DE2100728A1 - Pneumatische Steuervorrichtung mit programmierter Charakteristik, insbesondere für ein Fahrzeug-Bremseinnchtung - Google Patents

Pneumatische Steuervorrichtung mit programmierter Charakteristik, insbesondere für ein Fahrzeug-Bremseinnchtung

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DE2100728A1
DE2100728A1 DE19712100728 DE2100728A DE2100728A1 DE 2100728 A1 DE2100728 A1 DE 2100728A1 DE 19712100728 DE19712100728 DE 19712100728 DE 2100728 A DE2100728 A DE 2100728A DE 2100728 A1 DE2100728 A1 DE 2100728A1
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Description

Simeon LEKARSKI, Saint-Cloud / Prankreich Pierre und Leon HARDY, Paris / Frankreich Jean GACHOT, En-hien-les-Bains / Frankreich
Pneuinatische Steuervorrichtung mit programmierter Charakteristik, insbesondere für eine Fahrseu^-Eremseinrichtunp;
Die Erfindung betrifft eine pneumatische Steuervorrichtung mit nro-';rarr:ierter Charakteristik, insbesondere für eine Fahrseu^-Prernse tnrichtun"·.
Zur pneumatischen nteuerun™ verschiedener Anlagen, insbesondere solcher, die dieselben Eigenschaften irin eine Premsvorrichtunn aufweisen, verwendet man Steuervorrichtungen mit wenigestens einem Ventil, das ^e'-enüber bekannten Ventilen eine -*roße Zahl von Vorzügen aufv;eist. Die bekannten Ventile (Entspannunrsventile) :iln<i. mit verschiedenen Ilachteilen behaftet j insbssoncierc; ist es schuieri^, einen kleinen Raumbedarf bei -ro^er1 Genauigkeit und beträchtlicher Leistung zu erzielen. Eine ;:eitcro ochmieri^koit besteht darin, daß man versucht, die Herstelluri-sl:osten des Ventiles durch eine Vereinfachung seiner Organe zu verringern, v/as jedoch meist un- ^enü.^ende Aus-an^spararrieter ζην ^olre hat. Hachteilir· ist vjciterhin, da''> die bel:annten Ventile keine Xnderun^ ihrer Ausp-anrischarakteristik bestatten, so da" sie nicht ohne v/eiteres an die unterschiedlichen Pirforderriisse bei verschiedenen Fahrzeur-Brer.isvorrichtungen an^enaßt v/erden können. Auf dem · lehiet der Rremseinrichtun^en ist es schließlich wünschenswert, daß jeder Achse ein Ventil zugeordnet ist, welches die Premsleistunp; so steuert, daß man den optimalen Bremsbedinnunf^en nahekommt.
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BAD ORK5INAL
Der Erfindung lie^t daher die Aufgabe zirrun^ß, eine pneumatische Steuervorrichtung zu schaffen, die die -lachte:'. Ie der bekannten Ausführungen vermeidet.
Diese Aufgabe vrir'l er^indun^s^er.üß dadurch -7el"st, da.", ein Steuerventil nit einer Druckmittelquelle, nit Atmosphäre sowie mit einer zu einem pneumatischen .Steuerorgan führenden Ausgangsleitung verbunden ist und daß dienes Steuerventil Organe zum Steuern des Strömun^snitteldurchtrittes enthalt, deren Funktion mit Pro^ranmeinrichtun~en verknüpft ist, fieren Eigenschaften durch Einrichtungen zur Berücksichti~un~ verschiedener Parameter korrigiert werden können.
Das bei der erfindun^sgemäßen Vorrichtung vervrendete Ventil ähnelt dem in der französischen Patentschrift C «Uli 5P>9 beschriebenen Typ. In dieser Druckschrift sind logische Strömunq;smittelkreise erläutert, die flache, übereinander~oschichtete Elemente enthalten, die ein !letz von Strömungsmittelkanälen bilden und so ausgestaltet sind, daß sie die beweglichen Organe von Relais darstellen.
Das bei der erfindunrrs^emaTjen Vorrichtung verviendete Ventil, das nach dieser Technik aufgebaut ist, ermöglicht die Herstellung einer Vorrichtung von extrem verringerten Raumbedarf, in einfacher Ausführung und mit niedrigen Perstellungskosten. Plan kann auf diese V/eise ein Steuerventil, das die Rolle eines Pro^ra^m.^liedes bildet, einem anderen, gleichartig aufgebauten Ventil zuordnen, das jedoch eine wesentlich größere Ausgangsleistung besitzt. Au^ diese Weise können die beiden Ventile auf einer gemeinsamen Basis aufgebaut werden und eine Gesamtanordnun^ bilden, deren Abmessungen wesentlich kleiner als die von bekannten Ventilanordnungen ist.
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'Jenn~leich die bei der erfindun<-sgemäßen Steuervorrichtung verwendeten Entspannun-sventile wesentlich flacher als bekannte Ventile sind, so sind doch ihre Reaktionsflüchen ^enü^end rro.% um eine Aus^-an^s charakteristik zu liefern, deren Genauigkeit wenigstens gleich, wenn nicht ■-rüßer wie die bekannter Ausführungen ist. Bei der erfindun-^sreinäßen Steuervorrichtung wird die ProTa^meinrichtunr; durch Schienen gebildet, die so ausgeschnitten sjnd, daß sie ein vorgegebenes Profil besitzen: sie wirken .auf ein Steuerventil, das danit den Erfordernissen einer Steuervorrichtung insbesondere einer Bremsvorrichtung, entspricht. Die mittels profilierter Schienen Gebildete Programmein- "
richtung kann Glieder zur Korrektur der Charakteristik je nach der Belastung des ^ahrseures enthalten, ferner Einrichtungen zur Verringerung der Bremswirkung im Falle eines nl'.'tslichen Stillstandes.
Diese und zahlreiche weitere Einzelheiten der Erfindung lehen aus der folgenden Beschreibung einiger in der Zeichnunveranr-chaulichter Ausffihrunr:sbeisniele hervor. Es zeiren
"i-.l eine °chemadarstellunf; einor erfindun^snremüßen, pneunaticchen Steuervorrichtung:
Pin;. 2 einen Schnitt durch ein Steuerventil:
?ir.j5 eine Aufsicht des Steuerventiles riemäß Fig.2;
VirJl einen Schnitt durch ein von einem pneumatischen
verteuerter, Ventil·.
eine nneumatische r-teuervorrichtun"· in ihrer Anv/endun"· auf ein Br ens sy.τ tem für r.wei Achsen eines "ahrzeuges:
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-H-
ein Diagramm, das die Abhfln^i^keit des Eremsmomentes bei einer bekannten Belastung für die beiden Achsen desselben Fahrzeuges veranschaulicht"
ein Ausführun^sbeisniel einer Steuervorrichtung mit Brems korrektur in Abhängigkeit von der Belastung des
.".q ein Diagramm des Brernsmonentes der Yorcler-
achse in Abhängigkeit von der Abbrerisun.^ des bei unterschiedlichen Belastungen
Pir.9 ein Diagramm ähnlich 771Ir^.B für die Hinterachse:
Fig.10 ein Ausführun^sbeisniel einer Brenskorrektur für eine pneumatische Aufhänr;un^:
vi<?,. 11 einen Schnitt (in vergrößertem TTa°>stab) durch ein Sperrventil der Korrektureinrichtung "-emäß Fig.10:
Pig. 12a bis 12c Diafrranme zur Veranschaulichun'-·: der
Verhältnisse bei den einzelnen Punktionsdrücken:
Fi3.13 eine Schemadarsteilung einer Bremsvorrichtung mit einer zusätzlichen SicherheitssteuerunfV
Fig.I^ eine Schemadarstellun^ einer Brenssteuerung
mit einer Schutzvorrichtung r-e^en plötzlichen Stillstand.
Die in Fic.l dargestellte erfindun^sgemäße Steuervorrichtung enthält ein Steuer-CEntspannun^s-) Ventil 1, das über eine Leitung 2 mit einer Druckmittelquelle 3 verbunden ist, über eine Reaktionsrückleitung H und eine
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BAD ORIGINAL
tun-; 5 rait einem (Entspannung-) Ventil 6 großer Durchsatzleistung, das seinerseits über eine Leitung 7 mit der Druckmittelquelle 3 in Verbindung steht, über eine Reaktionsrückleitung 5 sowie über eine Aus^angsleitung 9 mit einem nicht veranschaulichten pneumatischen Steuerorgan, insbesondere mit einem pneumatischen Zylinder zur Steuerung des Bremsorganes eines Fahrzeuges.
Das Steuerventil 1 enthält ein Steuerorgan 10, das mit einer Programmiereinrichtung verbunden ist, die es ermöglicht, die Druckmittelströmung von der Druckmittelquelle 3 zum Ven- d til 6 großer Leistung zu steuern; letzteres Ventil speist das Organ der pneumatischen Steuerung und betätigt es gemäß einem vorgegebenen Programm.
In den Fig.2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel des Steuerventiles 1 dargestellt. Es enthält eine starre, geformte Platte 11 und eine starre Platte 12, zwischen denen zwei flache Elemente bzw. elastische Schichten 13,1^ angeordnet sind, über der starren Platte 12 sind zwei Membrane 15,16 angeordnet j die durch einen Zwischenteil 17 und einen Endteil 18 auf die Platte gedrückt werden.
Die steifer ausgebildeten zentralen Teile 19,20 der I
Membrane 15,16 sind durch Ansätze 21,22. verlängert, die dazu' dienen, die auf die einzelnen Organe des Ventiles ausgeübten Kräfte zu übertragen.
Die starre Platte 11 besitzt eine bei der Verformung der Platte gebildete Ausnehmung 23, die durch die elastische Schicht lh abgeschlossen wird. Diese Schicht besitzt eine zentrale öffnung ?J\> die normalerweise durch den Ansatz 22 der Membran 16 abgeschlossen wird, der die starre Platte 12' und die elastische Schicht 13 durchsetzt. Diese Schicht 13 wei3t ferner einen Kanal 25 auf, der mit Atmosphäre in Verbindung steht.
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In den Teilen 17,1^5 den Membranen 15,1^, der starren Platte 12 und der elastischen Schicht 13 ist ein Kanal 26 vorgesehen, der auf einer Seite unter der Membran l£ mündet und in Verbindung mit der Ausnehmung 23 gebracht werden kann.
Unter derm steifer ausgebildeten zentralen Teil 1? der Membran 15 ist das eine Ende von zwei Blattfedern 27,27a angeordnet. Das andere linde dieser Blattfedern ist zwischen dem Teil 16 und einem Anschlag 2°< mittels einer Achse 2° befestigt. Die ^edern 27, 27a können mittels eines beweglichen Stützorganes 30 bewegt werden, das ir. Raun 31 gleitet und sich auf dem Teil 17 abstützt. Das bewegliche Or^an 30 ist mit einer Kulisse 32 einstückig ausgebildet, die einen Schlitz 33 aufweist, in den das profilierte Fnde V\ einer Blattfeder 35 eingreift, die f-egen die Wirkung einer Feder 36 auf die Kulisse 32 wirkt. Andererseits unterlie-t die Membran 15 in ihrem oberen, zentralen Teil der '/irkun · einer Schraubenfeder 37.
Die Wirkungsweise des Steuerventils ist folr-endema/^n:
Das von der Druckmittelquelle 3 kommende Druckmittel gelangt über die Leitung 2 (^ig.l) durch eine in der Zeichnung nicht veranschaulichte öffnung in die Ausnehmung 23. Anfänglich befinden sich die federn 27,27a und das bewegliche Stützorgan 30 in der in Fig.2 und 3 veranschaulichten Lage, in der keine Wirkung auf die genannten Federn ausgeübt wird. In diesem Falle wirkt das Druckmittel auf den Ansatz 22 der Membran l6 und drückt ihn in Richtung des Ansatzes 21 der Membran 15 zurück; der vom Druckmittel auf die Membran 15 ausgeübte Druck ist jedoch kleiner als der Druck der Schraubenfeder 37. Infolgedessen bleibt die elastische Schicht 1*1 in dichtem Kontakt mit dem Ansatz 22; sie spielt die Rolle einer Ventilklappe und verhindert den Durchtritt des Druckmittels durch die öffnung 2h.
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Wenn sich die Blattfeder 35 in Richtung des Pfeiles A * bewegt, so bewirkt sein Eingriff in den Schlitz 33 eine Vernchiebun" des beweglichen Stützor^anes 30 in Raum 31; das Stützorgan 30 wird für die Federn 27,27a eingestellt. Wenn sich das Organ 30 der zentralen Achse der Membran 15 nithert, vergrößert sich die Steifigkeit der Federn 27,27a, infolgedessen auch die von den ^edern auf die Membran 15 ausreübte Kraft, die im Sinne eines Anhebens der Membran wirkt. Wird die Bewegung des Stützorgan-es 30 ungekehrt, so ergibt sich der entgegengesetzte Effekt auf die Membran 15.
Da der Ansatz 21 seinerseits angehoben ist, wirkt das d Druckmittel der Ausnehmung 23 auf den Ansatz 22 der Membran 16, so daß diese angehoben wird. Die elastische Schicht lh wird gleichfalls angehoben, bis sie die elastische Schicht 13 erreicht, gegen die sie zur Anlage kommt. Auf diese Weise erhält man ein Spiel zwischen der starren Platte 12 und dem Ansatz 22, so daß das Druckmittel zwischen der starren Platte 12 und unter der Membran If) hindurchströmen kann; der Hohlraum 3^, der im Teil 17 vorgesehen ist, ermöglicht es, daß sich die Membran 16 der Form dieses Hohlraumes anpaßt. Auf diese Weise kann man eine Verbindung zwischen der Ausnehmung 23 und dem ,Kanal 26 herstellen über die öffnung 21I, den Raum zwischen der Platte 12 und dem Ansatz 22 und den i'-'inal unter der Membran 16. f
Gleichzeitig hält die Druckdifferenz zwischen dem Druckmittel und Atmosphäre die elastische Schicht l'l in Anlage an der Schicht 13; hierdurch wird das Entweichen des Druckmittels zur öffnung 25 und zur Atmosphäre verhindert; die elastischen Schichten 13,l'l spielen die Rolle einer Rückschlagklappe.
Das Strömungsmittel, das sich in der Ausgangsleitung befindet, steht über den kalibrierten Kanal ^O mit der Reaktionskammer 39 über der Membran 15 in Verbindung. Der
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sich vergrößernde Druck des Strömun^snittels in der Kammer betätigt die Membran 15 in Richtung auf die Membran 16, bis das Gleichgewicht zwischen der Tiirkung des Strönungsnitteldruckes und den Druck der Federn 27,27a hergestellt ist. An der Ausgan-smündung des Kanales 26 erhält man einen konstanten Strömungsmitteldruck.
Wenn der Strömungsmitteldruck in Ausgangskanal 26 aufrechterhalten wird und/oder der Druck der Federn 27,27a auf den zentralen Teil 19 der Membran 15 abnimmt, so wird die Reaktionswirkung durch den Strömungsmitteldruck am Ausgan" auf die Membran 15 dominierend: der bewegliche Teil der Ilerrbran verlagert sich in Richtung au? die Membran 16, deren Ansatz 22 sich auf der elastischen Schicht l'l absfitzt und damit die dichte Verbindung zwischen den Schichten 13 und Ik unterbricht: auf diese V/eise wird eine Verbindung zwischen den Ausgangskanal 26 und Atmosphäre über den Kanal 25 hergestellt.
Das Entweichen des im Ausgangskanal 26 befindlichen Strömungsmittel zur Atmosphäre geschieht bis zu dem Aurenblick, in dem von neuem das Gleichgewicht zv/i-chen aen VJirkungen auf die ITembran 15 und den Uirkun'-en der """edern 27, 27a hergestellt ist.
Dieses Steuerventil 1 mit variabler Eigenschaften hu°. verringerte Strönun^sn.ittelkanäle aufvreisen und !rann nicht allein zur Bet'lti^un^ von Zylindern einer Brc^seinric^tnn"· verwendet werden, die eine beträchtliche 5tr"riuncs-"itteinenge benötigen. Zu diesen Zweck enthält die erfindun~srerr:ri;C Steiiervorrichtung in Kombination mit dem Steuerventil 1 ein Ventil 6 großer Leistung (Fi^.i und 'I)3 das weitgehend identisch mit der: Ventil 1 ausgebildet ist. Der n-terschied zwischen diesen Ventilen besteht darin, daß bei den Ventil G großer Leistung ("ig.'l) die Kammer '11 zwischen den Membranen
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ΙΓι,Ιυ dicht ausgebildet ist und über einen .Kanal ]\2 mit der Leitung 5 verbunden ist, über die die Steuerimpulse vom Steuerventil 1 kommen. Auf diese T\reise kommen die Steuer-Organe der Pror-raTnmeinrichtun^ 30,35,32 und die Platt federn 27,27a, die -bei der Ausführung des Ventiles 1 vorhanden sind, in Fortfall.
Die T>Jirkun~swe±se des Ventiles β großer Leistung ist etwa die gleiche wie die des Steuerventiles 1.
Die '.Jirkun^ der Blattfedern 27,27a auf die Membran 15
wird bei dem Ventil 6 durch die Wirkung des Druckmittels i
ersetzt, das ein Steuersignal darstellt und auf die Membran 15 wirkt. Die Oberflächen der zentralen Teile 10,20 der Membrane sind stark unterschiedlich, so daß die erforderliche Verstärkung der Reaktion von Kanal 'IO erzielt und eine f^ute Genauigkeit des Ventiles erreicht wird.
Die oben beschriebene Steuervorrichtung kann insbesondere bei einer Wahrzeu«;-Brenseinrichtunp; benutzt werden, wie in Fi~.5 dargestellt ist. Diese Bremseinrichtung ermöp-licht die Erzeu^unr: unterschiedlicher Bremsdrücke auf beiden Achsen, wobei diese Drücke nach zwei verschiedenen besetzen sich lindern, so daß man den Idealbedin<run^en möglichst nahekommt.
Die Bremseinrichtung enthält zwei Steueranordnungen, die mit den Bezußszeichen a und b bezeichnet sind und den Aufbau r^emäß ?Lr.l aufweisen. Die Prorranmfedern 35a, 35b sind mittels einer Achse ^ICj in einem Steuerorgan l\5 "lelap-ert, das mit einem (in der Zeichnung nicht veranschaulichten) Bremspedal verbunden ist, dan vom Pahrseu-führer betMtir-t v.'erden kann. Die Ventile ^a5Gb großer Leistung versorren die Bremszylinder der Vorderachse und der T!intorachse des "
In Diagramm der FIr1.β int als Abszisse ox die Haftung ■nn Boden (Verlanr'samun,":) und In der Ordinate oy der Brems-
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druck (Bremsmoment) aufgetragen· die Kurven !\J>,!\H entsprechen den Idealkurven des Bremsmomentes für die Vorderachse und die Hinterachse (diese Kurven werden von den Fahrzeu.rkonstrukteuren demgemäß häufig benutzt).
Mittels verhältnismäßig einfacher mathematischer bzw. graphischer "Tethoden kann man die Profilform 3^a,3]lb der Blattfedern 35a, 35b so bestimmen, daß man **ür eine r-e~ebene Stellung des fest mit dem Steuerorgan 4 5 verbundenen Prerr.spedales eine entsprechende Stellung der Blattfedern 35a,3!3b erhält, die Strönunssmitteldrücke am Aus~an~ der Ventile ra, ob bestimmen, welche den in den Kurven 1IJt^hH der ^i"-.\ veranschaulichten Drücken entsprechen. Auf diese '.'eise kann man die Bremssteuervorrichtung jedes Fahrzeu'-tyns den ,jeweiligen Anforderungen anpassen und eine rute Verteilun- des Prensmomentes durch einfaches Auswechseln der Pro^ranmorrane, insbesondere der Federn 35a, 35b erzielen.
Ls kann übrigens erforderlich sein, die "Bremskraft .je nach der Belastung des fahrzeuges zu ändern: in den "1™.° und 9 sind Diagramme veranschaulicht, in denen in der At3u;i 3εe ox die Abbremsunr; (Verlan~sanunfr) und in der Ordinate o.y der Bremsdruck aufgetragen ist. Die Kurven !\7 und !'-r r'er "i-.' veranschaulichen das ~"re:-.3.:or.ent bei Pelastunr und ir. Leerzustand für die Vorderachse, während c^e "urven hl und 5n der Fi~." das Ererasmoment in Belastung und im Leerzustand für die Hinterachse darstellen.
Diese Beeinflussung der Bremskraft erh"lt nan mittels
nrenskorrekt'.ir^liocler. Die Vorrichfurr: ^,en"1. ~\'.-.7 ontV:'!4; Korrel:tur""lieder. mit denen ;uir .Ίπ'ίοΐιιη" oinor r;rr: TrJcvrro':! '\ι~· Mo. Chara'cterlstil: den steuerventile-, beeinflußt, wer -en ::-:i::.
Bei ο in en Fahrzeug-, das eine r.orihinir.cho ''cdoi1-''!'^-" ■ ·ϋ:ι-Lesitzt (pir.7) kann der Abstand nv/iac'ion ^r !'iro-zicrie Uni! den Ac?isen, der sich i.-'lt dei' BolirsturiT .'!n>lcrt, 'urnh ;.'!;i-
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richtungen gesteuert bzw. überwacht werden, zu denen eine perforierte Karte 51 ~it drei Spalten 53a·, 53-^3 53c ~ehört, lie an der Karosserie 52 befestigt int. Ferner gehört hierzu ο?.η pneumatischer Aufnehmer 5'ί, ent^iOchend ,jeder Snalte v:Ta, 53b, 53c, der an der betreffenden Achse 5^ befestigt int und durch eine Drucknittelnuelle 55 gespeist vird.
TTan l:ann auf diese 1iJeise eine bestimmte Kombination von Signalen erhalten, die den verschiedenen Höhenlagen der ^ahrseugkarosserie entsnrechen. Die Höhenlage V entspricht den leeren Fahrzeug: bei dieser Lage weist die Karte 51 l:eine Perforation auf. Die Linie C entspricht dagegen λ
der. voll belasteten Fahrzeug; bei diesen TIiveau besitzt die Karte 51 drei Perforationen 53a, 53h und 53c.
Diese Signale steuern drei Zellen 57a, 57b, 57c, die die logische HEIU-17Un1Ction besitzen- sie sind an ihren Ausgang mit den Zylindern 5qa3 b, c verbunden. Diese Hubeinrichtungen können in Reihe geschaltet sein, so daß man dann, vjenn die drei Hubeinrichtungen am Ausgang unter Druck stehen, einen Hub entsprechend der Summe der Hübe der Kolben 5?a,b3c erhält. Der letzte Kolben 59c steuert die Lage eines Anschlagorganes 60 gegen die Wirkung einer Feder 6l, das sich an einem festen Anschlag 62 abstützt. Das Anschlagorgan 60 kann sich an der Fläche 63 der Blattfeder 35 abstützen, die | der profilierten Seite 3^ abgewandt ist. Die Steuervorrichtung enthält wie bei den zuvor erläuterten Ausführun^sbeispielen eine Programmierfeder 35 für die Steuerung eines Steuerventiles I3 das dem Ventil f. großer Leistung zugeordnet ist.
Ist das Fahrzeug belastet, so befindet sich die perforierte Karte 51 in einer tiefen Lage entsprechend dem Niveau C; in diesem Falle weisen die drei Spalten 53a, b,c Perforationen auf dieser Linie auf; die Aufnehmer 5*1 erhalten daher ein Signal entsprechend einem tiefen Niveau; am
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Auskam; der ΠΕΙΝ-Zellen 57a, b,c ergibt sich ein Signal entsprechend einem hohen Niveau.
Die Zylinder 5^a.b,c werden mit Druckmittel rrespeist; das Anschla^or^an fO befindet sich in der La~e p-emäß 17Ir.7. Wird das Bremspedal betätigt, so v/erden die "edern 35 in Richtung des Pfeiles Λ mitgenommen: durch die einander ent-'Tegen^ewandten, profilierten Seiten 3;),^3 ergibt sich eine Änderung der Elasizitilt der Blattfedern 27,27a entsprechend der Summe der Bewe^un^en, die durch die Profile der beiden genannten Flächen bestimmt sind; diese Summe ändert sich je nach der Lapre der betrachteten Feder.
Insbesondere ist für die in 17I^.7 dargestellte Lare des Anschla^or^anes 60 die Auslenkung maximal·; die ntroViun-rsmitteldrücke am Ausgang der beiden Ventile 1,6 entsnrechen den Kurven 47,49 für volle Belastung (FIr-. 8,9). Ist das Fahrzeug leer, so befinden sich die Aufnehmer 54 gegenüber der Linie V; die Zylinder 5Ba,b,c sind mit Strönunf-srrittel nicht gespeist; das Anschlarror^an 6o befindet sich in einer linken (Trenzla^e und ist nicht nehr in Berührung rait der profilierten Feder 35, die vielmehr durch das Stützor^an Zh rreführt wird.
Man kann auf diese Weise mittels dreier Zylinder, die denselben Hub aufweisen, unterschiedliche Bremsei^enschaften je nach der Belastung des Fahrzeuges erzielen. Werden Zylinder benutzt, die unterschiedliche "ubvre^e aufweisen, so kann man durch ihre Kombination sehn unterschiedliche Brems Charakteristiken erzeugen.
Die Funktionssicherheit der Vorrlchtun- wird durch die •Benutzung von NEIN-Zellen erreicht; wenn aus irrrend einem Grunde einer der Aufnehmer 52I, der die Belastung feststellt, nicht richtig funktioniert, so hat sein Versagen den Ausfall des Steuersi^nales für die betreffende HEIN-Zelle zur
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.die infolgedessen an ihrem Ausgang ein Signal abgibt. Wenn alle Aufnehmer gleichzeitig nicht richtig funktionieren, ergeben sich Dremsverhältnisse wie bei maximaler Belastung des "ahrseuges. In der perforierten Karte sind im übrigen Schlitze und nicht kreisförmige öffnungen vorgesehen, um auch bei allen &.Tischenbelastungen eine richtige Funktion der Vorrichtung zu gewährleisten.
Erfindun^sgemäß kann die perforierte Karte durch eine Platte ersetzt werden, die eine variabel profilierte Oberfläche aufweist, die rneumatische Relais mit Stößeln betätigt, die direkt die Zylinder 5^a, b,c speisen. Die Zylin- f der ^BajbjC, die unterschiedliche Hubwerte besitzen, können parallel (statt in Reihe) angeordnet werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann man zwei perforierte Karten vorsehen, von denen eine für die Vorderachse und die andere für die Hinterachse vorgesehen ist; diese Karten ermöglichen eine Korrektur der Bremsdrücke in Abhängigkeit von der dynamischen Lastverteilung entsprechend den unterschiedlichen Abbremsvorrän^en.
Bei einer weiteren Ausführung kann man das Anschlagorgan 60 über eine mechanische Einrichtung direkt wirken lassen, -
indem man die Auslenkung des Chassis unmittelbar in eine Be- ™ wegung des Anschlagorganes umsetzt.
Bei einer Vorrichtung mit pneumatischer Aufhängung (Fig.10,11), die pneumatische Kissen 65 enthält, kann man die elastische Schicht 66 des Kissens zur Bildung von Sperrventilen 67 benutzen, die einerseits mit einer Druckmittelquelle 6^ und andererseits mit einer kalibrierten Entleerungsöffnung 69 in Verbindung stehen, sowie mit einer logischen Zelle 57a, die zu einem Steuerzylinder 5^a führt, wie bei der Vorrichtung gemäß Fig.7.
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In Fir;. 11 ist im Schnitt ein Sperrventil 67 veranschaulicht, das auf einem pneumatischen Kissen 65 ausgebildet ist, das mit einem Innendruck Pc aufgebläht ist, der sich je nach der Belastung des Fahrzeuges ändert. Ur. das Kissen C5 herum ist eine metallische Umhüllung 70 angeordnet, in der eine Ausnehmung 71 eingeprägt ist, die eine Tiefe d ausreist. Auf d ie Umhüllung 70 sind zwei Ansätze 72,73 aufgeschweißt, die einen Kanal 7'f für den Zulauf (Pa) und einen Kanal ^fir den Ablauf (Ps) des Strömungsmittel enthalten; der über^anrvon diesen Kanälen fk zur Ausnehmung 71 erfol-t über öffnungen 75 in der T.7and der Umhüllung 70.
Pur einen bestimmten 'Jert ""er Tiefe d der Ausne'inun- und des Innendruckes Pc des pneumatischen .Kissens erhält r.in einen bestimmten öffnungsdruck. Die Beziehung zv/isc'ien den öffnungsdruck und dem Versor^un^sdrucl: für drei unterschiedliche Ventile mit verschiedenen Werten d wird durch das Diagramm der ?ip%12a veranschaulicht, wobei und Pc = konstant = Pc3.
Der Pfeil F. f^ibt den Richtun^ssinn der
von Pa und der Pfeil F„ den Richtun~ssinn der Ver!:leinerun· von Pa wieder. Dem kleinsten Viert d3 entspricht der1 ~r"'°>to ö ffnungs druck.
Das Diacramni der 17I^. 12b zei^t ten Einfluß den Drucklos Pc des Kissens 65 auf den öffnungsdruck Ps für ein Ventil, das eine Ausnehmung 71 einer bestimmten "iefe d enthält. In dio-sen Fall rsilt:
PcI^ Pc2«<Pc3, Abstand d - d3.
Das Diacramir der Pig. 12c veranschaulicht die Funktion von drei Sperrventilen 67, die an einem Stützpolster vorhergehen sind, das eine variable Last trän;t. Rei dem kleinsten Druck Pc im Polster 65 (leeres Fahr^ou,^) sind die drei Von-
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tile 67 offen: die drei HEIN-Zellen 57a, b,c sind geschlossen; die Halben ^a,b,c der Zylinder 5°-a,b,c sind in der zurück- -*e£o~enen Stellung.
3ei einer Vergrößerung des Druckes Pc schließen nacheinander: Das Ventil 67 mit der kleinsten Tiefe d3, danach das Ventil mit der Tiefe d2 und schließlich das Ventil mit der Tiefe dl. Auf diese "ieise sind bei voll belastetem Fahrzeug alle Ventile geschlossen; die drei Ausgan-ssignale Ps entweichen durch die kalibrierten öffnungen 69, so daß sich die Kolben 59a,b,c dem Zylinder 5qa,b,c in der ausgezogenen Läse befinden. i
Fehlt eine Aufhängung, so kann man die Achsbelastung durch ein elektrisches Signal mittels eines piezoelektrischen Aufnehmers transformieren; dieses elektrische Signal wird dann in ein pneumatisches Signal umgewandelt, das die Kolben 59a.b,c der Zylinder 58a,b,c steuert·, statt dessen kann man das elektrische Signal auch direkt durch eine elektromechanisch^ Einrichtung ausnutzen, die unmittelbar die Anschlagorgane ri1 steuert.
In wi~.13 ist eine Bremsvorrichtiin^· dargestellt, die außer der ''renssteuerunr, für die Vorder- und Hinterachse (entsprechend ^i':.5) noch eine Ililfsbremssteuerung enthält. |
VJie bei der bereits erläuterten Bremsvorrichtung ist ein Pedal 7G mit einem Steuerorgan '15 verbunden, an dem mittels einer Achse Ί6 Programmierfedern 35a,b,c gelenkig gelagert sind, die jeweils die Steuerventile la,b,c und die Ventile großer Leistung 6a,b,c steuern. Das Ventil 6a speist die Zylinder 77 der hinteren Bremsen, das Ventil fib die Zylinder 73 der vorderen Bremsen und das Ventil Cc die Zylinder 79 der Hilfsbremse.
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Im Falle einer Panne der Hauptbremsvorrichtung (a,b) kann die Hilfsvorrichtung von Hand durch einen Unischalter 30 in Betrieb genommen werden, der sich am Schaltbrett befindet; statt dessen kann die Umschaltung auch durch einen Umschalter 81 erfolgen, der vom Pedal 76 am Ende des Hubes betätigt wird. Die Umschalter 80,8l können elektrisch oder pneumatisch arbeiten. Sie wirken als Relais mit einer Speicherfunktion und ändern ihren Schaltzustand nach jeder Umsteuerung. Auf diese Weise kann die Punktion der Hilfsvorrichtung (Sicherheitseinrichtung) bis zu einem Aufhebungssignal aufrechterhalten werden, wobei dieses Signal nach einer erneuten Betätigung eines der Umschalter folgt.
Die Umschalter 80,81 sind mit einem pneumatischen oder elektromechanischen Steuerorgan 82 verbunden, das gegen die Wirkung einer Feder 83 auf ein Anschlagorgan ^^ wirkt, das sich an der Feder 35c abstützen kann, so daß diese mit dem Steuerventil Ic und dem Ventil 6c zusammenwirkt, das den Zylinder 79 der Sicherheitsbremse versorgt. Auf diese V/eise hat man eine Sicherneitssteuerung mit programmierter Bremscharakteristik, die nur außerhalb der normalen Benutzung der Hauptbremsvorrichtung verwendet wird; auf diese Weise vrerden die Gefahren eines gleichzeitigen Ausfalles bzw. Verschleißes'beider Kreise wesentlich verringert.
Bei dem in Fig.l'l dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel ist die Steuervorrichtung mit einem Detektor 95 zur Feststellung eines plötzlichen Stillstandes versehen. Dieser Detektor ist mit einem Steuerorgan 86 verbunden, das gegen eine Feder 87 wirkt, die das Anschlagor^an 88 in Berührung mit der Seite einer Programmfeder 35 hält, die der profilierten Seite 3'J abgewandt ist. Wirkt das Signal des Detektors ^5 auf das Anschlagorgan 88, so geht die Feder 35 zurück und verringert den·Strömungsmitteldruck am Ausgang des Steuerventiles; über das Ventil 6 großer Leistung wird dadurch zugleich der Druck in den Bremszylindern verringert.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    11.) !Pneumatische Steuervorrichtung mit programmierter Charakteristik, insbesondere für eine "ahrseug-Brer.3einrichtung, d a c1 u r c h ~ e k e η η zeichnet . daß ein Steuerventil mit einer Druekmittelquelle, mit Atmosphäre sowie mit einer zu einem pneumatischen Steuerorgan führenden Ausganpsleitung verbunden ist und daß dieses Steuerventil Organe zun Steuern des Strönungsmitteldurehtrittes ^
    enthalt, deren funktion nit Programeinrichtungen ™
    verknüpft ist, deren Eigenschaften durch Einrichtungen zur Berücksichtigung verschiedener Parameter korrigiert werden können.
    ?..) Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch rekennseichnet, daß das Steuerventil einem Ventil großer Leistung su^eorclnet ist, das zwischen dem Steuerventil und dem pneumatischen Steuerorgan angeordnet ist.
    j.) Steuervorrichtung- nach Anspruch I3 dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil durch einen Stanel starrer Platten und Schichten aus elastischem Material p;ebil- | det v;.ird, daß eine der starren Plätten eine Ausnehmung enthält, die mit der Druckmittelquelle verbunden ist und durch eine erste elastische Schicht begrenzt wird, die in berührung nit einer zweiten elastischen Schicht steht, die ihrerseits eine öffnung in Verbindung mit Atmosphäre aufweist und zur Anlage an einer 3tarren Platte kommt, daß weiterhin diese erste elastische Schicht eine zentrale öffnung besitzt, die normalerweise durch einen Ansatz einer ersten Membran verschlossen wird und mit einem Strömungsmittelausgangskanal über einen Raum zwischen der starren Platte und
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    der ersten Membran in Verbindung kommen kann, vrenn sich die'erste Membran unter Uirkun^ des Ansatzes einer zitfeiten Membran anhebt, die normalerweise in Berührung mit der ersten Membran unter der Wirkung einer Schraubenfeder steht, die in einer Kammer angeordnet ist, die sich über der zweiten Membran befindet und mit den Strömun^smittelaus^angskanal in Verbindung steht, und daß diese zweite Membran sich an den freien Enden von zwei Blattfedern abstützt, deren andere Enden an den lehüuse des Ventiles befestigt sind, wobei sich diese Blattfedern unter der Ulrkun^ eines beweglichen Or.^anes bewegen, das der rfirkun~ einer Feder ausgesetzt i^t und durch die Pro.^rammiereinrichtun^en gesteuert wird.
    H.) Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil nrrcßer Leistung ebenso ViIe das Steuerventil zwei Membrane mit unterschiedlichen Oberflächen aufweist, die für die Steuerung von zwei elastischen Schichten übereinander angeordnet sind, die oberhalb einer mit einer Druckmittelquelle in Verbindung stehenden Kammer angeordnet sind, daß eine der elastischen Schichten eine öffnung aufweist, die in Verbindung mit Atmosphäre steht und die andere elastische Schicht eine öffnung, die normalerweise von einem Ansatz einer ersten Membran verschlossen ist und in Verbindung mit einem Strömunn-smittelausKan^skanal über einen Raum zwischen, der starren Platte und der ersten Membran kommen kann, wenn sich die erste Membran unter der !-/irkunrr des Ansatzes einer zweiten Membran steht, die normalerweise in Berührung mit der ersten Membran durch die Wirkung einer Schraubenfeder steht, die sich in einer Kammer befindet, die mit dem Str'5mun^smlttelausp;anr;skanal in Verbindung steht, wobei eine Kammer zwischen beiden Membranen vorgesehen und über einen Kanal mit der Ausranr^söffnun^ des Steuerventils verbunden ist.
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    5.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmeinrichtungen eine profilierte, blattfederiihnliche Schiene enthalten, die an einem ihrer Enden schwenkbeweglich auf einem Steuerorgan belagert ist und deren anderes Ende ein Profil besitzt, dessen Porn einem Punktionsprogramm des Steuerventiles angebracht ist, wobei dieses Ende in eine Kulisse des rleitbewe^lichen Steuerorfanes der Blattfedern eingreift, die unter 3iegebeanspruchung au'f den Ansatz der zweiten Membran des Steuerventiles wirken. jj
    5.) Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch r.ekennzeic'inot, daß in einem Pahrzeur. die pneumatischen Steuerbremsorgane jeder Achse mit einem Ventil großer Leistung verbunden sind, das von einem Steuerventil gesteuert wird, dessen Punktion mit den Programmeinrichtungen verknüpft ists deren auswechselbare Schienen in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Bremskurve profiliert 3 incl.
    Y.) Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, da."- zwischen der Karosserie und der Achse ein Detektor zur feststellung von Belastungs Linderungen des Fahr- | zouges angebracht ist, der einen Anschlar in Anlage an eine Flitchc der Schiene steuert, die der profilierten Seite abgewandt ist.
    r.) Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor zur Ermittlung von Belastungsänderungen eine fest mit dem Chassis verbundene perforierte Karte enthält, die mehrere Spalten mit Perforationen unterschiedlicher Länge aufweist, die gegenüber fest mit der Achse verbundenen pneumatischen Auf- ; nehmern angeordnet sind, wobei die Perforationen auf diese Weise mit logischen NEIN-Zellen verbunden sind, " . t (^
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    die jeweils Funanordnunren steuern, deren in Reihe geschaltete Zylinder gegen die Wirkung einer Feder auf den Anschlag wirken, aer an der Programmierechiene zur Anlage kommt.
    9.) Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die perforierte Karte durch eine Platte nit unterschiedlich perforierter Oberfläche ersetzt ist, die pneumatische Relais steuert, deren Stößel die Steuereinrichtungen der Schiene betätigt, deren Zylinder in Reihe geschaltet sind.
    10.) Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer pneumatischen Aufhängung die pneumatischen Kissen mit Sperrventilen versehen sind, die durch die starre Umhüllung des pneumatischen Kissens und die elastische Wand dieses Kissens gebildet werden, wobei diese Ventile durch eine Druckmittelquelle gespeist werden und ihr Ausgang gleichzeitig; mit Ionischen NEIH-Zellen, welche die Stcuerzylinder der Programm!erschiene versorgen, und mit kalibrierten Entleerun'-s-"iffnungen verbunden ist.
    11.) Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung für die beiden Achsen zwei Ventilanordnungen mit zwei Programmschienen enthält, ferner zur Steuerunr der Hilfsbremsorgane (Sicherheitsbremseinrichtung) eine zusätzliche Anordnung von Ventilen, die durch eine Programmschiene gesteuert wird, die auf einem fest mit dem Steuerpedal verbundenen Organ gelenkig gelagert ist, daß weiterhin diese Schiene durch einen Anschlag in Tätigkeit gebracht wird, der in Berührunr mit dem profilierten Ende der Schiene kommt und durch
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    ein pneumatisches oder elektromechanisches Organ betätigt wird, das in bekannter Weise durch einen am Armaturenbrett angebrachten manuellen Umschalter oder durch einen vom Fußpedal an Ende des Hubes betätigten Umschalters gesteuert wird.
    12.) Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 1,5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Detektor zur Feststellung eines plötzlichen Stillstandes mit einem Zylinder einer Betätigungseinrichtung verbunden ist, die eine Rückführfeder enthält, wobei dieser Zylinder einen Anschlag | steuert, der mit der Seite der Programmschiene in Berührung kommt, die der profilierten Seite abpjevxandt ist.
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