DE2658353A1

DE2658353A1 - Lastabhaengiger bremskraftregler

Info

Publication number: DE2658353A1
Application number: DE19762658353
Authority: DE
Inventors: Erich Reinecke
Original assignee: Wabco Westinghouse GmbH Germany
Current assignee: Wabco Westinghouse GmbH Germany
Priority date: 1976-12-23
Filing date: 1976-12-23
Publication date: 1978-06-29
Also published as: ATA839477A; JPS5379165A; AT374423B; GB1588189A; DE2658353B2

Description

Hannover, den 21.12.1

Wabeο Westinghouse GmbH

23. November 1976 Lastabbängiger Bremskraftregler

JDie Erfindung betrifft einen lastabhängigen Bremskraftregler gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Lastabbängige Bremskraftregler haben die Aufgabe, die Bremskraft an die unterschiedliche Beladung des Fahrzeugs im Teilbremsbereich anzupassen; ferner-sollen sie eine Betätigungsrege lung in der Weise sicherstellen, daß unabhängig von der jeweiligen Fahrzeugbeladung stets ungefähr die gleiche Betätigungskraft 'erforderlich ist. Schließlich ist diesen Bremssteuerungen noch die Aufgabe zugedacht, die Bremskräfte an die dynamische Achslastverlagerung anzupassen.

Bekanntlich werden Bremseinrichtungen eines Fahrzeuges für den Fall der maximalen Belastung ausgelegt. Für diesen

Fall werden bei der Annahme, daß das Fahrzeug sich im Teilbremsbereich befindet, bei dem die Blockierschutzvorriohtung nirht in Tätigkeit zu treten braucht, alle Bremszylinder nach Maßgabe der Betätigung des Bremsventiies mit Druckmittel beaufschlagt. Der eingesteuerte Druck ist dabei gleich dem Ausgangsdruck. Hierdurch ergibt sich,^daß auch die auf die Vorderachse und Hinterachse des Fahrzeuges wirkenden Kräfte gleich sind.

Dr.K./H. -Z-

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INSPECTED

Bei einem unbeladenen Fahrzeug ergibt sich nun folgendes. Da die Last des fahrzeuges in der Regel auf die Hinterachse wirkt, ist in diesem Falle die auf die Vorderachse zur Einwirkung gelangende Kraft größer als die auf die Hinterachse wirkende Kraft. Da aber die Bremseinrichtung für das vollbeladene und keineswegs für das leere Fahrzeug ausgelegt ist, bedeutet dies im vorliegenden Falle, daß als Folge der entlasteten Hinterachse bei einer Bremsung zuerst die Hinterräder und später erst die Vorderräder blockieren. Ss ist aber eine Forderung des Bremsenbaues, daß zuerst die Vorderräder und anschließend daran erst die Hinterräder blockieren sollen.

Um bei einem entladenen oder nur teilweise beladenen Fahrzeug ein Blockieren der Hinterräder vor den Vorderrädern zu verhindern, muß also bei einem bestimmten Punkt die Druckmittelzufuhr in die Bremszylinder, der Hinterräder unterbrochen oder gedrosselt werden. Solche Regler sind bekannt. Durch diese Regler wird also erreicht, daß die auf die Vorderachse des Fahrzeuges wirkende Kraft nach Maßgabe des eingesteuerten Druckes proportional ansteigt, während die auf die Hinterachse wirkende Kraft unabhängig von dem eingesteuerten Druck von dem der Beladung zugeordneten Punkt, nachfolgend Knickpunkt genannt, konstant bleibt oder unterproportional ansteigt.

Die bekannten Bremskraftregler werden über einen Stellhebel, an dem eine Zugfeder angreift, auf die ein beladungsabhängig verstellbares Hebelgestänge einwirkt, der Last entsprechend voreingestellt.

Geräte- bzw. anlagenmäßig besteht ein linearer Zusammenhang zwischen den den verschiedenen Beladungen entsprechenden Drücken p^ und der Kraft am Hebel oder dem Zugfederweg s (p. = c χ s). Die Fahrzeuge sind in der Regel mit Federn, beispielsweise Blattfedern, ausgerüstet. Aufgrund des normalerweise progressiven Charakters dieser Federn ergibt sich zu-

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nächst ein größerer Federweg mit größer werdender Belastung in einem bestimmten Bereich geringerer Beladung und ein geringerer Federweg in einem bestimmten Bereich größerer Beladung. Diese progressive Charakteristik der Fahrzeugfederung beeinflußt die oben angesprochene Linearität zwischen Druck und Federweg.

Nun ist gesetzlich ein bestimmtes sogenanntes Abbremsungsband vorgeschrieben. Dies erfordert, daß die Funktion p, = f (s) diesem Band entsprechend gewählt werden muß."Dieses Band erfordert in der Regel einen progressiven Verlauf, so daß die Gefahr besteht, daß die Funktion p* = f (s) ohne Vorsehung zusätzlicher Maßnahmen aus dem Band bei bestimmten Ladungszuständen herausführt.

Zur Anpassung an das Band ist es daher erforderlich, Maßnahmen zu ergreifen, um die Funktion p_k = f (s) dem Verlauf dieses Bandes anzupassen.

Bekannte Anpassungsmaßnahmen sind besondere konstruktive Hebelausführungen, durch die die Hebelauslenkung beispielsweise progressiv auf die Zugfeder .übertragen wird.

Die bekannten lastabhängigen Regleranordnungen weisen insgesamt im wesentlichen folgende Nachteile auf. Dadurch, daß die Hebelbewegung zu mehr oder weniger starken Vorspannungen der Steuerfeder herangezogen wird, wirken relativ große Kräfte auf das Hebelgestänge, wodurch dieses zwangsläufig entsprechend stabil, schwer und raumbeanspruchend ausgeführt sein muß. Diese großen Kräfte müssen übertragen werden, wodurch sich baulich ein erhöhter Aufwand ergibt. Diese bekannten Regler sind somit kraftgesteuert.

Es besteht die Gefahr des Auftretens von Ermüdungserscheinungen der Vorspannungszugfeder. Ferner treten im Fahrzeugbetrieb, beispielsweise durch Schlaglöcher, Überhübe und Unterhübe an dem Übertragungsgestänge auf, wodurch die Gefahr einer Überbelastung und damit die Gefahr einer Beschädigung der Feder gegeben ist; um solche Überbelastung zu vermeiden, ist ein erhöhter konstruktiver Aufwand erforderlich.

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Ein wesentlicher Nachteil bei den bekannten Reglern besteht darin, daß die gesamte lastabhängige Verstelleinrichtung auch im ungebremsten Zustand stets von Kräften, beispielsweise aufgrund von Achsschwingungen, beaufschlagt ist, wodurch die Gefahr eines vorzeitigen Verschleißes besteht.

Auch wenn man die erwähnte Gefahr der Überbelastung aufgrund von Überhüben durch Vorsehen geeignet geformter Nockenflächen in der Verstelleinrichtung weitestgehend vermeiden kann, so bleibt doch der Nachteil der Übertragung der Achsschwingungen und der kräftemäßigen Belastung auch im ungebremsten Zustand. *

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen lastabhängigen Bremskraftregler der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Nachteile der bekannten Regler nicht auftreten und daß insbesondere die Achsschwingungen nicht mehr auf die Feder tibertragen werden und die kräftemäßige Belastung im ungebremsten Zustand vermieden ist* Ferner ist angestrebt, die Gefahr eines federbedingten Ausfalls der lastabhängigen Regelung aufgrund von Überbelastungen und Schwingungseinflüssen zu vermeiden und durch einfache Einsteuerungsmittel zu erreichen, daß der Verlauf der Funktion p^ = f (s) im gesamten zulässigen Beladungsbereich in· das oben genannte Band fällt und außerdem eine konstruktive Lösung zu finden, die es ermöglicht, die engen Toleranzen, die durch- die Gesetzgebung vorgegeben sind, mit einfachen Mitteln einzuhalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Maßnahmen gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1.

Die Erfindung schlägt eine Trennung von Nocken und Kolben und eine Verbindung zwischen Nocken und einem Ventilteil vor. Hierdurch wird der Kolben kräftemäßig von der Achse getrennt, wodurch Überbelastungen beispielsweise aufgrund von Achsschwingungen nicht mehr auf die Regelfeder an sich übertragen werden können und wodurch außerdem die kräftemäßige Belastung im ungebremsten Zustand vermieden ist.

Durch die Erfindung kann also auf die nachteilige Kraftoder Federsteuerung der bekannten Regler verzichtet werden; diese Kraftsteuerung ist durch eine lastabhängige Wegsteuerung

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des Ventilteils ersetzt worden, indem der lastabhängig verstellbare Nocken sozusagen direkt die Stellung des Ventilteils des Ventiles relativ zum Kolben lastabhängig verändert. Die Änderung einer Federvorspannung ist nicht mehr notwendig.

Die Regelanlage kann mit wesentlich geringerem baulichen Aufwand hergestellt werden, weil praktisch .keine Kräfte mehr übertragen zu werden brauchen. Der Verschleiß wird erheblich verringert und die Sicherheit erhöht. ■>

Aus konstruktiven Gründen steht der Nocken zweckmäßig über einen Stößel mit dem Ventilteil in Wirkverbindung.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Anspruch 3 gekennzeichnet. Nach dieser Weiterbildung ist der Kolben im Gegensatz zu bekannten Anordnungen nicht mehr durch eine Feder konstant vorgespannt, sondern seine Vorspannung ändert sich mit dem Weg der Feder bzw. des Kolbens, beispielsweise stetig oder stufenweise. Hierdurch wird erreicht, daß bei bestimmten Teillastzuständen eine Änderung der Funktion p_t = f (s) eintritt, dergestalt, daß sich die Funktion p_k = f (s) dem Verlauf des oben erläuterten Bandes anpaßt.

Zweckmäßig ist der am Kolben ausgebildete Ventilteil·

der Ventilsitz des Ventiles.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Ventil im ungebremsten Zustand des Fahrzeuges, also bei nicbtdruckbeaufscblagtem Regler, bei jedem Beladungszustand des Fahrzeuges offen. Hierduroh ist insbesondere eine eindeutige Ruhestellung des Ventiles definiert und außerdem gesichert, daß die lastabhängige Verstellung des Ventiles ohne Leerweg und ohne stoßweises Aufsetzen des Stößels auf den Ventilkörper des Ventiles erfolgt.

Eine besonders einfache und raumsparende Kolbeη/Ventilkonstruktion als Weiterbildung der Erfindung ist im Anspruch gekennzeichnet.

Um eine stetige Änderung des lastabhängig eingesteuerten

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Druckes mit dem Federweg zu erhalten zur Anpassung an das geforderte, oben erläuterte p,/s-Band ist die Feder eine zylindrische Druckfeder.mit sich stetig ändernder Steigung. Der Verlauf des Bandes kann dabei progressiv oder degressiv sein, wobei die Federwindungen nacheinander auf Block gehen.

Reicht eine stufenweise Änderung der Federcharakteristik zur Anpassung an das Band, kann die Feder mehrere Bereiche unterschiedlicher Steigungen aufweisen.

Vorteilhafte und zweckmäßige weitere Ausgestaltungen der Erfindung, insbesondere hinsichtlich der den Kolben vorspannenden Feder, sind in den weiteren Unteransprüchen gekennzeichnet.

Beim erfindungsgemäßen Regler steht also der Regelkolben unabhängig von der lastabhängigen Verstelleinrichtung unter der Vorspannung einer Feder mit geeignet gewählter Federcharakteristik. Die gewünschte Kennlinie p_k = f (s) des Reglers zur Anpassung an das geforderte Band kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung außer durch eine geeignet gewählte Charakteristik der Vorspannungsfeder des Kolbens durch geeignete Formgebung der Nockenfläche oder durch eine Kombination von Nockenform"und Federcharakteristik erzielt werden.

In der Praxis hat sich nun gezeigt, daß in vielen Fällen wegen des teilweise sehr engen Toleranzbandes (vgl. Fig. 5 und 7, T) eine Anpassung an das Band mit Hilfe einer Kennlinie aus zwei geraden Teilen Schwierigkeiten bereitet. TJm diese Schwierigkeiten zu vermeiden, sind gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung Federanordnungen vorgesehen, durch die man eine Kennlinie aus drei Teilen erhält mit einem mittleren Teil zur besseren Anpassung an das Toleranzband in dessen kritischen Bereich. Der mittlere Teil kann dabei gerade oder auch gekrümmt verlaufen.

Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen solcher Federanordnungen sind in den Ansprüchen 20 bis 42 gekennzeichnet.

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Um Toleranzen g xhalte ·· können, ist gemäß einer "besonder vorteilhaften Ausbildung der Erfindung eine unabhängige Einstellung der Vorspannung der Federn und der Zuschaltpunkte vorgesehen.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert werden.

Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen lastabhängigen Bremskraftregler,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine spezielle Vorspannfederanordnung für den Reglerkolben und

Fig. 3 eine grafische Darstellung, in der schematisch die Anhängigkeit des Bremsdruckes p^. für verschiedene Beladungszustände c, d und e in Abhängigkeit vom Weg s einer Vorspannuiigsfeder bei bekannten Reglern (Kurve a) und beim erfindungsgemäßen Regler (Kurve b), also die Funktion p^. = f (s), relativ zur Lage eines zu erfüllenden Bandes (schraffierter Bereich) gezeigt ist,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer Federanordnung für den Reglerkolben,

Fig. 5 eine grafische Darstellung der mit der mit der Federanordnung nach Figur 4 erzielbaren Kennlinie,

Fig. 6 eine weitere Auaführungsform einer Federanordnung,

Fig. 7 eine grafische Darstellung der mit der Federanordnung nach Fig. 6 erzielbaren Kennlinie,

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform der Federanordnung für den Reglerkolben und

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform der erfindungageuiHümi Federanordnung für den Regierkolben. 8 0 982 6/0170

Es soll nun Bezug genommen werden auf die Figur 1. In einem Gehäuse 2 befindet sich eine Längsbohrung 4, in die ein Eingangsanschluß 6 für eingesteuerten Druck und ein Ausgangsanschluß 8 führen. In der Bohrung 4 ist ein (gestufter) Hohlkolben 10 teilweise im Abstand zur Bohrungswandung geführt, der eine Sackbohrung 12 aufweist,.die über Bohrungen 14 and 16 in der Kolbenwandung mit dem Eingangsanschluß und dem Ausgangsanschluß in Verbindung steht. In der/Innenbohrung oder Sackbohrung 12 ist ein Ventilkörper 18 geführt, der von einer Feder 20 in Richtung seines Ventilsitzes 22, der am Kolben 10 ausgebildet ist, vorgespannt ist. Die Feder stützt sioh am geschlossenen Ende der Sackbohrung ab. Der Kolben 10 steht über einen Im Gehäuse 2 geführten Stößel 24 mit einem auf einer Welle 26 angeordneten Nocken 28 in Wirkverbindung. Der Nocken ist über einen nicht dargestellten Hebel, der an der Weite angreift und entsprechend der Beladung ausgelenkt wird, lastabhängig verstellbar. Die Anordnung ist so gewählt, daß auch bei leerem Fahrzeug" eine Offenstellung des Ventiles 18,22 gegeben ist.

Am in der Zeiohnung unteren Ende des Gehäuses 2 befindet sich ein Federgehäuse 30, in dem eine Feder 32 angeordnet ist, die sich auf Federtellern 34 und 36 abstützt und die den Kolben über einen im Gehäuse geführten Stößel 38 gegen den eingesteuerten Druck vorspannt. Die Grundvorspannung ist mit Hilfe einer Einstellschraube 40 einstellbar. Die Feder 32 ist eine.Zylinderfeder und weist eine sich stetig ändernde Federsteigung auf, wodurch einige Federwindungen vorzeitig auf Blook laufen und sich dadurch eine progressive Federcharakteristik ergibt.

Der lastabhängige Bremskraftregler arbeitet wie folgt: Im unbetätigten Zustand der Bremsanlage bei leerem Fahrzeug befindet sich der Regler in der dargestellten Stellung, in der das Ventil die offene Grundstellung einnimmt. Wird ein Bremsvorgang ausgelöst, so wird über den Eingangsanschluß 6 Druck eingesteuert, der auf den Kolben 10 einwirkt und diesen

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gegen die Torspannkraft der Feder 32 in der Zeichnung nach unten bewegt. Der über die Bohrung 6 eingesteuerte Druck gelangt über die Sackbohrung des Kolbens 10 an den Ventilkörper vorbei durch die Bohrung 16 und die Bohrung 8 zu den Bremszylindern. Von einer bestimmten Druckhöhe ab, die im vorliegenden Fall relativ gering ist wegen der Last 0, legt sich $er Ventilsitz infolge des in der Zeichnung nach unten laufenden Kolbens auf den Ventilkörper 18 und sperrt somit/die weitere Druckzufubr zu den Bremszylindern.

Bei Teillast- oder Vollastbedingung, siehe die gestriohelt eingezeichnete Stellung des Kolbens 18, ist ein dieser Last entsprechend höherer Druck erforderlich, um den Kolben 10 so weit gegen die Vorspannung der Feder 32 nach unten zu verschieben, bis der am Kolben ausgebildete Ventilsitz 22 auf dem Ventilkörper. 18 aufsitzt und die weitere Druckzufuhr zu den Brettfszylindern sperrt. Bei Vollast wird der Ventilkörper 18 durch den Nocken 28 so weit in die Sackbohrung des Kolbens 10 hineinbewegt, daß über die Bohrung H der volle eingesteuerte Druck zu den Bremszylindern gelangt.

Durch die Steigungsänderung der Vorspannungsfeder 32 ist der Bremsdruck nicht mehr linear von der Beladung abhängig, sondern nicbt_linear und zwar progressiv, wie noch näher im Zusammenhang mit der Beschreibung der Figur 3 erläutert wird.

In der Figur 2 ist eine Kombination aus zwei Federn 50 und 52 zur Aufbringung der Federkraft gezeigt. Bei der Feder 50 handelt es sich dabei um eine Zylinderfeder mit konstanter Steigung und somit mit einer gleichförmigen Charakteristik über den gesamten Federweg, während die Feder 52 eine Zylinderfeder mit zunehmender Steigung ist, die erst nach einem bestimmten Federweg der Feder 50 wirksam wird, wie man der Figur 2 ohne weiteres entnehmen kann.

Wie bereits in der Beschreibungseinleitung erwähnt, ist vom Gesetzgeber ein bestimmtes Band vorgeschrieben worden, in dem die Funktion p_fc = f (s) eines lastabbängigen Bremskraftreglers liegen muß. Ein solches Band ist in der Figur 3 niit

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progressiver Charakteristik schematisoh eingezeichnet. Bisher bekannte Regler mit linearer Abhängigkeit zwischen p_k und dem Federweg s zeigen eine lineare Charakteristik, die der eingezeichneten Geraden a im Prinzip entspricht und bei der die Gefahr besteht, daß bei höheren Beladungen die Gerade a aus dem Band herausführt,, was bedeutet, daß bei diesen höheren Beladungen nicht mehr ausreichend Bremsdruck zur Verfügung steht, um_ die gesetzlichen Anforderungen zu erfüllen; es ergibt sich dann ein unzulässig langer Bremsweg.

Durch die erfindungsgemäß gewählte leder ergibt sich ein Zusammenhang zwischen y^ und s, der der Kurve b in der Figur 3 entspricht, die im vorgeschriebenen Band liegt und somit die gesetzlichen Anforderungen erfüllt. Einen dem vorgeschriebenen Band entsprechenden Verlauf der Abhängigkeit zwischen p^. und s kann man auch erhalten über geeignet gewähl'te Nockenformen oder durch eine Kambination von geeigneter Nockenform und geeigneter Federcbarakteristik der Feder 32,

Die Vorspannung des Ventilkorpers 18 kann außer durch eine Feder, wie im dargestellten Beispiel nach Figur i, auch durch den eingesteuerten Druck erfolgen.

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Es soll nun Bezug genommen werden auf die Figur 4. In einem Gehäuse 200 befindet sich eine vorgespannte Federanordnung. Eine erste Feder 202 stützt sich an einem Federte Her 204 und einem Federtopf 206, wie dargestellt, ab. Unter dem Federtopf befindet sich eine zweite Feder 208, die sich mit einem Ende an einem Flansch 209 einer z-förmigen Halterung 210 und dem Federtopf 206 a-bstützt und sich mit dem anderen Ende an einem Federteller 212 abstützt. Unterhalb,des Federtopfes befindet sich ferner eiii Federelement 214» hier in Form einer elastischen Kugel, beispielsweise aus Gummi, das in einem Federteller 216 sitzt, der seitlich von dem anderen Flansch 218 des Halteringes 210 gefangen ist. Die Federn 202 und 208 sind reihengeschaltet, während das Federelement 214 und die zweite Feder 208 parallelgeschaltet sind. Der Federteller 212 liegt auf einer Einstellschraube 220 auf, die als Hohlschraube ausgebildet ist und mit der die Vorspannung der Federn 202 und 208 einstellbar ist. Die Bohrung der Hohlschraube weist ein Gewinde auf, in dem eine weitere Einstellschraube 222 zur Einstellung des Spieles χ des Federelementes .214 verstellbar geführt ist. Der Federteller 204 ist von einem Stößel 224 druckabhängig beaufschlagt.

Die Wirkungsweise der Anordnung nach Figur 4 ist wie folgt, wobei zugleich auf Figur 5 Bezug genommen werden soll, in der die Knickpunkte P. als Funktion der Federwege S der Anordnung aufgetragen sind (Kurve z).

Es ergeben sich drei Bewegungsphasen. 1. Bewegungsphase:

Bewegt sich der StößeL 224 nach unten, so wird die Feder über den Federteller 204 nach unten bewegt und zugleich die Feder 208 über den Federtopf 8 zusammengedrückt, bis sich der Federteller 216 gegen die Einstellschraube 222 legt. Durch diese erste Bewegungsphase erhält man den Teil z. der Kennlinie z. Durch Änderung der Vorspannung der Federn 202 und 208 mit Hilfe der Einstellschraube 220 kann

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man den Verlauf ändern, um beispielsweise eine bessere ' Gesamtanpassung an das Toleranzband T zu erhalten, wie dies durch die gestrichelten Linien ζ ' und ζ " angedeutet ist. Am Ende der ersten Bewegungsphase, wenn sich der Federteller 216 gegen die Einstellschraube 222 legt, wird der erste Knickpunkt P₁ erreicht.

2. Bewegungsphase:

Bewegt sich der Stößel 224 weiter abwärts, wird der Feder 208 das ΐβderelernent 214 parallel zugeschaltet, was eine Erhöhung der Gesamt-Federkonstanten bedeutet und damit einen Anstieg der Kennlinie. Da das Federelement eine progressive Kennung besitzt, ergibt sich vom Punkt P. ab ein positiv gekrümmter Verlauf der Kennlinie über einen Teil Z₂ bis zum Ende der zweiten Bewegungsphase. Diese Bewegungsphase endet, sobald das Federelement 214 um den Weg y zusammengedrückt ist und sich der Federteller 216 an den Federtopf 206 anlegt; dann ist auf der Kennlinie ζ der zweite Knickpunkt P₂ erreicht. Das Federelement 214 und zugleich die Feder 208 werden ausgeschaltet.

5. Bewegungsphase:

Bewegt sich der Stößel 224 weiter abwärts, ist nur noch die erste Feder 202 wirksam mit einer entsprechend höheren Federkonstanten, so daß sich der dritte steilere Teil z, der Kennlinie ζ ergibt. Durch Änderung des Spaltes χ mit Hilfe der Einstellschraube 222 läßt sich die Lage des Knickpunktes P₂ ändern, um so eine bessere Anpassung der Kennlinie ζ an den Toleranzbereich zu erhalten, wie dies durch die gestrichelten Linien z,¹ und z_" angedeutet ist.

In der Figur 6 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Federanordnung dargestellt, die einen Kennlinienverlauf gemäß Figur 7 ergibt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich im wesentlichen von der Ausführungs-

form nach Figur 4 dadurch, daß das Federelement 214 durch eine Tellerfeder 230 ersetzt ist, durch die der Haltering

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und der Federteller 216 (Figur 4) überflüssig werden, und durch einen anders gestalteten Federtopf 232. Die Tellerfeder stützt sich a-m Außenrand des Federtopfes ab. Auch bei dieser Anordnung sind zwei Federn 234- und 236, wie bei der Ausführungsform nach Figur 4, vorgesehen, die ebenfalls reihengeschaltet sind, während die Tellerfeder 230 und die. zweite Feder 236 parallelgeschaltet sind. Ein Stößel 238 beaufschlagt,wie bei der Ausführungsform nach Figur 4,einen Federteller. 240.

Die Arbeitsweise der Federanordnung nach Figur 6 ist wie folgt, wobei zugleich auf die Figur 7 Bezug genommen werden soll, in der die Knickpunkte P, als Funktion des Federweges dieser Anordnung aufgetragen sind (Kurve z).

Bei dieser Anordnung ergeben sich ebenfalls drei Bewegungsphasen.

1. Bewegungsphase:

Die Feder 234 bewegt sich nach unten und zugleich wird die Feder 236 zusammengedrückt, bis sich die Tellerfeder 230 gegen eine Einstellschraube 242 anlegt, die der Einstellschraube 222 nach Figur 4 entspricht. 'Es ergibt sich der Teil z. der Kennlinie·ζ (Figur 7). Durch Änderung der Vorspannung der Federn 234 und 236 mit Hilfe einer Einstellschraube 244 (diese Einstellschraube entspricht der Einstellschraube 220 nach Figur 4) kann man den Verlauf analog, wie im Zusammenhang mit den Figuren 4 und 5 beschrieben, ändern. Am Ende der ersten Bewegungsphase wird der Punkt P₁ erreicht.

2. Bewegungsphase:

Die Tellerfeder 230 wird in der Mitte nach oben gedrückt, bis dieser Teil in der Tellerfeder an der dachförmigen Ausbildung 246 des Federtopfes 232 zur Anlage kommt nach Durchbiegung um den Weg y¹. In dieser Bewegungsphase ergibt sich der mittlere gerade Teil z„ der Kennlinie z. Am Ende dieser Bewegungsphase wird der zweite Knickpunkt Pp erreicht und die Tellerfeder 230 und zugleich die Feder 236 ausgeschaltet.

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3. Bewegungspba se:

In dieser Phase ist nach Ausschaltung der Tellerfeder und der Feder 236 nur noch die Feder 234 wirksam analog wie bei der Ausführungsform nach Figur 4,und man erhält den dritten Seil, den steileren Teil z.,, der Kennlinie z. Auch dieser Teil kann durch Einstellung des Abstandes x¹ mit Hilfe der Einstellschraube 242 , wie ΐτπ Zusammenhang mit den Figuren 4 und 5 beschrieben, verändert werden.

Die'Tellerfeder kann, wie dargestellt, geschlitzt sein oder so gestaltet sein, daß die gewünschte Kennung, insbesondere auch eine progressive Charakteristik erzielt wird analog wie beim Federelement nach Figur 4.

In der Figur 8, auf die jetzt Bezug genommen werden soll, ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Federanordnung dargestellt. Zu einer ersten Feder 250, die sich an'zwei Federtellern 252 und 254 abstützt, ist eine zweite Feder 256 para He !geschaltet, die sich nur einseitig an einem Federtopf 257 abstützt; zu dieser Feder 256 ist ein Federelement 258 in Reihe geschaltet, das in einem Federtopf 260.sitzt, der auf einer Verlängerung 262 einer Einstellschraube 264 angeordnet ist, mit der der Abstand x" einstellbar ist. Eine weitere Einstellschraube 266 dient der Änderung der Torspannung der.Feder 250. Auf den Federteller 252 wirkt ein Stößel 268.

Es soll jetzt die Wirkungsweise der Anordnung nach Figur 8 beschrieben werden, wobei zugleich auf Figur 5 Bezug genommen werden soll, in der ein Kennlinienverlauf dargestellt ist, der sich im wesentlichen auch bei der Federanordnung nach Figur 8 ergibt.

Auch bei der Anordnung nach Figur 8 ergeben sich drei Bewegungspbasen'.

1. Bewegungsphase:

Es wird zunächst nur die Feder 250 zusammengedrückt und man erhält den Teil Z₁ der Kennlinie ζ (vgl. Figur 5).

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Fach Durchlauf des Federweges x" wird der Punkt P. auf der Kennlinie erreicht.

2. Bewegungsphase:

Nach Beendigung des Federweges x" legt sich der Federteller 252 an die Feder 256 an und es ist nur noch die Reihenschaltung aus der Feder 256 und dem Federelement 258 wirksam,· das wie bei der Ausführungsform nach Figur 4, eine elastische Kugel oder ein elastischer O-Ring sein kann; es ergibt sich der mittlere gekrümmte Teil Zp der Kennlinie, bis das Federeleraent den Federweg y" zurückgelegt hat, an dessen Ende der zweite Knickpunkt Pp erreicht ist und sich der Federtopf 216 gegen den Federtopf 257 legt.

3. Bewegungsphase:

In dieser Bewegungsphase ist das Federelement 258 ausgeschaltet und ist nur noch die Parallelschaltung aus den beiden Federn 250 und 256 wirksam,, die zusammen: den steilen Verlauf z, der Kennlinie ζ bestimmen (vgl. Figur 5). Durch diese Parallelschaltung wird insge'samt eine höhere Gesamt-Federkonstante erzielt, durch die man wiederum einen steileren Verlauf des dritten Teiles z, der Kennlinie erhalten kann, beispielsweise zur Anpassung an sehr steile Toleranzbänder.

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Es soll nun Bezug genommen werden auf die Pig. 9, die eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Federanordnung zeigt, die - wie die Anordnung nach den Pig. 4, 6 und 8 eine erste und zweite Feder 270 und 272 sowie ein Federelement 272 aufweist. Bei der Federanordnung nach Fig. 9 sind jedoch die Vorspannung beider Federn 270, 272 und die Zuschaltpunkte der zweiten Feder 272 sowie des Federelementes 274 getrennt, unabhängig voneinander einstellbar. Die erste und zweite Feder 270 und 272 sind gemeinsam durch eine äußere Hohlschraube 27£ hinsichtlich der Vorspannung einstellbar. Der Zuschaltpunkt der zweiten Feder 272 ist durch eine mittlere Hohlschraube durch Änderung des Weges x., und der Zuschaltpunkt des Federelementes 274 ist durch eine in der mittleren Hohlschraube verstellbar angeordnete Schraube 280 durch Änderung des Weges x₂ einstellbar. Die erste Feder 270 stützt sich ätößelseitig- (Stößel 281) an einem an einem Federteller 282 anliegenden Halt.ering 284 ab und dieser Haltering hält einen Federtopf 286, in dem das Federelement 274, beispielsweise eine"Gummikugel, angeordnet ist. Die Feder 270 stützt sich gegenüber auf dem Außenflansch eines Federtopfes 288 ab, der wiederum einseitig die zweite Feder 272 "abstützt, die sich gegenüber auf einem Federteller 290 abstützt, der mit der Einstellschraube 276 in Wirkverbindung steht.

Die Federanordnung nach Fig. 9 arbeitet im wesentlichen wie folgt, wobei eine Auslegung der einzelnen Teile der Federanordnung so gewählt sei, daß wiederum drei Bewegungsphasen auftreten sollen, um eine 3-teilige Kennlinie zu erhalten.

1. Bewegungsphase:

Zunächst bewegt sich nur die Feder 272 abwärts bis der Federtopf 288 auf der Schraube 278 zur Anlage kommt und die Feder 272 ausgeschaltet wird. Hierdurch erhält man den ersten Teil der Kennlinie.

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2. Bewegungsphase:

Die Feder 270 wird zugeschaltet bis sich der Federtopf 286 an der Schraube 290 anlegt; man erhält den zweiten Teil der Kennlinie.

3. Bewegungsphas e:

Der Feder 270 wird das Federelement 274 parallel zugeschaltet, und man erhält den dritten Teil der Kennlinie.

Je nach Verhältnis der Federkonstanten zueinander* sowie je nach Einstellung der Zuschaltpunkte, der Zuschaltwege oder Federwege mittels der drei Einstellschrauben lassen sich die verschiedensten Kennlinien zur bestmöglichen Anpassung an das gesetzlich vorgeschriebene Toleranzband verwirklichen.

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Leerseite

Claims

Patente nsprüche

(1./ Lastabhängiger Bremskraftregler mit einem vorgespannten Ventil·, das lastabhängig durch einen Nocken verstellbar ist, und mit einem Kolben, der von einer Regelfeder- gegen eine Druckbeaufschlagung vorgespannt iat und der ein Ventilteil des Ventiles ,aufweist und vom eingesteuerten Bremsdruck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der lastabhängig verstellbare Nocken (28) derart in Wirkverbindung mit einem Ventiikörper (18) des Ventiles steht, daß der Ventilkörper (18) im ungebremsten Zustand in Offenstellung gehalten ist.
2. Bremskraftregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (-28) Über einen Stößel (24) mit dem Ventilkörper (18) in Wirkverbindung steht."
3. Bremskraftregier nach Anspruch ·1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (18,22) ein Ventilteil (22) aufweist, das an einem Kolben (10) ausgebildet ist, der durch eine Feder (32) vorgespannt ist, deren Federkonstante bzw. Federcharakteristik sich mit dem Federweg ändert.
4. Bremskraftregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilteii (22) der Ventilsitz des Ventiles (18,22) ist.
5. Bremskraftregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (18,22) im ungebremsten Zustand des Fahrzeuges, also bei nicht druckbeaufschlagtem Regler, bei jedem Beladungszustand des Fahrzeuges offen ist.
6. Bremskraftregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (10) ein Hohlkolben ist, in dem der Ventilkörper (18) gegen die Wirkricbtung des lastabhängig verstellbaren Stößels (24) vorgespannt gelagert ist.

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7. Bremskraftregler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (10) ein Stufenkolben ist.
8. Bremskraftregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (32) eine zylindrische Druckfeder mit sich stetig ändernder Steigung ist.
9. Bremskraftregler nach Anspruch 3 oder 8, dadurch gekennzeichnet,-daß die Feder (32) mehrere Bereiche unterschiedlicher Steigungen aufweist.
10. Bremskraftregler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder so ausgelegt ist, daß die Federuiindungen der mit geringerer Steigung versehenen Windungen bereits im Arbeitsbereich der Feder durch Zusammendrücken in Anlage gelangen, d.h. auf Block gehen.
11. Bremskraftregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine Kegelfader ist.
12. Bremskraftregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine zylindrische Druckfeder mit sich stetig änderndem Querschnitt des Federdrahtes ist.
13. Bremskraftregler nach Anspruch 3 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder mehrere Bereiche mit unterschiedlichen Federdrahtquerschnitten aufweist.
14. Bremskraftregler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder so ausgelegt ist, daß die Faderuindungen mit geringerer Drahtstarke im normalen Arbeitsbereich bereits auf Block gehen.
15. Bremskraftregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (10) durch eine Federkombination (50, 52) aus wenigstens zwei Federn beaufschlagt wird, won denen wenigstens eine sich mit dem Federueg ändernde Federkonstante aufweist. ·
16. Bremskraftregler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß

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die Federkombination zwei parallelgeschaltete Federn aufweist.

oder 16
17. Bremskraftregler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß

die Federn nacheinander wirksam werden.

18. Bremskraftregler nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zuerst wirksame Feder dBr parallelgeschalteten Federn eine veränderliche F8derkonstante aufweist.

19. Bremskraftregler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkombination aus einer zylindrischen Druckfeder mit einer bestimmten Federkonstanten und aus einer der Federn mit veränderlicher Federkonstante nach den Ansprüchen θ bis 14 besteht.

20. Bremskraftregler nach einem der Ansprüche 5 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Federn vorgesehen sind, und daß die einer ersten Feder zugeschalteten Federn erst nach einem bestimmten Fsderuieg der ersten Feder wirksam werden, und zwar gleichzeitig oder nacheinander oder nacheinander einander in der Wirkung überlappen.

21. Bremskraftregler nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder mit veränderlicher Federkonstanten so angeordnet ist, daß sie erst von einem bestimmten Federueg der Federkombination ab wirksam uiird.

22. B remskraftregler nach einem der Ansprüche 3 bis 21, gekennzeichnet durch die Kombination einer Feder (32) mit wegabhängiger Charakteristik oder einer Feder mit unveränderlicher Federkonstante mit einem Nocken (24) für die lastabhängige Einstellung des Reglers, der eine mit der Beladung des Fahrzeuges sich ändernde, nicht lineare l/eretellcharakteristik aufweist.

23. Bremskraftregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihenschaltung wenigstens zweier Federn (z;B. 202, 208) vorgesehen ist, bei der nacheinander oder gleichzeitig bei einer oder mehreren Federn die Federelastizität ausschaltbar ist.

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24. Bremskraftregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zu einer Feder oder zu mehreren Federn (z.B. 202, 208) einer Federreihenschaltung ein Federelemant zuschaltbar ist. oder mehrere Federelemente (z.B. 214) zuschaltbar sind.

25. Bremskraftregler nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem bestimmten Fedarweg (z.B. x) einer ersten und weiteren Federn (202, 208), die reihengeschaltet sind, ein Federelement (214) parallel zu einer oder mehreren Federn zuschaltbar" ist.

26. Bremskraftregler nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem bestimmten weiteren gemeinsamen Federweg (z.B.y) der beiden Federn und des weiteren Federelementes die zweite Feder und das Federelement ausschaltbar sind.

27. Bremskraftregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

zu einer Feder (z.B. 250) oder mehreren Federn eine Reihenschaltung von Federn (z.B. 256, 258) zuschaltbar ist.

28. Bremskraftregler nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß

eine Feder (z.B. 258) der Federreihenschaltung nach einem bestimmten Federweg (y") wieder ausschaltbar ist oder daß meherere Federn der Federreihenschaltung nach .einem bestimmten Federweg (yⁿ) wieder ausschaltbar sind.

29. Bremskraftregler nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem bestimmten Federweg (x") einer ersten Feder (z.B. 250) eine Reihenschaltung aus einer zweiten Feder (256) und ein Federelement '(258) zuschaltbar ist, und daß nach einem weiteren gemeinsamen Federweg (y") der beiden Federn und des Federelementes das Federelement ausschaltbar ist.

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3Q. Bremskraftregler naob Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß zu einer ersten Feder oder mehreren ersten Federn eine Parallelschaltung von Federn zuschaltbar ist.

31» Bremskraftregler nach Anspruch 30 .dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder der Parallelschaltung von Federn nach einem bestimmten Federweg ausschaltbar ist oder mehrere .Federn der Parallelschaltung nach einem bestimmten Federweg ausschaltbar sind.

32. Bremskraftregler nach Anspruch 30 oder 31 , dadurch gekennzeichnet, daß nach einem bestimmten Federweg einer ersten Feder eine Parallelschaltung aus einer zweiten Feder und einem Federelement zuschaltbar ist und daß nach einem weiteren gemeinsamen Federweg der ersten Feder der Federparallelschaltung das Federelement aussohaltbar ist und für' den weiteren Federweg die erste und die zweite Feder pauaHe!geschaltet sind.

33. Bremskraftregler nach einem· der Ansprüche 24,25,29; oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement eine elastische Kugel (z. B. 214) oder ein elastischer O-Ring ist.

34., Bremskraftregler nach einem der Ansprüche 24,25,29 oder 32t, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement eine Tellerfeder (z.B. 230) ist.

35. Bremskraftregler nach Anspruch 34 ,dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder Sohlitzeaufweist.

36. Bremskraftregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung einer ersten Feder oder mehrerer erster Federn einstellbar ist.

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37. Bremskraftregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die Uorspannung der zugeschalteten Feder oder Federn einstellbar ist.

38. Bremskraftregler nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Punkt der Zuschaltung einer zusätzlichen oder mehrerer zusätzlicher Federn einstellbar ist.

39. Bremskraftregler nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Uorspannung mehrerer in Reihe geschalteter erster Federn durch eine Einstelleinrichtung gemeinsam einstellbar ist und daß zusätzlich der Zuschaltpunkt einer oder mehrerer Federn parallel zu einer oder mehrerer der in Reihe geschalteten Federn einstellbar ist.

40. Bremskraftregler nach einem der Ansprüche 36 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungen der ersten Feder oder mehrerer erster Federn und der Zuschaltpunkt oder die Zuschaltpunkte der zugeschalteten Feder oder Federn durch getrennte Mittel unabhängig voneinander einstellbar sind..

41. Bremskraftregler nach Anspruch 40, dadurch gBkennzeichnet, daß die Einstellung der Zuschaltung unabhängig von der Einstellung der Uorspannung erfolgt.

42. Bremskraftregler nach Anspruch 40 oder 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel aus Einstellschrauben bestshen, uon denen eine oder mehrere Hohlschrauben (z.B. 220) sind, und die ineinander verschachtelt und gegeneinander verdrehbar angeordnet sind.

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43. Bremskraftregler nach einem der vorhergehenden Ansprüctfe~ 3a3tTrc> gekennzeichnet, daß zuei in ReihB geschaltete erste Federn einen gemeinsamen Federteller als Zwischenlage haben und daß sich die zusätzliche zuschaltbare Feder einerseits an der Zwischenlage abstützt und andererseits an einem üentilgehäuse-festen Teil.

44. Bremskraftregler nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die zuschaltbare Feder derart am Federteller gelagert ist, daß ihre Elastizität nach einem bestimmten Federueg blockiert uird.

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