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Druckregler, insbesondere Bremskraftregler
Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckregler, insbesondere Bremskraftregler für Druckluftbremsanlagen in Kraftfahrzeugen, mit einem an seiner kleineren Wirkfläche vom Steuerdruck und an seiner grösseren Wirkfläche vom ausgesteuerten Druck beaufschlagten Differentialkolben sowie mit einem vom Steuerdruck beaufschlagten Hilfskolben.
Die Erfindung baut sich auf der Erkenntnis auf, dass die Bremsen der Vorderachse von Kraftfahrzeugen infolge der dynamischen Achslastverlagerung in der Lage sind, mit zunehmender Bremsverzögerung wachsende Bremskräfte auf die Strasse zu übertragen. Wird eine Bremslage allerdings auf diese höheren Bremskräfte ausgelegt, so ergibt sich bei geringer Bremsverzögerung und damit geringer dynamischer Achslastverlagerung unter Umständen bei glatter Strasse ein gefährliches Blockieren der Vorderräder.
Anderseits ist es bei Bremsanlagen, bei deren Auslegung die dynamische Achslastverlagerung für die Vorderradbremsen nicht berücksichtigt wird, nicht möglich, im Bereich grosser Bremsverzögerungen die von den Vorderrädern auf die Strasse übertragbaren grösseren Bremskräfte zu nutzen, so dass für diese Fahrzeuge die angestrebten optimalen Bremsverzögerungswerte nicht erreichbar sind.
Es sind bereits Bremskraftregler bekannt, die in Abhängigkeit vom Beladungszustand arbeiten und die Bremskräfte selbsttätig der Achslast anpassen. Derartige Bremskraftregler sind beispielsweise am Fahrzeugrahmen befestigt und über ein übertragungsgestänge mit der Achse bzw. der Doppelachse, an der die Bremskraft geregelt werden soll, so verbunden, dass die mit jeder Änderung der Achslast verbundenen Abstandsänderungen zwischen dem Fahrzeugrahmen und der Achse die Einstellung des Bremskrafrreglers beeinflussen (DAS 1231584). Diese Bremskraftregler weisen den Nachteil auf, dass ihre Anordnung an den Vorderachsen von Kraftfahrzeugen unter anderem bedingt durch Platzmangel und die Lenkbarkeit der Vorderräder sehr schwierig ist und daher nur äusserst selten vorgenommen wird.
Von dem beschriebenen Bremskraftregler wird entweder nur die Bremskraft an den Hinterrädern geregelt oder aber es wird, wie gleichfalls bereits bekannt ist, vor den Bremszylindern der Vorderachse ein Proportionalitätsventil angeordnet, das von dem in Abhängigkeit von der Grösse der Hinterachslast vom Bremskraftregler ausgesteuerten Druck beeinflusst wird. Das Proportionalitätsventil reduziert den vom Bremsventil vorgegebenen Bremsdruck entsprechend dem Verteilungsverhältnis der statischen Achslasten in Abhängigkeit von der jeweiligen Grösse der Hinterachslast.
Derartige Bremsanlagen weisen den Nachteil auf, dass die sich als Folge einer Bremsung ergebende dynamische Achslastverlagerung auf die Vorderachse bei der Bemessung der Bremskraft für die Vorderradbremsen nicht berücksichtigt wird und dass ausserdem die sich mit zunehmender Bremsverzögerung aus der dynamischen Achslastverlagerung ergebende Entlastung der Hinterachse zu einer Reduzierung der Bremskräfte auch an den höher belasteten und damit an sich stärker abbremsbaren Vorderrädern führen kann.
Bekannt sind auch Bremskraftregler, die, vom Luftfederdruck beeinflusst, den vom Bremsventil vorgegebenen Druck den Achslasten des Fahrzeuges entsprechend reduziert in die Bremszylinder
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aussteuern (deutsche Patentschrift Nr. 1185076). Derartige Bremskraftregler haben den Nachteil, dass ihre Verwendung auf Kraftfahrzeuge mit Luftfederung beschränkt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckregler vorzugsweise Bremskraftregler für die Vorderradbremsen von Fahrzeugen zu schaffen, der eine Nutzung der sich infolge der dynamischen
Achslastverlagerung mit zunehmender Bremsverzögerung ergebenden stärkeren Abbremsbarkeit der
Vorderräder ermöglicht und einen Bremsdruck aussteuert, der im Bereich kleiner Bremsverzögerungen schwach und im Bereich grosser Bremsverzög erungen stark ansteigt und der ausserdem den Vorteil eines sehr einfachen Aufbaues aufweist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine am Hilfskolben des Druckreglers angreifende dem
Steuerdruck entgegenwirkende Feder vorgesehen ist, die so ausgelegt ist, dass der Hilfskolben bei höheren Steuerdrücken kraftschlüssig mit dem Differentialkolben verbunden ist, so dass sich dann die vom Steuerdruck beaufschlagten Wirkflächen des Differentialkolbens und des Hilfskolbens addieren, derart, dass der Druckregler bei niedrigen Steuerdrücken einen um ein konstantes Druckverhältnis reduzierten Druck, dagegen bei höheren Steuerdrücken einen um ein sich mit wachsendem Steuerdruck verkleinerndes Druckverhältnis reduzierten Druck aussteuert.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass der Differentialkolben koaxial zum Hilfskolben angeordnet und an seinem oberen Teil innerhalb des Hilfskolbens sowie an seinem unteren Teil innerhalb des Gehäuses --1-- abgedichtet geführt ist und dass am Differentialkolben koaxial ein federbelasteter Doppelventilkörper angeordnet ist.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen : Fig. l einen Mittellängsschnitt durch einen erfindungsgemässen Druckregler, Fig. 2 ein Schaubild, in dem der von einem erfmdungsgemässen Druckregler ausgesteuerte Druckverlauf dargestellt ist.
In Fig. l der Zeichnungen ist mit --1-- das Gehäuse des Druckreglers bezeichnet, der beispielsweise als Bremskraftregler für die Vorderradbremsen eines Kraftfahrzeuges verwendet werden kann und dann über einen Anschluss --2-- mit einem in den Zeichnungen nicht dargestellten Bremsventil des Kraftfahrzeuges in Verbindung steht. über einen Anschluss --3-- ist der Druckregler dann mit den gleichfalls nicht gezeichneten Bremszylindern der Vorderachse des Kraftfahrzeuges verbunden.
An den Anschluss --2-- schliesst sich eine Kammer --4-- oberhalb und innerhalb eines im Gehäuse --1-- verschiebbar und abgedichtet angeordneten hohlzylinderförmigen Hilfskolbens - an, die ausserdem von einem teilweise innerhalb des Hilfskolbens --5-- angeordneten Differentialkolben --6-- begrenzt ist. Der Differentialkolben --6-- ist im Hilfskolben --5-- und im Gehäuse--l--verschiebbar und abgedichtet angeordnet.
In einer Kammer --7-- unterhalb des Hilfskolbens--5--ist eine zwischen dem Gehäuse --1-- und dem Hilfskolben --5-- verspannte vorgespannte Feder --8-- angeordnet. Der Differentialkolben --6-- weist einen Anschlag-9für das untere Ende des Hilfskolbens --5-- auf. Innerhalb des Differentialkolbens ist koaxial ein Doppelventilkörper --10-- mit einem Einlassventilteller --11-- und einem Auslassventilteller - 12-- angeordnet.
In der in den Zeichnungen dargestellten Stellung liegt der Einlassventilteller --11-- auf einem Einlassventilsitz --13-- des Differentialkolbens --6-- auf und verschliesst so eine Verbindung zwischen der Kammer --4-- oberhalb der kleineren Wirkfläche des Differentialkolbens --6-- und einer Kammer --14-- unterhalb der grösseren Wirkfläche desselben.
In die Kammer --14-- mündet der an die Bremszylinder der Vorderachse führende Anschluss-3des Druckreglers ein. Eine Entlüftungsöffnung --15-- verbindet die Kammer --14-- in der gezeichneten Stellung des Differentialkolbens --6-- mit der Atmosphäre. Durch den von einer Druckfeder --16-- gegen einen am Gehäuse --1-- angeordneten Auslassventilsitz --17--
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Atmosphäre verbunden.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemässen Druckreglers ist folgende : In der in den Zeichnungen dargestellten Stellung der beweglichen Teile des Druckreglers sind die Bremsen des Fahrzeuges gelöst.
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--2-- angeschlossene--8-- in seine obere Endlage geschoben, und der Differentialkolben --6-- nimmt eine Stellung ein, in der die Entlüftungsöffnung --15-- geöffnet ist und die Kammer --l4-- sowie die am Anschluss - angeschlossenen nicht gezeichneten Bremszylinder folglich über die Entlüftungsöffnung --15-- mit der Atmosphäre verbunden und somit drucklos sind.
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Bremszylinder den vollen Steuerdruck aus. Das Verhältnis zwischen dem eingesteuerten und dem ausgesteuerten Druck beträgt 1 : 1.
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Der erfindungsgemässe Druckregler zeichnet sich durch seinen sehr einfachen Aufbau aus. Mit dem Einbau des erfindungsgemässen Druckreglers in die an die Bremszylinder der Vorderachse führende Bremsleitung ist beispielsweise der Vorteil verbunden, dass diese Bremszylinder auf die sich aus der bei Bremsungen auftretenden dynamischen Achslastverlagerung ergebende stärkere Abbremsbarkeit der Vorderräder ausgelegt werden können, ohne dass im Bereich geringer Bremsverzögerungen ein Blockieren der Vorderräder eintritt. In diesem Bereich geringer Bremsverzögerungen steigt die Bremskraft an den Vorderrädern, wie im Schaubild der Fig. 2 dargestellt, auf dem flachen Ast-A-- an.
Sobald aber der Bereich grösserer Bremsverzögerungen erreicht ist, geht die Kennlinie mit einem Knick in den steil ansteigenden Ast-B-über, und die Bremskraft steigt schnell entsprechend der Vergrösserung der an den Vorderrädern übertragbaren Bremskraft an. Es können also mit Fahrzeugen, die einen erfindungsgemässen Druckregler aufweisen, optimale Verzögerungswerte erreicht werden.
Dabei ist es unerheblich, wenn der erfmdungsgemässe Druckregler vom Beladungszustand des Fahrzeuges nicht beeinflusst wird, da das Lastverhältnis zwischen dem leeren und beladenen Fahrzeug an der Vorderachse sehr viel kleiner als an der Hinterachse ist und sich die erfindungsgemäss berücksichtigte dynamische Achslastverlagerung an der Vorderachse auf das Bremsverhalten eines Fahrzeuges sehr viel stärker auswirkt als der Beladungszustand. Der erfindungsgemässe Druckregler weist weiterhin den Vorteil auf, dass er an beliebiger Stelle in der Bremsleitung zwischen dem Bremsventil und den Bremszylindern an für Wartungsarbeiten gut zugänglicher Stelle angeordnet werden kann.
Der erfindungsgemässe Druckregler ist in seiner Verwendung nicht auf Bremsanlagen beschränkt.
Er kann beispielsweise auch für die Anlaufsteuerung von Kraftmaschinen oder Generatoren verwendet werden, bei der anfangs ein flach ansteigender Steuerdruck, später ein steiler ansteigender Steuerdruck erwünscht ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Druckregler, insbesondere Bremskraftregler für Bremsanlagen in Kraftfahrzeugen, mit einem an seiner kleineren Wirkfläche vom Steuerdruck und an seiner grösseren Wirkfläche vom ausgesteuerten Druck beaufschlagten Differentialkolben sowie mit einem vom Steuerdruck beaufschlagten Hilfskolben,
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Steuerdruck entgegenwirkende Feder (8) vorgesehen ist, die so ausgelegt ist, dass der Hilfskolben (5) bei höheren Steuerdrücken kraftschlüssig mit dem Differentialkolben (6) verbunden ist, so dass sich dann die vom Steuerdruck beaufschlagten Wirkflächen des Differentialkolbens (6) und des Hilfskolbens (5) addieren, derart, dass der Druckregler bei niedrigen Steuerdrücken einen um ein konstantes Druckverhältnis reduzierten Druck,
dagegen bei höheren Steuerdrücken einen um ein sich mit wachsendem Steuerdruck verkleinerndes Druckverhältnis reduzierten Druck aussteuert.
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