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Selbsttätiger Brernsdruckverteiler in hydraulischen Bremsbetätigungsanlagen
für Kraftfahrzeuge und Anhänger Die Erfindung betrifft einen selbsttätigen Bremsdruckverteiler
in hydraulischen Bremsbetätigungsanlagen für Kraftfahrzeuge und Anhänger, der in
Abhängigkeit vom Flüssigkeitsdruck in der Leitung zur Vorderachse (Primärdruck)
den Flüssigkeitsdruck in der Leitung zur Hinterachse (Sekundärdruck) durch ein Ventil
regelt, das unter dem Einfiuß von Steuerkräften die Verbindung zwischen diesen beiden
Leitungen herstellt oder trennt.
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Durch derartige bekannte Bremsdruckverteiler soll der Verlauf des
Bremsdruckes in den Bremszylindern der Vorder- und Hinterachse den sich beim Verzögern
ändernden Achslasten angepaßt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bremsdruckverteiler
zu schaffen, der es in einfacher Weise ermöglicht, den Bremsdruckverlauf verschiedenen
Belastungsfällen anzupassen, und bei dem die Bremslösekurve mit der Bremsbetätigungskurve
übereinstimmt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination der an sich
bekannten Merkmale gelöst, daß wenigstens ein Ventil vorgesehen ist, auf das ein
erster, durch den Primärdruck beaufschlagter Steuerkolben im CSifnungssinne und
ein zweiter, durch den Sekundärdruck beaufschlagter Steuerkolben im Schließungssinne
wirkt, daß die Steuerkolben über Hebel kraftschlüssig miteinander verbunden sind,
deren Hebelarmverhältnis veränderbar ist, und zwar mittels wenigstens eines Reglerkolbens,
der durch den Flüssigkeitsdruck in einer Bremsleitung gegen eine Stehkraft verschoben
werden kann, und daß mindestens ein Rückschlagventil vorgesehen ist, das den Rückffuß
der Bremsflüssigkeit -aus der Leitung zur Hinterachse nach dem Hauptzylinder ermöglicht,
sobald der Hauptzylinderdruck geringer als der Druck in dieser Leitung geworden
ist.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind aus den Patentansprüchen ersichtlich.
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Bei Bremsdruckreglern, die ein einstellbares, aber während des Bremsvorganges
konstantes Verhältnis des Primärdruckes zum Sekundärdruck ergeben, ist es bekannt,
ein Ventil vorzusehen, auf das ein erster, durch den Primärdruck beaufschlagter
Steuerkolben im Öffnungssinne und ein zweiter, durch den Sekundärdruck beaufschlagter
Steuerkolben im Schließungssinne wirkt und bei dem die Steuerkolben über Hebel kraftschlüssig
miteinander verbunden sind, deren Hebelarmverhältnis willkürlich veränderbar ist,
und bei denn auch ein Rückschlagventil vorgesehen ist, das den Rückfluß der Bremsflüssigkeit
aus der Leitung zur Hinterachse nach dem Hauptzylinder ermöglicht, sobald der Hauptzylinderdruck
geringer als der Druck in dieser Leitung zur Hinterachse geworden ist.
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Diese Merkmale sind auch schon bei Bremsdruckreglem vorgesehen, bei
denen das Hebelarmverhältnis, mit dem die Steuerkolben gegeneinander wirken, unter
dem Einfiuß der Achslast verändert wird.
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Ferner ist auch eine Bremsanlage bekanntgeworden, bei der ein Hebelarmverhältnis,
durch dessen Änderung die Bremskraft beeinflußt wird, mittels eines Reglerkolbens
geändert wird, der durch den Druck in einer Bremsleitung gegen eine Stellkraft verschoben
werden kann.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Abb.
1 schematisch und teilweise im Schnitt in Arbeitsstellung dar; Abb. 2 ist ein Schnitt
nach der Linie A -B der Abb.1; Abb. 3 ist ein Schnitt nach der Linie C-D der Abb.1
mit Anschlußteil in Draufsicht.
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Der Steuerkolben 1 steht unter dem Einfluß des mittels des
Hauptzylinders erzeugten Flüssigkeitsdruckes in einer zur Vorderachse führenden
Bremsleitung 3. Der Steuerkolben 2 hingegen wird durch den Flüssigkeitsdruck in
einer zur Hinterachse führenden Bremsleitung 4 beäufschlagt. Beide Steuerkolben
sind nur durch eine Änderung dieser Flüssigkeitsdrücke bewegbar.
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Ein Reglerkolben 19 steht einerseits über die Stellhebel 16,
17, 22 und 21 sowie über die als Rollen ausgebildeten Übertragungsglieder
24 und 23 unter der Wirkung einer Feder 20, anderseits unter dem Einfluß des Flüssigkeitsdruckes
in der zur Vorderachse führenden Leitung 3. Als Verstellmittel für das Hebelarmverhältnis
8 : 9 sind auf den Hebeln 5 und 6
laufende Kugellager 7 vorgesehen,
deren Achse sich auf einer Bahn mit verschieden großen Abständen 49
und
50 von den Drehachsen der Hebel s und 6 bewegt. Gemäß Abb. 2 sind
die Kugellager 7 über eine gemeinsame Achse 14 und das zweiteilige Ende einer Koppel
18 schwenkbar mit dem SteIlhebel16 verbunden.
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Aus der zur Vorderachse führenden Bremsleitung 3 kann Flüssigkeit
.in die -zur Hinterachse führende Bremsleitung 4 durch ein Ventil. 12 gelangen,
welches durch eine Feder 13 geschlossen und durch die Aufwärtsbewegung des Steuerkolbens
2 mittels einer Druckstange 11 geöffnet wird: Durch eine Feder
10
wird in der Ruhestellung der Bremsanlage das Ventil 12 über den Hebel 5,
die Kugellager 7, den Hebel 6, den Steuerkolben 2 und die Druckstange 11 offen gehalten.
Die überström-Dichtungsmanschette 30 arbeitet als Rückschlagventil, welches von
der Federkraft seines Gummimaterials gegen die Zylinderwand gepreßt und dadurch
geschlossen und vom Überdruck in der Bremsleitung 4 geöffnet wird.
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Das in den Abbildungen dargestellte Ausführungsbeispiel arbeitet in
folgender Weise: Will der Fahrer bremsen, so drückt er aus dem Hauptzylinder Bremsflüssigkeit
durch die Bremsleitung 3 in die Radzylinder der Vorderachse sowie durch eine Leitung
25, einen Flüssigkeitsraum 26, das in Ruhestellung offen gehaltene Ventil 12, einen
Flüssigkeitsraum 27 und die Bremsleitung 4 in die Radzylinder der Hinterachse. Dadurch
werden alle Bremsen angelegt.
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Den Bremsdruck in den Radzylindern der Vorderachse überträgt die Bremsleitung
3 unmittelbar. Den jeweils zugehörigen Bremsdruck in den Radzylindern der Hinterachse
aber regelt der Bremsdruckverteiler.
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Sobald in dem mit der Bremsleitung 4 verbundenem Flüssigkeitsraum
27 ein Druck erreicht ist, dessen Wirkung über den Steuerkolben 2 auf die Kugellager
7 größer ist als die Wirkung der Feder 10 und. des Druckes in dem
mit der Bremsleitung 3 verbundenen Flüssigkeitsraum 31 über den -Steuerkolben 1
auf die Kugellager 7. bewegt sich der Steuerkolben 2 nach unten, der Steuerkolben
1 dagegen nach oben. Die Ventilfeder 13 schließt das Ventil 12.
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Will der Fahrer jetzt stärker bremsen, so steigert er den Flüssigkeitsdruck
in der Bremsleitung 3 und in dem mit ihr verbundenen Flüssigkeitsraum 31. Diese
Druckerhöhung bewegt den Steuerkolben 1 nach unten, den Steuerkolben 2 nach oben
und öffnet mittels der Druckstange 11 das Ventil 12 so lange,. bis im Flüssigkeitsraum
27 eine Drucksteigerung eingetreten ist, deren Wirkung an den Kugellagern 7 der
Wirkung des Druckes im Flüssigkeitsraum 31 auf die-Kugellager 7 die Waage hält.
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Senkt der Fahrer, um die Bremswirkung abzuschwächen, den Druck in
der Bremsleitung 3; so bewegt der dabei nicht gesenkte Druck im Flüssigkeitsraum
27 den Steuerkolben 2 nach unten, den Steuerkolben 1 nach oben. Dabei wird der Flüssigkeitsraum
27 größer, und die Flüssigkeit in ihm, in der zur Hinterachse führenden Bremsleitung
4 und in den Radzylindern der Hinterachse wird entspannt, bis ihr entspannter
Druck die gleiche Wirkung an den Kugellagern 7 ausübt wie der vom Fahrer gesenkte.
Druck.
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Ist schließlich beim Lösen der Bremsen der Flüssigkeitsdruck in der
Bremsleitung 3 unter den Flüssigkeitsdruck in der Bremsleitung 4 gesunken, so irmöglicht
die "Manschette 30 unter Druckangleich den Rückfluß der Bremsflüssigkeit aus der
Bremsleitung 4 nach der Bremsleitung 3 und damit zum Hauptzylinder:-In der Ruhestellung
der Bremsanlage stellt die Feder-10 sicher, indem sie den Steuerkolben 1 nach unten
drückt und das Ventil 12 offenhält, daß sich der Flüssigkeitsdruck in den beiden
Bremsleitungen 3 und 4 völlig einander angleicht.
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Die jeweilige Wirkung der Drücke in den Flüssigkeitsräumen
31 und 27 auf die Kugellager 7 beim Bremsen hängt ab von der
Länge der Hebelarme 8 und 9, welche durch die Kugellager 7 verstellbar ist. Für
diese Verstellung drückt der auf den Reglerkolben 19 übertragene, in der Bremsleitung
3 zur Vorderachse wirksame Flüssigkeitsdruck die Feder 20 entsprechend seiner wachsenden
Stärke zusammen. Bei dieser Bewegung werden die Kugellager 7 nach rechts gezogen;
Hebelarm 9 wird kürzer, Hebelarm 8 länger. Dadurch wird. die Wirkung des Druckes
in der Bremsleitung 4 zur Hinterachse auf die Kugellager 7 verstärkt und
die Wirkung des Druckes in der Bremsleitung 3. auf die Kugellager 7 geschwächt.
Diese vom Hauptzylinderdruck abhängige Verstellung der Hebelarmlängen 8 und 9 durch
den Reglerkolben 19 hat zur Folge, daß der Flüssigkeitsdruck in der Bremsleitung
4 zur Hinterachse um so viel hinter dem Flüssigkeitsdruck in der Bremsleitung 3
zur Vorderachse zurückbleibt, wie die auf die Hinterachse wirkende Last durch das
Bremsen kleiner wird.
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Der Bremsdruckverteiler gemäß der Erfindung arbeitet selbsttätig und
steuert die Bremsdrücke in den Radzylindern stufenlos entsprechend der beim Bremsen
eintretenden Verlagerung der Last von der Hinter- auf die Vorderachse. Wenn die
einzelnen Teile richtig bemessen und die Bremskräfte den Bremsdrücken proportional
sind, werden die jeweiliden Achslasten voll ausgenutzt und die größte Bremswirkung
erreicht, welche in jedem einzelnen Falle möglich ist.
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- Hat der Bremsdruckverteiler - wie im Ausführungsbeispiel - nur ein
einziges gesteuertes Ventil 12, so ist er immer betriebssicher. Wenn dieses Ventil
wirklich einmal undicht wird, wird nur die Wirkung des Bremsdruckverteilers beeinträchtigt.
Die Bremsanlage selbst aber bleibt trotzdem funktionsfähig.
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Aus Sicherheitsgründen sind auch Anschläge vorgesehen, welche die
Bewegung mindestens eines Steuerkolbens begrenzen. So wird im Ausführungsbeispiel
die -Bewegung des Steuerkolbens 2 nach oben durch seinen Anschlag am Ventilgehäuse
52 begrenzt, wobei eine Bohrung 51 das Durchfließen der Bremsflüssigkeit durch das
geöffnete Ventil 12 sichert. Die Fläche 32 -am Hebel 5 aber bestimmt als Anschlag
für den Hebel 6 die größtmögliche Bewegung des Steuerkolbens 2 nach unten. Der Anschlag
32 zieht eine obere Grenze für die Entspannung der Bremsflüssigkeit im Raum 27,
in der Bremsleitung 4 zur Hinterachse und in deren Radzylindern. Diese Beschränkung
des Ausdehnungsvolumens hält die vom Reglerkolben 19 zu leistende Arbeit und das
dafür nötige Volumen an Bremsflüssigkeit so klein, wie es möglich ist, ohne die
zuverlässige Funktion des Bremsdruckverteilers zu beeinträchtigen.
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Die Erfindung ermöglicht dadurch, daß die in der Ruhestellung der
Bremsanlage vorliegende Länge der Hebelarme .8 und 9. einstellbar ist, bei Lastkraftwagen
und Anhängern den Bremsdruckverlauf der bei jeder Fahrt wechselnden Last anzupassen.
Dazu
ist der Breriisdruckverteiler gemäß dem Ausführungsbeispiel Unter der Motorhaube
an der Spritzwund befestigt: - Gemäß Abb. 3 ist eine vom Führersitz aus drehbare
Welle 34 mit einer Welle =mit Rastenscheibe 36 durch ein Kugelende 44, das in einer
Bohrung 45 geführt ist, durch einen Stift 46 und einen Schlitz 47 gekoppelt. Abb.
1 zeigt die Rastenscheibe 36 mit fünf Rasten 37 für die Einstellung auf leer, viertel,
halbe, drei viertel und volle Last: In diese Rasten 37 wird der Kopf eines Bolzens
38, welcher mit dem Hebel 39 verbunden ist, durch die Arretierfeder
40 gedrückt.
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Erfindungsgemäß sind die beiden Stellhebel 16
und 17 durch Drehen
der Welle 34 bzw. der mit der Rastenscheibe 36 verbundenen Welle mit Hilfe eines
Kraftübertragungsgliedes 24 in verschiedene Stellungen zueinander einstellbar.
Dadurch wird in der' Ruhestellung der Bremsanlage die Länge der Hebelarme 8 und
9 und damit der Bremsdruckverteiler auf den durch eine Lastveränderung in der Längsrichtung
des Fahrzeugs verschobenen Schwerpunkt eingestellt.
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Auch das übersetzungsverhältnis, mit dem die Feder 20 in der
Ruhestellung -der Bremsanlage auf die Verstellmittel für die Länge der Hebelarme
8 und 9 einwirkt, ist einstellbar.
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Dazu ist ein mit einer Schwinge 32 verbundenes -Übertragungsglied,
vorzugsweise eine Rolle 23, vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel liegt diese Rolle
23 zwischen den Stellhebeln 17 und 22. Sie verändert bei ihrer Bewegung die Länge
der Hebelarme 43 und 42. Zu diesem Zwecke wird die Achse 41 der Schwinge 32 durch
Drehen der Welle 34 in verschiedene Stellungen gebracht, in denen sie vorzugsweise
durch die Rasten 37 festgehalten wird.
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Durch Drehen der Welle 34 werden mithin sowohl die Achsen 38 und 41
der Schwingen 33 und 32 als auch die Übertragungsglieder 24 und 23 zwischen den
Stellhebeln 16, 17 und 22 in verschiedene Stellungen gebracht, in denen sie durch
die Rasten 37 festgehalten werden. Dabei wird der Bremsdruckverteiler auf verschieden
große Last und wechselnde Höhe des Schwerpunkts über der Fahrbahn sowie auf Schwankungen
im Reibwert des Bremsbelags infolge seiner wechselnden Flächenbelastung eingestellt.
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Auch der Kraftarm 48 des Hebels 21, mit dem die Kraft der Feder
20 nach den Verstellmitteln für die Länge der Hebelarme 8 und 9 weitergeleitet
wird, ist verschieden lang einstellbar. Im Ausführungsbeispiel ist dazu ein auf
dem Hebel 21 verschiebbares Übertragungsglied vorgesehen. Durch dessen Verschieben
auf dem Hebel 21 kann der Bremsdruckverteiler bei bleibenden Änderungen im Reibwert
des Bremsbelags auf dessen neue Größe eingestellt werden.
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-Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist nur
ein gesteuertes' Ventil 12 vorgesehen. Jedoch können auch mehrere Ventile
gesteuert werden, z. B. auch Drosselventile für die Bremsleitungen und Ablaßventile
nach dem Vorratsbehälter für die Bremsflüssigkeit aus der Bremsleitung. Ferner können
Überdruckventile aus jeder Bremsleitung in verschiedener Zahl und verschiedener
Gestaltung vorgesehen werden, z. B. Kugel-, Teller- oder Gummilippenventile.
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Die Verstelhnittel 7 für die Länge der Hebelarme 8 und 9 sowie die
Mittel zum Übertragen des Weges des oder der Reglerkolben 19 auf die Verstelhnittel
7 können in beliebiger Weise gestaltet werden. Die auf den oder die Reglerkolben
gegen den Flüssigkeitsdruck wirkende Federkraft kann beliebig erzeugt werden, z.
B. können mehrere progressive Kegelfedern vorgesehen sein.