DE1242111B - Vorrichtung zum lastabhaengigen Steuern der Bremsen von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

DEUTSCHES -%29mW PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT Deutsche KL: 63 c - 53/07

Nummer: 1242111
Aktenzeichen: K 4649211/63 c

1 242 111 Anmeldetag: 16. April 1962

Auslegetag: 8. Juni 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Steuern der an den Rädern einer Achse von Fahrzeugen mit hydraulisch betätigten Bremsen wirksamen Bremskraft in Abhängigkeit von der statischen und dynamischen Achslast, die aus einem in der Druckleitung zwischen dem Hauptbremszylinder und den Radbremszylindern angeordneten, von einem Steuerkolben betätigten Absperrventil besteht, wobei die eine Seite des Steuerkolbens von dem in den Radbremszylindern herrschenden Druck und seine andere Seite unter Zwischenschaltung eines elastischen Elements von einer der Achslast bzw. der Achsfederdurchbiegung proportionalen Kraft beaufschlagt ist, so daß bei geringer Achslast das Schließen des Absperrventils bei geringerem Druck erfolgt als bei größeren Achslasten.

Es sind bereits die verschiedensten Bauarten von Steuervorrichtungen bekannt, mit denen die Bremskraft der Räder einer Fahrzeugachse der Belastung derselben angepaßt werden kann. Derartige Vorrichtungen gibt es sowohl für hydraulisch als auch für pneumatisch betätigte Fahrzeugbremsen. Mit ihnen soll ein Blockieren der gebremsten Räder bei normalen Straßen- bzw. Schienenzuständen vermieden werden, welches dann eintritt, wenn das Bremsmoment größer ist als das an den Rädern angreifende, aus Radhalbmesser und der zwischen Rad und Boden auftretenden Reibungskraft resultierende Moment.

Bei Kraftfahrzeugen mit hydraulischen, lastabhängig stauerbaren Bremssystemen erfolgt eine Beeinflussung der .Bremskraft in Abhängigkeit von der Fahrzeugbelastung in der Regel nur an den Fahrzeughinterachsen bzw. an den Hinterrädern. Derartige bekannte Bremssysteme sind üblicherweise so ausgebildet, daß von einem Hauptbremszylinder eine Druckflüssigkeitsleitung zur Vorderachse und parallel dazu eine zweite Druckflüssigkeitsleitung zur Hinterachse des Fahrzeuges läuft. Die erste Leitung verzweigt sich zu den beiden Radbremszylindern der Vorderachse, desgleichen die zweite Leitung zu den beiden Radbremszylindern der hinteren Achse. Während die Bremszylinder der Vorderräder auf diese Weise unmittelbar mit dem Hauptbremszylinder verbunden sind, ist in der zweiten Leitung zwischen dem Hauptbremszylinder und der Verzweigungsstelle, von weleher die beiden Leitungen zu den zwei Bremszylindern der Hinterräder ausgehen, ein Steuerventil vorgesehen. Dieses dient zur Beeinflussung der beim Bremsen in den Bremszylindern der Hinterräder erzeugten Bremskräfte in Abhängigkeit von der Belastung des Fahrzeuges.

Für derartige Steuerventile sind mehrere Bauarten Vorrichtung zum lastabhängigen Steuern der
Bremsen von Fahrzeugen, insbesondere
Kraftfahrzeugen

Anmelder:

Kugelfischer Georg Schäfer & Co.,
Schweinfurt/M.

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Harro Dorner, Ebern (UFr.)

bekanntgeworden, die jedoch darin übereinstimmen, daß sie als Absperrventile wirken, welche die Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder und den Radbremszylindern der Hinterachse des Fahrzeuges bei einem Druck im Bremssystem unterbrechen, der entsprechend der Belastung desselben veränderlich ist, d. h. bei schwerer belastetem Fahrzeug höher, bei weniger belastetem Fahrzeug niedriger ist, wobei zur Betätigung des Absperrventils ein Steuerkolben vorgesehen ist, der einerseits durch den Druck in den Hinterradbremszylindern beaufschlagt wird, in anderer Richtung dagegen von einer der Fahrzeugbelastung proportionalen Kraft, welche am einfachsten durch eine Schraubenfeder vermittelt wird, die entsprechend der Fahrzeugbelastung mehr oder weniger stark gespannt ist. Dies geschieht bekanntermaßen entweder durch ein mechanisches Gestänge oder auf hydraulischem Wege unter Ausnutzung der mit verschiedener Belastung sich ändernden Stellung der gefederten und ungefederten Teile des Fahrzeuges (z. B. Achse, Chassis) zueinander.

Darüber hinaus ist auch eine als Absperrventil wirkende Steuerventilbauart bekanntgeworden, bei der das absperrende Ventil durch einen doppeltwirkenden Steuerkolben betätigt wird, der einerseits vom Druck in den Bremszylindern der Hinterachse beaufschlagt ist, andererseits durch den Druck im Hauptbremszylinder sowie die Kraft einer Feder, weiche proportional der Fahrzeugbelastung ist. Um ein Lösen der Bremsen bei dieser Bauart zu ermöglichen, muß ein Rückschlagventil vorgesehen sein, welches in Richtung von den Radbremszylindern zum Hauptbremszylinder öffnet, umgekehrt aber schließt.

Alle diese bekannten Steuerventile sind mit dem schwerwiegenden Nachteil behaftet, daß bei ihnen keine absolute Sicherheit gegen einen Ausfall der

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Bremsanlage auf Grund Klemmens des Steuerkolbens im Steuerventil oder Bruchs der die der Fahrzeugbelastung proportionale, auf den Steuerkolben einwirkende Kraft vermittelnden Teile (Feder, mechanisches oder hydraulisches Gestänge) gegeben ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beheben.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß bei Vorrichtungen zum Steuern der an den Rädern einer Achse von Fahrzeugen mit hydraulisch betätigten Bremsen wirksamen Bremskraft in Abhängigkeit von der statischen und dynamischen Achslast der eingangs beschriebenen Art eine das Absperrventil umgehende, den Hauptbremszylinder mit den Radbremszylindern unmittelbar verbindende und durch ein federbelastetes Absperrorgan verschlossene Leitung vorgesehen ist, wobei die Federbelastung des Absperrorgans von der Kraft des elastischen Elementes zwischen einer Seite des Steuerkolbens und der Fahrzeugachse aufgebracht wird und der Hauptzylinderdruck das Absperrorgan in Öffnungsrichtung beaufschlagt.

In weiterer Vervollkommnung der Erfindung sind die mechanische Verbindung zwischen dem Steuerkolben und dem elastischen Element sowie diejenige zwischen dem letzteren und der Fahrzeugachse oder der Achsfeder in bekannter Weise gelenkig ausgebildet.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt in schematischer Darstellung

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung am Fahrzeug montiert in Seitenansicht,

F i g. 2 einen Teil der Vorrichtung im Längsschnitt, F i g. 3 die Steuervorrichtung im Längsschnitt.

Gemäß F i g. 1 ist die Fahrzeugachse 1 an der Feder 2 aufgehängt, welche in bekannter Weise mit dem Wagenkasten 3 verbunden ist. Mittels eines gelenkig ausgebildeten Gestänges 4 ist auf der Fahrzeugachse 1 ein Teller 5 befestigt, auf welchem sich eine Steuerfeder 6 abstützt.

Als Widerlager der Steuerfeder dient ein zweiter Teller 7, welcher mittels eines weiteren gelenkig ausgebildeten Gestänges 8 mit einem Steuerventil 9 nebst Sicherheitsventil 9' in Verbindung steht. Es ist unerheblich, ob die Steuerfeder 6 mittels des Gestänges 4 oder unmittelbar auf der Achse 1 oder auch auf der Feder 2 abgestützt ist. Ebenso ist es ohne Belang, ob die Steuerfeder 6 — wie in F i g. 1 dargestellt — von einem Gehäuse 10 umgeben ist oder ob sie frei liegt.

Das Steuerventil 9 besteht gemäß F i g. 2 aus einem Doppelkammerzylinder 11, welcher die durch eine Öffnung 12 miteinander verbundenen Druckkammern 13 und 14 besitzt, einem die Druckkammer 14 nach außen abschließenden Steuerkolben 15 und einem Kegelsitzventil 16, welches zum Abschließen der öffnung 12 dient. Es ist dabei unerheblich, ob das Absperrventil 16 als Kegelsitz-, Kugel- oder Plattenventil ausgebildet ist. Der Schaft 17 des Kegelsitzventils 16 ist im Steuerkolben 15 axial beweglich geführt und besitzt einen Bund 18. Zwischen diesem Bund und einer Schulter 19 des Steuerkolbens 15 ist eine Richtfeder 20 vorgesehen, welche den Schaft 17 des Kegelsitzventils 16 in den Steuerkolben 15 zieht. Die Druckkammer 13 ist durch einen Verschlußstopfen 21 nach oben, der Steuerkolben 15 durch einen Verschlußstopf en 22 nach unten verschlossen. Die Druckkammer 13 ist mittels der Druckleitung 23 mit

dem Hauptbremszylinder 24, die Druckkammer 14 mittels der Druckleitung 25 mit den nicht dargestellten Radbremszylindern verbunden.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich, ist das Sicherheitsventil 9' so ausgebildet, daß ein Kegelsitzventil 29 die Kraft der Steuerfeder 6 auf einen Ventilkörper 30 überträgt, welcher fest mit dem Steuerkolben 15 verbunden ist. Es ist auch hier unerheblich, ob das Ventil 29 als Kegelsitz-, Kugel- oder Plattenventil ausgebildet ist Das Kegelsitzventil 29 schließt die Kammer 31 von der Kammer 32 ab, wenn es von der Steuerfeder 6 belastet ist. Die Kammer 31 steht mit der Druckkammer 13 und die Kammer 32 mit der Druckkammer 14 über eine bewegliche Druckleitung 26 in Verbindung.

Wird im Hauptbremszylinder 24 Druck erzeugt, so pflanzt sich dieser in die Druckkammer 13 und durch die Öffnung 12 in die Druckkammer 14 fort. Er beaufschlagt somit die Kolben der Radbremszylinder und die Oberseite des Steuerkolbens 15. Übersteigt die durch den Flüssigkeitsdruck auf den Steuerkolben 15 ausgeübte Kraft die von der Steuerfeder 6 erzeugte Gegenkraft, so verschiebt sich der Steuerkolben nach unten und nimmt dabei das Kegelsitzventil 16 mit, welches die Öffnung 12 verschließt. Eine weitere im Hauptbremszylinder 24 erzeugte Drucksteigerung wirkt sich deshalb nicht mehr auf die Radbremszylinder aus. Das weitere Ausweichen des Steuerkolbens 15 nach unten, welches durch Verminderung der Achslast hervorgehoben wird, führt zum Absinken des Druckes in den Radbremszylindern. Nimmt die Achslast wieder zu, so steigt der Druck in den Radbremszylindern an, bis der Verschlußstopfen 22 auf den Schaft 17 des Kegelsitzventils 16 trifft und das letztere anhebt, wodurch die öffnung 12 wieder freigegeben wird. Eine vom Hauptbremszylinder 24 ausgehende Drucksteigerung kann daraufhin ungehindert in die Radbremszylinder übertragen werden.

Das unerwünschte Verschließen der öffnung 12 durch das Kegelsitzventil 16, z.B. bei Bruch der Steuerfeder 6 oder eines der Gestänge 4 oder 8, wird durch das Sicherheitsventil 9' kompensiert.

Fällt die Belastung des Kegelsitzventils 29 aus, weil z. B. die Steuerfeder 6 gebrochen ist, so schließt zwar das Kegelsitzventil 16. Dagegen öffnet der in der Druckkammer 13 herrschende Flüssigkeitsdruck des Kegelsitzventil 29, sobald er einen gewissen Betrag erreicht hat. Dadurch sind die Radbremszylinder wieder unmittelbar mit dem Hauptbremszylinder 24 verbunden.

Durch die Erfindung ist die volle Sicherheit gegen eine unerwünschte Unterbrechung der Bremsdruckleitung zwischen dem Hauptzylinder und den Radzylindern gegeben, die den Verlust jeglicher Bremsmöglichkeit der im normalen Betrieb unter Berücksichtigung der Achslast gebremsten Räder bedeuten würde. Es ist somit die Annehmlichkeit der selbständigen Dosierung der Bremskraft in Abhängigkeit von der Achslast mit der Erhaltung der vollen Bremskraft auch im Fall der Störung der Anlage durch äußere Einflüsse verbunden. Die Einführung der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung in das hydraulische Bremssystem von Fahrzeugen beeinträchtigt also auch unter ganz ungewöhnlichen Umständen die Sicherheit des Fahrbetriebs in keiner Weise, wie dies bei den bekannten Vorrichtungen demgegenüber befürchtet werden muß. Das durch die Erfindung vermittelte Ergebnis ist darüber hinaus noch mit denkbar einfachen Mitteln erreicht, was neben dem Vor-

Claims (2)

teil der geringen Gestehungskosten der erfindungsgemäßen Vorrichtung den weiteren Vorteil zur Folge hat, daß Störungen in der Bremsanlage durch den Sicherheitsteil selbst überhaupt nicht zu erwarten sind, während im Gegensatz dazu die bekannten Bremskraftdosiervorrichtungen bereits kompliziert und störanfällig sind, ohne daß sie die zusätzliche Sicherheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bieten. Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Steuern der an den Rädern einer Achse von Fahrzeugen mit hydraulisch betätigten Bremsen wirksamen Bremskraft in Abhängigkeit von der statischen und dynamischen Achslast, die aus einem in der Druckleitung zwisehen dem Hauptbremszylinder und den Radbremszylindern angeordneten, von einem Steuerkolben betätigten Absperrventil besteht, wobei die eine Seite des Steuerkolbens von dem in den Radbremszylindern herrschenden Druck und seine ao andere Seite unter Zwischenschaltung eines elastischen Elements von einer der Achslast bzw. der Achsfederdurchbiegung proportionalen Kraft beaufschlagt ist, so daß bei geringer Achslast das Schließen des Absperrventils bei geringerem

Druck erfolgt als bei größeren Achslasten, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Absperrventil (16) umgehende, den Hauptbremszylinder (24) mit den Radbremszylindern unmittelbar verbindende und durch ein federbelastetes Absperrorgan (29) verschlossene Leitung (26) vorgesehen ist, wobei die Federbelastung des Absperrorgans von der Kraft des genannten elastischen Elements (6) aufgebracht wird und der Hauptzylinderdruck das Absperrorgan in Öffnungsrichtung beaufschlagt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verbindung zwischen dem Steuerkolben (15) und dem elastischen Element (6) sowie diejenige zwischen dem letzteren und der Fahrzeugachse (1) oder der Achsfeder (2) in bekannter Weise gelenkig ausgebildet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Österreichische Patentschriften Nr. 109 778,
665;

französische Patentschriften Nr. 1288 081,
940;

USA.-Patentschrift Nr. 2 807 338.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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