DE1580364A1 - Lastgeregelte Bremsanlage fuer schwere Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Dr.

-H—'J

Essen, den 20. Dezember I965 (25 139/La/th)

.,. Tf M . -1 -

Patentanmeldung der Firma
Midland-Ross Corporation
55 Public Square
Cleveland, Ohio / - USA -

Lastgeregelte Bremsanlage für schwere Kraftfahrzeuge.

Die Erfindung beschäftigt sich mit über ein Druckmittel betätigten Bremsanlagen für schwere Kraftfahrzeuge, welche für den Transport veränderlicher Lasten bestimmt sind, wie beispielsweise Lastkraftwagen, Omnibusse und dergleichen, wobei dieses Druckmittel ein gasförmiges oder ein flüssiges Medium sein kann.

Das Problem, welches sich bei derartigen Bremsanlagen ergibt, besteht vor allem darin, daß die Bremsen an gewerblichen Fahrzeugen der vorgenannten Art wie LKW¹S, Busse und dergl., die mit herkömmlichen Druckluft-Bremssystemen ausgerüstet

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sind, im allgemeinen als ausgeglichen angesehen werden, wenn ein vollbeladenes Fahrzeug unter besonders vorgeschriebenen Umständen ohne Schleudern der Räder sicher abgebremst werden kann. Diesen speziellen Bedingungen wird eine trockene, glatte Betonoberfläche zugrunde gelegt, auf welcher das Fahrzeug mit etwa 4,2 m/Sec. verzögert wird.

Dieser herkömmliche Bremsausgleich schützt gegen ein Ausbrechen des Fahrzeuges, wenn dieses voll beladen ist. Es gewährleistet jedoch keine einwandfreie Kontrolle über das Fahrzeug, wenn dieses nur teilweise beladen oder sogar unbeladen ist.

Bei teilweise beladenen oder unbeladenen Fahrzeugen ist die Bremskraft derart hoch, daß sehr oft die Räder blockieren, die entsprechende Achse aufprallt, der Fahrer die Gewalt über das Fahrzeug verliert und das Pflaster beschädigt wird.

Dies lässt sich leicht am nachfolgenden Beispiel erläutern:

Die Bremsen eines Lastzuges sind derart ausgelegt, daß sie eine Last von 20 to auf trockener Straße mit einer Verzögerung von 4,2o m/Sec. zum Halten bringen. Dies ist eine äußerst hohe Bremskraft. Wenn man sich nun vor.Augen hält, was geschieht, wenn diese hohe Bremskraft auf ein unbeladenes Fahrzeug auf einer schlüpfrigen Oberfläche, wie beispielsweise einem feuchten Kopfsteinpflaster einwirkt, so ergibt sich, daß jeder übermäßige Einsatz der Bremsen die Räder sehr schnell zum Blockieren und Schleudern bringt, sodaß das Fahrzeug außer Kontrolle gerät. Der letztere Punkt

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hängt natürlich in hohem Maße von der Reaktonsfähigkeit des Fahrers und dessen den gegebenen Umständen entsprechender Handlungsweise ab. Selbst bei einem geübten Fahrer kommt es jedoch beispielsweise bei Notbremsungen und dergl. zu den vorgenannten sich aus plötzlichem und kräftigem Bremseinsatz ergebenden Auswirkungen.

Wenn man nun insbesondere den Fall eines mehrachsigen Fahrzeuges oder Lastzuges betrachtet, wie beispielsweise eines Sattelschleppers mit Auflieger, bei welchem die Mittelachse schwer, die Vorderachse etwa zur Hälfte und die Hinterachse praktisch unbeladen ist, so kann kein noch so geübter Fahrer diesen Zug mit einer größeren Kraft abbremsen, als der, welche für die Hinterachse, d.h. also der praktisch unbeladenen Achse, zulässig ist, es sei denn, deren Räder blockieren.

Dies bedeutet mit anderen Worten, daß, wenn die Bremsen ausgeglichen sind oder bei einer Maximalbelastung des Fahrzeuges gleichmäßig einsetzen, dann jede ungleichmäßige Belastung der Achsen die Wirksamkeit des ganzen Bremssystems auf die Bremsfähigkeit der Achse beschränkt, welche am geringsten belastet ist.

Dle Herausforderung an den auf diesem Gebiet tätigen Techniker geht daher dahin, den Leistungsstandard für Fahrzeuge mit Druckluftbremse dadurch zu erhöhen, daß das Fahrzeug unter allen Umständen, d.h. bei jeder Belastung und bei jeder zulässigen Geschwindigkeit mit einer Verzögerung von etwa 4,2o m/sec. sanft abgebremst werden kann, ohne daß ein Rad an einer Achse blakiert und dadurch das Fahrzeug ausbricht.

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Ein wesentlicher Portschritt ließe sich daher in einem (gleichgültig, ob mit einem gasförmigen oder flüssigen Medium arbeitenden) Bremssystem erzielen, wenn in diesem Anordnungen vorgesehen werden, um die Bremskraft an jeder Achse auf die spezielle Belastung einer jeden Achse zu dosieren. Natürlich dürfen diese Anordnungen die ausgeglichene Arbeitsweise der Betriebsbremse bei vollbeladenem Fahrzeug nicht schädlich beeinflussen, müssen jedoch für jedes Grundsystem jeglichen Mangel einer Ungleichheit ausgleichen können und einen statischen Bremsausgleich ergeben, wenn das Fahrzeug unbeladen gefahren wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in diesem Zusammenhang darin, ein Bremssystem zu schaffen, bei welchem die Bremskraft an jeder Achse auf die Belastung dieser Achse kontinuierlich zwischen und einschließlich der extremen Fälle eines voll beladenen und eines leeren Fahrzeuges bemessen ist und welches mit einem gasförmigen oder flüssigen Medium arbeiten kann.

Insbesondere ist für ein derartiges Bremssystem ein Dosierventil vorgesehen, welches in ein Standardbremssystem ohne dessen Umbau eingebaut werden kann und durch welches die Bremskraft der Belastung des Fahrzeuges entsprechend bemessen werden kann.

Zweckmäßigerweise wird diesem Druckdosierventil ein Fühlmechanismus zugeordnet, durch welchen die Achsbelastung dem Ventil übermittelt wird, um eine der Belastung entsprechende Bremskraft im System zu erzielen, wobei jedoch Achsschwingungen ausgeschaltet bezw. abgedämpft werden, sodaß falsche Signale als Störfaktoren nicht in das System gelangen können.

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Es ist ferner ein Ventilsystem zur Bemessung der Bremswirkung vorgesehen, welches plötzliche Veränderungen in der Achsbelastung aufgrund von Ungleichheiten in der Fahrbahn ausschaltet, dabei jedoch gleichzeitig einen tatsächlichen Wechsel in der Belastung zur Auswirkung bringt.

Ein erfindungsgemäßes Druckluftbremssystem für Kraftfahrzeuge besitzt außerdem ein Ausgleichsventil, welches einerseits automatisch die Bremskraft der Achsbelastung anpasst, ohne daß jedoch die Arbeitsweise der Betriebsbremse bei voll beladenem Fahrzeug gestört würde.

Durch das erfindungsgemäße Druckluftbremssystem ist ein Ausgleich für jegliche Lücken in der Ungleichheit eines Grundsystems erzielbar, um einen statischen Bremsausgleich zu erzielen, wenn das Fahrzeug unbeladen benutzt wird.

Insbesondere ist ein ausgeglichenes Bremssystem vorgesehen, bei welchem der Ausgleich einer oder mehreren speziellen Achsen eines mehrachsigen Fahrzeuges zugeleitet werden kann.

Schließlich ist vorgesehen, das Bremssystem derart auszubilden, daß der zur Betätigung der Bremsen erforderliche Fußdruck für jedes spezielle Verzögerungsmaß unabhängig vom Fahrzeuggewicht innerhalb der zugelassenen Belastungsgrenzen des Fahrzeuges einen festen Wert hat.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Figuren im einzelnen erläutert, wobei in diesen Figuren gleiche Bezugszeichen für einander entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten benutzt werden; es zeigen:

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Figur 1 die schematische Ansicht zur allgemeinen Darstellung eines typischen Bremssystems für eine Zugmaschine für Anhängerbetrieb, in welchem zwei belastungsregelnde Ventile nach der Erfindung eine der Belastung entsprechende Bremskraft für die Hinter- und Vorderräder der Zugmaschine ergeben und wobei der zur Betätigung der Fahrzeug luftbremsen erforderliche Fußdruck unabhängig von der Achsbelastung für jede spezielle Verzögerung einen festen Wert hat;

Figur 2 die schematische Ansicht eines typischen Bremssystems für eine Zugmaschine für Anhängerbetrieb zur allgemeinen Darstellung, in welchem ein Druckregelventil nach der Erfindung nur die Hinterachse überwacht und wobei der zur Betätigung der Fahrzeugluftbremse erforderliche Pedaldruck sich direkt mit der Belastung der Vorderachse des Fahrzeuges für jede bestimmte Verzögerung ändert;

Figur 3 die Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Belastungsregelventils in Standardausführung;

Figur 4 einen Vertikalschnitt durch das Aggregat aus Figur 3;

Figur 5 einen Vertikalschnitt durch ein mechanisches Verzögerungsaggregat, wie es an die außenliegende Ausgangswelle des Aggregates der Figuren 3 und 4 angesetzt ist, als Schnitt längs der Linie 5-5 nach Figur 6;

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Figur 6 einen Schnitt durch Figur 5 längs der Linie 6-6;

Figur 7 eine Seitehansicht mit einigen fortgelassenen Teilen und teilweise im Schnitt durch das Aggregat aus Figur 5 längs der Linie 6-6 zur besseren Darstellung der Nockenflächen im Gehäuse des Verzögerungsaggregates und ihre Verbindung mit der Eingangsgabel, die an die Eingangswelle des Hauptaggregates angesetzt ist;

Figur 8 die Seitenansicht zur Darstellung des Hauptaggregates aus Figur 3 und 4 mit einem angesetzten LuftfUhlmechanismus bei einer Luftkissenfederung; und

Figur 9 einen Axialschnitt durch dieses Luftfühlaggregat und die Steuereinrichtung aus Figur 8.

Die in der nachstehenden Beschreibung verwendete Terminologie dient lediglich der besseren Verständlichmachung der Erfindung und bedeutet keineswegs eine Beschränkung der Erfindung auf diese speziellen Begriffe. Insbesondere wird darauf hingewiesen, daß die Beschreibung sich insbesondere auf Bremssysteme bezieht, bei denen als Druckmittel Druckluft verwendet wird, wie dies beispielsweise bei Lastwagen oder Omnibussen üblich ist, wobei jedoch der Erfindungsgedanke ohne weiteres auch auf Bremssysteme anwendbar ist, bei denen es sich bei dem Druckmittel um eine Flüssigkeit handelt.

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Der allgemeine Aufbau des erfindungsgemäßen Bremsregelmechanismus weist ein Hauptsteueraggregat und einen Betätigungsmechanismus, welcher die Achsbelastung aufspürt, auf. Dieser Betätigungsmechanismus ist in zwei Ausführungen vorgesehen, und zwar in einer Ausführung für Fahrzeuge mit mechanischen Federn wie Blatt- oder Spiralfedern und einer weiteren Ausführung für pneumatische Federungen wie die bekannten neueren Luftfederungen.

Das Hauptaggregat besteht in seinen Hauptelementen aus einem Ventil zur Steuerung des Luftdurchflusses, zwei membranabgedichteten, auf Druck ansprechenden Kolben, einem einstellbaren Drehpunkt und einem Mechanismus zur Einstellung des Drehpunktes. Die durch Membranen abgedichteten, auf Druck ansprechenden Kolben sprechen auf die extrem niedrigen Hysteresismerkmale des Ventiles der Erfindung an und ein gedämpfter Mechanismus zur Einstellung von Drehpunkten gewährleistet eine lange Lebensdauer des Aggregates.

Diesem Grundaggregat kann je nach Wunsch entweder ein mechanisches Gestänge mit einem Verzögerungsaggregat bei einer mechanischen Federaufhängung eines Fahrzeuges oder ein Fühlaggregat für den Druckmitteldruck mit einem Verzögerungsaggregat zur Steuerung des Drehpunktes, welches auf dem entwickelten Druck in einer pneumatischen Federaufhängung wie beispielsweise einer Luftfederung basiert, zugeschaltet werden.

Die im Gesamtaufbau in den Figuren 1 und 2 dargestellte allgemeine Ausbildung der Erfindung weist ein Luftbremssystem für einen Lastwagen oder dergl. auf. Diese Fahrzeuge sind dadurch gekennzeichnet, daß ihre Achsbelastungen

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wechseln und daß bei plötzlicher oder schneller Verzögerung die Last sich zu einer Achse hin verschieben kann.

Die beiden in den Piguren 1 und 2 dargestellten Bremssysteme weisen einen Luftpresser, Luftflaschen, Leitungen, Steuerventile und dergl. mit Luftzylindern an jedem Rade zur Betätigung der Reibungsbremsen eines jeden Rades auf.

Um die Beschreibung zu vereinfachen und dennoch die bedeutenden Merkmale hervortreten zu lassen und um vor allem auch die vielfache Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen Systems darstellen zu können, zeigen die Piguren 1. und 2 zwei verschiedene, jedoch typische Traktorsysteme. Hierbei ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Erfindung sowohl für LKW's mit oder ohne Anhänger, Zugmaschinen mit und ohne Anhänger oder Auflieger und ebensogut für Omnibusse geeignet ist.

Figur 1: System Type "A" - typischer Traktor

(Anhängeranschlüsse nicht dargestellt)

Bei diesem System werden automatische Bremsregelventile 42 eingesetzt, um sowohl die Vorder- wie die Hinterachse zu überwachen. Hierbei ist also eine lastgeregelte Bremsung sowohl für die Vorder- wie die Hinterräder des Fahrzeuges vorgesehen. Außerdem ist der zur Betätigung der Fahrzeugluftbremsen erforderliche Pedaldruck auf einen feststehenden Wert für jedes spezielle Verzögerungsmaß unabhängig von der Achsbelastung des Fahrzeuges festgelegt.

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Wie Figur 1 zeigt, ist für jedes Rad ein Bremszylinder vorgesehen. Dieser Bremszylinder 20 besitzt Gestänge 22, welche die lineare Bewegung des Zylinders 20 in eine Drehbewegung zur Bewegung der Bremsbetätigungswellen, die nicht dargestellt sind, umwandelt.

Diese Bremszylinder 20 und ihr Gestänge 22 werden über Relaisventile 24 mit Preßluft versorgt, und zwar über Leitungen 26.

Dieses System erhält Primärluft über einen Luftpresser, welcher die Luft durch eine Leitung 28, einen Luftbehälter 50 und dann über eine Verbindungsleitung 28 einem weiteren Luftbehälter J2 zupumpt. Ein schematisch mit 34 bezeichnetes Überströmventil ist am Einlaß des Luftbehälters 32 vorgesehen, sodaß Luft in diesen Luftbehälter wohl eintreten, jedoch nicht zurückströmen kann.

Vom Auslaßende dieses Luftbehälters 32 strömt die Luft über eine Portsetzung der Leitung 28 an eine angeschlossene Leitung 36, welche zu jedem der Relaisventile 24 und zum Pußbremventil 38 führt.

Dieses Bremsventil 38 gibt die Primärluft über eine angeschlossene Leitung 40 an jedes der automatischen Bremsregelventile 42, von welchen aus Verbindungsleitungen zu den Relaisventilen 24 führen und damit den Kreislauf vervollständigen.

Diese Anlage nach Figur 1 arbeitet folgendermaßen: Zunächst wird dem Leitungssystem Primärluft mit einem

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gegebenen Druck von beispielsweise 7 atü zugeführt. Dieser Druck ergibt einen Sicherheitsdruck für einen Betriebsdruck einer Bremskammer von 5,6 atü. Letzterer ergibt sich aus den SAE-Standardwerten für Bremssysteme für Bremsen auf jeder Achse zur Erzielung einer Verzögerungskraft von 0,6 - 10 % der Fahrzeugachsenleistung bei einem Bremskammerdruck von 5*6 atü.

Die Primärluft strömt zum Fußbremsventil J58 und ist ständig bereit, um in das Bremssystem abgegeben zu werden. Bei Betätigung des Bremspedales 59 strömt Luft zu jedem der automatischen Regelventile 42, welche entsprechend der Belastungen der Vorder- und Hinterachse durch nachstehend zu beschreibende Fühlmechanismen eingestellt wurden. Die dadurch entsprechend geregelte oder eingestellte Luft strömt dann den Relaisventilen 24 zu, welche ihrerseits Luft mit einem "geregelten" Druck, wie er durch die Ventile 42 festgelegt wird, an die Bremszylinder 20 abgeben.

In diesem Zusammenhang soll nochmals darauf hingewiesen werden, daß bei diesem System, bei welchem die Bremswirkung an jeder Achse auf die Achsbelastung eingestellt wird, der Pedaldruck zur Betätigung der Fahrzeugbremsen für jede spezielle Verzögerung unabhängig von der Belastung irgendeiner Achse des Fahrzeuges einen festen Wert hat.

In diesem Punkte unterscheidet sich diese Anlage vom nachstehend zu erläuternden System B, bei welchem der Pedaldruck auf die Belastung einer nicht überwachten Achse bezogen ist.

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Figur 2: flygtem Type "B" - typ!«eher Traktor

(JLohängtranaohlüase nicht dargestellt)

Auch hier sind für jedes Rad Bremsbetätigungezylinder 20 mit dem Gestänge 22 vorgesehen. Die Sekundärluft fließt jedoch bei dieser Einrichtung nur dem Zylinder der Hinterachse, d.h. der überwachten Achse, über ein Relaisventil 24 zu, sie fließt jedoch nicht zur Vorderachse. Stattdessen strömt Primärluft direkt über ein Schnellöseventil 46 an die Vorderachse. Daraus ergibt sich ein wesentlicher Unterschied gegenüber dem vorbeschriebenen System. Auch hier ist wieder ein Luftpresser vorgesehen, welcher über Leitungen 28, einen Luftbehälter 30 und einen weiteren Luftbehälter 32 speist, wobei diese Primärluft über die Leitung 36 bei dieser Einrichtung jedoch nur zum Relaisventil 24 der überwachten Hinterachse und dem Bremsventil 38 strömt. Dieses Bremsventil 38 gibt die Primärluft über eine angeschlossene Leitung 40 an das automatische BremsregelventIl 42, welches die Hinterachse überwacht, und an das Schnellöseventil 46 der Vorderachse weiter. An der Hinterachse 1st wieder eine Verbindungsleitung 44 vom automatischen Regelventil 42 vom Relaisventil 24 vorgesehen, wodurch der Brenskrels an der Hinterachse vervollständigt wird. Die Leitungen 26 vervollständigen den Kreislauf an der Vorderachse.

Dieses System arbeitet folgendermaßen:

Auch hier wird durch den Luftpresser Primärluft mit einem gegebenen Luftdruck von beispielsweise 7 atü dem Bremsventil 38 zugeführt. Bei Betätigung des Pedals 39 fließt die Luft direkt über das Schnellöseventil 46 zu den Vorderachszylindern 20. Dieses Ventil erlaubt eine praktisch sofortige Entlüftung, um bei Lösung der Bremsen die Vorderachszylinder 20 zu entlüften.

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Über das Bremsventil J58 wird ebenfalls Primärluft an das automatische Regelventil 42 abgegeben, welches entsprechend der Belastung der Hinterachse über den nachstehend zu beschreibenden Fühlmechanismus eingestellt ist.

Diese entsprechend geregelte Sekundärluft fließt dadurch von dem automatischen Regelventil 42 zum hinteren Relaisventil 24, welches seinerseits die geregelte Sekundärluft den Hinterachsbremszylindern 20 zuführt.

Die Tatsache, daß die maximal zulässige Verzögerungskraft an der Vorderachse sich entsprechend der Belastung ändert, verändert den zur Betätigung der Fahrzeugluftbremsen erforderlichen Fußdruck direkt entsprechend der Belastung der Vorderachse für jedes spezielle Verzögerungsmafl.

Hierbei ist jedoch festzustellen, daß die Bremskraft, welche auf die Hinterachsbremsen einwirkt, stets auf die j Belastung der Hinterachse geregelt wird, da in dem Brems- | system fUr die Hinterachse das automatische Bremsausgleiehventil 42 vorgesehen ist. ;

Nach dieser allgemeinen Übersicht über den Aufbau und dl· Funktionsweise der Hauptelemente dta erflndungsgeeäßen Bremssysteme werden nunmehr diese Bauelemente im einzelnen j beschrieben. . * - .■

Des automatische Lastregelventil.

Das vollkommen automatische Druckregelventil nach der Erfindung ist in den Figuren 3 und 4 im einzelnen dar-

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gestellt. Dieses Ventil 42 spürt einen Wechsel in der Achsbelastung auf, regelt den über das Pedal 39 (siehe Figur 1 und 2) ihm über die Leitung 40 zugeführten Luftdruck und gibt diesen geregelten Luftdruck an das ihm zugeordnete Relaisventil 24 der entsprechenden Achse ab, um über die Bremszylinder 20 die für diese Achse wirksamste Bremskraft zu erzielen.

Während dieses Ventil 42 plötzliche Veränderungen in der Achsbelastung aufgrund von Straßenunebenheiten ignoriert, spricht es auf eine tatsächliche Lastveränderung der Achse an.

Wie aus den Figuren 3 und 4 zu sehen 1st, sitzt das automatische Druckregelventil 42 in einem dreiteiligem Gehäuse. Dieses besteht aus einem Mittelgehäuse 50, einer oberen Kappe 52 und einer unteren Abdeckung 54.

Die Oberkappe 52 wird durch Schraubbolzen 56 festgehalten und die untere Abdeckung 54 über Muttern 58 auf Sohraubbolzen 60, welche durch Flansche 51 und 55 am Mittelgehäuse 50 bezw. dem unteren Deckel 54 hindurchgehen.

Bine Nachfüllöffnung für das Druckmittel 62 ist als entsprechender Ansatz an der Seite des Gehäuses 50 vorgesehen und durch einen Sehraubetopfen 64 abgedichtet.

Dl· obere Hälfte von Figur 4 zeigt den Lastregelmechnnisraus nlt einem beweglichen Gelenk 66 tür Erzielung einer au·geglichenen Beziehung zwischen «w«i mit Membranen abgedichteten Kolben, und zwar einem Steuerkolben 68 und einem Regelkolben 70.

9 0 9 8 81/0819 ofllQlNAi-

Dei* Steuerkolben 68 ist in einer Bohrung 72 und der Regelkolben 70 innerhalb einer Bohrung 74 hin- und herführbar.

Der Steuerkolben ist an seiner Oberseite durch eine flexible Membrane 76 aus elastomerem Material wie beispielsweise Gummi abgedichtet. Die Membrane 76 weist einen Außenring 78 auf» weloher auf der glatten Kopffläche 80 des Mittelgehäuses 50 festgeklemmt ist, indem er in eine entsprechend ausgebildete Rille 82 in der Oberkappe 32 eingeklemmt ist.

In gleicher Weise ist der Regelkolben 70 an seiner Oberseite durch eine biegsame Membrane 84 abgedichtet. Ein Ringbund 86 dieser Membrane ist in eine entsprechende Rille 88 in der Oberkappe f>2 eingeklemmt, um die Abdichtung zu erreichen und eine freie Bewegung des Regelkolbens 70 zu ermöglichen.

Die Membranen 76 und 84 sind auf die Oberflächen ihrer Kolben 68 und 70 aufgeklebt, um eine Verschiebung zu verhindern und Ihr· Lebensdauer su verlAngern.

Die erfindungsgemäß als Abwälzmembranen ausgebildeten ί Membranen 76 und 84 besitzen eine wesentlich höhere Lebens- '

dauer als glatte Membranen, wobei jedoch darauf hingewiesen -

werden soll, daß die Erfindung keineswegs auf die Verwendung j

derartiger Abwälzmembranen beschränkt ist, und zwar um so ]

mehr, als bis zu einem gewissen Ausmaß auch glatte Mem- ' branen sich als gut bewährt haben.

Der Steuerkolben 68 sowie der Regelkolben 70 besitzen Jeweils koaxial nach unten über die Unterkante der Kolbenmäntel hinausragende Ansätze oder Lippen 69 und 71. Diese

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Ansätze 69 und 71 enden in halbkugeligen Lagerstellen 90 zur Aufnahme von Gelenkkugeln 92.

Unter den Kolben 68 und 70 ist ein Ausgleichsarm 94 in einer derartigen Länge vorgesehen, um den Abstand zwischen den Kolbenachsen zu überspannen. An seinen Enden weist dieser Ausgleichsarm 94 ebenfalls halbkugelige Vertiefungen 96 zur Abstützung der Kugeln 92 auf.

Das bewegliche Gelenk 66 besitzt eine obere Spitze 67* welche an der glatten Unterfläche 95 des Ausgleichsarmes 94 anliegt. Die Stellung dieser Spitze 67 entlang der glatten Unterfläche 95 bestimmt die Länge der Hebelarme für die Kolben 68 bezw. 70.

Die Art und Weise der Einstellung des beweglichen Gelenkes 66 und die Art und Weise, auf welche die Wirkung von außen her kommender Signale auch das System abgeschwächt wird, werden später im einzelnen beschrieben.

Hier sollen zunächst die restlichen Bauteile dieses automatischen Lastregelmechanismus und seiner Arbeitsweise beschrieben werden.

Ein Einlaßkanal 98 ist an der linken Seite der Oberkappe 52 vorgesehen, wie Figur 4 zeigt. Ein Nebenkanal 100 verläuft vom Einlaß 98 in die Bohrung 72, welche den Steuerkolben 68 aufnimmt, um von oben her einen Druck auf die Membrane 76 und dadurch auf den Steuerkolben 68 auszuüben.

An rechten Ende geht der Einlaßkanal 98 in die Kammer 102 eines Tellerventils über. Am Boden besitzt diese Vent11-

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kammer 102 eine kreisrunde Öffnung 104 als Durchlaß für die zu regelnde Primärluft in das System, ferner eine Kammer für das Tellerventil 106 selbst und einen Ventilsitz für das Ventil 106.

Das Tellerventil 106 ist rohrartig ausgebildet und weist an einer Mittelstelle zwischen seinen Enden einen Ringbund 108 auf, welcher zwei Funktionen erfüllt. An der Unterseite stützt dieser Ringbund 108 ein elastomeres kreisringförmiges Ventilelement 110 ab. Dieses Ventilelement 110 legt sich gegen den Umfang der Öffnung 104 und steuert den Zufluß der Primärluft vom Einlaßkanal 98 in das System. Über dem Ringbund 108 ist eine Druckfeder 112 angeordnet, welche mit ihrem Oberende gegen eine Stopfbüchsenpackung 114 drückt, welche ihrerseits an einer Schulter II6 einer rohrartigen Überwurfmutter II8 anliegt. Diese Feder 112 drückt das Tellerventil I06 in Schließposition. Geöffnet wird das Tellerventil 106 durch den Regelkolben 70, wenn dieser von unten her am Ventil anliegende Kolben es hochdrückt.

Die Überwurfmutter 118 besitzt ein Außengewinde 120 und ist in eine Gewindebohrung 122 der Oberkappe 52 eingeschraubt. Als Abdichtung ist eine Ringdichtung 124 vorgesehen.

Die abgesetzte Mittelbohrung 126 der Überwurfmutter II8 wird durch einen Staubschutzdeckel 128 abgedeckt. Dieser Deckel 128 hält sich durch einen elastomeren Außenbund 130 fest, welcher in eine Ringnut dicht unter dem oberen Ende der Überwurfmutter 118 einschnappt.

Außerdem besitzt dieser Deckel 128 eine sich nur nach einer Richtung hin öffnende Bohrung, sodaß das Tellerventil 106 entlüftet werden kann.

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In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß das obere rohrartige Teil des Tellerventils 106 einen sehr genauen Gleitsitz in der abgesetzten Bohrung 126 hat, und daß die Packung 114 infolge des Druckes der Feder 112 eine unbedingt dichte Gleitpackung ergibt,

Die Oberkappe 52 besitzt über dem Regelkolben 70 eine Ausnehmung 134, welche sich in einen Auslaß 136 öffnet, durch welchen die im Druck geregelte Luft nach Durchströmen des Lastregelmechanismus hindurchströmt.

Wie bereits erwähnt, liegt die obere Fläche des Regelkolbens 70 am unteren Ende des Tellerventils 106 an und öffnet dieses, wobei jedoch, sobald ein genauer Druckausgleich erreicht ist, der Druck von unten her gegen das Tellerventil aufhört und die Feder 112 das Ventil I06 schließt. Dadurch wird der Durchfluß der Luft über das Ventilelement 110 und die Öffnung 104 abgeschaltet.

Das untere Ende des Tellerventils 106 liegt auf einem kissenartigen Teil 85 der Membrane 84 auf. Dieses kissenartige Element 85 ist nachgiebig oder elastomer und ergibt eine unbedingt luftdichte Abdichtung, wenn es am unteren Ende des Tellerventils I06 anliegt.

Dieser vorbeschriebene Lastregelmechanismus arbeitet folgendermaßen:

Der durch den Druck auf das Pedal 39 in der Kammer 98 entstehende Druck erzeugt multipliziert mit der Fläche des Steuerkolbens 68 eine nach unten wirkende Kraft auf den Steuerkolben und den Ausgleichsarm 94. In gleicher Weise erzeugt der sich in der Kammer 134 ergebende

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geregelt Auslaßluftdruck,multipliziert mit der Fläche des Regelkolbens 70,eine Ausgleichskraft, welche von oben her auf den Regelkolben einwirkt und den Ausgleichsarm 94 auf dieser Seite nach unten drückt.

Wie in Figur 4 dargestellt ist, befindet sich der Mechanismus in einer ständigen Gleichgewichtslage. Um diese Bedingung zu erfüllen, muß die auf den Steuerkolben 68 mit seiner Membrane 76 einwirkende Kraft, multipliziert mit der Länge Ll (dem Abstand zwischen der Achse des Steuerkolbens 68 und der Spitze 67 des Gelenkes 66) des Ausgleichsarmes 94, die auf den Regelkolben 70 mit seiner Membrane 84 einwirkende Kraft, multipliziert mit der Länge L2 (dem Abstand zwischen der Achse des Regelkolbens 70 und der Spitze 67 des Ausgleichsarmes 94) ausgleichen. Die Relationen Ll und L2 sind im unteren Teil der Figur 4 dargestellt.

Schematisch ergibt sich daher folgendes:

Druck vom
Pedalventil 38

Fläche des Steuerkolbens 68 und seiner Membrane

Länge L, des Ausgleichsarmes 94

muß gleich sein dem

Druck auf das
Relaisventil 24

Fläche des Regelkolbens 70 und seiner Membrane

Länge L₂ des Ausgleichsarmes 94.

Zur Erzielung verschiedener Druckverhältnisse wird das einstellbare Gelenk 66 bewegt, um eine Veränderung in den Werten von L₁ und L₂ zu erreichen.

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Dies soll durch zwei Zahlenbeispiele erläutert werden:

Beispiel 1

Länge L₁ = 1,9 cm Länge L_g = 1,9 cm

Steuerkolbenfläche - 6,45 cm Regelkolbenfläche = 12,9 cm

Pedaldruck = 2,80 kg/cm Pedaldruck = l,4o

Demnach: 2,8 · 6,45 · 1,9 cm kg = 1,4 · 12,9 · 1,9 <cmkg]>

oder: 34,314 = 34,314 <(cm kg

Beispiel 2

Eine Veränderung der Werte von L₁ und L₂ ergibt einen Wechsel im Druck an das Relaisventil 24 bei konstantbleibendem Pedaldruck:

Länge L₁ = 2,54 cm Länge Lo = 1,27 cm

2

Steuerkolbenfläche = 6,45 cm Regelkolbenfläche = 12,9 cm

Pedaldruck =2,8 kg/cm² Pedaldruck =2,8 kg/cm²

Demnach: 2,8 · 6,45 · ²»54 = 2,8 · 12,9 * 1,27 <cm kg>

oder: 45,87 = 45,87 <cm kg

Wenn durch stärkeren Druck auf das Pedal der Luftdruck in 98 verstärkt wird, wird der Steuerkolben 68 nach unten geschoben, verdreht dabei den Ausgleichsarm 94 entgegen dem Uhrzeigersinn und drückt dadurch den Regelkolben 70 und das Tellerventil IO6 nach oben. Die Abdichtung am Ventilsitz 110, 104

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wird dadurch unterbrochen, sodaß Druckluft von der Einlaßkammer 98 in den Kanal 134 und den Auslaß 1^6 strömen kann, bis die Kräfte im Mechanismus einander ausgleichen und das Aggregat in seine in Figur 4 dargestellte Gleichgewichtslage zurückkehrt.

Wenn der Pedaldruck und damit der Luftdruck in der Einlaßkammer 98 vermindert wird, stört dies ebenfalls das Kräftegleichgewicht in der Einrichtung, Der Regelkolben 70 wird nach unten gedrückt und gibt damit das untere Ende des Tellerventils 106 frei, sodaß Luft aus der Auslaßregelkammer 134 und dem damit verbundenen Leitungssystem durch die Mittelbohrung des Tellerventils 106 in's Freie abströmen kann. Dies geht so lange vor sich, bis die Druckkräfte auf die Kolben 68 und 70 wieder ausgeglichen sind und das Tellerventil an seinem unteren Ende durch Anlage am Membrankissen 85 des Regelkolbens 70 wieder abgedichtet wird, wodurch das Aggregat wieder seine stetige Gleichgewichtslage einnimmt.

Dieser Lastregelmechanismus steuert also die Stärke des seitens des Pedals an ihn übertragenen Luftdruck, welcher die Bremszylinder 20 einer überwachten Achse erreicht.

Die Steuerung des Gelenkes und der zugeordnete Dämpfungsmeohanismus sind in der unteren Hälfte von Figur 4 im Detail dargestellt. Die Funktion dieses Mechanismus besteht darin, die Lage des Gelenkestückes 66 zu verändern und Jegliche unerwünschte Gelenkbewegung auszuschalten.

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Das Gelenkstück 66 besitzt am Unterteil einen Flansch 138« dessen Unterfläche l4O eben ist. Auch die Oberfläche 142 der unteren Abdeckung 54 des Gehäueses ist eben. Die ebenen und glatten Flächen 140 und 142 sind aufeinander bei Einsatz eines entsprechenden in die das Gelenkstück 66 umgebende Kammer eingebrachten Schmiermittels verschiebbar. Infolgedessen kann das Gelenkstück 66 auf der Oberfläche 142 gleiten bezw. es ist auf dieser Fläche verschiebbar.

Die Ausrichtung des Gelenkstückes 66 wird mittels einer Rolle 144 auf einem Kreuzzapfen erreicht.

Eine verdrehbare lastanzeigende Eingangswelle 146 ist im unteren Deckel 54 in einander gegenüberliegenden Bohrungen 148 (Fig. 5) gelagert. Diese Welle 146 ist auf einer Verbindungsstange 150 verkeilt oder sonstwie befestigt, welche eine ovale Querausnehmung I52 am oberen Ende aufweist, in welche der Kreuzzapfen mit seiner Rolle 144 eingreift, der am Gelenkstück 66 befestigt ist.

Das Gelenkstück 66 trägt an beiden Seiten Ansätze 154, welche jeweils eine halbkugelige Ausnehmung I56 aufweisen. Kurbelstangen oder Lenker I58 mit kugeligen Enden I60 greifen jeweils mit einer Kugel in diese halbkugelige Ausnehmung I56 des entsprechenden Ansatzes 154 und werden durch einen Kugelhalter l62 festgehalten.

Beiderseits der Ansätze 154 des Gelenkstückes 66 sind im Mittelteil 50 des Gehäuses 42 Dämpfungszylinder 164 ausgebildet. Diese Aggregate sind als Hohlstopfen mit Außengewinde I66 zueinander fluchtend in entsprechende Gewindebohrungen 168 in das Mittelgehäuse 50 eingeschraubt.

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Innen weisen diese Dämpfungszylinder 164 zylindrische Bohrungen 170 mit glatten abgedichteten Enden 172 auf. In die zylindrischen Bohrungen 170 sind hin- und herführbare Kolben 174 eingesetzt. Jeder dieser Kolben 174 besitzt einen rohrartigen Kolbenmantel mit einem Querhaupt 176. Infolgedessen sind diese Kolben hohl. Im Kopf 176 eines jeden Kolbens ist eine kreisrunde Vertiefung 178 ausgebildet, von welcher aus in gewissen Abständen voneinander Bohrungen I80 durch die Kolbenköpfe I76 hindurchgehen.

In der Mitte besitzt jeder Kopf 176 eine größere Öffnung 182 für den Stempel 184 einer Tellermembrane aus elastomerem Material, welche ein Überdruckventil 186 bildet.

Dieses Überdruckventil I86 arbeitet in der Weise, daß es bei Bewegung des Kolbens aus der Bohrung 170 heraus ein Druckmittel von der Bodenseite seines Kolbens 174 an die Oberseite des Kolbens und in den Raum über dem Kolben hindurchläßt. Die Membrane 186 dieses Überdruckventils wird durch das sich bewegende Druckmittel angehoben, sodaß dieses ungehindert durch die Löcher 180 fließen kann. Bei einer Bewegung des Kolbens 164 in die Bohrung 170 hinein wird die Membrane des Überdruckventils I86 jedoch in die Vertiefung 178 im Kopf 176 des Kolbens hineingedrückt, wodurch der Druckmittelstrom durch den Kolben in dieser Bewegungsrichtung des Kolbens unbedingt unterbunden wird.

Praktisch wird der Kolben 176 sofort angehalten. Da jedoch zwischen dem Mantel des Kolbens 174 und der Zylinderwandung 170 ein gewisses Spiel vorhanden ist, kann das Druckmittel längs des Kolbens langsam entlangsickern.

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Die einander gegenüberliegenden Kolben 174 halten das Gelenkstück 66 infolgedessen gegenüber plötzlichen, schnellen Bewegungen der Eingangswelle 146 fest. Straßenunebenheiten werden auf diese Weise abgedämpft. Ein ständiger Druck auf die Eingangswelle 146 verursacht jedoch ein langsames Durchsickern am Kolben 174 entlang, sodaß das Kolbensystem sich einstellen und dabei das Gelenkstück 66 entsprechend einer Lastverschiebung oder einem Belastungswechsel auf der entsprechenden Achse verstellen kann.

In die Höhlung eines jeden Kolbens 174 ist ein Kolbeneinsatz 188 eingepresst, welcher Durchflußöffnungen 190 besitzt. Die dem jeweiligen Ansatz 154 zugewendete Unterseite eines jeden Kolbeneinsatzes I88 weist eine halbkugelige Ausnehmung 192 auf (linke Seite der Fig. 4), in welche ein kugeliges Ende I60 einer Verbindungsstange I38 eingreift. Kugelkappen 162 halten diese kugeligen Enden I60 fest.

Die Funktion dieses vorstehend in seinen Einzelteilen beschriebenen Mechanismus besteht in einer Verstellung des Gelenkstückes 66 als Anzeige eines Belastungswechsels oder einer Lastverschiebung bei einer überwachten Achse, wobei jedoch eine durch Straßenunebenheiten verursachte schnelle Bewegung einer springenden Achse keine Gelenkbewegung hervorruft.

Dabei arbeitet ein derartiger Dämpfungsmechanismus folgendermaßen:

Durch einen angeschlossenen Fühlmechanismus einer der nachstehend zu beschreibenden beiden Ausführungen werden der Eingangswelle 146 Torsionskräfte übermittelt. Diese Torsions-

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kräfte zeigen entweder einen Belastungswechsel oder ein Schlagloch oder dergl. in der Straße an. Fest auf der Welle 146 sitzt der das Gelenkstück 66 betätigende Schalthebel 150.

Das obere Ende dieses Schalthebels I50 umfasst mit seiner ovalen Ausnehmung I52 die Zapfenrolle 144 des Gelenkstückes 66, sodaß eine Drehbewegung des Schalthebels I50 in eine lineare Bewegung des Gelenkstückes 66 umgewandelt wird. Wenn der Schalthebel I50 infolge eines Belastungswechsels verdreht wird, wird das Gelenkstück 66 um ein gewisses Stück verschoben, wodurch das Druckverhältnis, welches durch den Lastregelmechanismus im oberen Teil des Aggregates gegeben ist, verändert wird.

Um eine unnötige Verschiebung des einstellbaren Gelenkstückes 66 auszuschalten, wenn beispielsweise die überwachte Achse in ein Schlagloch oder dergl. gerät, verlangsamen die Dämpfungskolben 174 in den Zylindern 170 die Verschiebung. So verursacht jegliche Drehbewegung des Hebels I50 nicht nur einen Druck auf den Zapfen 144, welcher das Gelenkstück 66 bewegen könnte, sondern übt ebenfalls einen Druck auf einen der beiden Kolben 174 über die entsprechende Verbindungsstange I58 aus. Ein Druck auf einen Kolben 174 schließt sein Überdruckventil I86 und baut einen Druck in dem über dem Kolben eingeschlossenen Druckmittel auf, wodurch die Bewegung des Kolbens abgestoppt wird.

Dieser Druck kann jedoch dadurch, daß das eingeschlossene Druckmittel durch den zwischen dem Kolben und seiner Zylinderwandung 170 vorhandenen Spielraum entweichen kann, allmählich wieder abgebaut werden.

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Daraus ergibt sich ohne weiteres, daß plötzlich übermittelte Torsionskräfte (Stöße) keine Verschiebung des Gelenkstückes 66 hervorrufen, eine ständige Einwirkung von Torsionskräften von entsprechender Dauer, welche einen Belastungswechsel anzeigen, jedoch den Druck über dem Kolben abbauen und infolgedessen das Gelenkstück 66 verstellen.

Wie bereits eingangs erwähnt, ist je nach der Federung des entsprechenden Fahrzeges für die vorbeschriebenen Aggregate ein entsprechendes Fühlaggregat zum Aufspüren einer Belastungsveränderung vorgesehen. Diese beiden Ausbildungen werden nachstehend im einzelnen beschrieben. Sie bestehen einmal aus einem mechanischen Teil mit einem Verzögerungsmechanismus und zum anderen aus einem Druckmittelfühlaggregat, welches ebenfalls einen Verzögerungsmechanismus ergibt.

Das mechanische Gestänge zur Anzeige der Fahrzeugbelastung bei mechanisch abgefederter Achse ist in den Figuren 5, 6 und 7 dargestellt und sitzt auf der Eingangswelle 146 der Gelenkstück-Steuerung, welche vorstehend in Bezug auf die Figuren 3 und 4 beschrieben wurde.

Der Indikatorarm 194 ist über eine Bohrung 196 am freien Ende mittels eines in einer Buchse gelagerten Bolzens an eine überwachte Achse angeschlossen.

Am anderen Ende des Indikatorarms 194 ist ein mechanischer Dämpfungsmechanismus 198 vorgesehen. Wie Figur 5 zeigt, besteht dieser Dämpfungsmechanismus 198 aus zwei spiegelbildlichen Gehäusehälften 200 und 202, welche miteinander und mit dem Indikatorarm 194 mittels durch entsprechende

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Bohrungen in den verschiedenen Teilen hindurchgehende Schraubbolzen 56 verbunden.

Die Gehäusehälften 200 und 202 besitzen jeweils spiegelbildlich abgestufte Ausnehmungen 204 und 206, in deren engerem Unterteil eine gegenüber den Seitenwandungen dieser Ausnehmungen bewegbare Eingangsgabel 208 sitzt. Die Eingangsgabel 208 besitzt eine Bohrung 210 zur Aufnahme der Eingangswelle 146. Ein Kerbstift oder dergl. 212 verbindet die Gabel 208 fest mit der Welle 146.

Der obere, in der Mitte verbreiterte Teil der Ausnehmung 204, 206 nimmt eine Druckfeder 214 mit Kappen 216 an jedem Ende auf, die mit ihren beiderseitigen Kappen 218 zwischen den Armen 218 der Gabel 208 eingesetzt ist*

Wie deutlich aus Figur 7 zu sehen ist, liegen die Gabelarme 218 mit ihren Außenflächen an Kurvenflächen 220 an, welche die Endwandungen der verbreiterten Oberteile der Ausnehmungen 204 und 20$ bilden.

Dieser mechanische Verzögerungsarm arbeitet folgendermaßen:

Der Indikatorarm 194 ist über ein entsprechendes Gestänge mit der entsprechenden zu überwachenden Achse verbunden, während das Lastregelventil nach Figur 4 am Rahmen des Fahrzeuges angebracht ist. Der Indikatorarm 194, die Gehäusehälften 200 und 202, mit den Nockenflächen 220 bilden in Wirklichkeit ein Ganzes und wirken als ein Teil ohne gegenseitige Bewegung zwischen den einzelnen Teilen. Der mechanische Dämpfungsmechanismus oder das Gehäuse 198 kann sich frei auf der Welle 146 drehen, während die Eingangsgabel 208 mit dieser Welle fest verbunden ist.

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Die Druckfeder 214 ist vorgespannt und die Endkappen 216 liegen innen an den beiden Gabelarmen 218 an, welche ihrerseits außen an den beiden Nockenflächen 220 (Fig. 7) anliegen, wenn das Aggregat sich, wie in den Figuren 6 und 7 dargestellt ist, in ausgeglichenem Zustand befindet.

Eine Verdrehung des Indikatorarmes 194 verursacht über eine der beiden Nockenflächen 220 eine Verbiegung der Druckfeder 214, wobei sie sich gleichzeitig von der gegenüberliegenden Nockenfläche fortbewegt, sodaß sie zwischen einer Nooke und einem Arm 218 der Eingangsgabel 208 eingeklemmt ist. Die auf diese Weise entwickelte Kraft in der Feder 214 drückt insgesamt auf den einen Arm 218 der Gabel 208, wodurch dieser bewegt wird, um sich der Lage der entsprechenden Nockenfläche 220 anzupassen.

Wenn daher durch den Indikatorarm 194 ein Stoß in der Straße aufgespürt wird, ergibt dies lediglich einen elastischen Druck auf die Eingangswelle 146. Dieser wird durch den Dämpfungsmechanismus des Lastregelventils nach Figur 4 absorbiert und wirkungsvoll abgedämpft. Sobald jedoch eine Lastverschiebung in Bezug auf die überwachte Achse oder eine Belastungsänderung durch Zuladung oder Entladung eintritt, ergibt dies einen stetigen Druck auf die Eingangsgabel 208 nach Figur 6, bis der Dämpfungsmechanismus des Ventils nach Figur 4 einen Durchfluß des Druckmittels an einem der Zylinder 174 entlang erlaubt, um das Gelenkstück 66 erneut einzustellen.

Das zum Aufspüren einer Druckänderung im Luftfederungssystem einer luftgefederten Achse vorgesehene Luftfühlaggregat 222 ist in Figur 8 zusammen mit dem automatischen

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Lastregelventil 42 nach der Erfindung dargestellt und über einen Verbindungsarm 224 mit der Eingangswelle 146 des Lastregelventils 42 verbunden.

Mit dem Mittelgehäuse 50 ist es über entsprechende Bolzen mittels einer Halterung 226 verbunden. Ein Bügelring 228, der an dieser Halterung 226 sitzt, nimmt das Luftfühlaggregat 222 auf. Mit einem Ringbund 2^2 (Fig. 9) liegt dieses Aggregat 222 an einer nicht dargestellten Schulter dieses Bügelringes 228 an und wird über einen Spannring 254 und Schrauben 60 im Bügelring festgehalten.

Der Bügelring 228 weist einander gegenüberliegende Gelenkzapfen 236 auf, welche mit ihren Innenenden im Bügelring 228 gelagert sind und mit ihren äußeren Gewindeenden in Längsschlitzen 238 der Halterung 226 durch Muttern 58 festgehalten werden. Auf diese Weise kann sich das Aggregat frei um den Drehpunkt, der durch die Zapfen 236 gebildet wird, drehen.

Dieses Aggregat 222 besitzt eine Druckstange 240, auf der eine Gelenkkappe 242 aufgeschoben ist, welche ebenfalls einen quer abstehenden Gelenkzapfen 236 besitzt, welcher durch einen Längsschlitz 244 des Verbindungsannes 224 hindurchgeht. Auf das Gewindeende dieses Gelenkzapfens 236 ist eine Mutter 58 aufgeschraubt, welche den Zapfen mit seiner Gelenkkappe 242 an einer ausgewählten Stelle im Schlitz 244 festhält.

Die Einzelheiten dieses Aggregates sind in dem Achsialschnitt nach Figur 9 dargestellt und es kann nicht nur die Einstellung des Gelenkstückes 66 des Grundaggregates

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nach den Figuren 3 und 4 steuern, sondern ergibt gleichzeitig einen Dämpfungsmechanismus, da eine plötzliche und schnelle Kompression seitens einer Luftfederung stattfinden kann, während die Bewegung der Innenteile dieses Aggregates verzögert wird.

Um den Zusammenbau des Aggregates und seiner Wartung zu erleichtern, besitzt es ein vorderes Zylinderteil 230 mit einem Plansch 231 am hinteren Ende und ein hinteres Zylinderteil 246 mit einem Plansch 232 am vorderen Ende. Die Plansche 231 und 232 stoßen aneinander und werden, wie in Figur 8 dargestellt ist, durch Schraubbolzen 60 den kreisringförmigen Bügel 228 und die Ringkappe 234 zusammengepreßt. Das vordere Zylinderteil 230 arbeitet unter dem Druck einer Luftfederung und der hintere Zylinder 246 arbeitet bei atmosphärischem Druck. Eine Abwälzmembrane 248 ist zwischen dem vorderen Zylinderteil 230 und dem hinteren Zylinderteil 246 eingeklemmt, zu welchem Zweck sie einen Ringbund am Außenende aufweist, welcher in eine Ringnut 252 eingreift. Dadurch ergibt sich eine gasdichte Abgrenzung zwischen den Zylinderteilen 230 und 246.

Das Zylinderteil 246 wird über einen Kanal 254 in seiner Wandung entlüftet.

Zwischen dem Einlaßende des Zylinderteiles 230 und einer Ringschulter 258 im Zylinderteil 246 arbeitet ein Stellkolben 246 mit einem an Jedem Ende geschlossenen Kolbenmantel 260. Am linken Ende ist ein Sicherungsstopfen (fail-safe stop plug) 262 von innen her in den Kolben eingeschraubt. Als Abdichtung zwischen beiden dient ein 0-Ring 264. Dieser Sicherungsstopfen 262 besitzt eine

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kreisringförmige Ausnehmung 266, in welche das eine Ende einer Sicherungs-Druckfeder 268 für den Kolben 280 eingreift.

Am anderen Ende ist der Kolbenmantel 260 durch eine kreisringförmige Membrane mit Halterung 270 verschlossen. Der Membranenhalter 270 ist in den Kolben 256 eingeschraubt und preßt dabei einen Ringbund 274 der Membrane 248 in eine Ringnut 272 im entsprechenden Ende des Stellkolbens 256.

Dieser Membranenhalter 270 besitzt eine Innenbohrung 276, in welcher gleitend der Stempel 240 des Sicherungskolbens (fail-safe piston) 280 gelagert ist. Das linke Ende des Halters 270 ist als rohrförmiger Ansatz 284 ausgebildet, welcher einen Anschlag für diesen Kolben 280 bildet.

Dieser Sicherungskolben 28O besitzt eine Gleitdichtung zwischen seiner Mantelfläche und der glatten Innenbohrung des Stellkolbens 256. In diesem Zusammenhang darf darauf hingewiesen werden, daß die Feder 268 normalerweise den Sicherungskolben 280 nach rechts drückt. Im Betrieb wirkt dem Druck der Feder 268 Preßluft entgegen, welche durch einen Einlaß 286 um den Stellkolben 256 herum durch eine Öffnung 288 in der- Kolbenwandung 26O in den Ringraum um den Ansatz 284, welcher den Sicherungskolben 28o in entsprechendem Abstand vom Boden seines Arbeitszylinders hält, einströmt.

Zur Entlüftung des Sicherungskolbens 280 ist in ihm eine Achsialbohrung 290 vorgesehen, welche in seiner Druckstange 24o bis zu einem Punkt hinter dem kreisringförmigen

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Membranenhalter 270 und dessen Dichtung 282 verläuft. Dadurch kann sich die Kammer über dem Sicherungskolben 280 ungehindert entlüften, sodaß der Druck auf seine Unterseite ihn ungehindert entgegen dem Druck der Druckfeder 268 bewegen kann. Wie bereits erwähnt, wird die Kammer auf der rechten Seite des Membranenhalters 270 und der Membrane 248 durch die Bohrung 254 entlüftet.

Zur Einstellung dieses Aggregates 222 ist an dem Austrittsende der Druckstange 240 ein Einschraubstopfen mit einer Achsialbohrung 500 für die Druckstange 240 vorgesehen, durch welchen die Rückführfeder 292 für den Stellkolben 254, die innen auf dem Membranenhalter aufliegt, vorgespannt werden kann.

Dadurch schiebt die" Druckfeder 292 den Stellkolben zum linken Ende des Zylinderteiles 250 zurück. Innerhalb des Stellkolbens 254 ist der Sicherungskolben 280 gleitend angeordnet, welcher durch die Feder 268 gegen den Ansatz 284 gedrückt wird. Mit diesem Sicherungskolben ist die Druckstange 240 fest verbunden und daher bei einer Bewegung des Kolbens ebenfalls verschiebbar.

Dieses Fühlaggregat 222 arbeitet folgendermaßen:

Das in Figur 9 im Schnitt dargestellte Fühlaggregat ermöglicht infolge des in einem Luftfederungesyetem vorhandenem Druckes eine Verstellung des Gelenkstückes 66 des Orundaggregates nach Figur 4. Dieser Druck in einem Luftfederungssystem entspricht an jeder Achse der Belastung derselben und wird dem Aggregat nach Figur über den Einlaß 286 übermittelt. Bei der Darstellung in

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Figur 9 sind die Einzelteile des Aggregates 222 in Ruhelage dargestellt, d.h. in der Lage, in welcher kein Druck in einem Luftfederungssystem und daher auch kein Druck im Einlaß 286 herrscht. Dadurch vermag die Feder 268 ihren Kolben 280 nach rechts in Anschlaglage zu drücken, wobei die einzelnen Teile derart eingestellt sind, daß sich aus der Lage des Gelenkstückes 66 im Aggregat aus Figur 4 ein Druckverhältnis von 1:1, d.h. ein Verhältnis von 1:1 zwischen dem Steuerkolben 68 und dem Regelkolben 70 des Aggregates 42 nach Figur 4 ergibt.

Bei einem von 0 bis auf einen minimalen, einer Unbelastung entsprechendem Druck von etwa 0,35 kg/cm ansteigenden Druck in der Luftfederung wird der Kolben 280 nach links gedrückt, sodaß er am Sicherungsstopfen 262 anliegt. Die Vorspannung in der großen Druckfeder 292 hindert den Stellkolben 256 an einer Bewegung. Im Regelaggregat nach Fig. 4 herrscht infolgedessen ein größeres Druckverhältnis von etwa 3:1, sodaß das Gelenkstück 66 scharf nach links in Figur 4 bewegt wird.

Bei zunehmendem Druck über etwa 0,35 kg/cm , einem unteren Wert für den Sicherungsdruck, bis auf den Höchstdruck im Luftfederungssystem wird der Stellkolben 256 nach rechts gegen die Schulter 258 geschoben. Bei dieser Bewegung des Stellkolbens wird der Sicherungskolben 280 mitgenommen und die Stoßstange 240 nach rechts herausgeschoben, ·

Der Stellkolben 256 kann mit zunehmendem Druck im Luftfederungssystem so lange nach rechts laufen, bis er bei voller Achsbelastung an der Schulter 258 anstößt, wobei das Regelaggregat 42 nach Fig. 4 sich wieder In der Lage eines Druckverhältnisses von 1:1 befindet.

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Wenn der Dpuck im Luftfederungssystem bis auf Null abfällt, kehren die Federn 292 und 268 wieder zurück und drücken dabei ihre Kolben 256 bezw. 28O wieder in die in Figur 9 dargestellte Ruhelage.

Aus vorstehenden Ausführungen ergibt sich, daß ein Verhältnis von 1:1 die Einstellung für eine vollbelastete Achse ergibt, bei welcher der volle Bremsdruck am Rade oder an den Rädern der überwachten Achse vorgesehen werden muß. Ein Luftdruck unter diesem Maximaldruck bewegt den Stellkolben 256 nach Figur 9 vom Anschlag 258 fort nach links und vermindert dementsprechend den Luftdruck, der an die überwachte Achse abgeht. Bei Drücken unter diesem Maximaldruck in einem Luftfederungssystem befindet sich der Stellkolben 256 in schwimmendem Zustande zwischen dem Anschlag 258 und dem linken Ende des Luftzylinderteiles 230. Plötzliche Stöße auf die Achse infolge Unebenheiten der Straße ergeben einen plötzlich ansteigenden Druck auf die linke Seite des Stellkolbens, wobei jedoch das Dämpfungssystem im Hauptregelaggregat diesen Stoß absorbiert und jegliche Verschiebung des Gelenkstückes 66 verhindert.

Wenn der Luftdruck im Luftfederungssystem auf seinen Maximalwert erreicht hat und der Stellkolben am Anschlag 258 anliegt, werden natürlich Schwankungen im Druck durch den Anschlag absorbiert, sodaß kein das Gelenkstück 66 verschiebender Druck entsteht.

Durch die Komprimierbarkeit des Gases im Luftfederungssystem ergibt sich also ohne weiteres ein Dämpfungsmechanismus .

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Das erfindungsgemäße Bremssystem mit seinem völlig neuartigen automatischen Druckregelventil und dem je nach Ausführung der Fahrzeugfederung ausgebildeten Pühlaggregat, ergibt auf dem Gebiete der Druckluftbremsen einen wesentlichen technischen Portschritt. Vor allem im Druckregelventil ergeben sich durch die mit Membranen abgedichteten, auf Druck ansprechenden Kolben extrem niedrige Hysteresismerkmale, sodaß dieses System sehr schnell anspricht. Durch den Dämpfungsmechanismus, der auf das verstellbare Gelenkstück 66 einwirkt, wird die Lebensdauer dieser, auf Druck ansprechenden Kolben, wesentlich verlängert. Die als Zusatz für dieses Hauptdruckregelventil vorgesehenen beiden Arten von Pühlaggregaten ermöglichen eine Anpassung an die augenblickliche Belastung von mechanisch oder pneumatisch gefederten Achsen. Diese Fühlaggregate sind bei gleichbleibendem Hauptaggregat austauschbar. Dadurch ergibt sich ein weites Anwendungsgebiet und eine hohe Wirtschaftlichkeit In der Herstellung.

Ansprüche:

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Claims (17)

Ansprüche .

1. Lastgeregelte Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit wechselnder Achsbelastung wie LKW's und Omnibusse, bestehend aus einem beispielsweise als Luftverdichter ausgebildeten Druckerzeuger, wenigstens einem an diesen Druckerzeuger angeschlossenem Druckmittelbehälter, einem über ein Pedal betätigbaren Bremsventil zur Steuerung des Druckmittelstromes an den oder die Bremszylinder und daran angeschlossenem entsprechendem Betätigungsgestänge für den oder die Radbremszylinder, dadurch gekennzeichnet, daß zur automatischen Regelung des Bremsdruckes entsprechend der Jeweiligen Achsbelastung in der Verbindungsleitung vom Hauptbremsvent11 (58) zu den Bremszylindern (20) der zu überwachenden Achse ein Druckregelventil (42) und ein die Achsbelastung überwachendes und das Druckregelventil entsprechend einstellendes Fühlaggregat (194 bezw. 222) mit zwischengeschalteter Dämpfungsanordnung (198 bezw. 280) vorgesehen ist.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur automatischen Regelung des Bremsdruckes an der Vorder- und der Hinterachse entsprechend den Jeweiligen Achsbelastungen sowohl in der Verbindungsleitung vom Hauptbremsventil (38) zu den Brems zyÄidern (20) der Vorderachse wie zu den Bremszylindern (20) der Hinterachse ein Druckregelventil (42) und ein dieses entsprechend der Achsbelastung steuerndes Pühlaggregat (194, 222) vorgesehen ist, und dadurch unabhängig von der Achsbelastung ein fester Wert für den Pedaldruck zur Bremsbetätigung für Jeden speziellen Verzögerungswert erzielbar ist.

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3. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur automatischen Regelung des Bremsdruckes an der Hinterachse entsprechend deren Belastung nur in der Verbindungsleitung vom Hauptbremsventil (38) zu den Hinterachsbremszylindern (20) ein Druckregelventil (42) und ein dieses entsprechend der Hinterachsbelastung steuerndes Fühlaggregat (194, 222) vorgesehen ist, während die Vorderachsbremszylinder (20) direkt mit dem Hauptbremsventil verbunden sind, wobei sich der zur Bremsbetätigung erforderliche Pedaldruck für jeden speziellen Verzögerungswert direkt mit der Belastung der Vorderachse ändert.

4. Bremsanlage nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregelventil (42) ein dreiteiliges Gehäuse (52, 50, 54) mit zwei darin angeordneten, voneinander isolierten, auf Druck ansprechenden Kolben (68, 70) aufweist, daß unter den Kolben ein auf dieselben über Gelenkverbindungen (90, 92, 96) einwirkender Hebelarm (94) und unter diesem Hebelarm ein zwischen zwei Endlagen über Anordnungen (146, I50) verstellbares und damit den Hebelarm verstellendes Gelenkstück (66) angeordnet ist, daß im Oberteil (52) des Gehäuses über Jedem Kolben (68 und 70) je eine Druokmittelkammer (98 bezw. Ij34) und ein diese beiden Kammern verbindender Durchlaß (102, 104) vorgesehen ist, und daß in diesem Durchlaß ein über Anordnungen (112) normalerweise in Schließlage druckbares und vom zweiten Kolben (70) entgegen dem Druck der Anordnung (112) zu seiner Schließung zu öffnendes Ventil (I06, IO8, 110) sitzt.

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5. Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Anordnungen zum Öffnen des Ventils (106, 108, 110) bei einem Druck in der ersten Kammer (98) über dem Druck in der zweiten Kammer (134) vorgesehen sind.

6. Bremsanlage nach Anspruch 4 oder 5* dadurch gekennzeichnet, daß Anordnungen zur Betätigung des Ventils bei Bewegung der Kolben (68, 70) vorgesehen sind.

7. Bremsanlage nach irgendeinem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdämpfung der Bewegung des Gelenkstückes (66) Dämpfungsanordnungen (I58-I92) vorgesehen sind, durch welche das Gelenkstück bei plötzlich einwirkenden Stößen relativ arretierbar, jedoch unter dem Einfluß ständigen Druckes langsam verstellbar ist.

8. Bremsanlage nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß die gleichartig ausgebildeten Dämpfungsanordnungen beiderseits des Gelenkstückes (66) ein Druckmittel jeweils in einem Zylinder (164) enthalten, daß in diesem Zylinder ein hin und herführbarer Kolben (174) angeordnet und mechanisch (I58) mit dem Gelenkstück (66) zur Erzielung einer gleichzeitigen Bewegung des Kolbens und des Gelenkstückes verbunden ist, und daß der Kolben sein Oberteil mit seinem Unterteil verbindende Bohrungen (I80, 190) besitzt, durch welche bei einer Bewegungsrichtung des Kolbens ein Druckmittelfluß erzielbar ist, sowie ein Überdruckventil (184, 186) aufweist, durch welches bei entgegengesetzter Bewegungsrichtung des Kolbens der Druckmittelfluß abschaltbar ist.

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9. Bremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungskolben (174) im Kopf (176) wenigstens eine seine Oberseite mit seiner Unterseite verbindende und dadurch einen Druckmittelfluß ermöglichende Bohrung

(180) besitzt und eine sich über diese Bohrung legende Membrane (186) derart (178, 182, 184) festgeklemmt ist, daft bei einer entsprechenden Kolbenbewegung wenigstens der über dieser Bohrung liegende Teil zwecks Freigabe der Bohrung verbiegbar 1st.

10. Bremsanlage nach Anspruch 8 oder 9* dadurch gekennzeichnet, daß durch die Membrane (186) die Durchflußbohrung (180) im Kolbenkopf (176) bei einer Kolbenbewegung in der einen Richtung freilegbar und in der anderen Richtung verschließbar ist, und daß zwischen dem Kolbenmantel und der Zylinderwandung (170) ein sehr geringer Zwischenraum vorgesehen ist, durch welchen bei Schließung der Durchflußbohrung (I80) seitens der Membrane (I86) ein langsamer Druckmittelfluß am Zylinder entlang erreichbar 1st.

11. Bremsanlage nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche zur Regelung des Bremsdruckes an einer oder mehreren mechanisch gefederten Achsen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkstück (66) des Druckregelventils (42) über eine mit einem Arm (I50) in das Oelenkstück eingreifende Eingangswelle (146) verstellbar ist und auf dieser Welle gleichzeitig eine Dämpfungsanordnung (198) sitzt, welche einen das FUhlaggregat zum Aufspüren der jeweiligen Belastung der zugeordneten Achse bildenden, an dieser Achse angelenkten Arm (194) trägt.

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12. Bremsanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Fühlaggregat (19¹I-) zugeordnete Dämpfungsanordnung (198) ein auf der Eingangswelle (146) des Druckregelventils (42) verdrehbares Gehäuse (200) aufweist und in diesem eine auf dieser Eingangswelle (146) verkeilte Gabel (208) mit zwei Armen (218) angeordnet ist, daß zwischen diesen Gabelarmen ein an beiden Enden Endstücke (216) tragendes zusammenpreßbares Organ (214) eingesetzt 1st und diese Endstücke (216) normalerweise an Anschlägen (220) in der Gehäusewandung anliegen, wodurch bei Bewegung des Fühlarmes (194) mit sich daraus ergebender Verdrehung des Gehäuses (200) dessen einer Anschlag (200) gegen das eine Endstück (216) und damit dieses von seinem Gabelarm (218) fort drückbar ist, wodurch das Organ (214) gegen den anderen Gabelarm preßbar und über die Gabel die Eingangewelle (146) verdrehbar ist.

13. Bremsanlage nach irgendeinem der Ansprüche 1-10 zur Regelung des Bremsdruckes an einer oder mehreren luftgefederten Achsen, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlaggregat (222) zur Steuerung des Druckregelventils (42) entsprechend der Belastung der zugeordneten, überwachten Achse aus einem an die Luftfederung angeschlossenen, am Gehäuse des Druckregelventils schwenkbar angesetzten Zylinder (2^0, 246) mit darin verschiebbarem, vom Luftfederungssystem beaufschlagbarem Kolben (256, 280) besteht und über eine vom Kolben ausgehende Druckstange (240) mit der Eingangswelle (146) des Druckregelventils (42) verbunden ist, wobei im Zylinder einer Kolbenbewegung bei wechselndem Druck im Luftfederungssystem entgegenwirkende Anordnungen (268, 292) vorgesehen sind.

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14. Bremsanlage nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder des Fühlaggregates (222) aus zwei gasdicht voneinander getrennten aber mechanisch miteinander verbundenen Teilen besteht, und zwar einem über eine Einlaßöffnung (286) an die Luftfederung angeschlossenen Eingangsteil (230) und einem Ausgangsteil (246), und daß in diesem Zylinder (230, 246) ein Hohlkolben (256) mit Verschlußteilen (262, 270) an beiden Enden hin und her führbar ist, daß zwischen dem oberen Verschlußteil (270) und der Zylinderwandung eine Abdichtung (248) sowie zwischen dem oberen Verschlußteil (270) und dem Kopf (294) des Ausgangsteiles (246) des Zylinders ein den Kolben in das Eingangsteil (230) pressendes Druckorgan (292) eingesetzt ist, daß im Hohlraum dieses Kolbens (256) zwischen seinen beiden Verschlußteilen (262, 270) ein zweiter Kolben (280) mit entsprechender Abdichtung (282) im Mantel hin und herführbar ist und eine durch das obere Verschlußteil (270) des ersten Kolbens (256) sowie durch den Kopf (294) des Ausgangsteiles (246) hindurchgehende Druckstange (240) trägt, wobei die Bohrung dieses Verschlußteiles eine gasdicht Packung (282) aufweist, daß ferner im Hohlraum des ersten Kolbens (256) zwischen seinem unteren Verschlußteil (262) und dem zweiten Kolben (280) ein diesen zweiten Kolben gegen das obere Verschlußteil (270) des ersten Kolbens pressendes Druckorgan (268) eingesetzt ist, und daß im Kolbenmantel (260) des ersten Kolbens (256) hinter dem zweiten Kolben (28O) eine Durchlaßbohrung (272) für die durch die Einlaßöffnung (286) im Zylindereingangsteil (230) rund um den Kolbenmantel (260) einströmende Luft der Luftfederung und schließlich eine Entlüftung (290)"des vor dem zweiten Kolben (280) liegenden Hohlraumes des ersten Kolbens (256) in das Ausgangsteil (246) des Zylinders sowie ein© Entlüftung (254) für dieses Ausgangsteil in's Freie vorgesehen sind*

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15. Verfahren zur automatischen Regelung des Bremsdruckes an einer Fahrzeugachse entsprechend deren Belastung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckmittel unter einen derartigen Druck gesetzt wird, daß eine Bremsung des Fahrzeuges bei voller Belastung mit einem gegebenen Verzögerungswert erzielbar ist, daß die Belastung der einen Achse aufgespürt wird und der Druckmittelstrora zum Achsbremszylinder auf einen unter dem erzeugten Maximaldruck liegenden, entsprechend der jeweiligen Belastung der Achse bemessenen Druck geregelt wird.

16. Verfahren zur automatischen Regelung des Bremsdruckes an der Hinterachse entsprechend deren Belastung, wobei der zur Bremsbetätigung erforderliche Pedaldruck sich direkt mit der Vorderachsbelastung bei jedem speziellen Verzögerungswert ändert, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckmittel unter einen zum Abbremsen des vollbelaüenen Fahrzeuges erforderlichen Maximaldruck gesetzt und über das Hauptbremsventil bei dessen Betätigung mittels des Bremspedals direkt den Vorderachsbremszylindern zugeleitet wird, und daß der Druckmittelstrom von diesem pedalbetätigten Hauptbremsventil zu den Hinterachsbremszylindern auf einen unter dessen Maximalwert liegenden, entsprechend der jeweiligen Hinterachsbelastung bemessenen Druck geregelt wird.

17. Verfahren zur automatischen Regelung des Bremsdruckes an der Vorder- und an der Hinterachse entsprechend deren Belastungen, wobei der zur Bremsbetätigung erforderliche Pedaldruck für jeden speziellen Verzögerungswert unabhängig von den Achsbelastungen einen festen Wert hat, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckmittel unter einen derartigen Druck gesetzt wird, daß eine Bremsung des Fahrzeuges bei

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voller Belastung mit einem gegebenen Verzögerungswert erzielbar ist« und daß der Druckmittelstrom sowohl zu den Hinterachsbremszylindern wie zu Vorderachsbrems-

zylindern auf unter dem erzeugten Maximaldruck liegende entsprechend den jeweiligen Achsbelastungen bemessene Drücke geregelt wird.

Patentanwalt Dr. W. Andrejewski

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