DE2631662A1 - Vorrichtung zum feststellen der fahrzeugbelastung fuer eine fahrzeug- bremsanlage - Google Patents
Vorrichtung zum feststellen der fahrzeugbelastung fuer eine fahrzeug- bremsanlageInfo
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Description
Vorrichtung zum Feststellen der Fahrzeugbelastung für eine Fahrzeug-Bremsanlage
Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Feststellen der Fahrzeugbelastung für Fahrzeug-Bremsanlagen, bei denen
die Bremsdruckkraft abhängig von der Fahrzeugbelastung verändert wird.
Normalerweise haben derartige Bremsanlagen ein Ventil für die Beeinflussung des Bremsdruckes in Form eines Druckminderoder
Druckbegrenzungsventils, das in die Bremsleitung zwischen den Hinterradbremsen und der Fluiddruckquelle eingebaut ist.
Der "Einschalt"-Punkt, bei dem die Ventile die Zufuhr des
Druckfluides zu den Hinterradbremsen unterbrechen oder den
Druck gegenüber dem an den Vorderradbremsen aufgetragenen Druck verringern, ist häufig von der Beladung oder Belastung
des Fahrzeuges abhängig. Der niedrigere Hinterrad-Bremsdruck erzeugt einen Widerstand gegen Blockieren der Hinterradbremse,
das durch eine Verringerung der Haftkräfte zwischen Reifen und Fahrbahn hervorgerufen wird, wenn der vordere Teil des
Fahrzeuges bei starkem Bremsen oder unter bestimmten Belastungszuständen eintaucht.
S0988B/0830
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Die Fahrzeugbelastung läßt sich durch Bestimmen von Relativbewegung
zwischen einem gefederten und einem ungefederten Teil des Fahrzeuges, "beispielsweise dem Chassis und der
Hinterachse? feststellen.
Vorrichtungen zum Feststellen der Fahrzeugbelastung gemäß früheren Vorschlägen weisen eine Steuerfeder auf, deren
Kraft den Einschaltwert des Ventils für die Achsenstellung bei "Minimallast" bestimmt. Es werden nur solche Verformungen
oder Durchbiegungen der Achse auf das Ventil übertragen, die über die "Minimallasf-Stellung hinausgehen, und es ist
eine Hebelübersetzung eingebaut, die sicherstellt, daß nur ein gewünschter Anteil der über die "Minimallasf-Stellung
hinausgehenden Achsendurchfederung zum Ventil übertragen wird,
um den Einschaltpunkt abhängig von der Durchfederung der Fahrzeug-Aufhängung zu verändern.
Die Fahrzeugfeder, d.h. eine zur Fahrzeug-Federung oder -Aufhängurg gehörende Feder, und die Steuerfeder können
parallel angeordnet sein, wobei die Fahrzeugfeder mit der Achse und einem Teil des Chassis direkt verbunden ist und
die Steuerfeder mit der Achse und, über eine die Hebelübersetzung besorgende Vorrichtung, mit einem anderen Teil des
Chassis verbunden ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Fahrzeugfeder und die Steuerfeder zwischen der Achse und
dem Chasäs hintereinander anzuordnen, wobei beide Federn auf
die die Hebelübersetzung erzeugende Vorrichtung wirken. Die Reihenanordnung hat den Vorteil, daß die Achslast direkt
gemessen wird, und daß jegliche Einstellungen nach dem Einbau entfallen und Nachgeben der Feder(n) wirkungslos bleibt.
Bei einer früher vorgeschlagenen Reihenanordnung für ein Eisenbahnfahrzeug wird die Hebelübersetzung von einem Hebel
erzeugt, der am Fahrzeugaufbau schwenkbar gelagert und zwischen seinen Enden mit der vollen Last der mit der Achse
verbundenen Fahrzeugfeder beaufschlagt ist. Der Hebel ist durch die der Fahrzeugfeder entgegenwirkende Steuerfeder in
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Anlage an einem Ventilkörper des Steuerventils vorgespannt.
Veränderungen der Belastung des Fahrzeuges beeinflussen die Kraft der Fahrzeugfeder, wodurch wiederum die Kraft auf den
VentiUfcörper und somit der "Einschalt"-Punkt des Ventils
geändert werden. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß der Hebel kräftig sein muß, um der vollen Last der Fahrzeugfeder
widerstehen zu können.
Bei einer anderen früher vorgeschlagenen Reihenanordnung für Eisenbahnfahrzeuge wird die Hebelübersetzung von einer
Scheibe aus Kautschuk erzeugt, die an einander abgewandten Flächen Kolben verschiedener Flächen hat, die in zugehörigen
Zylindern arbeiten. Der größere Kolben ist mit der vollen Kraft der Fahrzeugfeder beaufschlagt, und eine verringerte
Kraft wird von der Scheibe aus Kautschuk auf den kleineren Kolben übertragen, der die Last an den Ventilkörper weitergibt*
Bei dieser Anordnung ist eine Steuerfeder, die eine kleinste übertragene Achslast erzeugt, nicht vorhanden.
Die Seheibe aus Kautschuk ist mit der vollen Kraft der Fahrzeugfeder beaufschlagt und muß eine große Hebelübersetzung
erzeugen. Die Hysterese des Kautschuks führt jedoch zu Ungenauigkeiten in der auf den Ventilkörper übertragenen
Last, und die Hebelübersetzung ist in der Praxis begrenzt. Auch ist es in den meisten Fällen unmöglich, ohne die Steuerfeder
das richtige Achs-Ventil-Lastverhältnis zu erzielen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mit den oben erwähnten, früher vorgeschlagenen Anordnungen verbundenen.
Nachteile zu überwinden.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung sind bei einer Vorrichtung zum Feststellen der Fahrzeugbelastung für eine Fahrzeug-Bremsanlage,
mit einem Eingangsglied, das mit einer Fahrzeugfeder verbunden und mit deren Kraft beaufschlagt ist, einer
elastischen Vorrichtung, die das Eingangsglied mit einer vorbestimmten, der Kraft der Fahrzeugfeder entgegenwirkenden
Kraft beaufschlagt, und mit einem Ventil mit einem beweglichen
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Betätigungsglied zum Beeinflussen des Druckfluidstromes
durch das Ventil, wobei ein die Kraft der elastischen Vorrichtung übersteigender Anteil der Kraft der Fahrzeugfeder
vom Eingangsglied auf das Betätigungsglied des Ventils und die Restkraft auf den gefederten Teil des Fahrzeuges übertragen
wird, die Verbindungsstellen zwischen der Fahrzeugfeder und dem Eingangsglied und zwischen der Vorrichtung
und dem gefederten Teil des Fahrzeuges im wesentlichen auf der Wirkungslinie der resultierenden Kraft der elastischen
Vo rri ehtung ange ο rdne t.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung wird bei einer Vorrichtung zum Feststellen der Fahrzeugbelastung für eine
Fahrzeug-Bremsanlage, mit einem Eingangsglied, das mit einer Fahrzeugfeder verbunden und mit deren Kraft beaufschlagt ist,
einer elastischen Vorrichtung, die das Eingangsglied mit einer vorbestimmten, der Kraft der Fahrzeugfeder entgegenwirkenden
Kraft beaufschlagt, und mit einem Ventil mit einem beweglichen Betätigungsglied zum Beeinflussen des Druckfluidstromes
durch das Ventil, wobei ein die Kraft der elastischen Vorrichtung übersteigender Anteil der Kraft der Fahrzeugfeder
vom Eingangsglied auf das Betätigungsglied des Ventils und die Restkraft auf den gefederten Teil des Fahrzeuges übertragen
wird, ein Anteil der in Richtung der Achse des Eingangsgliedes wirkenden Kraft der Fahrzeugfeder vom
Eingangsglied auf die elastische Vorrichtung übertragen.
Die elastische Vorrichtung ist dem größeren Anteil der last
der Fahrzeugfeder unterworfen und kann in zweckentsprechender Weise kräftig ausgebildet sein und dennoch weniger Raum einnehmen
als der kräftige Hebel der bekannten Anordnung. Diejenigen Bauteile der Vorrichtung nach der Erfindung, welche
die Überschußkraft übertragen^ können verhältnismäßig klein und gering beansprucht sein»
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für ein© Bremsanlage wird im folgenden anhand sehematischer Zeichnungen erläutert.
Es zeigt:
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Fig. 1 einen axialen Schnitt durch eine Vorrichtung
zum Feststellen der Belastung,
Fig. 2A, 2B und 20 vereinfachte Darstellungen von gebräuchlichen
Binbaubeispielen für die Vorrichtung gemäß Fig. 1 und
Fig. 3 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Fahrzeugbelastung
und der Einschaltlast des Ventils zeigt.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist ein beim gezeigten Beispiel als Druckminderventil ausgebildetes Ventil 1 auf,
das ein Gehäuse 2 hat mit einem im Betrieb mit einem Bremsen-Hauptzylinder verbundenen Einlaß 3 und einem im Betrieb an
die Fahrzeug-Hinterradbremsen angeschlossenen Auslaß 4. Im Gehäuse 2 ist in einer Bohrung 6 ein außen gestufter Ventilkörper
5 verschiebbar, der einen Ventilteller 7 hat, welcher zum Unterbrechen der Verbindung zwischen dem Einlaß 3 und dem
Auslaß 4 an eine Seite eines Ventilsitzes 8 anlegbar ist. Der Ventilsitz 8 hat eine normalerweise an der Bohrung 6 anliegende
TJmfangslippe 9 und mit Umfangsabstand angeordnete axiale Vorsprünge 10, an denen ein ringförmiger Halter 11
angreift. Der Halter 11 ist mit Preßpassung in die Bohrung
6 eingesetzt und hält den Ventilsitz 8 mit geringem Anpreßdruck an einer Schulter der Bohrung 6, während er gleichzeitig
ungehinderte Fluidströmung durch sich hindurch zuläßt. Das Ventil 1 ist in seiner Offenstellung gezeichnet.
Bei normalem Betrieb ist der Ventilkörper oder das Betätigungsglied 5 des Ventils 1 in der nachfolgend beschriebenen Weise
von einer axialen Kraft beaufschlagt. Fluid strömt vom Einlaß
3 an den VorSprüngen 10 vorbei zum Auslaß 4, bis ein
Einsehaltdruck erreicht ist, bei dem die Druckkraft auf den Kolben die axiale Kraft überwindet, um den Ventilteller 7
an den Ventilsitz 8 anzulegen und das Ventil 1 zu schließen. Weitere Erhöhungen des Einlaßdruckes rufen Hin- und Herbewegung
des Kolbens hervor, um den Strom zwischen dem Einlaß 3
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Auslaß 4 zu dosieren. Wenn der Einlaßdruck auf einen Wert
unter dem Auslaßdruck verringert ist, strömt das Fluid vom Auslaß 4 an der Umfangslippe 9 des Ventilsitzes 8 vorbei
zum Einlaß 3.
Der Halter 11 verhindert, daß sich der Ventilsitz 8 dadurch, daß der Ventilteller 7 an ihm angreift, verformt oder verdreht,
und stellt sicher, daß der Ventilsitz 8, wenn der Einlaßdruck größer ist als der Auslaßdruck, unabhängig von
der Stellung des Betätigungsgliedes 5 an der Schulter gehalten ist und seine umfangslippe 9 an der Bohrung 6 anliegt.
Das Gehäuse 2 des Ventils 1 ist unter Abdichtung mit einem Gehäuse 12 für eine Bau.gruppe verbunden,, die zwischen
einem Eingangsglied 14 und dem Betätigungsglied 5 eine "Hebelübersetzung" erzeugte Das Gehäuse 12 hat eine Stufenbohrung
15y die von Bohrungen 15A und 15B gebildet ist» In
der Bohrung 15A ist das Betätigungsglied 5 unter Abdichtung
verschiebbarj, das eine Querschnittsfläche A1 aufweist. In
der anderen Bohrung 15B ist ein !Eeil des Eingangsgliedes
angeordnet, der eine Querschnittsfläche A2 hat. In der
größeren Bohrung 15B ist zwischen dem Eingangsglied 14 und
dem Betätigungsglied 5 zu einem Block geformter Kautschuk
oder ein anderes elastomerisches Material 16 angeordnet.
Zwischen den zwei Gehäusen 2 und 12 ist eine Platte 17 gehalten, die als Sitz für ein Ende einer beim gezeigten Beispiel als
Schraubenfeder ausgebildeten Steuerfeder oder elastischen Vorrichtung 18 dients, deren anderes Ende sieh an einer
weiteren Platte 19 abstützt, die über einen beim gezeigten Beispiel als Federring ausgebildeten Anschlag 20 kraftübartragend
am Eingangsglied 14 angreift» Die Platte 17 ist mit dem Aufbau oder Chassis 21 des Fahrzeuges verbunden-
In Figo 2A5 2B und 2C sind gebräuchliche Einbaubeispiele
dargestellt. Gemäß Fig. 2A ist die Kraft auf das Eingangsglied
14 von einer als Schraubenfeder ausgebildeten
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Fahrzeugfeder 22 aufgebracht, die mit einem an einem
Befestigungspunkt C am Chassis 21 des Fahrzeuges befestigten Bauteil 23 und mit einer Radachse 24 verbunden ist, so daß
Veränderungen der Belastung des Fahrzeuges die auf das Eingangsglied 14 wirkende Kraft der Fahrzeugfeder 22 verändern.
Gemäß Fig. 2B ist das Eingangsglied 14 mit einem Ende einer als Blattfeder ausgebildeten Fahrzeugfeder 25 verbunden,
deren anderes Ende mit dem Chassis 21 verbunden ist. Die Radachse 24 ruht an der Fahrzeugfeder 25 zwischen deren Enden
auf. Auch bei dem in Fig. 2C dargestellten Beispiel ist die Fahrzeugfeder 25 an einem ihrer Enden mit dem Chassis 21
verbunden und stützt an ihrem anderen Ende die Radachse ab. Das Eingangsglied 14 ist mit der Fahrzeugfeder 25
zwischen deren Enden verbunden.
Die Wirkungslinie der resultierenden Kraft der elastischen
Vorrichtung 18 fällt mit der Achse des Eingangsgliedes
zusammen, die durch die Verbindungsstelle zwischen den Gehäusen 2 und 12 der Vorrichtung zum Feststellen der Belastung
und der mit dem Chassis 21 verbundenen Platte 17 und durch die Verbindungsstelle zwischen dem Eingangsglied 14 und
der Fahrzeugfeder 22 und 25 geht. Zwischen die Fahrzeugfeder 22 oder 25 und die elastische Vorrichtung 18 ist keine
Hebelübersetzung eingeführt, so daß die axial auf das Eingangsglied
14 wirkende Kraft der Fahrzeugfeder 22 oder vom Eingangsglied 14 im wesentlichen vollständig auf die
elastische Vorrichtung 18 übertragen wird. Die elastische Vorrichtung 18 ist kräftig ausgebildet, um der größeren
Kraft der Fahrzeugfeder 22 oder 25 widerstehen zu können.
Im Betrieb wird am Eingangsglied 14 eine Kraft W aufgetragen, die der Fahrzeugbelastung gleich oder proportional ist.
Diese Kraft W wird über die elastische Vorrichtung 18 und die Platte 17 direkt auf das Chassis 21 übertragen. Sobald
die Kraft W einen vorbestimmten Wert K erreicht, der der Kraft der elastischen Vorrichtung 18 entspricht, drückt
jede weitere Erhöhung der Kraft W das elastomerische Material
/8 6 0-9 885/083A
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zusammen und drängt es in die Bohrung 15A von kleinerem Durchmesser,
um einen Anteil der eingeleiteten Kraft auf das Betätigungsglied 5 zu übertragen und somit den "Einschalt"-Punkt
des Ventils 1 zu verändern. Der auf das
Eingangsglied 14 übertragene Anteil der Kraft beträgt — ,
A2 ' wobei die Restkraft über das Gehäuse 12 auf das Chassis 21
übertragen wird. Der Vorgang ist im Diagramm der Pig. 3 dargestellt. Die Kraft auf das Betätigungsglied 5 verändert sich
nicht, bis die Belastung des Fahrzeuges ausreicht, um die Kraft K der elastischen Vorrichtung 18 zu überwinden. Wie
mit der geraden Linie im Diagramm angegeben, nimmt danach die Belastung des Betätigungsgliedes 5 proportional der Last
auf das Eingangsglied 14 zu. Ist das Fahrzeug nur mit dem Fahrer besetzt, ist die Belastugg W1 und die Kraft auf das
Betätigungsglied 5 ist V1. Der Einlaßdruck, bei dem das Ventil 1 einschaltet, ist dann geringer als beim vollbeladenen
Fahrzeug, das eine Belastung W2 hat, die eine Kraft V2 auf das Betätigungsglied 5 erzeugt. Aus dem Diagramm ergibt sich
die Belastung des Fahrzeuges mit V = (W-K) .
(W2-W1)
Da die Belastung des Eingangsgliedes 14 der die Kraft der elastischen Vorrichtung 18 übersteigenden eingeleiteten Last
proportional ist, ergibt sich V = (W-K) -*i . Aus diesen
Gleichungen lassen sich die Flächen des Betätigungsgliedes und des Eingangsgliedes 14 für gegebene Forderungen hinsichtlich
der Belastung und des Bremsdruckes berechnen.
Ein größerer Anteil der Kraft der Fahrzeugfeder 22 oder wird vom Eingangsglied 14 auf das elastomerische Material
16 übertragen. Die elastische Vorrichtung 18 dient hauptsächlich
dazu, den Wert der Abschnittskraft K (intercept K) zu bestimmen. Das elastomerische Material 16 kann durch
Hebel aus Metall oder durch irgendeine andere lastmindernde Vorrichtung ersetzt sein. Bei Pkws kann die Last auf das
elastomerische Material 16 in den meisten Fällen etwa 136 bis 454 kg und die Kraft auf die elastische Vorrichtung 18
zwischen etwa 136 und 272 kg bei verschiedenen Fahrzeugtypen betragen.
ß 0 S 8 8 5 / 0 8 3 Q
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Statt, wie oben "beschrieben, mit einem Druckminderventil
könnte die Vorrichtung mit Druckbegrenzungsventilen benutzt werden, bei denen der den hinteren Bremsen zugeführte Druck
vollständig unterbrochen wird, sobald die Belastung des Betätigungsgliedes des Ventils einen vorbestimmten Wert
erreicht. Ferner könnte das Betätigungsglied lediglich
zum Betätigen eines Schaltventils verwendet werden, um Druckfluid zu einem druckempfindlichen Bremsdruck-Regulierventil
zu leiten.
/Patentansprüche
609885/0830
Claims (13)
1.) Vorrichtung zum Feststellen der Fahrzeugbelastung
ir eine Fahr zeug-Bremsanlage, mit einem Eingangsglied,
das mit einer Fahrzeugfeder verbunden und mit deren Kraft beaufschlagt ist, einer elastischen Vorrichtung, die
das Eingangsglied mit einer vorbestimmten, der Kraft der
Fahrzeugfeder entgegenwirkenden Kraft beaufschlagt, und mit einem Ventil mit einem beweglichen Betätigungsglied
zum Beeinflussen des Druckfluidstromes durch das Ventil, wobei ein die Kraft der elastischen Vorrichtung übersteigender
Anteil der Kraft der Fahrzeugfeder vom Eingangsglied auf das Betätigungsglied des Ventils und die Restkraft
auf den gefederten Teil des Fahrzeuges übertragen wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindungsstellen
zwischen der Fahrzeugfeder (22; 25) und dem Eingangsglied (14) und zwischen der Vorrichtung und dem gefederten
Teil des Fahrzeuges im wesentlichen auf der Wirkungslinie der resultierenden Kraft der elastischen Vorrichtung (18)
angeordnet sind.
2. Vorrichtung zum Feststellen der Fahrzeugbelastung für eine Fahrzeug-Bremsanlage, mit einem Eingangsglied,
das mit einer Fahrzeugfeder verbunden und mit deren Kraft
beaufschlagt ist, einer elastischen Vorrichtung, die das Eingangsglied mit einer vorbestimmten, der Kraft der
Fahrzeugfeder entgegenwirkenden Kraft beaufschlagt, und mit einem Ventil mit einem beweglichen Betätigungsglied
zum Beeinflussen des Druckfluidstromes durch das Ventil, wobei ein die Kraft der elastischen Vorrichtung übersteigender
Anteil der Kraft der Fahrzeugfeder vom Eingangsglied auf das Betätigungsglied des Ventils und die Restkraft
auf den gefederten Teil des Fahrzeuges übertragen wird,
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dadurch gekennzeichnet , daß ein Anteil der in Richtung der Achse des Eingangsgliedes (14) wirkenden
Kraft der Fahrzeugfeder (22; 25) vom Eingangsglied (14) auf die elastische Vorrichtung (18) übertragen wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die elastische Vorrichtung
(18) eine mit dem Eingangsglied (14) gleichachsige Schraubenfeder aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , daß die elastische Vorrichtung (18) das
Eingangsglied (14) umschlingt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die elastische Vorrichtung
(18) in einem Käfig angeordnet ist und mit einem Ende am gefederten Teil des Fahrzeuges und mit dem anderen Ende
an einer Platte (19) angreift, die von ihr zur Anlage an einem am Eingangsglied (14) ausgebildeten Anschlag (20)
vorgespannt ist, wobei die Kraft der elastischen Vorrichtung (18) gegen die Kraft der Fahrzeugfeder (22$ 25) über die
Platte (19) und den Anschlag (20) auf das Eingangsglied (14) übertragen wird.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Eingangsglied
(14) mit der Fahrzeugfeder (22) direkt verbunden ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Betätigungsglied (5) des Ventils (1) und das Eingangsglied (14) miteinander
fluchten.
809885/0 830
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8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Eingangsglied (14) und dem
Betätigungsglxed (5) des Ventils (1) elastomerisches Material (16) angeordnet ist, wobei das Eingangsglied (14) und das
Betätigungsglied (5) in Bohrungen (15A, 15B) verschiedener
Querschnittsflachen arbeiten, so daß, wenn die eingeleitete
Kraft eine Kraft der elastischen Vorrichtung (18) übersteigt, nur ein Anteil der auf das Eingangsglied (14) aufgetragenen
Kraft auf das Betätigungsglied (5) übertragen wird.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (1) ein Dosierventil
ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet , daß die Fahrzeugfeder (22) eine Schraubenfeder ist, die auf das Eingangsglied (14) direkt wirkt,
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Fahrzeugfeder (22) und die
elastische Vorrichtung (18) axial miteinander fluchten.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet , daß die Fahrz'eugfeder (25)
eine Blattfeder ist, die mit dem Eingangsglied (14) verbunden ist oder an diesem anliegt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, "daß, wenn die Vorrichtung in eine Bremsanlage eingebaut ist, das Ventil (1) an einen
Bremsdruckkreis zwischen einer Fluiddruckquelle und einem
oder mehreren Radbremszylindern angeschlossen ist.
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