DE2502265A1

DE2502265A1 - Bremsanlage

Info

Publication number: DE2502265A1
Application number: DE19752502265
Authority: DE
Inventors: Michael Robert Young
Original assignee: Kelsey Hayes Co
Current assignee: Kelsey Hayes Co
Priority date: 1974-01-21
Filing date: 1975-01-21
Publication date: 1975-07-24
Also published as: FR2325544A1; DE2502265C3; GB1479703A; DE2502265B2; US3954307A; FR2325544B1; JPS50116873A; JPS5914380B2; GB1479704A

Description

Patentanwälte

g . Phys. VV. schmilz ^D'Pf- ing. E. _Gma|f „.ⁿ<pi. Ing. W. Wehnert

IT ^W

München 2 Wo 2 arts tr, 23

Kelsey-Hayes Company

38481 Huron River Drive Anwaltsakte M-336o

Romulus, Michigan 48174,USA 2o. Januar 1975

Bremsanlage

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage für Fahrzeuge mit einer Druckmittelquelle und strömungsmittelbetätigten Bremskreisen für die Vorderradbremsen und die Hinterradbremsen und mit einem Bremskraftverteiler zum Herabsetzen der Bremskraft für die Hinterradbremsen gegenüber der Bremskraft für die Vorderradbremsen zum Ausgleich der beim Bremsen auftretenden Gewichtsverlagerung, welcher ein Regelventil aufweist, durch das ein Strömungsmittelweg zwischen der Druckmittelquelle und dem Bremskreis für die Hinterradbremsen freigegeben oder verschlossen wird.

Bei herkömmlichen Bremskraftreglern für strömungsmittelbetätigte Bremsanlagen von Fahrzeugen wird die Gewichtsverlagerung von den Hinterrädern auf die Vorderräder beim Bremsen derart ausgeglichen, daß bei Erreichen eines vorgegebenen Druckes am Ausgang des Hauptbremszylinders der Bremsanlage eine weitere Erhöhung des Druckes zu einer Erhöhung des den Hinterradbremsen übermittelten Druckes um einen vorgegebenen Bruchteil führt. Damit ist der dem Bremskreis für die Hinterradbremsen zugeführte Bremsdruck

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in vorbestimmter Weise kleiner als der Bremsdruck am Ausgang des Hauptbremszylinders, wodurch die Gefahr vorzeitigen Blockierens der Hinterräder infolge der Gewichtsverlagerung von denselben auf die Vorderräder des Fahrzeuges herabgesetzt wird.

Durch die bisher bekannten und verwendeten Bremskraftverteiler kann zwar ein idealisiertes Verhältnis zwischen dem Druck für die Vorderradbremsen (dieser entspricht oft dem Ausgangsdruck des Hauptbremszylinders) und dem Druck für die Hinterradbremsen recht gut eingestellt werden. Bei unterschiedlicher Beladung stellen sich jedoch wesentliche Abweichungen zwischen dieser idealisierten Beziehung zwischen dem Druck für die Vorderradbremsen und den Druck für die Hinterradbremsen und dem tatsächlichen Arbeiten der Bremskraftverteiler ein. Die Anpassung der Arbeitsweise von Bremskraftverteilern an den Beladungszustand eines Fahrzeuges wurde schon auf verschiedene Weisen zu lösen versucht. Z.B. wurden Verbindungsgestänge zwischen dem Bremskraftverteilern und den entsprechenden Aufhängungen des Fahrzeuges verwendet. Ferner wurden sogenannte Rückkoppelventile ("blend-back" valves) zur Verbesserung der Arbeitsweise herkömmlicher Bremskraftverteiler verwendet. Eine derartige Anordnung ist in der US-Patentanmeldung 39 3 132 beschrieben. Rückkoppelventile arbeiten jedoch erfahrungsgemäß nur dann zufriedenstellend, wenn beim Übergang vom Gewicht des unbeladenen Fahrzeuges zu dem des beladenen Fahrzeuges ein spürbarer Anstieg im Bremsdruck für die Vorderradbremsen beobachtet wird; infolgedessen arbeiten derartige Rückkoppelventile in vielen Anwendungsfällen nicht zur völligen Zufriedenheit.

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In der deutschen Patentanmeldung P 21 29 811 (entspricht US-Patentanmeldung 124 214) ist ein Bremskraftverteiler beschrieben, durch welchen ein Teil der nachteiligen Eigenschaften der gestängeibetätigten lastabhängigen Bremskraftverteiler ausgeräumt wird. [Dieser Bremskraftverteiler läßt sich in zahlreichen Fällen anwenden, in denen Rückkoppelventile nicht verwendet werden können. Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremskraftverteiler ähnlicher Bauart.

Die Erfindung betrifft somit eine Bremsanlage für Fahrzeuge mit einem neuartigen und verbesserten lastabhängigen Bremskraftverteilerdurch welchen der Druck des dem Bremskreis für die Hinterradbremsen zugeführten Strömungsmittels gemäß der unterschiedlichen Beladung eines Fahrzeuges eingestellt wird.

Durch die Erfindung soll daher eine neue und verbesserte Bremsanlage für Fahrzeuge der oben angeführten Art geschaffen werden.

Durch die Erfindung soll ferner ein neuer und verbesserter auf die Beladung ansprechender Bremskraftverteiler geschaffen werden, durch welchen Verbindungsgestänge oder andere Verbindungen mit der zugeordneten Aufhängung des Fahrzeuges erübrigt werden.

Durch die Erfindung soll ferner ein neuer verbesserter lastabhängiger Bremskraftverteiler geschaffen werden, welcher ähnlich arbeitet wie der in der Patentanmeldung P 21 29 811 beschriebene, : jedoch einen einfacheren Aufbau aufweist und wirtschaftlicher

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herzustellen sowie einfacher zusammenzubauen ist.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt:

Figur 1 eine schematische Ansicht einer Bremsanlage für ein Fahrzeug mit dem erfindungsgemäßen lastabhängigen Bremskraftverteiler;

en

Figur 2 ein transversalen Schnitt durch den in Figur 1 dargestellten erfindungsgemäßen Bremskraftregler im vergrößerten Maßstabe;

Figur 3 einen Teilschnitt durch einen Abschnitt des in Figur 2 dargestellten Bremskraftreglers in vergrößertem Maßstabe ;

Figur 4 einen transversalen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Bremskraftregeier längs der Linie 4-4 von Figur 3;

Figur 5 einen Schnitt durch einen anderen Abschnitt des in Figur 2 dargestellten erfindungsgemäßen Bremskraftreglers in transversaler Richtung und in vergrößertem Maßstabe.

Figur 1 zeigt einen lastabhängigen erfindungsgemäßen Bremskraftverteiler Io. Dieser ist in einer Bremsanlage 12 eines Fahrzeuges angeordnet. Die letztere weist einen Hauptbremszylinder 14 auf,

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der in herkömmlicher Weise über ein mit dem Fuß bedienbares
Bremspedal 16 betätigt werden kann. Der Hauptbremszylinder ist
über Druckleitungen 18 und 2 ο mit den Radbremszylindern 2 2 und für die Yorderräder verbunden. Der Hauptbremszylinder ist zudem
durch eine Leitung 26, den Bremskraftverteiler Io und Druckleitungen 28 und 3o mit Radbremszylindern 3 2 und 34 für die
Hinterräder verbunden. Der Bremskraftverteiler Io hat ein insgesamt mit 36 gekennzeichnetes Gehäuse. In diesem ist eine Kolbenanordnung 38, ein Verzögerungsfühler· 4o und ein Regelventil 42
angeordnet. Durch die Kolbenanordnung 38, den Verzögerungsfühler 4o und das Regelventil 4 2 wird der Druck des von dem Hauptbremszylinder 14 zu den Radbremszylindern 3 2 und 34 für die Hinterräder geleiteten Druckmittels moduliert (d.h. der Bremsdruck auf die Vorderräder und Hinterräder verteilt), und zugleich werden
Änderungen in der Beladung des Fahrzeuges berücksichtigt, die
sonst dazu führen können, daß der Bremskraftverteiler beim Verteilen der Bremskraft eine Abweichung von der idealisierten
Druckverteilung zwischen den Drucken des vom Hauptbremszylinder

14 zu den Radbremszylindern 22 und 24 bzw. 32 und 34 geleiteten

herbei
Druckmittels führt.

Wie Figur 2 zeigt, ist in dem Gehäuse 3 6 eine ausgedehnte Kammer 44 angeordnet, welche unten eine mit Innengewinde versehene Öffnung 46 aufweist. Die Öffnung 46 ist durch einen geeigneten Verschlußstopfen 48 verschlossen. Zwischen dem Umfang der Öffnung und dem Verschlußstopfen 48 ist eine geeignete O-Ringdichtung 5o angeordnet, durch welche die Öffnung 46 und der Verschlußstopfen 48 strömungsmitteldicht gegeneinander abgedichtet werden. Inner- -

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halb der Kammer 44 ist der Verzögerungsfühler 4o angeordnet. Dieser weist ein bewegbares Pendel 52 mit vorgegebener Masse und vorgegebenem Abstand des Schwerpunktes von der Schwenkachse auf. Das Pendel 5 2 hat am unteren Ende einen Gewichtskörper 54, der fest am unteren Ende einer gestreckten Pendelstange 56 befestigt ist. Das obere Ende der letzteren weist eine in transversaler Richtung verlaufende Bohrung 58 auf, wie am deutlichsten aus den Figuren 3 und 4 zu ersehen ist. Durch die Bohrung 58 erstreckt sich ein gestreckter Schwenkstift 6o, dessen eines Ende in einer in der Wand des Gehäuses 36 ausgebildeten Sackbohrung 6 entsprechende Aufnahme findet. Das gegenüberliegende Ende des Schwenkstiftes So wird von einer Bohrung 64 aufgenommen. Diese ist in einem Stopfen 66 vorgesehen, der in eine öffnung 68 eingeschraubt ist. Die Öffnung 68 ist koaxial zu der Sackbohrung 6 2 auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 36 angeordnet. Eine geeignete. O-Ringdichtung 7o umgibt den Stopfen 66. Wie später noch genauer geschrieben wird, kann das Pendel 5 2 um eine durch den Schwenkstift 6o verlaufende Achse schwingen, wenn das den Bremskraftverteiler tragende Fahrzeug eine Verzögerung erfährt. Hierdurch wird auf das Regelventil 42 eine Kraft vorgegebener Größe ausgeübt.

Das Gehäuse 36 hat ein Paar im wesentlichen paralleler Bohrungen 7 2 und 74, welche im wesentlichen senkrecht zu der Kammer 44 verlaufen. Wie am besten aus Figur 5 ersichtlich ist, sind sie an gegenüberliegenden Seiten der Kammer 44 angeordnet. In derJBohrung

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72 ist die Kolbenanordnung 38 angeordnet, während die Bohrung 74 das Regelventil 42 aufnimmt. In das äußere Ende der Bohrung 72 ist ein Verschlußstopfen 76 eingeschraubt. Dieser hat ein mit

j Außengewinde versehenes inneres Ende 78, das in eine vergrößerten Durchmesser aufweisende Gegenbohrung 8o der Bohrung 72 eingeschraubt werden kann. Zwischen dem Kopf des Verschlußstopfens 76 und dem inneren Rand der Bohrung 7 2 ist eine 0-Ringdichtung 8 2 angeordnet, durch welche die Bohrung 7 2 nach außen abgedichtet wird.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 5 werden nun Einzelheiten der Kolbenanordnung 38 beschrieben. Der Verschlußstopfen 76 weist ein Paar angeformter koaxial angeordneter Hülsenabschnitte 84 und 98 auf, welche in axialem Abstand voneinander in der Bohrung 72 angeordnet sind. Eine O-Ringdichtung 88 umgibt den Hülsenabschnitt 84 und bildet eine Dichtstelle zwischen der Außenseite ' des Hülsenabschnittes 84 und der Innenwand der Bohrung 72. In , einer ringförmigen axial verlaufenden Bohrung 89 des Hülsenab-

j schnittes 84 ist ein Hülsenkörper 86 angeordnet. Dessen Außen-

; 9o

seite und die Bohrung 89 sind durch eine geeignete Dichtung gegen-

i
einander abgedichtet. Der Hülsenkörper 86 weist eine mittige in axialer Richtung verlaufende Bohrung 9 2 auf, in der ein Kolben 96 in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist. Zwischen der Außenseite des Hülsenabschnxttes 98 und der Innenseite des innen-· ^! liegenden Endes der Bohrung 7 2 ist eine geeignete O-Ringdichtung _; loo angeordnet. Der Hülsenabschnitt 98 ist mit einer mittigen ' ι axial verlaufenden Bohrung lol versehen, in der eine Hülse Io3 ;

j " i

' angeordnet ist. In der Hülse Io3 ist eine koaxiale Bohrung Io2 ι

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— ο —

vorgesehen, in der ein zweiter in Längsrichtung verschiebbarer Kolben Io4 angeordnet ist. Die Außenseite der Hülse Io3 und die Bohrung lol sind durch eine O-Ringdichtung Io5 gegeneinander abgedichtet. Der Kolben Io4 hat einen vorderen Endabschnitt I06 , der an eine Fläche I08 des Pendels 5 2 anlegbar ist. Die Fläche Io8 ist eine der Begrenzungsflächen einer Aussparung Ho, die beim oberen Ende des Pendelarmes 56 des Pendels 5 2 vorgesehen ist, wie am besten aus Figur 5 ersichtlich. Das gegenüberliegende, äußere Ende des Kolbens Io4 liegt am innenliegenden Ende des Kolbens 96 an. Wie später noch genauer beschrieben wird, sind die Kolben 96 und Io4 mit Druckmittel beaufschlagbar. Dadurch wird eine Kraft erzeugt, die zusammen mit dem Pendel 5 2 zur Beeinfluföung der Arbeitsweise des Regelventiles 42 verwendet wird.

Unter Bezugnahme auf die Figur 5 wird nun der Aufbau und die Arbeitsweise des Regelventiles 42 näher beschrieben. Das Regelventil 42 weist einen Regelkolben 112 auf. Dieser ist ähnlich ausgebildet wie der in der US-PS 3 423 936 beschriebene Regelkolben, auf den bezüglich weitere Einzelheiten verwiesen wird. Der Regelkolben 112 hat einen im wesentlichen zylinderförmigen Körper 114, der einen vergrößerten Durchmesser aufweisenden axial versetzten Schulterförmigen Flanschabschnitt 118 aufweist, welcher um einen mittleren Abschnitt des Regelkolbens 112 herum angeordnet ist. Der Flanschabschnitt 118 trägt eine Dichtfläche 122, welche dichtend an ein federnd verformbares Ventilteil 124 anlegbar ist. Das Ventilteil 124 und der Flanschabschnitt 118

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steuern zusammen das Strömen von Druckmittel zwischen der Leitung 26 und der Druckleitung 28, d.h. sie steuern das Strömen von Druckmittel zwischen dem Hauptbremszylinder 14 und den Radbremszylindern 3 2 und 34 für die Hinterräder. Das Ventilteil 124 weist vorzugsweise den in der oben angeführten US-PS 3 4 23 9 36 beschriebenen Aufbau auf. Das Ventilteil hat eine Lippe 126, die normalerweise in radialer Richtung nach außen geneigt ist, so daß sie an der Seitenwand der Bohrung 74 anliegt und damit verhindert, daß Druckmittel aus der Druckleitung 28 in die Leitung 26 strömt. In der Bohrung 74 ist direkt außerhalb des Ventilteiles 124 ein Sprengring 125 angeordnet. An diesem liegt eine Mehrzahl von auf dem Ventilteil 124 angeordneten Erhebungen derart an, daß zwischen dem innenliegenden und dem außenliegenden Ende der Bohrung 74 eine Strömungsmittelverbindung gebildet wird. Die Außenseite des Ventilteiles 124 weist eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung versetzten axial verlaufenden Nuten 13o auf. Diese bilden einen Strömungsweg für Strömungsmittel um die Außenseite des Ventilteiles 124. Ist in der Bohrung 74 der Druck des Strömungsmittels auf der linken, außenliegenden Seite des Ventilteiles 124 größer als der auf der gegenüberliegenden, in Figur 5 rechts gelegenen Seite des Ventilteiles 124, so kann der Druckunterschied die Lippe 126 nach innen umbiegen, so daß Druck-Rad mittel in umgekehrter Richtung von den fcremszylindern 32,34 in die Bohrung 74 strömen kann. Wie am besten aus Figur 5 ersichtlich, hat die Bohrung 74 einen mit Gewinde versehenen äußeren Endabschnitt 127 und einen geringeren Durchmesser aufweisenden inneren Bohrungsabschnitt 129. Im letzteren ist ein Führungskörper 131

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- Io -

angeordnet. Zwischen der Außenseite des Führungsteiles 131 und dem Bohrungsabschnitt 129 ist eine geeignete O-Ringdichtung angeordnet und bildet eine Dichtstelle. Der Führungskörper 131 ist mit einer innenliegenden zur Bohrung 74 koaxialen Bohrung 135 versehen. In der letzteren ist ein gestreckter Endabschnitt 137 des Regelkolbens 112 hin und her bewegbar angeordnet. Das am weitesten innen gelegene Ende des Endabschnittes 137 des Regelkolbens 112 befindet sich in enger Nachbarschaft einer auf dem Pendel 52 ausgebildeten Fläche 139, greift jedoch nicht in diese ein. Die Fläche 139 ist eine der Begrenzungsflächen einer Ausnehmung IUl, die auf der der Ausnehmung llo gegenüberliegenden Seite des Pendels 5 2 ausgebildet ist. Eine Schwenkbewegung des Pendels 52 bewirkt damit ein Hin- und Herbewegen des Regelkolbens 112. Dies wird unten noch näher beschrieben.

Wie Figur 2 zeigt, ist das Gehäuse 36 mit einer im wesentlichen transversal verlaufenden Bohrung 134 versehen, die an ihrem außen gelegenen, in Figur 2 links gelegenen Ende über ein geeignetes nicht dargestelltes Verbindungsteil mit der Leitung 26 verbindbar ist. Ferner steht sie mit der Bohrung 7 2 beim außen gelegenen Ende des Kolbens 96 in Verbindung. Wie Figur 4 zeigt, steht die Bohrung 134 zugleich in Verbindung mit einer im Gehäuse 36 ausgebildeten im wesentlichen vertikalen Bohrung 136, in der ein insgesamt mit 138 bezeichnetes Rückschlagventil angeordnet ist. Das Rückschlagventil 138 weist ein in vertikaler Richtung bewegliches Ventilteil 14o auf, durch das ein Strömungsweg durch einen Kanal 14 2 geöffnet oder geschlossen werden kann. Der Kanal 142 stellt eine Verbindung zwischen dem oberen

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Ende der Kammer 44 und der vertikalen Bohrung 136 her. Das Ventilteil 14o ist durch eine Ventilfeder federnd nach unten vorgespannt. Damit wird das Ventilteil 14o dichtend an eine Dichtfläche 146 angedrückt. Das obere Ende der Ventilfeder 144 liegt an einem Verschlußstopfen 148 an, der in das obere Ende der vertikalen Bohrung 136 eingeschraubt ist. Wie Figur 5 zeigt, ist das innen liegende Ende des Verschlußstopfens 76 vorzugsweise mit Nuten 119 versehen oder geschlitzt, so daß zwischen der Bohrung 134 und dem außen gelegenen Ende des Kolbens 96 eine Strömungsmittelverbindung gebildet wird.

Der innen liegende Endabschnitt der Bohrung 74 ist durch einen : Strömungsmxttelkanal 15o in den Strömungsmittelkreis des Bremskraft Verteilers Io geschaltet. Der Strömungsmxttelkanal 15o ist zusätzlich schematisch in Figur 1 dargestellt und stellt eine Verbindung zwischen der Bohrung 74 und der transversalen Bohrung 134 her. Der außen gelegene Endabschnitt 127 der Bohrung 74 steht mit einem Strömungsmittelkanal 152 in Verbindung, der j seinerseits sowohl in Verbindung mit der Druckleitung 28 als auch einem zweiten Strömungsmxttelkanal 154 steht. Wie Figur 5 zeigt, steht der letztere in Verbindung mit der Bohrung 72 und j zugleich Über eine Ringnut 155 und in dem Verschlußstopfen 76 an ' den Hülsenabschnitten 84 und 98 benachbarten Stellen ausgebildeten Querbohrungen 157 mit der Bohrung Io2. "" Die Quer- ; ι bohrungen 157 stehen über in der Hülse Io3 ausgebildete Bohrungen

159 mit dem Kolben Io4 in Verbindung. !

! Wie am besten aus Figur 2 ersichtlich ist, weist der das untere I

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Ende der Kammer 44 verschließende Verschlußstopfen eine mittige Bohrung 156 auf, in der ein Kolben 158 hin und her bewegbar angeordnet ist. Eine geeignete O-Ringdiehtung 16o ist zwischen der Außenseite des Kolbens 158 und der Wand der Bohrung 156 vorgesehen. Die Unterseite des Kolbens 158 ist mit einer Sackbohrung 162 versehen, in der das obere Ende einer Schraubenfeder 164 angeordnet ist. Das untere Ende der Schraubenfeder 164 ist an einer Verschlußkappe 166 abgestützt, die auf einen nach unten überstehenden ringförmigen Abschnitt 16 8 des Verschlußstopfens 4 8 aufgeschraubt ist, wie Figur 2 zeigt. Die Bohrung 156 und der in ihr angeordnete Kolben 158 dienen dazu, Strömungsmittel zu speichern und über den Endabschnitt 137 des Regelkolbens 112 und den Kolben Io4 ausgetretenes Strömungsmittel durch das Rückschlagventil 138 wieder zurück zum Hauptbremszylinder 14 zu drücken. Der Strömungsmittelkreis des erfindungsgemäßen Bremskraftverteilers Io weist schließlich einen Ablaßkanal 17o auf. Wie am besten aus Figur 4 ersichtlich ist, steht dieser mit dem oberen Ende der Kammer 44 in Verbindung und ist an seinem außen gelegenen Ende mit einem geeigneten Verschlußteil 172 versehen.

Der Regelkolben 112 befindet sich normalerweise in der in Figur 5 dargestellten Stellung. Dabei weist der Flanschabschnitt 118 einen Abstand von dem Ventilteil 124 auf. Damit wird das Strömen von Strömungsmittel vom Hauptbremszylinder zu den Radbremszylindern 3 2,34 der Hinterräder auf einem Weg nicht behindert, der (vergleiche Figur 1) durch die Leitung 26, den Strömungsmittelkanal 15o, die Bohrung 74, den Strömungsmittelkanal 152 und die Druckleitung 28 gebildet wird. Der Regelkolben wird durch eine

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Schraubenfeder 174 in dieser Stellung gehalten. Die Schraubenfeder 174 ist koaxial um den zylindrischen Körper 114 des Regelkolbens 112 herum angeordnet. Das innen liegende Ende der Schraubenfeder 174 ist an dem Sprengring 125 abgestützt, während das außen liegende Ende der Schraubenfeder 174 an einer vergrößerten Durchmesser aufweisenden Schulter 115 anliegt, welche auf dem außen liegenden Ende des Regelkolbens 112 ausgebildet ist. Wie in Figur 5 dargestellt ist, wird der Sprengring 125 in der Bohrung 74 durch einen Verschlußstopfen 178 mit einer Gegenbohrung fixiert. Der Verschlußstopfen 178 ist in das außen gelegene Ende der Bohrung 74 eingeschraubt und trägt eine geeignete O-Ringdichtung 18ο. Der Verschlußstopfen 178 ist an seinem innen liegenden Ende mit geeigneten Schlitzen 179 versehen, durch welche der Strömungsmittelkanal 15 2 mit dem Regelventil 42 verbunden ist. Wenn der in der Bohrung 74 herrschende Druck einen gewissen Relativwert erreicht, wird der Regelkolben 112 in Figur 5 nach rechts bewegt. Die Dichtfläche 122 des Flanschabschnittes 118 berührt dann das Ventilteil 124, so daß die Strömungsmittelverbindung von dem Strömungsmittelkanal 15o zum Strömungsmittelkanal 15 2 unterbrochen wird, und damit auch die Verbindung vom Hauptbremszylinder 14 zu den Radbremszylindern 3 2 und 34 für die Hinterräder. Wie in der US-PS 3 423 936 beschrieben ist, wird der Regelkolben 112 erst dann in Figur 5 nach rechts bewegt, wenn die Kraft der Schraubenfeder 174 überwunden wird. Diese Kraft wird im folgenden mit F₃ bezeichnet. Die Größe des Einlaßdruckes P^ des vom Hauptbremszylxnders 14 zugeführten Druckmittels, bei dem das Regelventil 4 2 schließt, wird nach der gewünschten Bremswirkung ausgewählt. Das Regelventil 42

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schließt somit dann, wenn P₁A größer als F_Q ist, wobei A die Querschnittsfläche des Regelkolbens 112 ist, welche mit dem Druck des Druckmittels im Strömungsmittelkanal ISo beaufschlagt wird. Liegt der Flanschabschnitt 118 die Strömungsmittelverbindung unterbrechend an dem Ventilteil 124 an, so wächst bei Druckzunahme des dem Einlaß vom Hauptbremszylinder 14 zugeführten Strömungsmittels der Druck im innen liegenden, d.h. in Figur 5 rechts gelegenen Ende der Bohrung 74 an und der Regelkolben 112 wird zu der in Figur 5 dargestellten Offenstellung hin gedrückt. Der in der Bohrung 74 herrschende Druck beaufschlagt den Regelkolben 112 auf einer effektiven Fläche der Größe B-A, wobei B die Größe einer Fläche darstellt, welche durch den Hauptdichtungsdurchmesser des an dem Ventilteil 124 anliegenden Flanschabschnittes 118 gegeben ist. Die resultierende auf den Regelkolben 112 ausgeübte Kraft drückt zusammen mit der Federkraft F„ den Regelkolben 112 auf seine Offenstellung zu. Ist das Regelventil 4 2 auf diese Weise geöffnet worden, so erzeugt ein Teil des vom Hauptbremszylinder 14 über den Strömungsmittelkanal 15o an die Bohrung 74 weitergegebenen vergrößerten Strömungsmitteldruckes eine entgegengerichtete Kraft, durch welche das Regelventil 4 2 wieder geschlossen werden kann; da der im außen gelegenen, d.h. in Figur 5 links gelegenen, dem Strömungsmittelkanal 15 2 benachbarten Ende der Bohrung 74 herrschende Strömungsmitteldruck auf eine größere Fläche B einwirkt als der in dem mit dem Strömungsmittelkanal 15o in Verbindung stehenden Abschnitt der Bohrung 74 herrschende Strömungsmitteldruck, reicht jedoch ein Teil des gesamten Anwachsenspes Strömungsmitteldruckes dazu aus, das Regelventil 42 zu schließen. Durch diese Arbeits-

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weise wird die Bremskraftverteilung erhalten. Sie kann durch die folgende Beziehung wiedergegeben werden:

A ^pi CB - A)/B = Δ P₂ (Gleichung 1)

wobei ΔΡ. der vom Hauptbremszylinder 14 im Strömungsmittelkanal 15o erzeugte Druckzuwachs und Δ P„ der Druckzuwachs in dem mit den Radbremszylindern 32 und 34 in Verbindung stehenden Strömungsmitte lkanal 15 2 ist. Ferner gilt:

P₂B = P₁ (B-A) +Fg, . (Gleichung 2)

wobei P₂ der Druck im Strömungsmittelkanal 15 2 und P. der Druck des vom Hauptbremszylinder 14 abgegebenen Strömungsmittels ist. Gleichung 1 stellt die die Bremskraftverteilung charakterisierende Beziehung zwischen den Druckunterschieden des Strömungsmittels am Einlaß und am Auslaß des Bcemskraftverteilers während der Regelung durch das Regelventil 42 dar. Dagegen verknüpft Gleichung die Absolutwerte von Einlaßdruck und Auslaßdruck während der Regelung.

j Erfindungsgemäß ist der Bremskraftverteiler Io so aufgebaut und ausgelegt, daß der Druckwert, bei dem das Regelventil 42 zu ar-

so geändert wird

beiten beginnt,/daß Beladungsunterschiede des Fahrzeugs ausgeglichen werden. Die Vorteile eines derartigen Ausgleiches können dem entsprechenden Schaubild der obengenannten Patentanmeldung P 21 29 811 entnommen werden.

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Bevor die gesamte Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Bremskraftverteilers beschrieben wird, sollen noch die grundlegenden Prinzipien dargelegt werden, welche dem Aufbau und der Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Bremskraftverteilers zugrunde liegen. Bei einem typischen Bremsvorgang läßt sich die Bremskraft für ein Fahrzeug durch folgende Beziehung ausdrücken:

F_B = (C_FP_F + C_RP_R - [C_QR + C_OF3)_2_ (Gleichung 3)

In Gleichung 3 ist F_ß die Bremskraft; Cp,C_R sind die Raddrehmomentkonstanten für die Vorderräder und die Hinterräder; Pp,P_R sind die Drucke des Strömungsmittels in den Bremskreisen für die Vorderräder bzw. die Hinterräder; C_QR und C_Qp sind die Ordinatenversetzung (ordinant offset , gemessen in ft. Ib) für die Vorderbzw. Hinterradbremsen; und r ist der Rollradius der Fahrzeugreifen. Die Beziehung zwischen der Bremskraft und der Verzögerung des Fahrzeuges wird durch Gleichung M- gegeben:

^FB ⁼ ^w · ^A » (Gleichung 4)

wobei W das Gewicht des Fahrzeuges, A die Verzögerung des Fahrzeuges und g die Erdbeschleunigung ist. Aus den Gleichungen 3 und 4 erhält man nach Auflösung nach W:

W = f£ (CpPp + C_RP_R - Cc_0R + c_0Fj ) (Gleichung 5) rA

Aus Gleichung 5 ergibt sich folgendes: Werden zwei Signale, die

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dem Strömungsmitteldruck in den Vorderradbremsen und den Hinterradbremsen proportional sind, zusammengezählt und dann durch ein Signal geteilt, das proportional zur Verzögerung des Fahrzeuges ist, so erhält man ein zum Gewicht des Fahrzeuges proportionales Signal. In der Praxis ist es umständlich und kostspielig eine Vorrichtung zu bauen, die, wie Gleichung 5 erfordert, zwei Signale durcheinander dividiert. Die durch diese Gleichung dargestellte Beziehung kann jedoch unter Verwendung bekannter Methoden linearisiert werden. Ein derartiges Linearisierungsverfahren ist in dem von Francis Raven verfaßten Buch "Automatic Control Engineering" (McGraw-Hill Verlag) beschrieben. Mit diesem Verfahren erhält man Gleichung 6:

+ K₂P_R - K₃A - K₄ (Gleichung 6)

Die Gleichung 6 stellt über einen vorgegebenen Arbeitsbereich die durch Gleichung 5 gegebene Beziehung dar. Aus Gleichung 6 ist zu entnehmen, daß ein ungefähr zu W proportionales Signal dadurch erhalten werden kann, daß die Signale P- und P_n zusammengezählt werden, das Signal A abgezogen wird und der Regelkolben 112 mit einer Kraft K₄ vorgespannt wird. Eine derartige Addition und Subtraktion von Signalen kann etwa auf die Weise erfolgen, daß die Signale in entsprechende Kräfte umgewandelt werden. Der erfindungsgemäße Bremskraftvertexler weist einen hierfür geeigneten Aufbau auf. Die Kolben 96 und Io4 sprechen auf die Drucke Pp und P_R der Gleichung 6 an und arbeiten auf das Pendel 5 2 und über die Pendelstange 5 6 auf den Endabschnitt 137 des Regelkolbens 112. Da das Pendel 5 2 darüber hinaus auf die Verzögerung des

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Fahrzeuges anspricht, wird eine dem Signal A der Gleichung 6 entsprechende Kraft von der durch die Kolben 96 und Io4 erzeugten zusammengesetzten Kraft abgezogen, wobei die Kolben 96 und Io4 die Signale P₁-, und P_n erzeugen. Dies ist darauf zurückzu-

r K

führen, daß der gesamte Bremskraftverteiler auf dem Fahrzeug so angeordnet ist, daß die Vorderseite des Fahrzeuges in Richtung des in Figur 2 dargestellten Pfeiles liegt. Aufgrund dieser Anordnung wird der Gewichtskörper 54 des Pendels 5 2 in Figur 2 entgegen dem Uhrzeigersinne um den Schwenkstift 6o gedreht, wenn das Fahrzeug abgebremst wird. Damit wirken auf den Regelkolben 112 drei Kräfte ein, welche die Kraft der Feder 17*+ insgesamt nur unterstützen können, diese jedoch nicht ganz oder teilweise kompensieren können; d.h. auf den Regelkolben 112 wirken drei Kräfte über und oberhalb der Federkraft der Schraubenfeder 174 ein. Dabei wirken die Kolben 96 und Io4 im selben

Schrauben
Sinne wie die feder 174, während das Pendel 52 eine zur Kraft der Schraubenfeder 174 entgegen gerichtete Teilkraft erzeugt; hierdurch wird der Arbeitspunkt des Regelventiies 42 gemäß Änderungen in der Beladung des Fahrzeuges geändert.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Bremskraftverteilers näher erläutert. Die Teile des Bremskraftνerstärkers Io nehmen normalerweise, d.h. bei losgelassenem Bremspedal 16_; die in den Figuren 2 und 5 dargestellten Lagen ein. Soll das Fahrzeug abgebremst werden, so werden die Bremsen durch Niederdrücken des Bremspedales 16 betätigt. Damit wird der Hauptbremszylinder 14 betätigt und infolgedessen strömt Druckmittel

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durch die Druckleitungen 18 und 2o zu den Radbremszylindern 22 und 24 der Vorderräder. Zugleich wird Druckmittel durch die Leitung 26 und durch den sich anschließenden Strömungsmittelkanal 15o in die Bohrung 74 des Bremskraftverteilers geleitet. Zusätzlich strömt Druckmittel durch die Bohrung 134 zum außen gelegenen, in Figur 2 und 5 rechts gelegenen Ende der Bohrung 72; damit wird das außen gelegene Ende des Kolbens 96 mit Druck beaufschlagt. Das in die Bohrung 74 geleitete Druckmittel wird durch das Regelventil 42 "verteilt", d.h. sein Druck wird modifiziert. Hierauf wird dieses Druckmittel über den Strömungsmittelkanal 15 2 zu den Druckleitungen 28 und 3o und zu den Radbremszylindern 32 und 34 der Hinterräder geleitet, wobei ein Teil dieses Druckmittels über den Strömungsmittelkanal 154 zurück zu der Bohrung 72 geleitet wird, wo es den in derselben angeordneten Kolben Io4 beaufschlagt.

Wegen der Zunahme der auf die Kolben 96 und Io4 einwirkenden Strömungsmitteldrucke üben diese Kolben eine in Figur 5 nach links gerichtete Kraft auf die Pendelstange 56 aus. Die von dem Kolben 96 und Io4 erzeugte Gesamtkraft wird über die Pendelstange 56 auf den Regelkolben 112 übertragen und ist zu der von der Schraubenfeder 174 erzeugten Kraft gleichgerichtet. Zusätzlich kommt eine der Kraft der Schraubenfeder 124 entgegengesetzt gerichtete Kraft zur Ausübung (diese ist in Figur 5 nach rechts gerichtet),welche auf das Drehen des Pendels 5 2 um den Schwenkstift 6o zurückzuführen ist. Diese Kraft ist, wie Figur 2 deutlich zu entnehmen ist, den von den Kolben 96 und Io4 erzeugten Kräften entgegen gerichtet. Durch geeignete Wahl der

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Querschnittsflächen der Kolben 96 und loH und durch geeignete Wahl der Masse und der Abmessung des Pendels 5 2 werden auf den Regelkolben 112 Kräfte ausgeübt, die mit den Drucken P_c und P_D der Gleichung 6 verknüpften Signalen und einem dritten der Verzögerung des Fahrzeuges zugeordneten Signal (in Gleichung 6 ) entsprechen. Dies erfolgt derart, daß die Bremskraftverteilung gemäß der Verzögerung des Fahrzeuges und damit gemäß seinem Beladungszustand abgeändert wird, wie in dem Schaubild der oben angeführten Patentanmeldung P 21 29 811 graphisch dargestellt ist.

Die Verzögerung des Fahrzeuges wird bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel durch ein um einen Schwenkstift drehbares Pendel gemessen. Es können natürlich auch Beachleunigungsfühler mit verschiebbaren oder hin- und herbewegbaren Massen ohne weiteres zur Herstellung des Signales A von Gleichung 6 verwendet werden. Es ist auch nicht notwendig, daß die zusammengesetzten, Pp und P_R von Gleichung 6 entsprechenden Signale durch Kolben 96 und Io4 erzeugt werden, die mit den Enden aneinander anliegend hintereinander angeordnet sind. Die Kolben 96 und Io4 können z.B. auch nebeneinander angeordnet werden, wobei immer noch die gewünschte von den Signalen Pp und P_R abgeleitete zusammengesetzte Kraft erhalten wird, welche auf den Regelkolben 112 einwirkt und den Arbeitspunkt des Regelventiles 42 modifiziert. Wie oben beschrieben, wird vorzugsweise zwischen dem Endabschnitt 137 des Regelkolbens 112 und der als Anlage dienenden Fläche 139 des Pendels 52 ein vorgegebener Abstand vorgesehen, so daß das

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Pendel um eine vorgegebene Strecke ausgelenkt werden kann_s bevor es den Regelkolben 112 berührt. Hierdurch kann die Zeitspanne ausgeglichen werden, die normalerweise zwischen dem Zeitpunkt des Niederdrückens des Bremspedales 16 und der Betätigung der Radbremszylinder der zugeordneten Bremsanlage verstreicht. Eine derartige zeitliche Verzögerung kann natürlich auch durch einen Druckmittelspeicher oder eine ähnliche Einrichtung bewirkt werden; ein geeigneter Abstand zwischen dem Regelkolben 112 und dem Pendel 5 2 erfüllt den beabsichtigten Zweck jedoch in viel einfacherer Weise. Der erfindungsgemäße Bremskraftverstärker kann universell eingesetzt werden, da die eine vorgegebene Größe aufweisenden Kolben 9 6 und Io4 sowie die ihnen zugeordneten Hülsen zu ihrer Führung leicht gegen Kolben und Hülsen anderer Abmessungen ausgetauscht werden können.Hierdurch kann der Bremskraftverteiler an Fahrzeuge mit unterschiedlichem zulässigem Gesamtgewicht, unterschiedlicher maximaler Beladung oder an unterschiedliche Bremsanlagen angepaßt werden.

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Claims

Patentansprüche

/ 1. !Bremsanlage für Fahrzeuge mit einer Druckmittelquelle, mit mit dieser verbundenen Bremskreisen für Vorderradbremsen und Hinterradbremsen und mit einem Bremskraftverteiler zum Herabsetzen der Bremskraft für die Hinterradbremsen gegenüber der Bremskraft für die Vorderradbremsen zum Ausgleich der beim Bremsen auftretenden Gewichtsverlagerung, wobei der Bremskraftverteiler ein Regelventil aufweist, durch das ein Strömungsmittelweg zwischen der Druckmittelquelle und dem Bremskreis für die Hinterradbremsen freigegeben oder verschlossen wird, gekennzeichnet durch eine Betätigungseinrichtung für das Regelventil C+2), welche einen auf die Fahrzeugverzögerung ansprechenden Verzögerungsfühler (5 2) und einen durch Strömungsmittel der Bremsanlage beaufschlagten Druckfühler (96,1ο¹+) aufweist, um die Arbeitsweise des Regelventils (42) der Beladung des Fahrzeuges anzupassen.

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2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfühler (96,lo4) mit zwei Strömungsmittelkanälen (134,154) verbunden ist, über die ihm getrennte Strömungsmitteldrucke zugeführt werden.
3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Strömungsmittelkanäle (154) mit dem Bremskreis (28 - 32) für die Hinterradbremsen in Verbindung steht und der andere Strömungsmittelkanal (134) mit der Druckmittelquelle (IH) in Verbindung steht.
4. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerungsfühler einen mit dem Stellglied (13 7) zusammenarbeitenden in Fahrtrichtung des Fahrzeuges auslenkbaren Körper (5 2) aufweist.
5. Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der auslenkbare Körper durch ein Pendel (52) mit senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges verlaufender Drehachse gebildet ist.
6. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Pendel (52) in einer in einem Gehäuse (36) ausgebildeten Kammer (44) angeordnet ist und eine Pendelstange (56) und einen Gewichtskörper (54) aufweist.
7. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Abtriebsteil der Betätigungseinrichtung

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durch eine dem Stellglied (137) zugewandte Anschlagfläche (139) des auslenkbaren Körpers (52) gebildet ist.
8. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfühler (96,lo4) ein Ausgangsteil (Io6) aufweist, das an einer Betätigungsfläche (Io8) des auslenkbaren Körpers (52) derart angreift, daß auf den letzteren eine Kraft ausgeübt wird, die der bei Verzögerung des Fahrzeuges auf dem auslenkbaren Körper (52) einwirkenden Trägheitskraft entgegengerichtet ist.
9. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (137) und der Druckfühler (96,lo4) auf gegenüberliegenden Seiten des auslenkbaren Körpers (52) angeordnet sind.
10. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine zwischen der Betätigungseinrichtung und dem Stellglied angeordnete Verzögerungseinrichtung.
11. Bremsanlage nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung dadurch gebildet ist, daß das Stellglied (137) und das Abtriebsteil (139) der Betätigungsvorrichtung bei entlasteter Bremsanlage um eine vorgegebene Strecke voneinander entfernt sind.
12. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse und die Anordnung des auslenk-

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baren Körpers (5 2) des Beschleunigungsfühlers sowie die druckbeaufschlagten Flächen des Druckfühlers (96,lo4) gemäß dem zu bremsenden Fahrzeug ausgelegt sind.
13. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Regelventil einen verschiebbaren Regelkolben aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (137) am Regelkolben (112) angeformt ist.
14. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfühler (96,lo4) einen in das Gehäuse (36) des Bremskraftverteilers (lo) einschraubbaren Träger (76) aufweist, in den getrennte Führungshülsen (Io3), für jeweils einen druckbeaufschlagbaren Kolben (96,lo4) lösbar eingesetzt sind.
15. Bremsanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (76) und die Führungshülsen (Io3), - Strömungsmittelkanäle (155,157,159,149) aufweisen, über die die druckbeaufschlagbareη Flächen der Kolben (96, Io4) mit ihnen zugeordneten im Gehäuse (36) ausgebildeten Strömungsmittelkanälen (134,15H) in Verbindung stehen.

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