DE3426612C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftfahrzeugbrems
anlage nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Bei herkömmlichen Fahrzeugbremsen blockieren die ge
bremsten Fahrzeugräder, sobald sie die aufgebrachte
Bremskraft nicht mehr vollständig auf die Fahrbahn
übertragen können. Blockierende Räder beeinträchtigen
die Fahrstabilität und die Lenkbarkeit des Fahrzeugs.
Desweiteren verlängert sich der Bremsweg.
Es sind Fahrzeugbremsanlagen auf dem Markt, die ein
Blockieren der Fahrzeugräder verhindern. Solche Brems
anlagen sind jedoch in ihrer Konstruktion aufwendig und
daher teuer. Sie sind deshalb vornehmlich den Kraft
fahrzeugen der gehobenen Preisklasse vorbehalten.
Des weiteren eignen sie sich nur bedingt für bestimmte
Fahrzeugarten, wie beispielsweise für Motorräder. Denn
je nach Ausführung weist eine solche blockiergeschützte
Fahrzeugbremsanlage entweder eine verhältnismäßig
schwere hydraulische Pumpeneinheit oder einen winkel
beschleunigungserkennenden Schwungradmechanismus auf.
Der Einbau solch schwerer Teile ist für ein Motorrad
nicht vertretbar.
Eine gattungsgemäße Fahrzeugbremsanlage zeigt die
US-PS 37 92 909. Zwischen Hauptbremszylinder und Rad
bremszylinder liegt im Bremsleitungsstrang ein Stell
ventil. Dieses Stellventil wird von einer elektronischen
Recheneinheit angesteuert, die wiederum Signale erhält
von einem Drehzahlfühler. Das Stellventil läßt im
Normalfall einen Durchfluß der Bremsflüssigkeit vom
Hauptbremszylinder zum Radbremszylinder ungehindert zu.
Droht das Fahrzeugrad zu blockieren, schaltet die elektro
nische Recheneinheit, nachdem sie ein entsprechendes
Signal vom Drehzahlgeber erhalten hat, das Stellventil
um, das in diesem Zustand den Rückfluß vom Radbrems
zylinder zu einem Vorratsbehälter freigibt. Der Druck im
Radbremszylinder wird auf diese Weise abgebaut und das
Fahrzeugrad kann wieder frei drehen. Die vorbekannte
Fahrzeugbremsanlage ermöglicht demnach im wesentlichen
nur zwei Zustände im Radbremszylinder, nämlich Druckbeaufschlagung oder
Drucklosigkeit.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Fahrzeug
bremsanlage zu schaffen, die sich feiner dosieren läßt,
und ein Blockieren der Fahrzeugräder weit
gehend verhindert.
Diese Aufgabe wird bei einer Fahrzeugbremsanlage der genannten Gattung erfindungsgemäß gelöst mit den kenn
zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Eine besonders
vorteilhafte Ausgestaltung einer solchen Fahrzeugbrems
anlage ergibt sich aus Anspruch 2.
Durch den Hauptbremszylinder mit seinen unterschied
lichen Druckflächen läßt sich der Druck im Bremskreis weitgehend
unabhängig von der tatsächlich vom Fahrer aufgebrachten
Kraft regeln. Das stufenweise Hinzuschalten der ein
zelnen wirksamen Druckflächen vermindert den Druck in
dem Radbremszylinder schrittweise, falls das Fahrzeugrad
zum Blockieren neigt. Sollten sich die Fahrbahnverhält
nisse ändern, also die Griffigkeit wechseln, beispiels
weise durch Übergang von einer schneeglatten Fahrbahn
auf eine trockene Fahrbahn, so kann durch ein auf
einanderfolgendes Sperren der einzelnen Druckflächen der
Bremsdruck in den Radbremszylindern wieder schrittweise
aufgebaut werden.
Die elektronische Recheneinheit steuert die Stellventile
an. Drehzahlfühler an den Fahrzeugrädern
liefern der Recheneinheit ein der Umfangs
verzögerung des jeweiligen Fahrzeugrades entsprechendes Signal. Die
Stellventile, die den einzelnen Druckstufen zugeordnet
sind, sperren normalerweise die Verbindung zwischen der
Druckstufe und dem Radbremszylinder. Beim Umschalten des
Stellventils durch die Recheneinheit wird der Durchfluß
freigegeben. Da beim Bremsen und bei gesperrtem Ventil
in den einzelnen Druckstufen Bremsflüssigkeit verdrängt
wird, muß diese über einen Rücklauf in einen Vorrats
behälter geführt werden. Dieser Rücklauf muß aber
gesperrt sein während der durchgeschalteten Druckver
bindung zu dem Radbremszylinder. In einfacher Weise wird
diese Funktion ebenfalls von dem Stellventil übernommen.
Es ist deshalb zweckmäßig, die Stellventile als 4/2-
Wegeventile auszulegen.
In dem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist der Kolben
des Hauptbremszylinders als Stufenkolben ausgelegt mit
im Durchmesser größer werdenden Druckflächen. Dabei
werden die einzelnen Druckflächen je nach Bedarf nach
einander zugeschaltet oder gesperrt. Zwar zeigt die
DE-OS 23 55 541 bereits einen Stufenkolben in dieser
Art. Jedoch ist der vorbekannte Stufenkolben nicht
Bestandteil eines Hauptbremszylinders, sondern einer
Ventileinrichtung im Leitungskreis einer Fahrzeug
bremsanlage.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
näher beschrieben und in der Zeichnung
dargestellt.
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur die Schemadar
stellung einer Bremsanlage für ein Motorrad und genauer,
den Teil der Bremsanlage, der zum Bremsen des Vorderrades
dient. Aus der Zeichnung läßt sich ein Stufenkolben 1
entnehmen, der Bestandteil eines nicht näher dargestellten
Hauptbremszylinders ist. Ein von Hand betätigbarer Brems
hebel 2 verschiebt bei seiner Betätigung in Richtung des
Kraftpfeiles 3 den Stufenkolben 1 in axialer Richtung, wie
dies mit dem Pfeil 4 angedeutet sein soll. Dabei ist der
Handbremshebel 2 an einem Lagerbock 5 schwenkbar ange
lenkt.
Der Stufenkolben 1 sieht drei Stufen vor mit wirksamen
Druckflächen 6, 7 und 8. Dabei weist die Druckfläche 6 den
kleinsten Durchmesser auf, während sich der Durchmesser
der Druckfläche 7 und 8 stufenweise erhöht. Von jeder der
jeweiligen Druckfläche 6, 7 und 8 zugeordneten Druckstufe
führt eine Bremsleitung 9, 10 und 11 zu dem Radbremszylinder
des Vorderrades. Die Bremsbacken des Radbremszylinders
sind mit 12 bezeichnet. Bevor die Bremsleitungen 9, 10 und 11
in den Radbremszylinder eintreten, vereinigen sie sich zu
einer einzigen Leitung.
Die Bremsleitung 9 der kleinsten Druckfläche 8 führt
direkt zum Radbremszylinder. Die anderen beiden Brems
leitungen nehmen ihren Weg über Stellventile 3 und 14. Die
Stellventile 13 und 14 sind als elektromagnetisch betätigbare
4/2-Wege-Ventile ausgelegt. In ihrem nichterregten Zustand
sperren sie den Durchfluß der Bremsleitungen 10 und 11 zu
dem Radbremszylinder.
Von den Druckstufen der Druckflächen 7 und 8 gehen neben
den Bremsleitungen auch noch Rückflußleitungen 15 und 16 ab,
die ebenfalls über die Stellventile 13 und 14 führen und in
einem Bremsflüssigkeits-Vorratsbehälter 17 enden. Im nicht
erregten Zustand der Stellventile 13 und 14 besteht unge
hinderter Rückfluß von der jeweiligen Druckstufe zu dem
Vorratsbehälter 17. Der Vorratsbehälter 17 versorgt die
einzelnen Druckstufen über Zuflußleitungen 18, 19 und 20 mit
Bremsflüssigkeit.
Die Bremsbacke 12 arbeitet mit einer Bremsscheibe 21
zusammen. An der Stirnseite dieser Bremsscheibe 21, die in
der Zeichnung wiederum nur angedeutet ist, befindet sich
ein Drehzahlfühler 22, der über eine Signalleitung 23 mit
einer elektronischen Recheneinheit 24 verbunden ist. Von
der Recheneinheit 24 gehen Steuerleitungen 25 und 26 zu den
Stellventilen 13 und 14 ab.
Die Bremsanlage arbeitet wie folgt:
Betätigt der Motorradfahrer den Handbremshebel 2, ver
schiebt sich der Stufenkolben 1 in Richtung des Pfeiles 4.
Dabei baut sich in der Druckstufe, die der Druckfläche 6
zugeordnet ist, ein entsprechender Druck auf, der sich
über die Bremsleitung 9 zum Radbremszylinder fortpflanzt.
Die Bremsbacke 12 legt sich an die Bremsscheibe 21 mit
einer Kraft an, die sich aus dem Verhältnis der Fläche
des Bremszylinders und der Druckfläche 6 ergibt. In den
beiden übrigen Druckstufen kann sich kein Druck aufbauen,
da die von dem Stufenkolben 1 verdrängte Bremsflüssigkeit über die
Rückflußleitungen 15 und 16 in den Vorratsbehälter 17 zurück
fließt.
Durch die Bremsung wird das Fahrzeug verzögert. Fällt nun
die Umfangsverzögerung des Fahrzeugrades unter eine fest
gelegte Schwelle, was die Recheneinheit 24 über den Dreh
zahlfühler 22 erkennt, schaltet die Recheneinheit 24 das
Stellventil 13 um. Dadurch wird nun die Rückflußleitung 15
gesperrt und die Bremsleitung 10 geöffnet. Die Druckfläche
7 addiert sich zur Druckfläche 6, so daß insgesamt das
Verhältnis zwischen Bremszylinderfläche und wirksame
Druckfläche am Stufenkolben 1 kleiner wird. Die Folge ist
eine Druckabsenkung im Bremskreis. Die Bremsbacke wird
demnach mit geringerer Kraft an die Bremsscheibe 21 ge
drückt. Sollte diese Druckabsenkung noch nicht ausreichen,
schaltet die Recheneinheit auch das Stellventil 14 um,
damit sich die wirksame Druckfläche am Stufenkolben noch
um die Druckfläche 8 vergrößert. Dadurch wird der Druck
abermals in dem Bremskreis abgesenkt.
Es könnte nun der Fall sein, daß sich das Fahrzeug während
des Bremsvorganges auf einer weniger griffigen Fahrbahn
befindet, die Griffigkeit sich jedoch plötzlich erhöht. In
diesem Fall wird das Fahrzeugrad, wenn die drei Druck
stufen zugeschaltet sind, mit viel zu kleiner Kraft abge
bremst. Um dem vorzubeugen, schaltet der Rechner ganz
generell das Stellventil 14 nach kurzer Zeit in den Aus
gangszustand zurück. Die Bremskraft am Radbremszylinder
erhöht sich wieder. Sollte das Fahrzeugrad dadurch aber
mals zum Blockieren neigen, schaltet der Rechner das
Stellventil 14 wieder um. Sollte jedoch die Blockier
schwelle nicht unterschritten werden, sperrt die Rechen
einheit auch noch das Stellventil 13 und wartet abermals
auf ein Blockiersignal des Drehzahlfühlers 22. Kommt ein
solches Signal nicht, bleibt auch diese Stufe geschlossen.
Am Radbremszylinder steht damit der maximal aufbringbare
Druck an.
Neigt das Fahrzeugrad zum Blockieren, wird das Stellventil
13 wieder geöffnet und gegebenenfalls auch das Stellventil
14.
Bisher wurde davon ausgegangen, als ob die einmal aufge
brachte Kraft dem Betrag nach konstant bliebe. In Wirk
lichkeit jedoch steigt diese Kraft über der Zeit an bis
zu einer maximalen Kraft entsprechend der maximal mögli
chen Handkraft des Motorradfahrers. Dies ändert aber
nichts an der vorgeschriebenen Wirkungsweise der Brems
anlage.
Es liegt auf der Hand, statt eines dreistufigen einen
mehrstufigen Kolben vorzusehen. Dadurch lassen sich noch
feinere Abstufungen vornehmen. Des weiteren bezieht sich
die vorstehend beschriebene Fahrzeugbremsanlage nur auf das
Vorderrad. Es bereitet aber keinerlei Schwierigkeiten,
auch das Hinterrad mit einer solchen Fahrzeugbremse aus
zurüsten. In diesem Fall wird die Bremskraft dann durch
ein mit dem Fuß betätigbares Bremspedal eingeleitet, dem
in gleicher Weise wie dem Handbremshebel 2 ein Stufen
kolben zugeordnet ist.
Es ist auch ohne weiteres einzusehen, daß eine solche
Fahrzeugbremsanlage nicht auf Motorräder beschränkt ist.
Sie läßt sich ebensogut für sonstige Kraftfahrzeuge, z. B. für
Personenkraftwagen einsetzen.
Claims (2)
1. Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem Hauptbrems
zylinder, dessen Druckkolben einen dem einzelnen
Fahrzeugrad zugeordneten Radbremszylinder beauf
schlagt, mit wenigstens einem im Bremskreis zwi
schen dem Hauptbremszylinder und Radbremszylinder
vorgesehenen Stellventil und mit einem die Umfangs
verzögerung des Fahrzeugrades messenden Drehzahl
fühler, dessen Signal einer elektronischen
Recheneinheit zugeführt wird, die das Stellventil steuert, dadurch
gekennzeichnet, daß der Hauptbremszylinder mehrere,
durch Druckflächen (6, 7 und 8) unterschiedlichen
Durchmessers gebildete Druckstufen aufweist, daß
die Druckstufe der im Durchmesser kleinsten Druck
fläche (6) des Hauptbremszylinder mit dem Rad
bremszylinder ohne Zwischenschaltung eines Stell
ventils in Verbindung steht und daß jeder der
übrigen Druckstufen ein Stellventil (13 bzw. 14)
zugeordnet ist, das im ungeschalteten Zustand den
Durchgang zwischen Druckstufe und Radbremszylinder
sperrt und den Rückfluß zu einem Vorratsbehälter
(17) freigibt.
2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Druckkolben als Stufenkolben (1)
ausgelegt ist mit im Durchmesser größer werdenden
Druckflächen (6, 7 und 8) und daß die einzelnen
Druckflächen (6, 7 und 8) nacheinander zuschaltbar
oder sperrbar sind.
Priority Applications (4)
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ID=6241039
Family Applications (1)
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