DE2651916B2 - Lastabhängige Bremskraft-Regeleinrichtung in druckluftbetätigbaren Kraftfahrzeug- und Anhängerfahrzeugbremsanlagen - Google Patents

Description

2. Bremskraft-Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsteuer- und Abstufungskammer (35 und 36) druckdicht voneinander getrennt sind.

3. Bremskraft-Regeleinrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftung der Vorsteuer-Ventileinrichtung (29,5i, 32,33) über die Entlüftung (20,21) der Bremskraft-Regeleinrichtung erfolgt.

4. Bremskraft-Regeleinrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Feder (39) des Vorsteuerkolbens (29) und damit die Höhe des Vorsteuerdrucks einstellbar ist.

Die Erfindung betrifft eine lastabhängige Bremskraft-Regeleinrichtung für druckmittelbetätigte Kraftfahrzeug- und Anhängerbremsanlagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In den EG-Richtlinien zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten über die Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen und deren Anhänger wurden Vorschriften erlassen, welche die Kennlinien innerhalb bestimmter Abbremsungsbereiche in sogenannten Auslegebändern festliegt, d. h. die Bremsanlagen müssen so beschaffen sein, daß die Kennlinien der Abbremsung für die einzelnen Fahrzeugachsen in Abhängigkeit vom Druck in der Bremsleitung innerhalb des Bereichs der Auslegebänder liegen.

Die Einhaltung dieser Vorschriften erfordert die lastabhängige Bremskraftregelung von mindestens einer Fahrzeugachse, d. h. der Hinterachse, durch den Einbau einer lastabhängigen Bremskraft-Regeleinrichtung in die Leitungsverbindung zwischen dem Motorwagen-Bremsventil und den Radbremszylindern, wobei die Höhe des in die Bremszylinder eingesteuerten vom Motorwagen-Bremsventil ausgesteuerten Druckes in Abhängigkeit von der Beladung und somit von der Durchbiegung der Fahrzeugfedern oder bei luftgefederten Fahrzeugen vom Druck in den Luftfederbälgen geregelt wird.

Durch das DE-GM 19 20 916 ist eine lastabhängige Bremskraft-Regeleinrichtung bekanntgeworden, welche für ein Last/Leer-Regelverhältnis von 1 : 1 bis 4 : 1 ausgelegt ist. Durch die Kennlinie des Reglers wird erreicht, daß die Auslegebänder sowohl vom unbeladenen

als auch vom beladenen Fahrzeug erfüllt werden.

Dem Nachteil, daß bei Fahrzeugen, deren lastabhängig Bremskraftregelung sich nur mittels Regelung der Hinterachse vollzieht und bei welchen bei einer Bremsung in unbeladenem oder teilbeladenem Zustand die Hinterachsbremszylinder mit einem entsprechend der Hinterachslast niedrigeren Bremsdruck beaufschlagt werden, während in die Bremszylinder der ungeregelten Vorderachse der volle Bremsdruck eingesteuert wird, wobei es zum Blockieren der Vorderräder kommen kann, wurde bei dem aus dem DE-GM 19 20 916 bekannten Regler durch eine Druckvorsteuereinrichtung, welche im Gehäuse dieses Reglers angeordnet ist — in Fachkreisen entstand die Bezeichnung »Bremskraftregler mit Einsprung« - entgegengewirkt Es ist vor allem Sinn des Einsprungs im Regler, den Bremsbelagverschleiß bei unbeladenen und teilbeladenen Fahrzeugen an Vorder- und Hinterachse gleichmäßig zu gestalten.

Dieses Vorsteuerventil läßt erst nach Erreichen eines bestimmten Druckes — des Vorsteuerdruckes — eine lastabhängige Regelung der Hinterachse zu, d. h. im Anfangsstadiurn einer Bremsung oder bei einer leichten Teilbremsung werden Vorder- und Hinterachsbremszylinder mit dem ungeregelten Druck beaufschlagt, indem dem auf die untere Kolbenseite des Abstufungskolbens wirkenden Bremsdruck ein auf die obere Kolbenseite wirkender Gegendruck solange eine Gegenkraft auf den Abstufungskolben bewirkt, bis die lastabhängige Regelung entsprechend der Einstellung einsetzen soll.

Es besteht die Forderung der Fahrzeughersteller nach einer lastabhängigen Bremskraft-Regeleinrichtung, welche für die Entwicklung einer neuen Fahrzeuggeneration die angespochenen Probleme der lastabhängigen Bremskraftregelung löst und geht dabei von Werten aus, welche bei einem Einsprung in einer Größenordnung von 1 bar und bei einem Ausgangsdruck von 1,5 bar bei 7,5 bar Eingangsdruck in Reglerstellung »leer« liegen, was ein Regelverhältnis von 13:1 bedeutet. '

Es ist bereits in der älteren DE-PS 27 24 945 vorgeschlagen worden, diese Forderung durch die Anordnung einer vom Steuerdruck gesteuerten Druckentlastungseinrichtung und einer baulichen Vereinigung der Druckentlastungseinrichtung mit dem Vorsteuerventil als Doppelventileinrichtung zu lösen.

Diese Doppelventileinrichtung ist in einem separaten Gehäuse angeordnet, so daß über Rohrleitungen eine Verbindung mit dei Bremskraft-Regeleinrichtung hergestellt werden muß, wobei das Gehäuse der Bremskraft-Regeleinrichtung über entsprechende Rohrleitungsanschlüsse verfugen muß. Der zusätzliche Bedarf eines separaten Gehäuses, von Rohrleitungen und den erforderlichen Anschlüssen bedeuten zusätzlichen Platzbedarf und zusätzliche Kosten.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Bremskraft-Regeleinrichtung zu schaffen, welche die Forderung der Fahrzeughersteller ohne großen Kosten- und Platzaufwand erfüllt.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführte Erfindung gelöst.

Die Integration der Doppelventileinrichtung im Gehäuse der Bremskraft-Regeleinrichtung ergibt eine kompakte Ventileinheit, deren Einbaumaße sich nicht oder nur minimal vergrößern, wobei die Herstellung der Verbindungskanäle, welche die außenliegenden Rohrleitungen ersetzen, beim Gießen des Gehäuses in einem Ai-heitxverfahren stattfindet.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen

der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von einem Ausführungsbeispiel, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Bremskraft-Regeleinrichtung mit einer als Doppehentileinrichtung ausgelegten Druckvorsteuerei.nrichtung und

F i g. 2 ein Funktionsdiagramm mit Kennlinie des erwähnten Einstellbeispiels und Kennlinie nach alter Regelung.

Im Gehäuse 1 ist ein aus Kolben 2 und Membran 3 bestehender Abstufungskolben angeordnet, der im Innenraum des Kolbens 2 einen unter Spannung einer Feder 4 stehenden und in einer Führung 5 geführten Doppelventilkörper 6 aufweist welcher mit einem an der Innenwand des Kolbens 2 angeordneten Ventilsitz 7 ein Einlaßventil 6,7 und mit der als Ventilsitz 8 ausgebildeten oberen Stirnfläche eines unter dem Doppelventilkörper 6 angeordneten Ventilstößel 9 ein Auslaßventil 6, 8 bildet Mit dem Kolben 2 ist eine Anzahl radialer Rippen 10 verbunden, deren der Membran 3 zugewandten Stirnflächen 10a Teile eines Kegelmantels bilden.
Im Gehäuse 1 ist eine Anzahl radialer und feststehender Rippen 11 vorgesehen, in deren Zwischenräume die Rippen 10 berührungslos eingreifen und deren der Membran 3 zugewandte Stirnflächen 11a Teile eines entgegengesetzten Kegelmantels bilden. In der in der Zeichnung dargestellten Stellung liegt die Membran 3 an diesen Stirnflächen 11 a an.

Die Membran 3 ist mit ihrem Außenrand im Gehäuse 1 und mit ihrem Innenrand am Kolben 2 befestigt. Auf diese Weise wird der Abstufungskolben 2, 3 gebildet, dessen obere Wirkfläche 12 einer über dem Kolben 2 befindlichen Steuerkammer 13, welche mit einem eine Verbindung zum Motorwagen-Bremsventil oder Anhänger-Bremsventil herstellenden Druckluftanschluß 14 in Verbindung steht, unveränderlich ist und dessen untere Wirkfläche 15 einer unter der Membran 3 gelegenen Kammer 16, welche in Verbindung mit einem zu den Bremszylindern führenden Anschluß 17 steht, sich mit der Bewegung des Abstufungskolbens 2,3 verändert.

In einer zentralen Bohrung des Gehäuses 1 wird der teilweise hohle Ventilstößel 9 geführt, dessen obere Stirnfläche - wie bereits erwähnt - den Auslaßventilsitz 8 bildet und dessen Hohlraum 18 durch eine Kammer 19 und Entlüftung 20 entlüftet wird. Der Ventilstößel 9 steht kraftschlüssig mit dem Kugelzapfen 21 eines Hebels 22 in Verbindung, der an dem Zapfen einer WeI-Ie 23 gelagert ist. Die Welle 23 steht über einen Hebel 24 unter Zwischenschaltung eines Gestänges und eines Federungskörpers mit der Fahrzeugachse in Verbindung. Koaxial zum Ventilstößel 9 ist im Gehäuse ein Ausgleichskolben 25 angeordnet, dessen oberes Kolbenenc'e den Kugelzapfen 21 von unten abstützt und somit einen Ausgleich tür die von oben auf den Kugelzapfen 21 einwirkenden Kräfte schafft. Die unter dem Ausgleichskolben 25 befindliche Kammer 26 steht über ein Verbindungsrohr 28 mit der Kammer 13 in Verbindung.

Die im oberen Teil des Gehäuses 1 angeordnete Druckvorsteuereinrichtung besteh' aus einem als Stufenkolben ausgebildeten Vorsteuerkolben 29 und einem darunter angeordneten, in der Führung 5 geführten, durch eine Feder 30 unter nach oben gerichteter Spannung ""teilenden Doppelventilkörper 31, welches mit einem gehäusefesten Ventilsitz 32 ein Einlaßventil 31, 32 und mit der als Ventilsitz 33 ausgelegten unteren Fläche des Kolbens 29 ein Auslaßventil 31,33 bildet.

Zwei durch den stufenförmigen Vorsteuerkolben 29 mit dem Gehäuse 1 gebildete, druckdicht voneinander getrennte Kammern — eine Vorsteuerkammer 35 und eine Abstufungskammer 36 — stehen mit dem die Verbindung zum Motorwagen-Bremsventil herstellenden Anschluß 14 in Verbindung, wobei die Vorsteuerkammer 35 über die Kammer 13 und das Einlaßventil 31,32 und die Abstufungskammer 36 über eine Bohrung 37 mit Druckluft beaufschlagt wird. Die Vorsteuerkammer 35 steht außerdem direkt über eine Bohrung 38 mit der oberhalb der Membran 3 befindlichen Kammer 3a in Verbindung und wird bei offenem Auslaßventil 31, 33 über Entlüftung 18, 19, 20 entlüftet. Der Vorsteuerkolben 29 steht unter Spannung einer Feder 39, mit deren Hilfe der »Einsprang« mittels Stellschraube 40 einstellbar ist.

Es folgt nun eine allgemeine Funktionsbeschreibung der lastabhängigen Bremskraft-Regeleinrichtung und im Anschluß an diese Beschreibung wird auf die Druckvorsteuereinrichtung näher eingegangen.

Im Leerzustand besteht der größte Abstand zwischen Achse und Bremskraft-Regeleinrichtung, und der Hebel 24 befindet sich in seiner untersten Stellung, was bedeutet, daß der vom Motorwagen-Bremsventil oder vom Anhänger-Steuerventil kommende Bremsdruck in seiner niedrigsten Höhe weitergeleitet wird.

Wird das Fahrzeug beladen, verringert sich der Abstand zwischen Bremskraft-Regeleinrichtung und Achse und der Hebel 24 wird dadurch aufwärts in Richtung auf größere Leistung geschwenkt Eine horizontale Lage des Hebels 24 entspricht etwa einer Bremskraft für ein halb beladenes Fahrzeug. In seiner obersten Lage wird der vom Motorwagen-Bremsventil oder vom Anhänger-Steuerventil kommende Bremsdruck voll weitergeleitet.

Ein vom Motorwagen-Bremsventil bzw. vom Anhänger-Steuerventil kommender Bremsdruck gelangt über Anschluß 14 in die Kammer 13 und drückt den Kolben 2 hinunter. Dabei wird durch den Doppelventilkörper 6 der Ventilstößel 9 ebenfalls hinabgedrückt, bis dieser auf den Kugelzapfen 21 aufsetzt und beim weiteren Hinabgehen des Kolbens 2 sich das Ventil 6, 7 öffnet. Die Druckluft kann nun über Anschluß 17 in die Bremszylinder sowie in die Kammer 16 unterhalb der Membran 3 einströmen.

Über das Verbindungsrohr 28 ist die in das Gerät eingesteuerte Druckluft gleichzeitig in die Kammer 26 unter den Kolben 25 gelangt, wobei Kolben 25 den Kugelzapfen 21 abstützt

Die Membran 3 löst sich während der Abwärtsbewegung von der im Reglergehäuse 1 angebrachten Rippe 11 und legt sich im zunehmenden Maße an die Rippen 10 des Kolbens 2 an. Die wirksame Membranfläche wird so laufend vergrößert, bis sie die Fläche der Kolbenoberseite überwiegt. Dadurch wird der Kolben 2 wieder angehoben und das Ventil 6,7 geschlossen. Eine Bremsabschlußstellung ist erreicht. Der jetzt in den Bremszylindern herrschende Druck entspricht nun dem in Abhängigkeit vom Beladungsgewicht geregelten Druck.

to Nach Aufhebung des Bremsdrucks schiebt die in den Bremszylindern befindliche Druckluft den Kolben 2 in seine obere Endlage und entweicht über das Auslaßventil 6,8 durch die Bohrung 18 des Ventilstößels 9 und über die Kammer 19 durch die Entlüftung 20 ins Freie.

Die Funktion der Druckvorsteuereinrichtung ist wie folgt:

Der über Anschluß 14 ankommende Bremsdruck gelangt gleichzeitig über die Kammer 13 und das Einlaßventil 31, 32 in die Vorsteuerkammer 35 und wirkt weiter über die Bohrung 38 auf die Membran 3, und außerdem gelangt der Bremsdruck direkt über Bohrung 37 in die Abstufungskammer 36. Bei einem bestimmten, auf die Gesamtkolbenfläche der beiden Kammern 35 und 36 wirkenden Eingangsdruck bewegt sich der Vorsteuerkolben 29 gegen die Kraft der Feder 39 nach oben und bewirkt somit ein Schließen des Einlaßventils 31,32. Die bis zum Schließen des Einlaßventils 31,32 auf die Oberseite der Membran 3 strömende Druckluft wirkt dem auf der Unterseite der Membran sich aufgebauten Bremszylinderdruck entgegen und hebt in diesem Bereich — in unserem Beispiel bis 1 bar Eingangsdruck — die lastabhängige Regelung auf, d. h. in der Kammer 16 unterhalb der Membran 3 baut sich ein entsprechend höherer Druck auf.

Bei einem über die Druckhöhe von 1 bar hinausgehenden, vom Motorwagen-Bremsventil ausgesteuerten Bremsdruck baut sich - da Einlaßventil 31,32 geschlossen — nur noch in der Kammer 36 der Druck weiter auf und bewegt den Kolben 29 weiter nach oben, was eine Öffnung des Auslaßventils 31,33 und somit eine Entlüftung der Kammer 35 bewirkt und gleichzeitig den Druck oberhalb der Membran 3 auf 0 senkt

Die in F i g. 2 dargestellte durchgezogene Kennlinie 1 stellt die Funktion der Druckvorsteuereinrichtung dar, nämlich entsprechend dem hier gegebenen Beispiel, den Einsprung bei 1 bar und den Druckabbau von 1 bar auf 0 bei einem Druckaufbau von 1 bis 7,5 bar, während die gestrichelte Kennlinie II die Ausführung einen Einsprung bei 1 bar und gleichbleibender Druck von 1 bar bei einem Druckaufbau von 1 bis 7,5 bar zeigt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Lastabhängige Bremskraft-Regeleinrichtung in druckmittelbelätigten Fahrzeugbremsanlagen, die folgende Merkmale umfaßt:

a) Die Einrichtung enthält einen vom Bremsdruck beaufschlagbaren, aus einem Kolben (2) und aus einer Membran (3) bestehenden Abstufungskolben(2,3);

b) die einer Steuerkammer (13) zugeordnete kleinere Fläche (12) des Abstufungskol'oen (2,3) ist mit dem von einem Bremsventil ausgesteuerten Druck über einen Anschluß (14) der Steuerkammer (13) beaufschlagbar;

c) die einer Auslaßkammer (16) zugeordnete größere Fläche (15) des Abstufungskolbens (2,3) ist mit dem in den Radbremszylindern wirksamen Bremsdruck beaufschlagbar;

d) eine vom Abstufungskolben (2, 3) betätigbare Bremsdruck-Regelventileinrichtung (6, 7, 8) stellt eine Verbindung zwischen der Steuerkammer (13) und der Auslaßkammer (16) sowie zwischen der Auslaßkammer (16) und der Atmo-Sphäre her;

e) die Regelgröße der Bremsdruck-Regelventileinrichtung (6, 7, 8) ist über ein lastabhängig verstellbares Stellglied (22) einstellbar;

f) eine Vorsteuerventileinrichtung (29, 31, 32, 33) ist derart geschaltet, daß sie in Abhängigkeit vom auf die kleinere Fläche (12) des Abstufungskolbens (2, 3) wirkenden Steuerdrucks eine Verbindung zwischen der Steuerkammer (13) und der von der Membran (3) auf der der Auslaßkammer (16) gegenüberliegenden Seite begrenzte Kammer (3a) steuert und diese Verbindung oberhalb eines bestimmten Steuerdrucks sperrt;

g) die Vorsteuerventileinrichtung (29, 31, 32, 33) besteht aus einem abschaltbaren Einlaßventil (31,32) und aus einem den Vorsteuerdruck entlüftenden Auslaßventil (31,33);

h) das Ein- und Auslaßventil (31, 32 und 31, 33) haben ein gemeinsames Öffnungs- und Schließglied (31) und einen vom Vorsteuerdruck beaufschlagbaren Vorsteuerkolben (29);

i) das öffnungs- und Schließglied (31) bildet mit einem gehäusefesten Ventilsitz (32) das Einlaßventil (31, 32) und mit einem Ventilsitz (33) am Vorsteuerkolben (29) das Auslaßventil (31,33);

k) der Vorsteuerkolben (29) ist als Stufenkolben ausgebildet;

I) die stufenförmigen Ausbildungen des Vorsteuerkolbens (29) bilden mit dem Gehäuse der Vor-Steuerventileinrichtung (29,31,32,33) eine Vorsteuerkammer (35) und eine Abstufungskammer (36);

m) die Vorsteuerkainmer (35) ist mit dem Steuerdruck über das Einlaßventil (31,32) belüftbar;

n) die Abstufungskammer (36) ist mit dem Steuerdruck direkt belüftbar;

o) zwischen der oberhalb der Membran (3) gelegenen Kammer (3a) und der Abstufungskammer (36) besteht eine Verbindung, und beide Kammern (3a, 36) sind über das Auslaßventil (31,33) in die Atmosphäre entlüftbar;

p) der Vorsteuerkolben (29) steht unter der Spannung einer Feder (39), deren Spannungsrichtung dem Druck in der Vorsteuerkammer (35) und in der Abstufungskammer (36) entgegengerichtet ist;

q) das Öffnungs- und Schließglied (31) steht unter der Spannung einer weiteren Feder (30), deren Spannungsrichtung in Schließrichtung des Auslaßventils (31,33) gerichtet ist,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

r) die Vorsteuer-Ventileinrichtung (29, 31, 32, 33) ist im Gehäuse (1) der Bremskraft-Regeleinrichtung angeordnet;

s) die Verbindung zwischen der Vorsteuerkammer

(35) und der Kammer (3a) oberhalb der Membran (3) besteht aus einer Gehäusebohrung (38);

i) die direkte Belüftung der Abstufungskammer

(36) besteht aus einer Gehäusebohrung (37), welche eine Verbindung mit der Steuerkammer (13) darstellt