DE1555541C3 - Bremsdruckregler für Fahrzeuge - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Bremsdruckregler für Fahrzeuge mit einem in der zu den Hinterradbremsen führenden Bremsdruckleitung angeordneten Regelventil und einem vom Steuerdruck beaufschlagten Betätigungskolben, der über eine Übersetzung mit einstellbarem bzw. mit in Abhängigkeit von der Fahrzeugbelastung veränderbarem Übersetzungsverhältnis das Ventil öffnet, das durch den in der Bremsdruckleitung hinter dem Ventil herrschenden Druck im Schließsinn vorgespannt ist.

Ein solcher Bremsdruckregler ist bereits bekannt (britische Patentschrift 917 494). Bei diesem Bremsdruckregler ist berücksichtigt, daß die maximal zulässige Bremskraft, oberhalb der es zu einem Blokkieren des Rades kommt, von der jeweiligen Radbelastung abhängig ist. Der bekannte Bremsdruckregler ist daher insbesondere für Transportfahrzeuge geeignet, bei denen sich erhebliche Gewichtsunterschiede zwischen dem leeren und dem beladenen Fahrzeug ergeben. Die Einstellung bzw. Änderung des Über-Setzungsverhältnisses erfolgt beim bekannten Bremsdruckregler durch Änderung der Neigung einer Stützfläche, an der sich ein in die Übersetzung eingeschaltetes Druckglied abwälzt. Dabei kann die Stützfläche von Hand in eine der Fahrzeuglast entsprechende Neigungsstellung gebracht werden oder z.B. mit der Aufhängungseinrichtung für die Hinterachse des Fahrzeugs verbunden sein, damit sich die Winkelstellung der Stützfläche selbsttätig der jeweiligen Fahrzeuglast anpaßt. Die bekannte Ausbildung führt zwar zu einer Bremskraft, die in vorteilhafter Weise der Fahrzeuglast und damit der blockierungsfrei übertragbaren Bremskraft angepaßt ist, sie berücksichtigt jedoch nicht, daß sich beim Abbremsen infolge der Verzögerung des Fahrzeugs eine Änderung in der Achslastverteilung ergibt, die ebenfalls eine Änderung der übertragbaren Bremskraft an den Vorderrädern bzw. Hinterrädern zur Folge hat.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Bremsdruckregler der eingangs genannten Art so weiter auszubilden, daß auch die sich beim Abbremsen ergebende dynamische Achslaständerung berücksichtigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die vom Steuerdruck beaufschlagte wirksame Kolbenfläche des Betätigungskolbens oberhalb eines bestimmten Steuerdrucks verkleinert ist.

Dieser Ausbildung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß zwischen der übertragbaren Bremskraft an den Hinterrädern und der Verzögerung des Fahrzeugs keine lineare Abhängigkeit besteht. Durch die Verkleinerung der wirksamen Kolbenfläche des Betätigungskolbens oberhalb eines bestimmten Steuerdrucks ergibt sich ein Knick im Verlauf der übertragenen Bremskraft, wodurch eine Annäherung an die in Abhängigkeit von der Fahrzeugverzögerung übertragbare Bremskraft ergibt. Die übertragbare Bremskraft steigt nämlich mit wachsender Verzögerung des Fahrzeugs und damit sinkender Hinterachsbelastung in zunehmend geringerem Maße an.

Zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt im Schnitt eine erste Ausführungsform des Bremsdruckreglers;

F i g. 2 veranschaulicht mit der gestrichelten Kurve die Abhängigkeit der Achslastveränderung von der auftretenden Verzögerung des Kraftfahrzeugs und zeigt in Vollinien den angepaßten Verlauf der übertragenen Bremskraft an den Hinterrädern, gleichfalls in Abhängigkeit von der Verzögerung des Fahrzeugs;

F i g. 3 zeigt in einer F i g. 1 entsprechenden Darstellung eine zweite Ausführungsform;

F i g. 4 veranschaulicht die Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs.

Der Bremsdruckregler gemäß F i g. 1 umfaßt ein Regelventil mit einem rohrförmigen Schaft 10, dessen unteres Ende einen Kopf 11 trägt. Der Schaft 10 ist verschiebbar in einer Bohrung eines Gehäuseteils 12 gelagert. Eine flexible Membran 13 ist mit ihrem inneren Rand an dem Schaft 10 befestigt und mit ihrem äußeren Rand zwischen dem Gehäuseteil 12 und einem anschließenden Gehäuseteil eingespannt. Die Membran 13 grenzt eine untere Kammer 14 und eine obere Kammer 15 voneinander ab, wobei letztere über einen Kanal 16 mit der Bremsdruckleitung hinter dem Regelventil verbunden ist. Ein ringförmiger mittlerer Teil der Membran 13 ist zwischen zwei Metallringen 17 und 18 eingespannt, die Anschläge bil-

den. Der zwischen den Metallringen 17 und 18 sowie dem Schaft 10 vorhandene Teil der Membran 13 ermöglicht eine begrenzte axiale Relativbewegung zwischen dem Schaft 10 und den Metallringen 17 und 18. Der äußere Teil der Membran 13 ermöglicht eine begrenzte axiale Bewegung der Metallringe 17 und 18 gegenüber dem Gehäuse 12. Die Aufwärtsbewegung der Membran 13 wird dadurch begrenzt, daß sich der obere Metallring 17 an einen Anschlag anlegt, der durch drei innere Gehäusestege 19 gebildet wird, von denen in F i g. 1 nur einer zu erkennen ist. Die Abwärtsbewegung der Membran 13 gegenüber dem Schaft 10 wird dadurch begrenzt, daß sich der untere Metallring 18 an einen vom Kopf 11 gebildeten Anschlag anlegt. Über eine Feder 21, die sich am unteren Metallring 18 abstützt, ist die Membran 13 nach oben vorgespannt.

Der rohrförmige Schaft 10 steht über Axialbohrungen 22 im Kopf 11 mit der Kammer 14 und über anschließende Öffnungen 70 und 72 mit der Atmosphäre in Verbindung. Das obere Ende des Schaftes 10 arbeitet mit einem Dichtungsscheiben aufweisenden Ventilteller 23 zusammen, der normalerweise in Anlage an einem ringförmigen Sitz 24 des Gehäuses 12 gehalten wird. Der Ventilteller 23 wird durch eine Membran 25 abgestützt, die das untere Ende einer kleinen Kammer 26 oberhalb des Ventiltellers verschließt. Der Ventilteller 23 ist durch eine in der Kammer 26 angeordnete schwache Feder 27 nach unten gegen den Sitz 24 vorgespannt. Ein Ringraum 28 zwischen der Membran 25 und dem Sitz 24 steht mit einem Einlaßkanal 29 in Verbindung, der über eine Bremsdruckleitung an. eine Druckmittelquelle angeschlossen ist.

Der Schaft 10 ist unterhalb des Sitzes 24 von einem Ringraum 31 umgeben, der mit eineni Auslaßkanal 32 in Verbindung steht, der über eine Bremsdruckleitung zu den Radbremszylindern der Hinterräder des Fahrzeugs führt. In diesen Auslaßkanal 32 mündet der Kanal 16 sowie ein weiterer Kanal 33, der von der Kammer 26 oberhalb des Ventiltellers 23 ausgeht. Daher werden die Oberseiten der Membranen 13 und 25 vom hinter dem Regelventil in der Bremsdruckleitung herrschenden Druck beaufschlagt.

Bei gelösten Bremsen liegt der Ventilteller 23 an seinem Sitz 24 an, und das obere Ende des Schaftes 10 befindet sich im Abstand vom Ventilteller 23. Das zugeführte Druckmittel wirkt auf die Unterseite der oberen Membran 25 und auf die Oberseite des Ventiltellers 23, und die beaufschlagten Flächen sind so bemessen, daß eine kleine nach unten gerichtete resultierende Kraft herrscht, die den Ventilteller 23 an den Sitz 24 drückt. Die Bremsdruckleitung hinter dem Regelventil steht über den Schaft 10, die Kammer 14 und die öffnungen 70 und 72 mit der Atmosphäre in Verbindung. Die Feder 21 drückt die Membran 13 mit dem oberen Metallring 17 an die Gehäusestege 19 an.

Zum Aufsteuern des Regelventils ist ein Finger 34 vorgesehen, der verstellbar in einen Bügel 35 eingeschraubt ist, der auf einer schwimmend gelagerten Achse 36 drehbar ist. Auf der Achse 36 ist ein weiterer Bügel 37 drehbar gelagert, der einen zweiten Finger 38 trägt, der an der Bodenfläche eines Betätigungskolbens 41 angreift. Der Betätigungskolben 41 ist an seinem axial inneren Ende mit einem nach außen ragenden Flansch 42 und an seinem axial äußeren Ende mit einem nach außen ragenden Flansch

43 versehen. Am axial äußeren Ende ist der Betätigungskolben 41 durch eine Platte 45 mit einer Membran 44 verspannt, die durch einen Ring 46 in eine innere Membran 47 und eine äußere Membran 48 unterteilt ist. Mit dem auf der Außenseite der Membran

44 angeordneten Ring 46 ist ein auf der Innenseite der Membran 44 angeordneter Ring 49 verspannt, der einen nach innen ragenden Flansch trägt, der den

ίο Flansch 43 des Betätigungskolbens 41 wie dargestellt an seiner Innenseite übergreift. Eine zwischen dem Flansch 42 und dem Ring 49 angeordnete Druckfeder 50 hält den Ring 49 in Anlage am Flansch 43. Die Einwärtsbewegung des Rings 49 wird durch einen Anschlag 51 begrenzt, der von einer Schulter des an das Gehäuseteil' 12 anschließenden Gehäuseteils 52 gebildet ist. Die im Gehäuseteil 52 ausgebildete Kammer zur Aufnahme des Betätigungskolbens 41 ist durch einen Gehäusedeckel 54 abgeschlossen,

ao in dem eine Bohrung 53 vorgesehen ist, über die der vom Fahrer des Fahrzeugs ausgelöste Steuerdruck zur Einwirkung auf die Membran 44 gebracht wird. Auf der Achse 36, welche die beiden sich etwa rechtwinklig zueinander erstreckenden Finger 34 und 38 miteinander verbindet, ist eine Rolle 55 gelagert, die sich an einer geneigten Stützfläche 56 abwälzt, deren Neigung über einen Hebelarm 57, der mit einem Teil der Achsaufhängung verbunden sein kann, verstellbar ist. Es ist auch eine Verstellung des Hebels 57 mit der Stützfläche 56 von Hand möglich, wobei Stellungen für das entladene Fahrzeug, für das halbbeladene Fahrzeug und für das vollbeladene Fahrzeug vorgesehen sein können.

Wenn die Membran 44 mit dem Steuerdruck beaufschlagt wird, übt sie über den Finger 34 eine nach oben gerichtete Kraft auf das Regelventil bzw. den Schaft 10 aus, wobei sich die Hebelübersetzung, mit welcher der Druck zur Wirkung kommt, nach der Neigung der ebenen Stützfläche 56 richtet. Dabei kommt das obere Ende des rohrförmigen Schaftes 10 in Anlage an den Ventilteller 23, so daß die Verbindung zwischen der Atmosphäre und dem Auslaßkanal 32 sowie den Kammern 15 und 26 unterbrochen wird. Bei weiterer Erhöhung des Steuerdrucks wird der Ventilteller 23 von seinem Sitz 24 abgehoben, so daß Druckmittel vom Einlaßkanal 29 zum Auslaßkanal 32 und weiter über die Bremsdruckleitung zu den Radbremszylindern strömt Gleichzeitig wirkt der den Radbremszylindern zugeführte Druck in der Kammer 26, wodurch die Membran 25 nach unten bewegt wird, und in der Kammer 15, wodurch die Membran 13 entgegen der Kraft der Feder 21 nach unten bewegt wird, bis der untere Metallring 18 am Kopf 11 anliegt. Eine weitere Erhöhung des Drucks auf die Membran 13 führt dazu, daß der Schaft 10 entgegen der auf den Steuerdruck zurückzuführenden nach oben gerichteten Kraft nach unten bewegt wird, so daß sich der Ventilteller 23 an den Sitz 24 anlegt und eine weitere Druckmittelzufuhr zu den Radbremszylindern verhindert.

Der Steuerdruck wirkt auf beide Teile der Membran 44 und auf den Flanschring 49, so daß die Feder 50 bei einer Erhöhung des Steuerdrucks zusammengedrückt wird. Dabei hebt sich der Flanschring 49 vom Flansch 43 des Betätigungskolbens 41 ab und bewegt sich bis zum Anschlag 51, woraufhin der Teil 48 der Membran 44 wirkungslos wird, so daß sich die Betätigungskraft für das Regelventil dann

nur noch nach der vom Steuerdruck beaufschlagten Fläche des Membranteils 47 bzw. der Platte 45 richtet.

Wenn der Steuerdruck unter einem vorbestimmten Wert liegt, der sich nach der Stärke der Feder 50, welche die Membran 44 nach außen nur bis zum Anschlag des Rings 46 an eine in den Deckel 54 eingeschraubte Anschlagschraube bewegen kann, und nach dem Flächeninhalt der Membranteile 47 und 48 richtet, wird somit das Regelventil durch die Verlagerung des äußeren Membranteils 48 bestimmt. Oberhalb dieses Steuerdrucks ergibt sich eine verringerte Fläche, auf die der Steuerdruck wirkt, so daß das Regelventil eine entsprechend geringere Menge des Druckmittels passieren läßt. Dies bedeutet, daß die auf die Hinterräder übertragene Bremskraft etwa den beiden geraden Vollinien in F i g. 2 entsprechend verläuft und sich wie dargestellt der gestrichelten Kurve annähert, welche die Achslastveränderung in Abhängigkeit von der durch Bremsen erhaltenen Verzögerung des Fahrzeugs wiedergibt. Dementsprechend wird auf die Hinterräder eine Bremskraft übertragen, die im Hinblick auf die sich beim Bremsen ergebende dynamische Hinterachsentlastung herabgesetzt ist, um ein Blockieren der Hinterräder zu vermeiden.

Bei der Ausführungsfonn nach F i g. 3 ist die dem Steuerdruck ausgesetzte Membran abgeändert. Sie umfaßt zwei in axialer Richtung zueinander versetzte Abschnitte 60 und 61, zwischen denen ein Spannring 62 vorgesehen ist. Der Flansch 43 des Betätigungskolbens 41 befindet sich normalerweise wie dargestellt im Abstand zum Spannring 62, der seinerseits Abstand von einem Anschlag 63 aufweist, der dem Anschlag 51 nach F i g. 1 entspricht. Während des Betriebs wirkt der Steuerdruck auf beide Membranabschnitte 60 und 61, so daß die Feder 50 zusammengedrückt wird, bis der Spannring 62 am Anschlag 63 anliegt. Danach ist nur noch der äußere Membranabschnitt 60 wirksam, um eine Kraft auf den Betätigungskolben 41 auszuüben und den Spannring 62 sowie den Flansch 43 des Betätigungskolbens 41 in gegenseitige Anlage zu bringen. Somit wird auch bei dieser Ausführungsfonn ein F i g. 2 entsprechender Verlauf der auf die Hinterräder übertragenen Bremskraft erreicht.
In F i g. 4 ist eine Bremsanlage bei einem Fahrzeug dargestellt, das eine Vorderachse 71 mit Vorderrädern 73 sowie eine Hinterachse 83 mit Hinterrädern 74 aufweist. Das Druckmittel wird den Vorderrädern 73 über eine Bremsdruckleitung 76 und den Hinterrädern 74 über eine Bremsdruckleitung 77 zugeführt.

Es ist ein Druckmittelspeicher 78 sowie ein pedalbetätigtes Ventil 79 und mindestens ein Bremsdruckregler 81 gemäß F i g. 1 bzw. F i g. 3 vorgesehen, der in die Bremsdruckleitung zu den Hinterrädern 74 eingeschaltet ist. Vom Ventil 79 aus wird das Druckmittel den Vorderradbremsen über die Bremsdruckleitung 76 direkt zugeführt. Der den Hinterradbremsen zugeordneten Bremsdruckleitung 77 wird das Druckmittel über den Bremsdruckregler 81 zugeführt, wobei sich der auf die Hinterradbremsen wirkende Druck nach dem durch Betätigung des Ventils 79 bestimmten Steuerdruck sowie nach der Neigung der ebenen Stützfläche 56 richtet, die durch ein Gestänge 82 mit der Hinterachse 83 verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Bremsdruckregler für Fahrzeuge mit einem

in der zu den Hinterradbremsen führenden Bremsdruckleitung angeordneten Regelventil und einem vom Steuerdruck beaufschlagten Betätigungskolben, der über eine Übersetzung mit einstellbarem bzw. mit in Abhängigkeit von der Fahrzeugbelastung veränderbarem Übersetzungsverhältnis das Ventil öffnet, das durch den in der Bremsdruckleitung hinter dem Ventil herrschenden Druck im Schließsinn vorgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Steuerdruck beaufschlagte wirksame Kolbenfläche (45 bis 48; 60 bis 61) des Betätigungskolbens (41) oberhalb eines bestimmten Steuerdrucks verkleinert ist.

2. Bremsdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei vom Steuerdruck beaufschlagte, zwischen dem Betätigungskolben (41) und seinem Gehäuse (52 bis 54) angeordnete Membrane (47, 48; 60, 61) vorgesehen sind, von denen die eine (48; 61) nach einer dem bestimmten Steuerdruck entsprechenden Verschiebung des Betätigungskolbens (41) über einen Anschlag (51; 63) abgestützt ist.

3. Bremsdruckregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine innere und eine äußere Membran (47 bzw. 48; 60 bzw. 61) vorgesehen sind und die äußere Membran (48; 61) sich kolbenseitig an einem mit dem Anschlag (51; 63) zusammenwirkenden Bauteil (49; 62) abstützt, das über eine Feder (50) an dem Betätigungskolben (41) abgestützt ist.

4. Bremsdruckregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden durch das Bauteil (62) miteinander verbundenen Membrane (60, 61) sich überlappend mit Abstand zueinander angeordnet sind. ' ' . ^: '40