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Pneumatische Bremseinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für Straßenfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine pneumatische Bremseinrichtung für Fahrzeuge,
insbesondere für Straßenfahrzeuge, mit einer für die Vorder- und Hinterräder des
Fahrzeuges getrennten, lastabhängigen Bremskraftregelung.
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Es ist bekannt, die auf die Hinterräder wirkende Bremskraft mit Hilfe
eines automatischen Bremskraftreglers in Abhängigkeit vom Beladungszustand zu regeln.
Hierbei wird der Bremskraftregler von dem veränderlichen Abstand zwischen der Achse
und dem Wagenkasten beeinflußt, der sich aus der Zusammendrückung der Fahrzeugtragfedern
ergibt.
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Auf dieselbe Weise ist es bekanntlich unter Verwendung eines zweiten
Bremskraftreglers möglich, auch die Vorderräder lastabhängig zu bremsen.
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wohl die lastabhängige Bremsung auch der Vorderräder erwünscht ist, wird
eine derartige Anordnung kaum angewandt, weil durch Platzmangel und Lenkbarkeit
der Vorderräder erhebliche Schwierigkeiten beim Einbau des zweiten Bremskraftreglers
auftreten. Dieser Regler ist an dieser Stelle auch schwer zugänglich, was eine mangelhafte
Wartung zur Folge hat. Außerdem wird die Bremsanlage durch einen zweiten Bremskraftregler
nicht unerheblich verteuert.
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Nach einem nicht vorveröffentlichten Vorschlag, der nicht Gegenstand
der Erfindung ist, sollen die genannten Schwierigkeiten dadurch behoben werden,
daß zwar für Vorder- und Hinterachse je ein lastabhängig beeinflußtes Druckregelorgan
vorgesehen wird, jedoch die Stellglieder beider Druckregelorgane gemeinsam entweder
durch einen von der Belastung der Hinterachse abhängigen Druck oder durch die Federdurchbiegung
an der Hinterachse beeinflußt werden.
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Zum Stand der Technik gehört auch eine pneumatische Bremseinrichtung,
bei der der Bremsdruck in einer Zylindergruppe lastabhängig mittels eines Proportionalventils
geregelt wird, in welchem ein Stufenkolben vorgesehen ist, dessen kleine Fläche
vom Druck des Bremsventils und dessen Differenzfläche von einem lastabhängigen Druck
beaufschlagt wird, während die große Kammer des Proportionalventils mit den Bremszylindern
in Verbindung steht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung nur eines
einzigen lastabhängigen Bremskraftreglers den Hinterrad- und Vorderradbremsen zum
unterschiedlichen Zuwachs der Achslasten bei Beladung proportional steigende Bremsdrücke
zuzuführen.
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Bei der Lösung dieser Aufgabe wurde von der überlegung ausgegangen,
daß von dem Beladungsgewicht eines Fahrzeuges ein größerer Teil die Hinterachse,
hingegen ein kleinerer Teil die Vorderachse belastet. Das Verteilungsverhältnis
bleibt hierbei für den jeweiligen Fahrzeugtyp vom Leergewicht bis zur Vollbeladung
gleich. In diesem gegebenen Verhältnis muß sich also auch die Bremskraftzunahme
an den Vorder- bzw. Hinterrädern zwischen Leerlast- und Vollastbremskraft ändern.
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Danach kennzeichnet sich die Erfindung durch einen einzigen, von der
Hinterachse des Fahrzeuges beeinflußten automatisch-lastabhängigen Bremskraftregler,
dessen geregelter Druck einerseits in die Bremszylinder der Hinterräder und andererseits
in ein Proportionalventil mit einem Stufenkolben eingesteuert wird, dessen eine
Fläche vom Druck des Bremsventils und dessen Differenzfläche vom Druck des Bremskraftreglers
beaufschlagt wird, wobei die wirksamen Flächen des Stufenkolbens entsprechend dem
Regelbereich Leer/Beladen der Vorderachse bemessen sind und die große Kammer des
Proportionalventils mit den Vorderrad-Bremszylindern in Verbindung steht.
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Zweckmäßig weist der Stufenkolben einen federbelasteten Doppelventilkörper
auf, welcher mit im Gehäuseboden des Proportionalventils sowie im Stufenkolben angeordneten
Ventilsitzen zusammenarbeitet.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Einrichtung schematisch dargestellt. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 eine
schematische Darstellung der Gesamtanordnung gemäß der Erfindung, F i
g. 2 ein Diagramm des Verlaufes des vom Bremsventil gesteuerten Druckes,
F i g. 3 ein Diagramm des Druckverlaufes in den vorderen und
F
i g. 4 ein Diagramm des Druckverlaufes in den hinteren Brernszylindern.
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Der automatisch-lastabhängige Bremskraftregler 1
wird in bekannter
Weise von der Hinterachse 2 über einen Federkörper 3 und ein Gestänge 4 mechanisch
beeinflußt. Durch die Leitung 5 steht der Bremskraftregler 1 mit dem
Druckluftvorratsbehälter 6, hingegen über die Leitung 7 mit dem Bremsventil
8 und die Leitung 9 mit den Hinterradbremszylindern 10 in Verbindung.
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Die Leitung 11 schließt das Bremsventil 8 an den Vorratsbehälter
6 an. Dieser an sich bekannten Anordnung wird ein Proportionalventil 12 hinzugefügt,
das einen axial verschiebbaren, gegen die zylindrischen Wände des Gehäuses abgedichteten
Stufenkolben 13 enthält. Dieser ist in zentraler Anordnung mit einem federbelasteten
Doppelventilkörper 14 ausgerüstet, welcher mit einem im Gehäuse des Proportionalventils
12 angeordneten Sitz 15 sowie einem im Stufenkolben 13 befindlichen
Sitz 16 zusammenarbeitet.
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Die Kammer 17 an der kleineren Fläche des Stufenkolbens
13 steht über die Leitung 18 mit dem Bremsventil 8 in Verbindung.
Eine weitere Leitung 19 führt den vom Bremskraftregler 1 geregelten
Druck der ringförmigen Kammer des Proportionalventils 12 über der Differenzfläche
des Stufenkolbens 13 zu, während die Kammer 20 an der großen Fläche des Stufenkolbens
13 mit den Vorderradbremszylindem 21 in Verbindung steht.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist die folgende:
Der automatisch-lastabhängige Bremskraftregler 1
regelt den Bremsdruck für
die Hinterradbremszylinder 10 entsprechend dem auf die hintere Achse entfallenden
Lastverhältnis Leer/Beladen.
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Für einen Fahrzeugtyp sei dieses Verhältnis z. B. 1.- 4, während für
die Vorderachse das Lastverhältnis 1: 1,6 angenommen sein möge.
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Beträgt der vom Bremsventil 8 gesteuerte Maximaldruck
6 atü (F i g. 2), so ergibt sich für die Vorderradbremszylinder 21
ein Leerdruck von 6: 1,6 = 3,75 atü (F i g. 3) und für die Hinterradbremszylinder
10 der Leerdruck 6: 4 = 1,5 atü (F i g. 4). Da für jeden
Fahrzeugtyp das Lastzunahmeverhältnis für Hinter- und Vorderachse bekannt ist, kann
in der gleichen Proportionalität der Vorderradbremsdruck vom Hinterradbremsdruck
abhängig gesteuert werden. Dies geschieht durch das Proportionalventil 12.
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Nach dem angeführten Beispiel wird die Stufung des Kolbens
13 so bemessen, daß sich in der Kammer 20 beim unbeladenen Fahrzeug und bei
Vollbremsung ein Druck von 3,75 atü durch die Verschiebung des Stufenkolbens
13 und die bekannte Funktion des Ein- und Auslaßventils 14, 15,
16 einstellt. Die dabei auf die große Fläche des Stufenkolbens 13 wirkende
Kraft ist gleich der Summe der beiden Gegenkräfte, die durch den Druck des Bremsventils
8 auf die kleine Fläche und durch den Druck des Bremskraftreglers
1 auf die ringfönnige Differenzfläche des Stufenkolbens 13 ausgeübt
werden. Danach ist die Stufung des Kolbens 13 für jeden Fahrzeugtyp zu errechnen.
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Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil, daß durch die Einfügung
eines einfachen und billigen Proportionalventils die automatisch-lastabhängige Bremsung
der Fahrzeug-Vorderräder in exakter Weise möglich wird, wobei ein zweiter automatischlastabhängiger
Bremskraftregler entbehrlich ist.
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Außerdem macht der Einbau des kleinen Proportionalventils im Gegensatz
zu derajenigen eines automatisch-lastabhängigen Bremskraftreglers keinerlei Schwierigkeiten.