten Stellung (obere Lage) ist die Druckölweiterleitung abgesperrt und der Zylinderraum des Ventils 20 mit dem Abfluß verbunden.

Das Ventil 34 ist ein 3/2-Druckreeel-Ventil, das den

Arbeitsdruck proportional dem Steuerweg regelt In der voll eingeschalteten Stellung (untere Lage) wird Drucköl aus der Leitung 31 über eine ! «hung 41 mit vollem Druck dem servogesteuerten Eiitleerventil 22 zugeführt, wodurch der ölabfluß aus der hydrodynamisehen Bremse 16 auf seinen minimalen Wert eingestellt ist und dadurch die ölfüllung der hydrodynamischen Bremse 16 und mit ihr der Öldruck in ihr und ihr Bremsmoment auf ihre maximalen Wene angestaut bzw. eingestellt sind. In der ausgeschalteten Stellung (obere Lage) ist die Druckölweiterleitung abgesperrt und eier Zylinderraum des Ventils 22 mit dem Abfluß verbunden, so daß jetzt bei voll geöffnetem Entleerventil 22 das öl aus der hydrodynamischen Bremse 16 frei ausfließen kann. In einer Zwischenstellung des Ventils 34 wird durch einen dem vorgegebenen Steuerweg (Stellung des Bremspedals 36) proportionalen Arbeitsdruck das Entleerventil 22 nur teilweise geschlossen wodurch die hydrodynamische Bremse 16 nur eine Teilfüllung behält und somit ein dem Bremspedalweg entsprechendes Bremsmoment als Teil ihres maximal möglichen Bremsmoments bei der Vollfüllung erzeugt.

Das Ventil 35 ist ein 3/2-Druckregel-Ventil, das den Arbeitsdruck proportional dem Steuerweg und einem gegen den Steuerweg wirkenden Steuerdruck regelt. :-< Dieser Steuerdruck ist der Druck im Ringrainn 23 der hydrodynamischen Bremse 16. Der Arbeitsdru- k dieses Ventils 35 wird über eine Leitung 42 dem Betätigungszylinder 27 der Reibungsbremse 26 zugeleitet. In der ausgeschalteten Stellung (obere Lage) ist die Dru;.kölweiterleitung abgesperrt und der Zylinderraum 27 der Reibungsbremse 26 mit dem Abfluß verbunden, wodurch die Reibungsbremse geöffnet ist. In einer Zwischenstellung des Ventils 35 wird nun dem Zylinderraum 27 der Reibungsbremse 26 ein Arbeits- a druck zugeführt, der sich im Ventil 35 aus dem durch den Bremspedalhub vorgegebenen Steuerweg und dem ihm entgegenwirkenden Steuerdruck (der im Ringraum 23 der hydrodynamischen Bremse vorhandene Druck) einregelt.

Bei der Einleitung eines Bremsvorgangs ergeben sich nun die nachfolgenden Bewegungs-, Steuerungs- und Regelabläufe.

Bei nicht betätigtem Bremspedal befinden sich die Ventile 33,34 und 35 in der ausgeschalteten Stellung, die Zylinderräume der Ventile 20 und 22 sowie der Zylinderraum 27 der Reibungsbremse 26 sind mit dem Abfluß verbunden. Damit erfolgt keine ölzufuhr zur hydrodynamischen Bremse 16, fördert die dauernd laufende Füllpumpe 19 über eine Ablaufleitung in den ölbehälter zurück, ist das Entleerventil 22 offen, ist die hydrodynamische Bremse 16 entleert und die Reibungsbremse 26 geöffnet.

Beim Betätigen des Bremspedals 36 erfolgt nun durch die relativ steile Steuernockenscheibe 38 sofort die ΐ5 öffnung des Ventils 33 und weiter de» Füllventils 20, so daß Füilöl voller Fördermenge durch die Leitung 21 zur hydrodynamischen Bremse 16 fließt. Mit ehr Betätigung des Bremspedals 36 findet dann auch gleichzeitig die Beeinflussung des Ventils 34 statt. Sein von ihm e>o abgegebener Arbeitsdruck, der proportional dem Steuerweg aus der)! Bremspedalhub und der Nockenbewegung ist, wirkt über die Leitung 41 auf das Entleerventil 22, <Jas jetzt dem Arbeitsdruck entsprechend den ölabfluß aus der hydrodynamischen Bremse bi 16 staut. Das Ventil 35 wird erst nach einem Bremspedalhub in Funktion gesetzt, der über den Pedalhub zum AnsDrechen des Ventils 33 hinausgeht.

Durch einen solchen Bremspedalhub wird nun ein ihm zugeordnetes Bremsmoment, das einer bestimmten Bremsverzögerung entspricht, als Soll-Wert dieser hydraulischen Regelanlage eingegeben. Durch das Ventil 34 wird in der hydrodynamischen Bremse 16 durch den Stau des ölabflusses aus ihr ein Bremsmoment erzeugt Dieses Bremsmoment wird durch den Öldruck im äußeren Ringraum 23 der hydrodynamischen Bremse 16 definiert und gemessen und durch die Leitung 24 als Steuerdruck dem Ventil 35 zugeführt, wo dieser der Wegvorgabe durch den Bremspedalhub entgegenwirkt Der Arbeitsdruck des Ventils 35, der durch die Leitung 42 im Zylinder 27 auf den Schließkolben 28 der Reibungsbremse 26 wirkt, wird dadurch so eingeregeli, daß im ganzen Fahrgeschwindigkeitsbereich sowohl bei einer Bremsung mit dem maximalen Gesamt-Bremsmoments als auch bei einer Bremsung mit einem niedrigeren Gesamt-Bremsmoment die Reibungsbremse 26 die Differenz aus dem durch den Bremspedalhub vorgegebenen Soll-Bremsmoment und dem von der hydrodynamischen Bremse 16 aufgebrachten Bremsmoment erzeugt Damit werden auch Störungen in der Bremsfähigkeit der hydrodynamischen Bremse 16 automatisch durch das Eingreifen der Reibungsbremse 26, eventuell auch nur mit einem Teil-Bremsmoment, ausgeglichen. Der Öldruck in der Leitung 31 wird durch ein Druckbegrenzungsventil 43 auf eine vorgegebene Höhe begrenzt.

Bei der Bremsanlage nach F i g. 1 befindet sich am mit der Radwelle 13 verbundenen Übersetzungsrad 12 ein mit öl gefüllter Ringraum 51, in den ein Staurohr 52 eintaucht Der in ihm entstehende, dem Quadrat der Fahrgeschwindigkeit und damit dem Bremsmoment der hydrodynamischen Bremse 16 proportionale Staudruck wird über eine Leitung 53 als Steuerdruck einem Abschaltventil 61 zugeführt. Dieses Abschaltventil 61 befindet sich in der Drucköl-Zuführleitung zum Ventil 35 und hat eine zu ihm parallel geschaltete Drossel 62. Bei einer niedrigen Fahrgeschwindigkeit und damit einem vom Staurohr 52 erzeugten Druck, der unter dem Umschalt-Steuerdruck des Ventils 61 liegt, erfolgt die Druckölzufuhr zum Ventil 35 und damit zur Betätigung der Reibungsbremse 26 mit der vollen Durchlaßmenge des Ventils öl. Bei einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit schaltet das Ventil 61 um, wodurch die Druckölzufuhr zum Ventil 35 und damit zur Betätigung der Reibungsbremse 26 nunmehr durch die Drossel 62 stattfindet. Die Drossel 62 ist so bemessen, daß bei der Einleitung eines Bremsvorgangs bei einer Fahrgeschwindigkeit oberhalb der genannten Grenze der Bremsbeginn der Reibungsbremse 26 bis zur Wirkung der hydrodynamischen Bremse 16 mit dem vorgegebenen Bremsmoment verzögert wird. Mit dem Entstehen des Bremsmoments der hydrodynamischen Bremse 16 und des Drucks in ihrem äußeren Ringraum 23, der durch die Leitung 24 in der Wirkungsweise der Anlage nach der A b b. 2 dem Ventil 35 zugeführt wird, erfolgt dann automatisch die Regelung des Bremsmoments der Reibungsbremse 26.

Ohne diese Steuerung (Leitung 53, Abschaltventil 61 und Drossel 62) würde die Reibungsbremse 26 bei der Einleitung eines Bremsvorgangs bei einer hohen Fahrgeschwindigkeit kurzzeitig (bis zur Bremswirkung der hydrodynamischen Bremse 16) mit hohem Bremsmoment in Funktion treten, was einen unnötigen und hohen Verschleiß der Reibungsbremse 26 zur Folge hätte.

F i e. 2 zeiet die körDerlich-schematische Darstellung

des Ventils 61. Seine Funktion wurde bereits mit F i g. 1 erklärt. Eine Leitung 81 führt das Drucköl dem Ventil 35 zu. Die übrigen Funktionselemente sind eindeutig dargestellt, so daß eine weitere Erläuterung nicht nötig ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fahrzeugbremsanlage mit einer hydrodynamischen Bremse und hydraulisch steuerbaren Reibungsbremsen sowie einer Regeleinrichtung zur Aufteilung des Gesamtbremsmoments in einen von der hydrodynamischen Bremse aufzubringenden und einen von den Reibungsbremsen aufzubringenden Anteil, wobei in die zu der Betätigungsvorrichtung für die Reibungsbremsen führenden Druckmittelleitung ein Druckregelventil geschaltet ist, auf das in Richtung Erhöhung des Bremsmoments der Reibungsbremsen eine vom Soll-Wert des Gesamtbremsmoments abhängige Kraft und in der Gegenrichtung ein vom jeweiligen Bremsmoment der hydrodynamischen Bremse abhängiger Steuerdruck wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckregelventil (35) ein Abschaltventil (61) mit einer zu diesem parallelgeschalteten Drossel (62) vorgeschaltet ist und daß das Abschaltventil von einem von der Fahrgeschwindigkeit abhängigen Steuerdruck derart gesteuert ist, daß es unterhalb einer vorbestimmten Geschwindigkeit offen und oberhalb dieser Geschwindigkeit geschlossen ist.

2. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Fahrgeschwindigkeit abhängige Steuerdruck in bekannter Weise durch ein in einen ölgefüllten Ringkanal (51) eintauchendes Staurohr (52) erzeugt wird und daß der olgefüllte Ringkanal an einem proportional zur Drehzahl der Antriebsräder (14) angetriebenen Rad (12) vorgesehen ist.