DE1165431B - Vorrichtung zur automatischen lastabhaengigen Bremsdruckverteilung in Fahrzeugen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B62d

Deutsche KL: 63 c - 53/07

Nummer: 1 165 431

Aktenzeichen: A 38896 II / 63 c

Anmeldetag: 29. November 1961

Auslegetag: 12. März 1964

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen lastabhängigen Bremsdruckverteilung auf die Räder eines Fahrzeugs, das mit Druckmittelfedern und Druckmittelbremsen versehen ist.

Derartige Regelvorrichtungen, bei denen zwischen einem vom Federdruck beaufschlagten Organ und einem vom Bremsdruck beaufschlagten Organ eine Ausgleichsvorrichtung zur Betätigung eines Steuerorgans zur Regelung des Bremsdrucks und eine Betätigungsvorrichtung zum Verstellen des Übersetzungs-Verhältnisses der Ausgleichsvorrichtung vorgesehen sind, sind bekannt.

Bei Fahrzeugen mit Druckmittelfedern, die unabhängig voneinander auf die verschiedenen Räder wirken, müssen zusätzlich mechanische Stabilisatoren, wie Querstabilisatoren od. dgl., vorgesehen sein, wobei aber der Federdruck und damit auch der mittels der bekannten Regelvorrichtung eingesteuerte Bremsdruck nicht exakt proportional zu den Radlasten ist, da ein Teil der zwischen dem Rad und dem Fahrgestell auftretenden Kräfte durch diese Stabilisatoren übertragen wird.

Werden dagegen Differentialkolbenfedern mit kreuzweise verbundenen Differentialräumen verwendet, so kann die Einrichtung sowohl federnde Bewegungen als auch Querneigungen und Längsneigungen aufnehmen, so daß zusätzliche Stabilisatoren entbehrt werden können und die Federkraft daher genau proportional zur Radlast ist.

Eine exakte lastabhängige Bremsdruckverteilung wird mit der eingangs erwähnten Regeleinrichtung im Verein mit dem vorgenannten Federsystem gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß das Federdruckorgan der Bremsdruckregelvorrichtung aus einem Differentialkolben mit einander entgegenwirkenden Kolbenflächen besteht, die dasselbe Durchmesserverhältnis haben wie die Differentialkolbenfeder des dazugehörigen Rades, daß die größeren Kolbenräume des Federdruckorgans und der Differentialkolbenfeder miteinander in Verbindung stehen und daß auch ihre kleineren Kolbenräume miteinander in Verbindung stehen.

Die automatische Verteilung der Bremskraft auf alle Räder im Verhältnis zur Belastung der Räder ergibt sich sowohl für statische Belastungsänderungen als auch für dynamische Änderungen der Radlasten beim Bremsen, wenn die Radlast der Vorderräder zunimmt und die Radlast der Hinterräder geringer wird, als auch beim Fahren durch Kurven, wobei die Belastung sich von den inneren auf die äußeren Räder verschiebt. Die Erfindung ermöglicht daher eine maximale Bremswirkung, ohne daß auf ebener Fahrvorrichtung zur automatischen lastabhängigen
Bremsdruckverteilung in Fahrzeugen

Anmelder:

Aktiebolaget Volvo, Gotenburg (Schweden)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Hoffmann und Dipl.-Ing. W. Eitle,

Patentanwälte, München 8, Maria-Theresia-Str. 6

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Fritz Alexander Wettstein, Gotenburg (Schweden)

Beanspruchte Priorität:

Schweden vom 7. Dezember 1960 (Nr. 11 855) --

bahn ein einzelnes Rad vor den anderen Rändern blockiert wird.

Die Erfindung ist näher unter Hinweis auf die Zeichnung beschrieben, in der Fig. 1 schematisch und teilweise im Schnitt eine Regeleinrichtung für ein Fahrzeug zeigt, das mit einem Druckmittelfedersystem mit kreuzweise verbundenen Differentialkolbenfedern versehen ist, während F i g. 2 teilweise im Schnitt eine perspektivische Ansicht einer Bremsregelvorrichtung darstellt.

In F i g. 1 bezeichnet 34 die Achse eines Fahrzeugrades. Die Achse 34 lagert in einem Halter 35, der mittels Querlenker 36 und 37 im nicht dargestellten Rahmen des Fahrzeugs aufgehängt ist. Der obere Querlenker 37 ist gelenkig mit einem Teleskopelement verbunden, das aus einem Zylinder 38 und einem darin beweglichen Differentialkolben 39 besteht, der den Zylinderraum in einen größeren Raum 40 und einen kleineren Raum 41 unterteilt. Das obere Ende des Differentialkolbens 39 ist gelenkig mit dem Fahrzeugrahmen verbunden. Das Teleskopelement ist mit einer Druckflüssigkeit gefüllt. Der Raum 40 steht in Verbindung mit dem Flüssigkeitsraum eines Druckbehälters 42, der durch eine Membran in einen Flüssigkeitsraum und einen Gasraum unterteilt ist. In der Verbindungsleitung zwischen dem Raum 40 und dem Druckbehälter 42 ist eine Dämpfungsvorrichtung 43 eingeschaltet. Das beschriebene System ist auch an einen Höhenregler 44 angeschlossen. Eine auf der Radachse 34 angebrachte Bremsscheibe 45

4C9 538/308

kann mittels Bremsbacken gebremst werden, die durch einen Radbremszylinder 46 zu betätigen sind, der mit Hilfe einer Druckflüssigkeitsleitung 47 mit der Bremsregelvorrichtung verbunden ist.

Gleiche Teile wie die oben beschriebenen sind auch für die anderen Fahrzeugräder vorgesehen und brauchen daher nicht näher beschrieben zu werden. Der größere Raum des zu einem anderen Rad gehörigen Teleskopelements ist mit 49 und der kleinere Raum mit 50 bezeichnet.

Die Bremsregelvorrichtung enthält zwei als Differentialkolben ausgebildete Federdruckorgane 51 und 52, die in Zylindern im Gehäuse beweglich sind und kleinere Differentialräume 53 bzw. 54 sowie größere Differentialräume 55 bzw. 56 begrenzen. Ferner sind in Zylindern im Gehäuse der Vorrichtung Bremsdrucksteuerkolben 57 beweglich, wobei die hinter den Kolbenboden liegenden Zylinderteile Bremsdruckkammern 58 bilden, die je über die Leitung 47 mit dem betreffenden Radbremszylinder 46 verbunden sind. Die Enden der Kolben 51, 52 und 57 stützen sich an Waagebalken 59 ab, die ihrerseits an einer Rolle 60 anliegen, die in Schlitzen 61 des Gehäuses geführt ist und in den Schlitzen mit Hilfe eines Hebels 62 verschoben werden kann, der mit einem Bremspedal 63 gelenkig verbunden ist. Eine Druckfeder 64 strebt das Pedal 63 und den Hebel 62 in einer Lage zu halten, in der die Rolle 60 sich gegenüber den Kolben 51 und 52 befindet. Gegenüber den Bremssteuerkolben 57 ist zwischen den Waagebalken 59 eine Druckfeder 65 eingesetzt. Die Räume 41, 49, 53 und 56 sind untereinander mittels eines Leitungssystems 66 verbunden, während die Räume 40, 50, 54 und 55 mittels eines Leitungssystems 67 miteinander verbunden sind.

Die beschriebene Regeleinrichtung arbeitet wie folgt: Der Höhenregler 44, der mit der Druck- und Rücklaufseite einer Druckflüssigkeitsquelle verbunden ist, wird durch einen verlängerten Teil des unteren Querlenkers 36 in bekannter Weise derart beeinflußt, daß der Kolben 39 der Druckmittelfeder in der Ruhelage stets dieselbe Lage einnimmt, wodurch die Bodenfreiheit des Fahrzeugs in der Ruhelage unabhängig von der Belastung immer den gleichen Wert hat. Der Druck in den Zylindern 38 und im Behälter 42 ist ein Maß für die Belastung des Fahrzeugs bzw. für die Radlast. Dieser Druck pflanzt sich auch zu den Federdruckorganen 51, 52 fort, so daß die Kraft, mit der die Kolben an die Waagebalken 59 angepreßt werden, ebenfalls proportional zur Radlast ist. Druck- und Rücklaufleitungen von einer Druckflüssigkeitsquelle stehen mit den Bremsdruckkolben 57 in Verbindung, wobei eine Einwärtsbewegung dieser Kolben von einer mittleren Lage infolge verstärkter Beaufschlagung des einen Kolbens oder beider Kolben und infolge der Schwenkbewegung der Waagebalken 59 um den Angriffspunkt der Rolle 60 zur Folge hat, daß die Bremsdruckleitung mit der Leitung 47, dem Radbremszylinder 46 und dem Raum 58 hinter dem Kolben 57 verbunden wird. Der erhöhte Druck bewirkt eine erhöhte Bremsleistung. Gleichzeitig ist der Kolben bestrebt, wieder seine mittlere Lage einzunehmen, was dann erfolgt, wenn die Kraft, mit welcher der Kolben 57 an den Waagebalken 59 gepreßt wird, mit der vom Kolben 51 ausgeübten Kraft im Gleichgewicht steht, wobei somit der Druck im Bremszylinder 46 und im Raum 58 sich selbsttätig dem zum Federdruck proportionalen Druck auf den Kolben 51 anpaßt. Infolgedessen ist auch der Bremsdruck proportional zum Federdruck. Das Verhältnis zwischen Federdruck und Bremsdruck wird dabei durch die Schwenkachse des Waagebalkens 59, also durch die Lage der Rolle 60, bestimmt. Je weiter die Rolle 60 mit Hilfe des Bremspedals 63 und des Hebels 62 in Richtung zum Kolben 57 verschoben wird, desto größer wird der Bremsdruck, während die Bremse ίο gelöst ist, wenn die Rolle 60 sich gegenüber dem Kolben 51 befindet.

Da die Kolbenelemente 39 als Differentialkolben ausgebildet und die somit gebildeten Differentialräume zweier Federelemente kreuzweise miteinander verbunden sind, ergibt sich eine weiche Federwirkung bei paralleler Durchfederung der beiden Elemente, während bei entgegengesetzten federnden Bewegungen eine steifere Federwirkung erhalten wird. Falls das Federpaar jeder Fahrzeugachse in der beschriebenen Weise kreuzweise gekuppelt ist, hat das Fahrzeug eine verhältnismäßig große Querstabilität und im übrigen gleichzeitig eine weiche Federung. Werden dagegen diametral gegenüberliegende Räder kreuzweise gekuppelt, so ergibt sich sowohl eine hohe Querstabilität wie auch eine hohe Längsstabilität. Wie erwähnt, sind die Federdruckorgane 51, 52 als Differentialkolben ausgebildet, wobei die größeren Räume der Fahrzeug-Federelemente und der Druckorgane miteinander in Verbindung stehen, während ihre kleineren Differentialräume ebenfalls miteinander verbunden sind. Da das Durchmesserverhältnis der Differentialkolben der Federelemente und der Druckorgane gleich groß ist, so ist die von den Federdruckkolben 51 und 52 auf die Waagebalken 59 ausgeübte Druckkraft immer proportional zu den Kräften der dazugehörigen Federelemente. Die auf das betreffende Federelement wirkende Kraft setzt sich zusammen aus der reinen Federkraft sowie der Quer- und Längsneigungskraft, so daß die Bremskraft proportional zur gesamten Federkraft ist.

Die Bremskraft sollte eigentlich proportional zur Radlast und nicht zur Federkraft sein. Die Radlast ist gleich der Summe der Federkraft und des gesamten ungefederten Gewichts des Rades. Durch Einsetzen der Feder 65 als zusätzliche Belastung der Bremssteuerkolben 57 wird der Bremsdruck in der Kammer 58 um einen konstanten Wert erhöht, so daß eine geeignet abgestimmte Spannung der Feder 65 eine volle Proportionalität zwischen Bremsdruck und Radlast gewährleistet.

Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausbildung der Bremsregeleinrichtung. In einem Gehäuse 70 sind Federdruckorgane in Form von Differentialkolben 71 in je einem Zylinder beweglich, der durch den KoI-ben in einen größeren Differentialraum 72 und einen kleineren Differentialraum 73 geteilt wird, wobei der Raum 72 durch eine Leitung 74 mit einem dem Leitungssystem 66 in F i g. 1 entsprechenden Leitungssystem verbunden ist, während der kleinere Differentialraum 73 durch eine Leitung 75 in gleicher Weise mit einem dem Leitungssystem 67 entsprechenden Leitungssystem verbunden ist. Die Bremssteuerkolben 76 in jedem Zylinder des Gehäuses 70 sind als Kolbenschieber ausgebildet und öffnen und sperren mit einer Druckflüssigkeitsquelle verbundene Druck- und Rücklaufleitungen 77 bzw. 78, wobei der Zylinder mit dem Radbremszylinder durch eine Leitung 79 und mit einem Raum 80 unter dem Kolben 76

verbunden ist. Der Bremssteuerkolben 76 und der Federdruckkolben 71 ragen aus dem Gehäuse 70 heraus und liegen mit ihren Enden an einem Waagebalken 81 an, an dessen Oberseite eine Rolle 82 sich abstützt, die als verstellbare Schwenkachse des Waagebalkens 81 dient. Die Rolle 82 erstreckt sich quer zum Waagebalken und ist in Schlitzen 83 in seitlichen Platten 84 des Gehäuses 70 geführt. Sie ist in der Längsrichtung des Waagebalkens 81 mit Hilfe von Gabeln 85 verschiebbar, die mit einer Welle 86 fest verbunden sind. Diese Welle ist mittels eines Bremspedals 87 drehbar, das durch eine Druckfeder 88 in Richtung zu einer bestimmten Ruhelage beeinflußt wird.

Im Gehäuse 70 sind vier verschiedene Gruppen der oben beschriebenen Bremsregelorgane eingebaut, wobei jede Gruppe einem Fahrzeugrad zugeordnet ist. Die auf die Waagebalken 81 wirkende Rolle 82 und ihre Betätigungsorgane sind jedoch gemeinsam für das ganze System.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur automatischen lastabhängigen Bremsdruckverteilung für Fahrzeuge mit hydropneumatischen Differentialkolbenfedern, die je zwei einander entgegenwirkende Kolbenflächen verschiedener Größe aufweisen und deren größere Differentialkolbenräume auf der einen Fahrzeugseite mit den kleineren Differentialkolbenräumen auf der anderen Fahrzeugseite in Verbindung stehen, wobei die Vorrichtung zur Bremsdruckverteilung zwischen einem vom Federdruck beaufschlagten Organ und einem vom Bremsdruck beaufschlagten Organ eine Ausgleichsvorrichtung zur Betätigung eines Steuerorgans zur Regelung des Bremsdrucks enthält und wobei eine Betätigungsvorrichtung zum Verstellen des Übersetzungsverhältnisses der Ausgleichsvorrichtung vorgesehen ist, dadurchgekennzeichnet, daß das Federdruckorgan der Bremsdruckregelvorrichtung aus einem Differentialkolben (51 bzw. 52) mit einander entgegenwirkenden Kolbenflächen besteht, die dasselbe Durchmesserverhältnis haben wie die Differentialkolbenfeder (39) des dazugehörigen Rades, daß die größeren Kolbenräume des Federdruckorgans und der Differentialkolbenfeder (55 und 40; 56 und 49) miteinander in Verbindung stehen und daß auch ihre kleineren Kolbenräume (53 und 41; 54 und 50) miteinander in Verbindung stehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise das Bremsdruckorgan aus einem Kolben (57) besteht und mit dem aus einem Kolbenschieber bestehenden Steuerorgan zu einer Einheit vereinigt ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Regelglieder für den Bremsdruck mehrerer Fahrzeugräder in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind und daß eine achsparallel verschiebbare Rolle (82) vorgesehen ist, die eine gemeinsame Schwenkachse für alle Waagebalken (81) der Regelvorrichtung bildet.

4. Vorrichtung nach einem der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsdruckorgan (57) durch eine gegen den Bremsdruck wirkende Feder (65) belastet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 809 029;
französische Patentschrift Nr. 1121 624.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 538/308 3.64 © Bundesdruckerei Berlin