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Anlage zur Patent- und Geb rauchsmus t erhi lfs anmeldung Bremsdruckregler
für Druckluftbremsanlagen von Kraftfahrzeugen O Die Erfindung bezieht sich auf einen
Bremsdruckregler für Druckluftbremsanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einer Beladungs-eßeinheit,
die zwischen einem Bremsventil und einem Teil der Bremszylinder liegt und die mittels
eines Meßkolbens vom Bremsdruck der einen Achse betätigt wird und dem Bremsdruck
für die andere Achse regelt5 wobei der Meßkolben als Stufenkolben ausgebildet ist.
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Ein derartiger Bremsdruckregler ist bekannt (OE 233 994).
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Bei diesem bekannten Bremsdruckregler wird die Lastabhängigkeit durch
einen mechanischen Abgriff der Fahrzeugfeder-Durchbiegung erreicht, wobei dieser
Abgriff ein Ventil
verstellt, das den Bremsleitungs-Durchgang zu
einer Achsgruppe von Bremszylindern überwacht. über eine Stichleitung wird dieser
Bremsdruck auch auf eine Wirkfläche eines Meßkolbens gegeben, der mit einem Ventilglied
versehen ist, das einen Bremsleitungs-Durchgang zu einer anderen Achsgruppe von
Bremszylindern'steuert. Ein solch mechanischer Abgriff der Beladungsänderung ist
umständlich und in manchen Fällen, besonders, wenn der Platz beengt ist, nicht anwendbar.
Außerdem kann das Betätigungsgestänge durch Gestrüpp abgerissen oder durch Verschmutzung
an seiner Bewegung gehindert werden. Auch ist eine volle --Ausnutzung der Bremsmöglichkeit
nicht gegeben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden
und einen Bremsdruckregler der eingangs genannten Art zu schaffen, der lediglich
durch Vergleich zweier Drücke die Beladung des Fahrzeugs mißt und danach den Bremsdruck
regelt. Damit soll eine optimale Haftwertausnutzung erreicht werden.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ringstufe
desStufenkolbens unter Außenluftdruck steht und daß die am Stufenkolben wirksame
Druckdifferenz aus ungeregeltem Bremsdruck (Druck in der Steuerleitung) -einerseits
und geregeltem'Bremsdruck (Druck in der 'Bremsleitung) andererseits maßgebend ist
für einen Kolbenweg des Stufenkolbens, mit dem ein Flächenregler steuerbar ist,
dessen jeweils erreichte Stellung mit Hilfe eines Doppelsitzventils die Druckhöhe
des geregelten Bremsdrucks der anderen Fahrzeugachse bestimmt.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und zwar zeigen: Fig. 1 einen Bremsdruckregler mit Druckreduzierung mit einem Stufenkolben
für eine Beladungsmeßeinrichtung,
Fig. 2 eine andere Ausführung
des Bremsdruckreglers nach Fig. 1, Fig. 3 einen Bremsdruckregler mit einem flächenveränderlichen
Stufenkolben als Beladungsmeßeinrichtung und Fig. 4 eine Weiterbildung des Bremsdruckreglers
nach Fig. 3.
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Eine Druckluftbremsanlage hat ein Bremsventil 1, das beim Betätigen
Druckluft aus einem Behälter 2 zu den Bremszylindern 3 und 4 gelangen läßt. Eine
vom Bremsventil 1 ausgehende Steuerleitung 5 führt zu einem Bremsdruckregler 6,
der über eine Bremsleitung 7 mit dem Bremszylinder 3 der Fahrzeug-Vorderachse 3'
und über eine Bremsleitung 8 mit dem Bremszylinder 4 der Hinterachse 4' verbunden
ist.
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Der Bremsdruckregler 6 hat ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse
10, in dem gleichachsig drei Einzelelemente 11,12, und 13 angeordnet sind. Das mittlere
Einzelelement 12 ist eine Beladungs-Meßeinheit. Es besteht im wesentlichen aus einem
Stufenkolben 14, dessen kleine Kolbenfläche 15 dem über die Leitung 5 herangeführten,
vom Bremsventil 1 eingesteuerten Druck unterliegt. Zu diesem Zweck ist ein Raum
16, dessen bewegliche Wand von der Kolbenfläche 15 gebildet wird, über einen engen
Durchgang 17 mit einem Eingangsraum 18 für die Bremsleitung 5 verbunden.
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Eine Ringstufe 19 des Stufenkolbens 14 steht unter Außenluftdruck
durch Anschluß einer Kammer 20 an Außenluft. Die große Kolbenfläche 21 des Stufenkolben
14 begrenzt als bewegliche Wand eine Kammer 22, die über einen Kanal 23 mit der
zur Hinterachse 4' führenden Bremsleitung 8 verbunden ist.
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In den Eingangs raum 18 taucht mit einer End-Kolbenfläche 24 eine
träge Masse 25 ein, deren anderes Ende einen beweglichen Ventilsitz 26 eines Doppelsitzventils
26,27,28
trägt. Ein feststehender Ventilsitz 27 ist im Gehäuse 10
angeordnet und ein Schließkörper 28 steht unter Einwirkung einer Feder 29, die bestrebt
ist, den Schließkörper 28 gegen seine beiden Sitze zu drücken. Schließkörper 28
und Feder 29 liegen in einem Ventilraum 30, der über das Doppelsitzventil 26,27,28
wechselweise über einen durch die Masse 25 verlaufenden Kanal 31 mit Außenluft oder
mit der Bremsleitung 8 und dem Kanal 23 verbindbar ist. In Ruhestellung sorgt eine
auf die Masse 25 einwirkende Feder 25' dafür, daß der Raum 30 mit der Leitung 8
verbunden ist.
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Der Ventilraum 30 ist über einen Kanal 5' ständig mit der Bremsleitung
5 und mit einem Ventilraum 32 des Flächenreglers 13 verbunden. Ein Stellkolben 34
des Flächenreglers 13 dient zum Verändern der wirksamen Fläche einer Membran 35,
indem sich der Stellkolben 34 von innen nach außen an einen weniger oder mehr breiten
Ringbereich der Membran 35 anlegt, und dann jeweils nur die entsprechende Ringfläche
der Membran 35 wirksam ist. Ein Raum 36 auf der nicht abgestützten Membranseite
ist mit der zu der Vorderachse 3' führenden Bremsleitung 7 verbunden, und ein äußerer
Ringraum 37 auf der Abstützseite der Membran 35 ist an Außenluft angeschlossen.
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Eine Ringkolbenfläche 33 des Stellkolbens 34 trägt einen Ventilsitz
38 eines Doppelsitzventils 38,39,40, dessen zweiter Ventilsitz 39 tellerartig ausgebildet
ist und von einer mit dem Stufenkolben 14 verbundenen Stange 41 getragen wird. Die
Stange 41 wird von einer Hülse 42 umgeben, die an ihrem einen Ende den Ventilschließkörper
40 des Doppelsitzventils 38,39,40 trägt und deren anderer Endbereich mittels eines
Dicht rings 43 im Gehäuse 1 abgedichtet gelagert ist. Eine auf die Hülse 42 einwirkende
Feder 44 ist bestrebt, die Hülse 42 mit ihrem Ventilschließkörper 40 gegen die beiden
Sitze 38 und 39 zu drücken. Der Schaltkolben 34 hat einen Axialdurchbruch, der den
gesamten Kolben durchdringt und vom Ventilsitz 38 durch die Membran
35
hindurch zu dem Raum 36 führt.
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Der beschriebene Bremskraftregler arbeitet wie folgt: Bei gelöster
Bremse hat der Ventilsitz 39 etwas Abstand von dem Schließkörper 40 und auf der
anderen Seite des Bremsdruckreglers ist der Schließkörper 28 von dem Ventilsitz
27 abgehoben. Dadurch ist ein freier Durchgang von der Bremsleitung 5 sowohl zu
der Bremsleitung 7 als auch zu der Bremsleitung 8 sichergestellt, und es ist ein
Druckausgleich in den Bremsleitungen möglich.
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Wenn gebremst wird, steigt der Bremsdruck in der Steuerleitung 5 und
zunächst auch in den zu den Radbremsen führenden Bremsleitungen 7 und 8 an. Bei
einer dadurch erreichten gewissen Verzögerung des Fahrzeugs bewegt sich die Masse
in Richtung auf die Vorderachse 3', d.h. in der Zeichnung nach links. Vom Doppelsitzventil
28,29,30 wird der Durchgang zur Bremsleitung 8 unterbrochen.
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Inzwischen hatte sich unter dem ansteigenden Bremsdruck im Ventilraum
32 auch der Stellkolben 34 nach links bewegt und die wirksame Rückwirkfläche der
Membran 35 vergrößert.
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In der Beladungsmeßeinheit 12 sind an dem Stufenkolben 14 in der Kammer
22 auf der großen Kolbenfläche 21 über den Kanal 23 der Hinterachsbremsdruck und
in dem Raum 16 der uber den engen Durchgang 17 etwas gedrosselt eingetretene Druck
vom Bremsventil wirksam. Abhängig von diesem Druck und den wirksamen Flachen am
Stufenkolben 14 wirkt infolgedessen eine Kraft am vom Stufenkolben 14 getragenen
Ventilsitz 39, die diesen Ventilsitz 39 verstellt, beispielsweise bei kleiner Fahrzeugmasse
(Leerlast) verstärkt nach links.
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Dadurch öffnet das Doppelsitzventil 38,39,40 die Außenluftverbindung
und der Vorderachsbremsdruck wird begrenzt.
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Bei großer Fahrzeugmasse (Vollast) ist die Fahrzeugverzögerung klein,
so daß die Masse 25 in der rechten Endlage bleibt und die Verbindung vom Ventilraum
30 zur Leitung 8 offen hält. Die vom Hinterachsbremsdruck nach rechts wirkende Kraft
am Stufenkolben 14 überwiegt. Der Ventilsitz 39 geht nach rechts und nimmt die Hülse
42 mit. Das Doppelsitzventil 38,39,40 öffnet die Verbindung von dem Raum 32 zu dem
Raum 36 und der Vorderachsbremsdruck wird verstärkt.
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Die Fig. 2 zeigt eine andere Ausführung des Bremsdruckreglers nach
Fig. 1, obwohl auf den ersten Blick kaum eine Übereinstimmung vorhanden zu sein
scheint. Die der Bauart nach der Fig. 1 entsprechenden Ventile und Einrichtungen
tragen die gleichen Bezugszahlen. Hier ist ein Masseregler 51 verwendet, der mit
vier elektrischen Kontakten 52,53,54 und 55 versehen ist, von denen die Kontakte
52,53 und 54 mit Kontakten 56,57 und 58 an der Spule 59 eines Ankers 60 eines Mehrstellungs-Elektromagneten
61 verbunden sind.
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Der Kontakt 55 ist an ein nicht dargestelltes Blockierschutz-Steuergerät
angeschlossen.
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Der Elektromagnet 61 betätigt ein Doppelventil 62, das mit dem Doppelsitzventil
26,27 und 28 in der Fig. 1 vergleichbar ist. Außerdem ist ein Stufenkolben 63 mit
einer großen Kolben fläche 64 und einer kleinen Kolbenfläche 65 vorhanden, der eine
Beladungsmeßeinheit 66 darstellt. Der Stufenkolben 63 hat eine Arbeitskurve' 67,
mit der er einen mit dem Flächenregler 13 vergleichbaren Flächenregler 68 verstellt.
Dieser Flächenregler 68 ist mit einem Doppelventil 69 ausgerüstet.
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Die Arbeitsweise dieses Bremsdruckreglers entspricht im wesentlichen
dem nach der Fig. 1, nur daß hier die Bewegung des Massereglers 51 elektrisch auf
das Doppelventil
62 übertragen wird, das den Hinterachsbremsdruck
in der Bremsleitung 8 steuert.
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Die Fi?. 3 stellt einen Bremsdruckregler dar, der dem nach der Fig.
1 sehr ähnlich ist, deshalb tragen auch hier gleiche Teile wieder die gleichen Bezugszahlen.
Im Gegensatz zu dem Bremsdruckregler nach der Fig. 1 ist hier eine Beladungsmeßeinheit
70 mit einem Flächenregler 71 versehen, so daß ein Stufenkolben 72 hier eine veränderliche
Fläche hat. Dadurch kann die Bremskraftverteilung an die statischen Achslasten angepaßt
werden.
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Die Fig. 4 zeigt wie die Fig. 3 einen Bremsdruckregler mit einem Flächenregler
71 in einer Beladungsmeßeinheit 73 mit einem Stufenkolben 72. In diese Beladungsmeßeinheit
73 ist zusätzlich ein dem Steuerdruck in der Steuerleitung 5 unterliegender Kolben
74 eingebaut mit dem bei steigendem Steuerdruck die dynamische Achslastverlagerung
berücksichtigt wird.
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Durch Verwendung entsprechender Übersetzungsgetriebe'kann jede beliebige
Verstellung (degressiv, proportional, progressiv) erreicht werden.
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Bei der Kenntnis tatsächlich auftretender Achslasten als Funktion
der Gesamtbeladung des Fahrzeugs kann mit Hilfe des Massereglers und der korrigierenden
Beladungsmeßeinheit und des Bremsdruckreglers eine sehr gute Angleichung der Radbremskräfte
an die dynamischen Achslasten erfolgen.
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Damit wird eine optimale Haftwertausnutzung erreicht.