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Bremskraftregler für Fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf einen
Bremskraftregler für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, die mit einer erst
oberhalb einer bestimmten Fahrzeuglast wirksamen Zusatzfahrzeugfeder ausgerüstet
sind, mit einem entsprechend der Achsbelastung durch ein Steuerdruckmittel beaufschlagten
und durch seine Stellung über einen Waagebalken die Ventilglieder des Bremskraftreglers
beeinflussenden Reglerkolben und einer dem Reglerkolben entgegenwirkenden, vorgespannten
Schraubenfeder.
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Ein derartiger Bremskraftregler ist beispielsweise durch die deutsche
Patentschrift 702 771 bekannt. Bei diesem Bremskraftregler ist die vorgespannte
Schraubenfeder nicht veränderbar, so daß der Bremskraftregler bei seinem erstmaligen
Abstimmen und beim Ändern der Fahrzeugfederung infolge Alterns und dadurch hervorgerufener
Veränderung des Lastabgriffpunktes des Bremskraftreglers nicht verstellt werden
kann.
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Es ist außerdem bereits durch die deutsche Auslegeschrift
1052 441 bekannt, eine die Bremskraftregler-Einstellkolben-Verstellung beeinflussende
Schraubenfeder mit Hilfe einer Stellschraube in ihrer Vorspannung zu verändern.
Mit einer solchen Versteileinrichtung ist aber ein genaues Anpassen des Bremsdruckverlaufes
an die ideale Kennlinie nicht zu erreichen.
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Schließlich ist es durch die deutsche Auslegeschrift 1040 333
schon bekannt, bei Bremskraftreglern eine Einstellkolbenfeder vorzusehen, deren
jeweils wirksame Windungszahl durch eine verdrehbare und dabei mehr oder weniger
Federwindungen stillegende Schraube veränderbar ist. Auf diese Weise wird der C-Wert
der Feder verändert, wodurch bei einem Fahrzeug mit nur einer Tragfeder an jedem
Rad eine genaue Anpassung des Bremsdruckverlaufes an die ideale Kennlinie erzielt
wird.
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Demgegenüber liegt dem Gegenstand der Erfindung das Problem zugrunde,
einen für ein Fahrzeug mit einer Haupttragfeder und einer Zusatztragfeder bestimmten
Druckregler in beiden Federwirkbereichen gleich vorteilhaft arbeiten zu lassen,
wie bei einem Fahrzeug mit Einzelfederung. Bei einem Fahrzeug mit Haupt- und Zusatztragfeder
ist der Kraft-Weg-Verlauf der Fahrzeugfederkennlinie nicht geradlinig, weil beim
Wirksamwerden der Zusatzfeder ein Knick entsteht und von diesem Punkt an bei weiter
zunehmender Belastung die Durchbiegung und der Federweg der Hauptfahrzeugfeder nicht
mehr in der gleichen Weise zunimmt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bremskraftregler zu
schaffen, der auch bei einem Fahrzeug mit Haupt- und Zusatztragfeder eine genaue
Anpassung des Bremsdruckverlaufes an die ideale Kennlinie gestattet.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die in
an sich bekannter Weise durch Verdrehen einer Stellschraube in ihren Federwindungen
in ihrer Federcharakteristik veränderbare Reglerkolbenfeder aus zwei Einzelfedern
besteht, von denen die erste Feder auf die Fahrzeug-Haupttragfeder und die zweite
Feder auf die Zusatzfahrzeugfeder abgestimmt ist.
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Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar
zeigt F i g. 1 einen in ein Bremssystem eingebauten Druckregler, der mit einer Vorrichtung
zum Verstellen einer Feder ausgerüstet ist, und F i g. 2 eine Einzelheit des Druckreglers
nach einem Schnitt in der Ebene III-III in F i g. 1.
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In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist eine Federverstellvorrichtung,
bei der eine in eine Schraubenfeder eindrehbare Schraube eine veränderliche Anzahl
von Federwindungen stillegt, um die Federcharakteristik zu ändern, in einen Lastbremsregler
eines Kraftfahrzeuges eingebaut. Das Gehäuse des Lastbremsreglers trägt die Bezugsnummer
10. Es ist Teil eines Bremssystems, das in der Hauptsache aus einem Kompressor 11,
einem Behälter 12, einem Servobremsventil 13, den hydraulisch betätigten Vorderradbremsen
14 und den ebenfalls mit Flüssigkeit betätigten Hinterradbremsen 15 besteht. Von
der Druckluftverbindung zwischen dem Behälter 12 und dem Servobremsventil 13 ist
eine Luftleitung 16 abgezweigt, die zu einem Steuerventil 18 und von dort über eine
Leitung 19 zu einem Anschluß 20 des Lastbremsreglers 10 führt.
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Das Steuerventil 18 ist an dem Rahmen 21 des Fahrzeuges befestigt.
Dieser Rahmen trägt außerdem zwei Federlagerungen 22/23 für die Fahrzeug-Haupttragfeder
24.
Zusätzlich zur Haupttragfeder ist noch eine Nebentragfeder 25 vorgesehen. Die Fahrzeugachse
trägt die Bezugszahl 26. Ein Betätigungshebel 27, der an dem Steuerventil
18 drehbeweglich gelagert ist, ist an der Achse 26 derart angelenkt, daß
er bei Änderung des Achsabstandes in bezug auf den Rahmen 21 von der Achse 26 betätigt
werden kann.
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Im Lastbremsregler 10 ist eine zylindrische Bohrung 28 angeordnet,
die am Anschluß 20 durch einen Deckel 29 und auf ihrem gegenüberliegenden
Ende durch einen Deckel 30 verschlossen ist. An seiner Innenseite trägt der
Deckel 29 einen Ansatz 31. Im Zylinder 28 ist ein Kolben 32 beweglich, der aus einer
Manschette 33 und einer Metallscheibe 34 besteht. Die Scheibe 34 ist mittig gelocht
und auf einen Ansatz 35 einer Kolbenstange 36 aufgesetzt. Ein Sprengring 37 hält
den Kolben 32 fest. An ihrem anderen Ende hat die Kolbenstange 36 einen Ansatz 38,
auf den ein Waagebalkenfuß 39 aufgeschoben ist. Durch einen Schlitz 40 im
Zylinder 28 reicht der Fuß 39 aus dem Zylinder 28 heraus und ist an seinem
Ende 41 mit einem Lagerbolzen 42 versehen, der einen Waagebalken 43 trägt. Die Enden
44 und 45 des Waagebalkens wirken mit Kolbengliedern 46 und 47 zusammen, von denen
eines (46) dem Druck in der zu den Vorderradbremsen 14 führenden Leitung unterliegt
und das andere (47) ein Durchflußventii 47 a zu den Hinterradbremsen 15 steuert.
Das Kolbenglied 47 wird durch eine Feder nach oben gedrückt.
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Außer dem Fuß 39 ist auf den Ansatz 38 der Kolbenstange ein zweiter,
der Führung dienender Kolben 48 aufgeschoben. Nach Aufsetzen einer Unterlegscheibe
49 sind der Fuß 39 und der Kolben 48 mit Hilfe einer Mutter 50 auf der Kolbenstange
festgeschraubt. Das zu diesem Zweck mit einem Gewinde 51 versehene Ende des Ansatzes
38 nimmt außerdem noch eine Mutter 52 auf, die eine dem Führungskolben 48 zugekehrte
Schulter 53 und einen zylindrischen Teil 54 kleineren Durchmessers hat. Der Führungskolben
48 hat mehrere gleich lange Ansätze 55, an die sich eine verhältnismäßig starke
Feder 56 anlegt und dort gegen Drehen gesichert ist. Eine zweite Feder 57 kleineren
Durchmessers liegt an einem Federteller 58 an, der an den Ansätzen 55 des Führungskolbens
48 festgelegt und ebenfalls vor Verdrehen geschützt ist. Eine Bohrung 59 des Federtellers
58 hat einen größeren Durchmesser als der zylindrische Teil 54 der Mutter 52, sie
ist aber kleiner als der Durchmesser der Schulter 53. Auf ihrer der Schulter 53
gegenüberliegenden Seite ist in die Mutter 52 ein Vieleckloch 60 eingearbeitet,
in das ein Ansatz 61 eines Vierkantstiftes 62 drehfest eingepreßt ist.
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In den Deckel 30 ist ein linksgängiges Trapezgewinde 63 eingearbeitet.
Eine Kunststoffschraube 64 mit gleichartigem Gewinde ist in den Deckel 30 eingeschraubt.
Ein Schraubenkopf trägt die Bezugszahl 65. Die Schraube 64 ist durchbohrt, wobei
ein im Bereich der Stirnseite der Schraube 64 liegender Teil 66 der Bohrung dem
Profil des Vierkantstiftes 62 angepaßt ist, während der andere Teil 67 der Bohrung
erweitert ist. Die Enden der zwei Federn 56 und 57 liegen an der Deckelinnenseite
an. Die Feder 56 ist aus verhältnismäßig starkem Federdraht hergestellt, während
bei der anderen der Federdraht einen kleineren Durchmesser hat. Die Windungsdurchmesser
der Federn 56 und 57 sind derart abgestimmt, daß beide Federn ineinanderliegend
in die Gewindegänge der Schraube 64 passen. Zu diesem Zweck ist auch der Windungsabstand
bei beiden Federn annähernd gleich, wenn sie eingebaut sind. Vor der Montage ist
die äußere starke Feder 56 länger als die andere. In dem dargestellten, eingebauten
Zustand ist die Feder 56 etwas vorgespannt. Schließlich ist an der Kolbenstange
36 zwischen dem Kolben 32 und dem Führungskolben 48 in einer Bohrung 68 ein Bügel
69 befestigt, dessen anderes Ende 70 in eine Welle 71 eingreift. Die Welle 71 ist
in der Wand des Zylinders 28 gelagert und trägt, wie in F i g. 2 zu erkennen, an
ihrem aus dem Zylinder herausstehenden Teil einen Zeiger 72; der über einer Markierung
73 beweglich ist. Ein zweiter, unabhängig durch Handverstellung beweglicher Zeiger
trägt die Bezugszahl 74. Die Zeiger 72 und 74 sind gleichachsig angeordnet.
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Lastbremsregler dienen bekanntlich zum Ändern der Bremskraft in einem
Bremskreis gegenüber der Bremskraft im anderen Kreis. üblicherweise wird dabei die
Bremskraft an den Hinterrädern vermindert, um verschiedenen Achsbelastungen Rechnung
zu tragen. Bei der beschriebenen Einrichtung wird die Belastung über den Hebel
27 gemessen, der mit der Fahrzeugachse 26 bei deren Einfedern bewegt wird
und der das Geberventil 18 derart verstellt, daß über dieses ein der Belastung entsprechender
Luftdruck von der Leitung 16 her in den Druckregler 10 über den Anschluß 20 und
die Leitung 19 eingesteuert wird. Bei Fahrzeugen mit nur einer Tragfeder 24 an jedem
Rad oder an jeder Achse ist der Kraft-Weg-Verlauf der Fahrzeugfeder gleichmäßig
und geradlinig, d. h. bei größerer Belastung ist auch die Einfederung entsprechend
größer. Das gleiche gilt auch bei einem Fahrzeug mit Luftfederung. Hier kann ein
Luftfederbalg unter Wegfall des Geberventils 18 und des Hebels 27 unmittelbar an
den Anschluß 20 des Druckreglers angeschlossen werden. Bei diesen beiden beschriebenen
Fahrzeuggattungen wäre nur eine einzige verstellbare Feder 56 im Druckregler nötig,
durch deren Verstellung mit der Schraube 64 den verschiedenen Fahrzeugfederwegen
bei den verschiedenen Fahrzeugtypen und den Änderungen der Fahrzeugfederung selbst
durch Altern Rechnung getragen wird.
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Bei Fahrzeugen mit einer Zusatzfahrzeugfeder 25 ist nun aber der Kraft-Weg-Verlauf
der Fahrzeugfeder nicht geradlinig, weil beim Wirksamwerden der Zusatzfeder 25 ein
Knick entsteht und von diesem Punkt an bei weiter zunehmender Belastung die Durchbiegung
der Hauptfahrzeugfeder nicht mehr in der gleichen Weise zunimmt wie vor dem Wirksamwerden
der Zusatzfeder. Bei weiterer Laststeigerung ist also der Weg der Einfederung und
damit der Hebelweg des Hebels 27 nicht mehr so groß wie bei gleicher Lastzunahme
vor dem Knick.
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Um aber trotzdem auch nach Wirksamwerden der Zusatzfeder noch die
richtige Bremskraft einzusteuern, muß der Lastbremsregler dieser Eigenart Rechnung
tragen. Aus diesem Grund ist die erfindungsgemäße Einstellvorrichtung mit zwei Federn
56 und 57 versehen worden.
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Die starke Feder 56 ist auf die Fahrzeughauptfeder 24 abgestimmt;
die schwache Feder 57 kommt bei höherer Belastung erst dann zur Wirkung, wenn die
Zusatzfeder 25 eingeschaltet ist.
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Durch diese Maßnahme ist es möglich, die Hebelübersetzung des Lastbremsreglers
einfach zu halten. Die beschriebene Einrichtung hat folgende Wirkungsweise:
Der
Kompressor 11 füllt den Behälter 12 mit Druckluft. Beim Betätigen des Servobremsventils
13 gelangt diese vor den Servokolben, der mit seiner Kolbenstange und einem Kolben
in den angeformten Hydraulikzylinder hineinreicht und dort Bremsflüssigkeit zu den
Bremsen 14 der Vorderräder verdrängt. Die Vorderradbremsen werden angelegt. Gleichzeitig
strömt auch Bremsflüssigkeit zu dem Lastbremsregler 10 und wird von diesem je nach
der Stellung des vom Waagebalken 43 beeinflußten Durchflußventils 47a mit vermindertem
Druck zu den Hinterradbremsen 15 gelassen. Die Einstellung des Lastbremsreglers
geschieht dabei auf folgende Weise: Die Druckluft in der Leitung 16 steht vor dem
Steuerventil 18 und wird von diesem je nach Hebelstellung mit mehr oder weniger
vermindertem Druck in die Leitung 19 zu dem Anschluß 20 des Lastbremsreglers eingelassen.
Dadurch verschiebt sich der Kolben 32. Dieser Verschiebekraft wirkt zuerst die Kraft
der großen Feder 56 entgegen. Ist die Einfederung der Fahrzeugfeder 24 so groß,
daß auch die Zusatzfahrzeugfeder 25 wirksam wird, so wird über den Hebel 27 und
das Steuerventil 18 ein derartiger Druck in den Zylinder 28 eingesteuert, daß auch
die kleine Feder 57 in Aktion tritt. Dies wird dadurch erreicht, daß die Mutter
52 in die Bohrung 59 des Federtellers 58 eintaucht, bis die Schulter 53 am Federteller
58 anliegt. Dann wird der Federteller ebenfalls mitgenommen und die kleine Feder
57 gespannt. Durch Verdrehen der Schraube 64 ist außer dem Verändern der Anzahl
der wirksamen Federwindungen über den Vierkantstift 62 auch die Mutter 52 auf dem
Gewinde 51. der Kolbenstange verdrehbar. Dadurch kann der Einsatzpunkt der kleineren
Feder verändert und auf den Einsatz der Zusatzfeder 25 abgestimmt werden.
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Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einstellen der Federn 56
und 57 ist erreicht, daß der Lastbremsregler 10 mit einfachen Mitteln jeder Fahrzeugfeder
eines beliebigen Fahrzeugs angeglichen werden kann.
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Es ist auch denkbar, die Vorrichtung zum Federverstellen in das Geberventil
18 über einen mit einem Doppelsitzventil verbundenen Reaktionskolben einzubauen.
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Ein mit einer derartigen Federverstellvorrichtung ausgerüsteter Lastbremsregler
oder ein Geberventil der beschriebenen Art lassen es auf einfache Weise zu, die
verschiedenen Charakteristiken von Fahrzeugfedern jedes beliebigen Fahrzeugs zu
berücksichtigen. Der Lastbremsregler bzw. das Geberventil können dabei für alle
Fahrzeugtypen unverändert bleiben.
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Dadurch wird die Fertigung dieser Teile wesentlich vereinfacht und
eine Serienfertigung mit großen Stückzahlen ermöglicht.