DE1815795A1 - Belastungsregler fuer hydraulische Bremsen - Google Patents

Description

PatontervvSlte
DIpI. a^v ....SaotZU,
Dipl.-iiiH. L.mprecht

München 22, Stelnsdoifstr. 10

225-14.157P(I*.158H) 19-12.1968

Jifi ÖERVENKA, Prag (Tschechoslowakei)

Belastungsregler für hydraulische Bremsen

Die Erfindung betrifft einen Belastungsregler für hydrau-. lische Bremsen, der zwischen dem Hauptzylinder und dem Zylinder der einzelnen Räder oder Achsen angeordnet ist, mit einem Regel-Differentialkolben, der das Druckübersetzungsverhältnis zwischen dem Druck im Hauptzylinder bzw. zwischen diesem beim Durchtreten des Bremspedals gesteigerten Druck und dem Druck im Bremszylinder der einzelnen Räder und Achsen steuert und in einer Bohrung mit zwei Durohmessern verschiedener Größe gelagert ist·

Die maximale Bremskraft, bei der das Rad des Wagens noch nicht blockiert wird, besteht aus dem Produkt der resultierenden senkrechten Belastung der Achse (einschließlich der dynamischen Überlastung oder Entlastung) und dem augenblicklichen Adhäsionskoeffizienten zwischen dem Rad und der Fahrbahn· Eine ideale Verteilung der Bremskräfte auf die Achsen ist eine solche, bei der für jeden Adhäsionskoeffizienten die Adhäsionsdrücke der Achsen nach dem Bremsen voll ausgenutzt werden· Wird

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an einer bestimmten Achse bei einem gegebenen Adhäsionskoeffizienten die ideale Bremskraft überschritten, so werden die Räder blockiert· Die Kurve der idealen Verteilung hat einen parabolischen Verlauf. Der tatsächliche Verlauf der Bremsdrücke in einem System ohne Regulierung ist linear.

Zweck dieser Einrichtung, d.h. des Reglers, ist es, den idealen parabolischen Verlauf der Drücke durch eine gebrochene Linie zu ersetzen. Der Beginn der Regelung ist durch den Bereich der teilweisen und vollen Belastung des Fahrzeuges bestimmt. Die Forderung der maximalen Annäherung an ideale Verhältnisse beim Bremsen erfüllt ein Regelventil bei den Bremskreisen der Hinterachse, welches den Beginn der Regelung in Abhängigkeit von der Belastung (oder Entlastung) der Hinteraohse ändert· Der Hauptzweck der Anwendung eines solchen Ventils im System der Wagenbremsen ist ea, eine vorzeitige Blockierung der Räder der Hinterachse zu verhindern und die Stabilität des Fahrzeuges während des gesamten Bremsprozesses zu steigern·

Es sind Einrichtungen dieser Art z.B· mit einem zweistufigen Zylinder und Kolben bekannt, wo der Differentialzylinder bloß im Gebiet des größeren Durchmessers geführt wird. Im Gebiet des kleineren Durchmessers ragt er in die Bohrung des < zweiten Kolbens hinein, der ebenfalls als Differentialkolben gestaltet ist. Der Raum zwischen den beiden Kolben ist mit Luft gefüllt und mittels der Öffnung mit der Atmosphäre in Verbindung. Die Herstellung dieser Druckregeleinrichtung ist sehr kostspielig, da sie zwei ineinander angeordnete Kolben enthält, welche ebenso wie die Zylinder sehr genau' bearbeitet werden müssen. Weiter· müssen die feile der Kolben, auf welohe das Druck· medium einwirkt, gut gegen den Seil abgedichtet werden, in dem sich kein Druckmedium befindet oder der atmosphärische Druck wirkt. Dabei besteht die Gefahr, daß das Druckmedium bei einer entstehenden Uhdichtheit entweichen kann. Weiter verursacht die teilweise Füllung des Zylinders mit einem Druckmedium eine

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ungenügende Kolbenschmierung und dadurch eine erhöhte Abnutzung.

Außerdem sind Einrichtungen mit einem zweistufigen Kolben bekannt, der einen freien Durchgang des Druckmediums zum gesteuerten Bremsorgan so lange ermöglicht, bis der Druck einen bestimmten Wert erreicht.

Hach Erreichung dieses bestimmten Druckes verschiebt sich der Differentialkolben durch Wirkung der Druckunterschiede, wobei eine Rückzugfeder zusammengedrückt wird. Diese Verschiebung sperrt den Durchgang des Druckmediums durch den Kolben. Der Differentialkolben wirkt hier als Verstärker· Je größer der Unterschied zwischen den Durchmessern, desto stärker muß die Feder für einen bestimmten Druckwert gewählt werden, welcher der .Änderung des Übersetzungsverhältnisses entspricht, wodurch die Druckverstärkung im Bremssystem begrenzt und ein Teil der Bremskraft absorbiert wird«

Es wurden auch Druckbegrenzer vorgeschlagen, bei denen die Verbindung zwischen den Radzylindern der Hinterachse und dem Hauptzylinder durch eine Klappe oder ein ähnliches Organ gesteuert wird. Dieses Organ wird bis zur Erreichung des kritischen Druckes durch ein Druckglied des Kolbens weggedrückt, der mit einer regulierbaren Feder belastet ist, deren Vorspannung den Druck bestimmt, bei dem die Zufuhr des Druckmediums in die hinteren Radzylinder unterbrochen wird· Der Fachteil dieser Anordnung besteht darin, daß der in den hinteren Radzylindern wirkende Druck auf einen gewissen Wert begrenzt ist und daß er ohne Regelung der Federvorspannung nicht weiter gesteigert werden kann. Verschiedene Belastungen des Fahrzeuges erfordern jedoch notwendigerweise in manchen Fällen ein progressives Anwachsen des Druckes· Es wurde auch vorgeschlagen, Druckbegrenzer mit einem Differentialkölben zu verwenden, welche ein bestimmtes konstantes Verhältnis zwischen dem Bremsdruck der Vorder- und der Hinterachse wahren, wo jedoch die

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ÜberStrömungsklappe oder ein ähnliches Organ durch ein von einem Solenoid gesteuertes Durckorgan gesteuert wird· Dieses Solenoid wird in Abhängigkeit von der Größe der erzielten Verlangsamung eingeschaltet«

Bs sind weiter Druckverstärker bekannt, die einen Körper mit einem Differentialkolben verwenden, in dem eine Klappe angeordnet ist. Diese Klappe wird durch einen Anschlag am Deckel des Verstärkerkörpers weggedrückt und bei der Verschiebung des Differentialkolbens gesperrt.

Der Raum der durch die beiden Grundabmessungen des Differentialkolbens gebildeten Kreisringfläche muß auch in diesem Falle mit der Atmosphäre verbunden werden. Alle diese Einrichtungen verwenden eine große Anzahl untereinander verbundener beweglicher Bestandteile, wodurch die Herstellung verteuert und die Verläßlichkeit der Einrichtung herabgesetzt wird.

Es ist auch eine Regleranordnung mit zwei Kammern und einem Differentialkolben bekannt, der die Kammer in zwei Räume teilt. Der Raum unter dem Kolben ist durch den Kreisringraum der beiden Grundabmessungen des Kolbens abgegrenzt, der mit einer Dichtung an den beiden Leitflächen mit einer axialen Bohrung versehen ist, die im Teil des Kolbens mit dem größeren Durchmesser die Leitung für den Klappenschaft bildet.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Belastungsregler der eingangs erläuterten Art alle diese Nachteile des bekannten Standes der Technik zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Körper des Reglers (außer dem üblichen, in einer Bohrung mit zwei verschiedenen Durchmessern schiebbar angeordneten Regeldifferentialkolben) eine weitere Bohrung mit einem größeren und einem kleineren Durchmesser angeordnet ist, die einen schiebbar gelagerten Hilfs-Differentialkolben enthält, weloher den

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Raum der Bohrung dessen Achse senkrecht zur Achse des Regelkolbens verläuft, in zwei Kammern teilt, von denen die kleinere durch einen Kanal mit der Kammer des Regel-Differentialkolbens mit dem größeren Durchmesser verbunden ist, während die größere Kammer durch einen Kanal mit der Kammer des Regeldifferentialkolbens mit dem kleineren Durchmesser verbunden ist, die durch einen weiteren Kanal gleichzeitig mit dem Kreis des geregelten Druckes verbunden ist. Dabei wird der verlängerte Teil des an der dem Druckeintritt vom Hauptzylinder gegenüberliegenden Seite angeordneten Regeldifferentialkolbens durch die resultierende Belastung des Fahrzeuges, welche durch die Durchfederung des Fahrzeugs ausgedrückt ist, beeinflußt.

Die Erfindung soll nun mit Hilfe der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung, die aus einer einzigen Figur besteht, näher erläutert werden. Sie zeigt einen senkrechten Axialschnitt des Reglers.

Im Körper 1 des Reglers ist eine senkrechte Bohrung mit zwei verschiedenen Durchmessern angeordnet, in der ein Kolben schiebbar gelagert ist. Über der oberen Stirnfläche dieses Kolbens 2 ist eine Kammer A gebildet, die durch einen Stöpsel 3 abgeschlossen ist. Im Stöpsel 3 befindet sich eine öffnung für die Zufuhr eines Druckmediums mit einem Druck P₁ vom Hauptbremszylinder in die Kammer A. Der Kolben 2 ist mit einer Dichtung 4 versehen, welche bei der Bewegung des Kolbens nach unten und bei dessen Anschlag die Verbindung zwischen der Kammer A und der Kammer B unter der unteren Stirnfläche des Kolbens 2 sperrt.

Im Körper 1 des Reglers ist weiter eine horizontale Bohrung «it zwei verschiedenen Durchmessern vorgesehen, in welcher ein Differentialkolben 7 schiebbar gelagert ist. An der Seite der Stirnfläche mit dem kleineren Durchmesser ist eine Kammer und an der Seite mit dem größeren Durchmesser eine Kammer D gebildet.

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Die Kammer B ist durch einen Kanal 5 mit dem Kreis der Hinterachse und duroh einen Kanal 6 mit der Kammer D über der größeren Stirnfläche des Differentialkolbens 7 verbunden. Der Druck in der Kammer D und in den Kanälen 5 und 6 besitzt einen Wert p₂. Die Kammer A ist weiter durch einen Kanal 8 mit der Kammer C unter der kleineren Stirnfläche des Differentialkolbens 7 verbunden. Der Kolben 7 ist gegen das Druckmedium in der Kammer C und D durch die Dichtungen 9 und 10 abgedichtet. In der linken Randstellung wird der Kolben 7 durch die Feder 11 gehalten. Die kleinere Stirnfläche des Kolbens 7 ist mit einem mittleren erhöhten Teil versehen, der auf dem Boden der Bohrung mit dem kleineren Durchmesser ruht und in der genannten linken Randstellung des Kolbens 7 die Entstehung eines mit dem Kanal 8 verbundenen Kreisringraumes sichert. Auf den Kolben 2 wirkt von unten eine Regelkraft P, welche direkt proportional zur resultierenden Belastung der Fahrzeugachse ist. Der beschriebene Regler wirkt auf die folgende Weiset

Beim Durchtreten des Bremspedals strömt das Druckmedium mit einem Druck p.. aus dem Hauptzylinder duroh die Öffnung im Stöpsel 3 in die Kammer A und von dort entlang dem Kolben 2 in die Kammer B. V/eiter wird das Druckmedium mit dem Druck ρ.. aus der Kammer A durch den Kanal 8 in die Kammer C und durch den Kanal 6 in die Kammer D übergeführt, wo es in der gleichen Richtung nach links, wie die Feder 11 auf die größere Fläche des Differentialkolbens 7 wirkt. Im Zustand, in dem die durch den Druck P₁ auf die größere Stirnfläche des Kolbens 2 heagyorgerufene Kraft (die Fläche f., ist die resultierende Fläche ^. f.., die für das Gleichgewicht am Kolben 2 entscheidend ist) größer als die von unten wirkende Regelkraft P ist, bewegt aich der Kolben in der Richtung nach unten und sperrt durch die Dichtung den Übertritt des Druckmediums aus der Kammer A in die Kammer B. Dieser Augenblick der Sperrung ist der Beginn der Druckregelung für das System, in dem der Regler angeordnet ist (der Sperrpunkt entspricht der Regelkraft P, die direkt proportional zur Durch-

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federung unter Wirkung der resultierenden Achsenbelastung ist)· Das Gerät sperrt den Übertritt, wenn das durch die Beziehung P₁.f.. = ρ gegebene Gleichgewicht gestört wird.

Bis zu diesem Zeitpunkt gilt P₁ = p₂. Bei einer weiteren Steigerung des Druckes P₁ im Hauptzylinder durch den Fahrer auf einen Wert P₁ strömt das Druckmedium schon nur durch den Kanal 8 in die Kammer 0, wo es am Anfang auf die kleinere Stirnfläche des Differentialkolbens 7, und zwar auf die Kreisringfläche fp wirkt. Auf die größere Stirnfläche f, des Kolbens 7 wirkt inzwischen der ursprüngliche Druck P₁ = P₂. Das Gleichgewicht ist durch die Beziehung Pi«fp ⁼ Pp*-^⁺ S Segeben, wo S die Kraft der Feder 11 darstellt. Der fliegend gelagerte Kolben 7 verschiebt sich in Richtung nach rechts, und infolge der yolumenänderung &V in der Kammer D regelt sich der Druck in dieser Kammer und im ganzen Kreis der Hinterachse auf einen Wert, der durch die Beziehung

P₂ = ^P1 ' ^f2 - S

gegeben ist.

Durch geeignete Wahl der Durchmesser der Flächen des Kolbens 7 kann ein derartiges Druck-Übersetzungsverhältnis gewählt werden, daß es dem Druckverlauf, welcher einem idealen parabolischen Verlauf entspricht, so nahe wie möglich kommt.

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   ; 1.)Belastungsregler für hydraulische Bremsen, der zwischen

   m Hauptzylinder und dem Zylinder der einzelnen Räder oder Achsen angeordnet ist, mit einem Regel-Differentialkolben, der das Druckübersetzungsverhältnis zwischen dem Druck im Hauptzylinder bzw. zwischen diesem bei Durchtreten des Bremspedals gesteigerten Druck und dem Druck im Bremszylinder der einzelnen Räder und Achsen steuert und in einer Bohrung mit zwei Durchmessern verschiedener Größe gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Körper (1) des Reglers eine weitere Bohrung mit einem größeren und einem kleineren Durchmesser angeordnet ist, die einen schiebbar gelagerten Hilfs-Differentialkolben (7) enthält, welcher den Raum der Bohrung in zwei Kammern (0, D) teilt, von denen die kleinere (0) durch einen Kanal (8) mit der Kammer (A) des Regeldifferentialkolbens (2) mit dem größeren Durchmesser verbunden ist, während die größere Kammer (D) durch einen Kanal (6) des Regeldifferentialkolbens (2) mit dem kleineren Durchmesser verbunden ist, die durch einen weiteren Kanal (5) gleichzeitig mit dem Kreis des geregelten Druckes verbunden ist·
2. 2. Belastungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verlängerte, an der gegenüberliegenden Seite des Eintrittes des Druckes (P₁) vom Hauptzylinder angeordnete Teil des Regeldifferentialkolbens (2), durch die resultierende Belastung des Fahrzeuges beeinflußt, die in an sich bekannter Weise durch die Durchfederung des Fahrzeuges ausgedrückt ist.
3. 3. Belastungsregler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinere Stirnfläche des Hilfs-Differentialkolbens (7) mit einem mittleren erhöhten Teil versehen ist, der auf dem Boden der Bohrung mit dem kleineren Durchmesser ruht und in der linken Randstellung des Kolbens (7) die Entstehung eines mit dem Kanal (8) verbundenen Kreisringraumes sichert·

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   4« Belaatungaregler naoh den Ansprüchen 1 bis 3» daduroh gekennzeichnet, daß der Hllfa-Differentialkolben (?) an der Seite seiner größeren Btirnfläohe mit einer feder (11) belastet ist·

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