SE450886B - Hydraulisk bromsanleggning med reglering av efterslepningen - Google Patents

Description

. 10 15 20 25 30 35 450 886 I förbindelserna mellan tandemhuvudcylinderns arbetskamrar och de därtill anslutna hjulbromsarna finns första ventil- organ, vilka i allmänhet står öppna och kan kopplas till ett stängningsläge av en elektronik för reglering av eftersläp- ningen, i vilket läge hjulbromsarna är skilda från huvud- cylindern. Hjulbromsarna har ytterligare ventilorgan, vilka i allmänhet är stängda och vilka vid en lämplig styrning från en elektronik för reglering av eftersläpningen leder, tryckmedel ur hjulbromsarna till en trycklös reservbehål- lare. Dà den i tandemhuvudcylinderns arbetskammare inneslut- na tryckmedelsvolymen är begränsad, är det nödvändigt att komplettera det ur hjulbromsarna tagna tryckmedlet.

Till detta ändamål har den kända bromsanläggningen en av elektroniken för reglering av eftersläpningen styrbar kopp- lingsventil, vilken i början av en reglerfas kopplas om och förbinder den hydrauliska kraftförstärkarens tryckkammare med huvudcylinderkolvens på pedalsidan liggande gavelyta.

Huvudcylinderkolvarna är avtätade med manschetter och har öppningar mellan gavlarna, så att det ur den hydrauliska kraftförstärkarens tryckkammare tillförda tryckmedlet efter passerandet av huvudcylinderkolvens tätningsmanschetter når fram till tandemhuvudcylinderns arbetskamrar, resp. till hjulbromsarna. f 1 I den kända bromsanläggningen måste även under regleringen av eftersläpningen säkerställas, att en minimivolym förblir instängd i tandemhuvudcylinderns arbetskamrar. För detta ändamål har bromstryckgivaren en lägesbestämningshylsa, vil- ken inuti sig upptar den hydrauliska kraftförstärkarens för- stärkarkolv och vid en påverkan av kopplingsventilen tryck- påverkas i riktning mot det obromsade läget. Lägesbestäm- ningshylsan rör sig därpå i motsatt riktning till det obrom- sade läget och kommer efter en viss förflyttning till an- liggning mot en avsats hos förstärkarkolven. På grund av de genom konstruktionen fastlagda ytförhàllandena kan i detta driftstillstånd bromspedalen ej ytterligare trampas igenom.

Det kan även hända, att bromspedalen till en ringa del åter- ,_...-...._. --__... 10 15 20 25 30 35 ï4so saa ställs via förstärkarkolven.

Den kända bromsanläggningen har i sin helhet en komplicerad uppbyggnad och erfordrar en relativt stor bygglängd.

Föreliggande uppfinning har därför till uppgift, att ytter- ligare utforma den kända bromstryckgivaren med enkla delkom- ponénter, så att man med utnyttjandet av den i sig kända 'fyllnadsstegs'-effekten kan uppnå en minskning av den er- forderliga bygglängden. i Enligt uppfinningen löses denna uppgift genom att'en med avsatser försedd kolv används som huvudcylinderkolv, att en kolvavsats med större diameter begränsar en arbetskammare hos huvudcylindern och att en ringformad yta mellan kolvav- satserna begränsar ett ringutrymme i huset, vilket utrymme över en av trycket i arbetskammaren styrd kopplingsventil kan förbindas med arbetskammaren. Genom kopplingsventilen är således i obromsat läge samt vid små manöverkrafter den hydrauliska förbindelsen mellan huvudcylinderns arbetskam- maré och ringutrymmet i huset stängd. Vid en bromspàverkan med_stängt ringutrymme aktiveras hela ytan hos den större kolvavsatsen i den med avsatser försedda kolven, så att med motsvarande små manöversträckor en relativt stor mängd tryckmedel trängs ur arbetskammaren. Det på detta sätt ur arbetskammaren förträngda tryckmedlet när bromsanläggningen och fyller denna så småningom helt. Sedan bromsanläggningen är helt fylld med tryckmedel och bromsbeläggningarna kommit till anliggning, sker en ganska brant tryckstegring i huvud- cylinders arbetskammare, varvid detta tryck när fram till kopplingsventilens styranslutning och ser till, att kopp- lingsventilen intar ett öppnat läge. När kopplingsventilen är öppnad, föreligger således samma tryck i ringutrymmet i huset som i huvudcylinderns arbetskammare. Därav följer, att den nu för tryckstegringen i arbetskammaren delaktiga ytan motsvarar tvärsníttsytan hos den mindre kolvavsatsen. Med fördel kan en mot arbetskammaren öppningsbar backventil an- ordnas parallellt med kopplingsventilen, vilken å ena sidan l0 15 20 25 30 35 .450 886 4 ser till, att tryckvätskevolymen i en preliminär fyllnings- fas icke kommer in i ringutrymmet i huset och å andra sidan i obromsat läge säkerställer en utjämning av volymen i ring- utrymmet i huset.

En ytterligare, fördelaktig utföringsform enligt uppfin- ningen har i serie med kopplingsventilen en avstängnings- ventil, vilken beroende på eftersläpningen kan kopplas till ett stängningsläge. Avstängningsventilen står i allmänhet i öppnat läge och kopplas till stängningsläget, när kritiska eftersläpníngsvärden spåras vid ett eller flera fordonshjul.

Därigenom stängs ringutrymmet i huset vid en reglering av eftersläpningen ringutrymmet i huset hydrauliskt oberoende av kopplingsventilens position, så att det i arbetskammaren rådande hydrauliska trycket ej kan flytta den med avsatser försedda kolven mot manöverkraften i riktning mot det obrom- sade läget. Då man kan utgå ifrån, att under regleringen av eftersläpningen trycket i arbetskammaren på grund av tät- ningsfriktionen hos den större kolvavsatsen är obetydligt större än i ringutrymmet i huset, förblir även backventilen parallell med kopplingsventilen i ett stängningsläge, så att även på detta sätt ingen utjämning av volymen i ringutrymmet i huset är möjlig. Avstängningsventilen kan genom påverkan av trycket i tryckkammaren med fördel kopplas till ett stängningsläge. För detta ändamål är avstängningsventilens hydrauliska manöverledning kopplad till en ledning, genom vilken under reglerfasen tryckmedel från den hydrauliska kraftförstärkarens tryckkammare leds till arbetskammaren.

Det är dessutom av fördel, om trycket från en_reservenergi- källa leds till en andra regleranslutning hos kopplings- ventilen, varvid reservtrycket i stängningsläge utövar en kraft på kopplingsventilen. Som framgår av ovanstående, tillsätts en reservenergikälla, resp. en tryckreservoar för att påverka den hydrauliska kraftförstärkaren. När denna reservenergikälla faller bort, är det önskvärt, att fordons- föraren kan skapa ett så stort tryck som möjligt med rela- tivt små manöverkrafter på bromspedalen. Manöversträckan har 10 15 20 25 30 35 450 886 därvid underordnad betydelse. När reservenergikällan faller bort manöveras kopplingsventilen således genom reserv- tryckets bortfall vid motsvarande regleranslutning in i ett stabilt öppnat läge, i vilket arbetskammaren permanent för- binds med ringutrymmet i huset. När reservenergikällan fal- ler bort, utesluts således i varje fall 'fyllnadsstegs'- effekten.

Ett utföringsexempel av uppfinningen beskrivs i det följande med ledning av ritningen, vilken visar en hydraulisk broms- anläggning i princip.

I ritningen betecknas den hydrauliska kraftförstärkaren med 1, med vilken en tandemhuvudcylinder 2 kan tryckpåverkas.

Den hydrauliska kraftförstärkaren l har en förstärkarkolv 3, vilken är koaxiellt placerad med två huvudcylinderkolvar 4,5. Förstärkarkolvens 3 mot pedalen riktade gavelyta är vänd mot en tryckkammare 6 och upptar en med en bromspedal 7 sammanlänkad tryckstångs 8 ände. Vid tryckstången 8 är fäst den ena änden av en hävstàng 9, vars andra ände griper tag i en bromventil 10 hos den hydrauliska kraftförstärkaren. Via den med bromspedalen 7 sammanlänkade tryckstângen 8 och hävstângen 9 kan i den hydrauliska kraftförstärkarens l tryckkammare 6 skapas ett hydrauliskt tryck, som är propor- tionellt mot den på bromspedalen utövade manöverkraften.

Till bromsventilen 10 är på ena sidan ansluten en hydropneu- matisk tryckreservoar ll och på andra sidan en trycklös reservbehàllare l2. 0 Förstärkarkolvens 3 från bromspedalens 7 vända sida är via en tryckstàng 13 i manöverriktningen utan glapp förbunden med huvudcylinderkolven 4. Huvudcylinderkolven 4 har en del 14 med mindre diameter-och en del 15 med större diameter.

Genom kolvdelens 15 gavelyta begränsas en första arbetskam- mare l6. Den första arbetskammaren 16 är vidare öppen mot huvudcylinderkolvens 5 mot pedalsidan riktade gavelyta, var- vid den fràn pedalsidan vända gavelytan hos huvudcylinder- kolven begränsar en andra arbetskammare 17. 10 15 20 25 30 35 459 sas Huvudcylinderkolven 4 bildar mellan kolvdelarna 14,15 en ringformad yta 18, vilken begränsar ett ringutrymme 19 i huset, och från ringutrymmet 19 i huset utgår en anslutning 20 i huset. På samma sätt utgår från tandemhuvudcylinderns arbetskamrar 16,17 två anslutningar 21,22 i huset. Tandem- huvudcylinderns hus 23 har dessutom en anslutning 24 i huset, vilken utmynnar i ett ringutrymme 25. Ringutrymmet 25 ligger i den huvudcylinderkolven 5 hållande delen av tandem- huvudcylinderns urborrning och har på båda sidor som back- ventiler verkande tätningsmanschetter 26,27, genom vilka tryckmedel kan ledas in i tandemhuvudcylinderns arbetskamrar 16,17. Båda arbetskamrarna 16,17 är i obromsat läge över ventilerna 28,29 förbundna med den trycklösa reservbehål- laren 12. Ventilerna 28,29 stängs efter en relativt kort manöversträcka av huvudcylinderkolvarna 4,5, så att arbets- kamrarna 16,17 är skilda från den trycklösa reservbehållaren 12.

Mellan tandemhuvudcylinderns 2 anslutningar 22,20 fi huset finns en backventil 30, vilken möjliggör en volymströmning endast från ringutrymmet 19 i huset till arbetskammaren 16.

Parallellt med backventilen 30 finns en seriekoppling av en kopplingsventil 31 och av en avstängningsventil 32. Kopp- lingsventilen 3l är utformad som en 2/2-vägs-ventil och in- tar vanligtvis ett stängningsläge, varvid en första regler- ' anslutning 33 hos kopplingsventilen 31 påverkas av det i tryckreservoaren ll rådande trycket. En andra regleranslut- ning 34 hos kopplingsventilen 31 är kopplad till anslut- ningen 22 i huset, resp. till den första arbetskammaren 16.

Den i serie med kopplingsventilen 31 anordnade avstängnings- ventilen är likaledes utformad som en 2/2-vägs-ventil och intar vanligtvis ett öppningsläge. Även avstängningsventilen 32 kan med hjälp av trycket manövreras via en manöveranslut- ning 35. Vid den hydrauliska kraftförstärkarens tryckkammare 6 är slutligen en huvudventil 36 ansluten, vilken är utfor- mad som en 3/2-vägs-ventil, vilken kan manövereas av en n dl 10 15 20 25 30 35 450 886 elektronik för reglering av eftersläpningen. I det på rit- 'ningen visade obromsade läget intar huvudventilen 36 en position, i vilken den hydrauliska kraftförstärkarens l tryckkammare 6 är stängd; dessutom är anslutningen 24 i huset-förbunden med en anslutning 37 i huset, varvid anslut- ningen 37 i huset å sin sida står i förbindelse med den trycklösa reservbehàllaren 12. Mellan anslutningarna 37,24 finns därutöver en backventil 38, vilken kan öppnas vid ett tryckfall fràn anslutning 37 till anslutning 24.

Till tandemhuvudcylinderns första arbetskammare resp. till anslutningen 22 i huset är hjulbromsar 41,42 anslutna via vanligtvis öppnade inströmningsventiler 39,40. Inströmnings- ventilerna 39,40 kan elektromagnetiskt manövereras av den icke visade elektroniken för reglering av eftersläpningen.

På samma sätt är hjulbromsar 45,46 anslutna till tandem- huvudcylinderns 2 arbetskammare l7 via inströmningsventiler 43,44; Även inströmningsventilerna 43,44 står vanligtvis i ett öppningsläge och kan av elektroniken för reglering av eftersläpningen manövereras till ett stängningsläge. Varje hjulbroms har en tappkran 47, varvid tappkranarna 47 van- ligtvis intar ett stängningsläge och kan av elektroniken för reglering av eftersläpningen manövereras till ett öppnings- läge, sà att med stängda inströmningsventiler 39,40,43,44 tryckmedel kan tagas ur hjulbromsarna 4l,42,45,46, vilket kan áterföras via en gemensam returledning till den tryck- lösa reservbehållaren 12.

I det följande beskrivs arbetssättet av den skildrade broms- anläggningen, varvid man utgår från det i figuren visade obromsade läget. I obromsat läge finns en hydraulisk för- bindelse mellan den hydrauliska kraftförstärkarens 1 tryck- kammare 6 och den trycklösa reservbehàllaren 12.

Dessutom är tandemhuvudcylinderns arbetskamrar 16,17 rsp. de till dessa anslutna hjulbromsarna 4l,42,45,46 utan tryck, då det finns en hydraulisk förbindelse mellan arbetskamrarna l6,l7 och den trycklösa reservbehàllaren 12. Det skall dess- 10 15 ' 20 25 30 35 iso saa utom förutsättas, att tryckreservoaren ll har en tillräcklig fyllnadsnivå för att stödja bromskraften; tryckreservoarens ll tryck verkar även på kopplingsventilens 31 regleranslut- ning 33 och håller kopplingsventilen 31 i det i figuren vi- sade läget.

Utövas en manöverkraft på bromspedalen 7, inställs i den hydrauliska kraftförstärkarens l tryckkammare 6 ett mot den- na manöverkraft proportionellt tryck. När trycket i den hydrauliska kraftförstärkarens 1 tryckkammare 6 har passerat ett i stort sett av tätningarnas friktion framkallat reak- tionstryck, förskjuts förstärkarkolven 3 i manöverrikt- ningen, varvid en dylik förskjutning av förstärkarkolven 3 över tryckstången l3 till att börja med överförs till huvud- cylinderkolven 4, vilken likaledes förflyttas i manöverrikt- ningen. Efter en liten förflyttningssträcka av huvudcylin- derkolven 4 stängs ventilen 29, så att den hydrauliska för- bindelsen mellan den första arbetskammaren 16 hos tandem- huvudcylindern och den trycklösa reservbehàllaren l2 bryts.

En fortsatt förflyttning av huvudcylinderkolven 4 medför, att ett hydrauliskt tryck byggs upp i den första arbetskam- maten l6, vilket tryck ä ena sidan via de öppnade inström- ningsventilerna 39,40 når fram till hjulbromsarna 41,42 och å andra sidan ser till, att huvudcylinderkolven 5 flyttas i manöverriktningen, varigenom även ventilen 28 stängs, för- bindelsen mellan arbetskammaren 17 och den trycklösa reserv- behàllaren 12 bryts och därefter i arbetskammaren 17 alstras ett tryck, vilket över ínströmningsventilerna 43,44 fort- plantas till hjulbromsarna 45,46. Kolvdelens 15 hela gavel- yta aktiveras därvid under den påbörjade bromsfasen tills bromsanläggningens kompletta fyllning, då kopplingsventilen 31 befinner sig i ett kopplingsläge, i vilket ringutrymmet 19 i huset är hydrauliskt skilt från den första arbetskam- maren 16. Dessutom förhindrar backventilen 30, att tryck- medel från den första arbetskammaren töms till ringutrymmet 19 i huset. Efter en första fyllning av hela bromsanlägg- ningen och sedan ett bestämbart minimitryck-byggts upp i tandemhuvudcylinderns 2 arbetskammare 16, manövreras kopp 10 15 20 25 30 35 r 45-0 886 _lingsventilen 31 genom tryckpåverkan från manöveranslut- ningen 34 till ett öppningsläge, i vilket det finns en hyd- raulisk förbindelse mellan ringutrymmet 19 i huset och tandemhuvudcylinderns arbetskammare 16 via den ännu öppna avstängningsventilen 32. Nästan samma tryck råder nu'i den första arbetskammaren 16 och i ringutrymmet 19 i huset, så att en ytterligare tryckstegring i arbetskammaren 16,17 i tandemhuvudcylindern 2 uteslutande bestäms av den_arbetsyta hos kolvdelen 14 som har den mindre diametern.

Det antas nu, att det uppstår ett kritiskt eftersläpnings- värde vid en eller flera av de till hjulbromsarna* i4l,42,45,46 hörande fordonshjulen. Dylika rullningstillstånd hos fordonshjulen spåras av den icke visade elektroniken för reglering av eftersläpningen, varvid en motsvarande kopp- lingssignal avges till huvudventilen 36, när ett dylikt driftstillstànd upptäcks. Huvudventilen 36 omkopplas därför och skapar en förbindelse mellan den hydrauliska kraftför- 'stärkarens l tryckkammare 6 och anslutningen 24 i huset. Det _i den hydrauliska kraftförstärkarens tryckkammare 6 rådande trycket när vidare fram till regleranslutningen 35 hos av- stängningsventilen 32 och kopplar avstängningsventilen 32 till stängningsläget. Därigenom innestängs tryckmedlet i ringutrymmet 19 i huset, oberoende av kopplingsventilens 31 position. I I tandemhuvudcylínderns 2 arbetskamrar 16,17 råder nu samma hydrauliska tryck som i den hydrauliska kraftförstärkarens l tryckkammare 6. På den större kolvdelens 15 mot arbetskam- maren 16 vända gavelyta i huvudcylindern 4 utövas således en àterställningskraft. En returrörelse äger emellertid icke rum, då den i ringutrymmet 19 i huset innestängda volymen verkar som en spärr. Backventilen 30 borde ha ett öppnings- tryck på nâgra bar för att säkerställa, att även trycktoppar kan återställa kolven 4 via backventilen.

Man kan anta, att det till hjulbromsen 41 hörande fordons- hjulet först uppvisar ett otillàtet högt eftersläpnings- 10 l5 20 25 30 35 4516 886 10 värde. Av elektroniken för reglering av eftersläpningen manövreras därpå inströmningsventilen 39 in i ett stäng- ningsläge, varigenom den hydrauliska förbindelsen mellan arbetskammaren 16 och hjulbromsen 41 bryts. Skulle en sådan period för att hålla trycket konstant icke vara tillräcklig för att leda till en ny acceleration av motsvarande fordons- hjul, så kopplas även den till hjulbromsen 41 hörande tapp- kranen 47 om, varvid tryckmedel töms från hjulbromsen 41 och det aktiva bromstrycket minskas. De till hjulbromsen 41 hörande ventilerna 39,47 kopplas i fortsättningen växelvis, tills fordonshjulet i fråga accelererat i tillräcklig om- fattning. Det från hjulbromsen 41 tagna tryckmedlet komplet- teras från den första hjulbromsen 16 i tandemhuvudcylindern, varvid en tryckmedelsförlust i hjulbromsen 16 ersätts från den hydrauliska kraftförstärkarens tryckkammare 6 via tät- ningsmanschetten 27.

I obromsat läge sker en omvändning av de skildrade rörelse- förloppen, tills det i figuren visade viloläget hos bromsan- läggningen är àterställt.

Om den hydropneumatiska tryckreservoaren ll i den skildrade bromsanläggningen uppvisar ett icke tillräckligt laddnings- tillstånd, så räcker det i kopplingsventilens 31 regleran- slutning 33 rådande trycket icke till för att flytta kopp- lingsventilen 31 till stängningsläget. Det består således permanent en förbindelse mellan anslutningarna 20,22 i huset, resp. mellan ringutrymmet 19 i huset och tandemhuvud- cylinderns 2 arbetskammare 16, så att den skildrade preli- minära påfyllningseffekten av bromsanläggningen utesluts.

Fordonsföraren kan således med relativt liten manöverkraft trycksätta arbetskamrar 16,17, resp. de till arbetskamrarna anslutna hjulbromsarna 45,46,4l,42. Eftersom påfyllnings- effekten bortfaller, får man visserligen en större pedal- rörelse jämförd med en bromsmanövrering med intakt tryck- reservoar ll, men man säkerställer, att ett tryck alstras i arbetskamrarna l6,l7 i tandemhuvudcylindern 2, vilket garan- terar den föreskrivna minsta nedbromsningen av motor- fordonet.

Claims (5)

10 15 20 25 30 4.50 886 ll Patentkrav

1. l. Hydraulisk bromsanläggning med reglering av eftersläp- ningen, speciellt för motorfordon, med en över en hydraulisk kraftförstärkare genom tryck pàverkbar huvudcylinder, vid vilken ventilorgan är anordnade mellan huvudcylindern och till denna anslutna hjulbromsar, genom vilka organ tryck- medel kan tas ur hjulbromsarna, varvid detta ur hjulbrom- sarna tagna tryckmedlet kan ersättas från den hydrauliska kraftförstärkarens tryckkammare och vid vilken sker en be- gränsning av bromspedalens rörelse under regleringen av eftersläpningen, k ä n n e t e c k n a d av att en med av- satser försedd kolv är anordnad som huvudcylinderkolv (4), att en kolvavsats (l5) med större diameter begränsar huvud- cylinderns (2) arbetskammare (16) och att en ringformad yta (18) mellan kolvavsatserna (l4,l5) begränsar ett ringutrymme (19) i huset, vilket utrymme över en av trycket i arbetskam- maren (16) styrd kopplingsventil (31) kan förbindas med arbetskammaren (l6).

2. Hydraulisk bromsanläggning enligt krav l, k ä n n e ~ t e c k n a d av att en till arbetskammaren (16) kopplings- bar backventil (30) är anordnad parallellt med kopplings- ventilen (3l).

3. Hydraulisk bromsanläggning enligt krav l och 2, k ä n n e _ t e c k n a d av att en beroende av eftersläpningen i stäng- ningsläge kopplingsbar avstängningsventil (32) är anordnad i serie med kopplingsventilen (31).

4. Hydraulisk bromsanläggning enligt krav 3, k ä n n e - t e c k n a d av att avstängníngsventilen (32) kan flyttas till stängningsläget genom tryckpàverkan från tryckkammaren (6). 450- 886 12 e

5. Hydraulisk bromsanläggning enligt något eller flera av föregående krav, k ä n n en t e c k n a d av att trycket från en källa (ll) för reservenergi är tillfört kopplingsventilen (31), varvid reservtrycket i stängningsläget utövar en kraft på kopplingsventilen (31). I