DE2660078C2

DE2660078C2 - Lastabhängiger Bremskraftregler

Info

Publication number: DE2660078C2
Application number: DE19762660078
Authority: DE
Inventors: Erich Ing.(grad.) 3167 Beinhorn Reinecke
Original assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Current assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Priority date: 1976-12-23
Filing date: 1976-12-23
Publication date: 1986-05-22

Description

Die Erfindung betrifft einen lastabhängigen Bremskraftregler gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Lastabhängige Bremskraftregler haben die Aufgabe, die Bremskraft an die unterschiedliche Beladung des Fahrzeugs im Teilbremsbereich anzupassen; ferner sollen sie eine Betätigungsregelung 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, alle Bremszylinder nach Maßgabe der Betätigung des Bremsventiles mit Druckmittel beaufschlagt. Der eingesteuerte Druck ist dabei gleich dem Ausgangsdruck. Hierdurch ergibt sich, daß auch die auf die Vorderachse und Hinterachse des Fahrzeugs wirkenden Kräfte gleich sind.

Bei einem unbeladenen Fahrzeug ergibt sich nun folgendes. Da gerade bei Lastkraftwagen die Last des Fahrzeuges vor allem 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. Es 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.

Weitere bekannte Bremskraftregler werden über einen Etellhebel, 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 He-

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bei oder dem Zugfederweg s (p_k = c · s). Die Fahrzeu- kraftregier zeichnet sich dadurch aus, daß bei bestimm-

ge sind in der Regel mit Federn, beispielsweise Blattfe- ten Teillastzuständen eine Änderung der Funktion

dem, ausgerüstet. Aufgrund des normalerweise pro- p_k = f(s) eintritt, dergestalt, daß sich die Funktion dem

gressiven Charakters dieser Federn ergibt sich zunächst Verlauf des eingangs erläuterten Abbremsungsbandes ein größerer Federweg mit größer werdender BeIa- 5 anpaßt, wodurch gleichzeitig die oben erwähnten ge-

stung in einem bestimmten Bereich geringerer BeIa- setzlichen Forderungen erfüllt und eine optimale Ab-

dung und ein geringerer Federweg in einem bestimmten bremsung erzielt werden.

Bereich größerer Beladung. Diese progressive Charak- Um eine stetige Änderung des lastabhängig ausgeteristik der Fahrzeugfederung beeinflußt die oben ange- steuerten Druckes p_k mit dem Federweg s zu erhalten sprochene Linearität zwischen Druck und Federweg. io zur Anpassung an das geforderte, oben erläuterte p_kls-Nun ist gesetzlich ein bestimmtes sogenanntes Ab- Band kann die Federanordnung eine zylindrische bremsungsband vorgeschrieben. Dies erfordert, daß die Druckfeder mit sich ändernder Steigung sein. Der VerFunktion p_k = f(s) diesem Band entsprechend gewählt lauf des Abbremsungsbandes kann dabei progressiv werden muß Dieses Band erfordert in der Regel einen oder degressiv sein, wobei die Federwindungen nachprogressiven Verlauf, so daß die Gefahr besteht, daß die 15 einander auf Block gehen.

Funktion p_k = f(s) ohne Vorsehung zusätzlicher Maß- Reicht eine stufenweise Änderung der Federcharak-

nahmen bei bestimmten Ladungszuständen aus dem teristik zur Anpassung an das Abbremsungsband, kann

Band herausführt. die Federanordnung mehrere Bereiche unterschiedli-

Zur Anpassung an das Abbremsungsband ist es daher eher Steigungen aufweisen.

erforderlich, Maßnahmen zu ergreifen, um die Funktion 20 Vorteilhafte und zweckmäßige weitere Ausgestaltun-

Pk = f(s) dem vorgeschriebenen Verlauf dieses Bandes gen der erfindungsgemäßen Lösung hinsichtlich der den

anzupassen. Hohlkolben vorspannenden Federanordnung, sind in

Bekannte Anpassungsmaßnahmen sind besondere den weiteren Unteransprüchen gekennzeichnet,

konstruktive Hebelausführungen, durch die die Hebel- Beim erfindungsgemäßen lastabhängigen Bremsauslenkung beispielsweise progressiv auf die Zugfeder 25 kraftregier steht der Hohlkolben unabhängig von der

übertragen wird. lastabhängigen Verstelleinrichtung unter der Vorspan-

Durch die DE-OS 2104 539 ist ein lastabhängiger nung einer Federanordnung mit geeignet gewählter Fe-

Bremskraftregler der im Oberbegriff des Anspruchs 1 dercharakteristik.

angegebenen Art bekanntgeworden. Die Kolbenanord- In der Praxis hat es sich nun gezeigt, daß in vielen

nung, die von einer progressiv wirkenden Federanord- 30 Fällen wegen des teilweise sehr engen Toleranzbandes

nung vorgespannt wird, umfaßt zwei relativ zueinander (vgl. F i g. 5 und 7) eine Anpassung an das Band mit Hilfe

bewegbare Kolben, zwischen denen Übersetzungsglie- einer Kennlinie aus zwei geraden Teilen Schwierigkei-

der in Form ovaler Scheiben angeordnet sind. Hier- ten bereitet. Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden,

durch ist der Aufbau des bekannten Bremskraftreglers sind gemäß weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der

recht aufwendig und die Fertigung kompliziert. Durch 35 erfindungsgemäßen Lösung nach den Ansprüchen 15

die größere Zahl an bewegbaren Teilen, insbesondere bis 31 Federanordnungen vorgesehen, durch die man

durch das Vorsehen von Übersetzungsgliedern, ergibt eine Kennlinie aus drei Teilen erhält mit einem mittleren

sich eine höhere Störanfälligkeit. Teil zur besseren Anpassung an das Toleranzband in

Die DE-OS 25 40 525 zeigt einen lastabhängigen Hy- dessen kritischen Bereich. Der mittlere Teil kann dabei

draulik-Bremskraftregler mit einem anderen Aufbau als 40 gerade oder auch gekrümmt verlaufen,

der Bremskraftregler nach der DE-OS 21 04 539. Ein Urn Toleranzen einhalten zu können, sind gemäß wei-

Kolben, an dem der Ventilkörper eines Einlaßventiles terer vorteilhafter Ausbildungen der Erfindung unab-

ausgebildet ist wird von einer Federanordnung in hängige Einstellungen der Vorspannung der Federn der

Schließrichtung des Einlaßventiles vorgespannt Die Federanordnung und der Zuschaltpunkte der Federn

lastabhängige Stellgröße wirkt über einen Federteller 45 vorgesehen (Ansprüche 32,33,34).

unmittelbar auf diese Federanordnung, deren Vorspan- Zweckmäßige und vorteilhafte spezielle Weiterbil-

nung sich damit lastabhängig ändert was eine kraftmä- düngen der Erfindung sind in den Ansprüchen 35 und 36

ßige nicht-lineare Verstellung des Einlaßventils über die angegeben.

Last bedeutet. Ein solcher Aufbau ist nachteilig, weil die Die Erfindung soll nun anhand der Zeichnung, in der

Federanordnung nicht nur durch die statische Last son- 50 Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert

dem auch durch die dynamischen Laständerungen eine werden. Es zeigt

Dauerbeanspruchung erfährt. Mit einem derart ausge- Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen

bildeten Bremskraftregler ist es nicht möglich, das oben lastabhängigen Bremskraftregler,

erwähnte vorgeschriebene Abbremsungsband einzuhal- F i g. 2 einen Schnitt durch eine erste erfindungsge-

ten. 55 mäße Federanordnung für einen Hohlkolben des

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht dar- Bremskraftreglers nach F i g. 1,

in, einen lastabhängigen Bremskraftregler der eingangs Fi g. 3 eine grafische Darstellung, in der schematisch

genannten Art so auszubilden, daß mit einfacheren Mit- die Abhängigkeit des Bremsdruckes p_k für verschiedene

teln der vom Regler ausgesteuerte Bremsdruck in einem Beladungszustände c dund e in Abhängigkeit vom Weg

vorgegebenen Abbremsungsband (Abbremsung in Ab- 60 s einer Federanordnung bei bekannten Bremskraftreg-

hängigkeit vorn Druck in der Steuerleitung) liegt lern (Kurve a) und beim erfindungsgemäßen Brems-

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden kraftregier (Kurve b), also die Funktion p_k = f(s), rela-

Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale ge- tiv zur Lage eines zu erfüllenden Bandes (schraffierter

löst Bereich) gezeigt ist

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird ein 65 Fig.4 eine zweite Ausführungsform einer Federan-

lastabhängiger Bremskraftregler geschaffen, der einen Ordnung für den Hohlkolben,

einfachen Aufbau zeigt und leicht herstellbar ist Der F i g. 5 eine grafische Darstellung der mit der Federerfindungsgemäß ausgebildete lastabhängige Brems- anordnung nach F i g. 4 erzielbaren Kennlinie.

F i g. 6 eine dritte Ausführungsform einer Federanordnung für den Hohlkolben,

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

F i g. 8 eine vierte Ausführungsform der Federanordnung für den Hohlkolben und

F i g. 9 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Federanordnung für den Hohlkolben.

Es soll nun Bezug genommen werden auf die Fig. 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 und 16 in der Kolbenwandung mit dem Eingangsanschluß 6 und dem Ausgangsanschluß 8 in Verbindung steht. In der Sackbohrung 12 ist ein Ventilkörper 18 eines Einlaßventiles 18, 22 geführt, dessen Ventilsitz 22 im Hohlkolben 10 ausgebildet ist. Der Ventilkörper 18 ist von einer Feder 20 in Schließrichtung des Einlaßventiles vorgespannt. Die Feder 20 stützt sich am geschlossenen Ende der Sackbohrung 12 ab. Der Hohlkolben 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 Welle 26 angreift und entsprechend der Beladung bzw. der Einfederung der Hinterachse des Fahrzeuges ausgelenkt wird, lastabhängig verstellbar. Die Anordnung ist so gewählt, daß auch bei leerem Fahrzeug eine Offenstellung des Einlaßventiles 18,22 gegeben ist.

Am in der Zeichnung F i g. 1 unteren Ende des Gehäuses 2 befindet sich ein Federgehäuse 30, in dem eine Federanordnung 32 angeordnet ist, die sich auf Federtellern 34 und 36 abstützt und die den Hohlkolben 10 über einen im Gehäuse geführten Stößel 38 gegen den ausgesteuerten Druck vorspannt Die Grundvorspannung ist mit Hilfe einer Einstellschraube 40 einstellbar. Die Federanordnung 32 ist hier eine Schraubenfeder und weist eine sich stetig ändernde Federsteigung auf, wodurch einige Federwindungen vorzeitig auf Block laufen und eine progressive Federcharakteristik erzeugen.

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 Einlaßventil 18, 22 die offene Grundstellung einnimmt Wird ein Bremsvorgang ausgelöst so wird über den Eingangsanschluß 6 Druck eingesteuert der auf die Stirnfläche des Hohlkolbens 10 rückwirkt und diesen gegen die Vorspannkraft der Federanordnung 32 in der Zeichnung nach unten bewegt

Der über den Eingangsanschluß 6 eingesteuerte Druck gelangt über die Sackbohrung des Hohlkolbens 10 an dem Ventilkörper vorbei durch die Bohrung 16 und den Ausgangsanschluß 8 zu den Bremszylindern. Von einer bestimmten Druckhöhe ab, die im vorliegenden Fall wegen der fehlenden Beladung relativ gering ist legt sich der Ventilsitz 22 infolge des in der Zeichnung nach unten laufenden Hohlkolbens 10 auf den Ventilkörper 18 und sperrt somit die weitere Druckzufuhr zu den Bremszylindern.

Bei Teillast- oder Vollastbedingung ist der Ventilkörper 18 über Nocken 28 und Stößel 24 weiter nach unten verschoben und ein entsprechend höherer Druck erforderlich, um den Hohlkolben 10 so weit gegen die Vorspannung der Federanordnung 32 nach unten zu verschieben, bis der am Hohlkolben 10 ausgebildete Ventilsitz 22 auf dem Ventilkörper 18 aufsitzt und die weitere Druckzufuhr zu den Bremszylindern sperrt.

Bei Vollast wird der Ventilkörper 18 durch den Nokken 28 so weit in die Sackbohrung des Hohlkolbens 10 hineinbewegt, daß über die Bohrung 14 der volle eingesteuerte Druck zu den Bremszylindern gelangt.

Durch die Steigungsänderung der Federanordnung 32 ist der Bremsdruck nicht mehr linear von der Beladung abhängig, sondern nicht-linear, und zwar progressiv, wie noch näher im Zusammenhang mit der Beschreibung der F i g. 3 erläutert wird.

In der F i g. 2 ist eine Federanordnung aus zwei Federn 50 und 52 zur Aufbringung der Federvorspannung gezeigt.

Bei der Feder 50 handelt es sich dabei um eine Schraubenfeder mit konstanter Steigung und somit mit einer linearen Charakteristik über den gesamten Federweg, während die Feder 52 eine Schraubenfeder mit zunehmender Steigung ist, die erst nach einem bestimmten Federweg der Feder 50 wirksam wird, wie man der F i g. 2 ohne weiteres entnehmen kann.

Wie bereits in der Beschreibungseinleitung erwähnt, ist vom Gesetzgeber ein bestimmtes Abbremsungsband vorgeschrieben worden, in dem die Funktion p* = f(s) eines lastabhängigen Bremskraftreglers liegen muß. Ein solches Abbremsungsband ist in der F i g. 3 mit progressiver Charakteristik schematisch eingezeichnet. Bisher bekannte Regler mit linearer Abhängigkeit zwischen p* 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 Abbremsungsband 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 Feder ergibt sich ein Zusammenhang zwischen p* und s, der der Kurve b in der F i g. 3 entspricht die im vorgeschriebenen Abbremsungsband liegt und somit die gesetzlichen Anforderungen erfüllt. Einen dem vorgeschriebenen Abbremsungsband entsprechenden Verlauf der Abhängigkeit zwischen pk und s kann man auch erhalten durch eine Kombination von geeigneter Nockenform und geeigneter Federcharakteristik der Feder 32.

Es soll nun Bezug genommen werden auf die F i g. 4. In einem Gehäuse 200 befindet sich eine vorgespannte Federanordnung. Eine erste Feder 202 stützt sich an einem Federteller 204 und einem Federtopf 206, wie dargestellt ab. Unter dem Federtopf 206 befindet sich eine zweite Feder 208, die sich mit einem Ende an einem Flansch 209, einem z-förmigen Haltering 210 und dem Federtopf 206 abstützt und sich mit dem anderen Ende an einem Federteller 212 abstützt Unterhalb des Federtopfes befindet sich ferner ein Federelement 214, hier in Form einer elastischen Kugel, beispielsweise aus Gummi, das in einem Federteller 216 besitzt der seitlich von dem anderen Flansch 218 des Halteringes 210 gefangen ist

Die Federn 202 und 208 sind in Reihe geschaltet, während das Federelement 214 und die zweite Feder 208 parallel geschaltet 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 λγ des Federelementes 214 verstellbar geführt ist Der Feder-

teller 204 ist von einem Stößel 224 druckabhängig beaufschlagt.

Die Wirkungsweise der Anordnung nach F i g. 4 ist wie folgt, wobei zugleich auf F i g. 5 Bezug genommen werden soll, in derdie Knickpunkte p*als Funktion der Federwege Sder Anordnung aufgetragen sind (Kurve z).

Es ergeben sich drei Bewegungsphasen.

1. Bewegungsphase

Bewegt sich der Stößel 224 nach unten, so wird die Feder 202 über den Federteller 204 nach unten bewegt und zugleich die Feder 208 über den Federtopf 206 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 man den Verlauf ändern, um beispielsweise eine bessere Gesamtanpassung an das Toleranzband Γ zu erhalten, wie dies durch die gestrichelten Linien z\ und z\" angedeutet ist Am Ende der ersten Bewegungsphase, wenn sich der Federteller 216 gegen die Einstellschraube 222 legt, wird der erste Knickpunkt Pi erreicht.

2. Bewegungsphase

Bewegt sich der Stößel 224 weiter abwärts, wird der Feder 208 das Federelement 214 parallel zugeschaltet, was eine Erhöhung der Gesamt-Federkonstanten bedeutet und damit einen Anstieg der Kennlinie. Da das Federelement 214 eine progressive Kennung besitzt, ergibt sich vom punkt P\ ab ein positiv gekrümmter Verlauf der Kennlinie über einen Teil zi 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

3. Bewegungsphase

Bewegt sich der Stößel 224 weiter abwärts, ist nur noch die erste Feder 202 wirksam mit einer entspre chend höheren Federkonstanten, so daß sich der dritte steilere Teil Z3 der Kennlinie ζ ergibt Durch Änderung des Spieles χ mit Hilfe der Einstellschraube 222 läßt sich die Lage des Knickpunktes Pi ändern, um so eine bessere Anpassung der Kennlinie ζ an den Toleranzbereich zu erhalten, wie dies durch die gestrichelten Linien ζΐ und Z3" angedeutet ist

In der F i g. 6 ist eine weitere Ausführungsform der Federanordnung dargestellt, die einen Kennlinienverlauf gemäß Fig.7 ergibt Diese Ausführungsform unterscheidet sich im wesentlichen von der Ausführungsform nach Fig.4 dadurch, daß das Federelement 214 durch eine Tellerfeder 230 ersetzt ist, durch die der Haltering 210 und der Federteller 216 (F i g. 4) überflüssig werden, und durch einen anders gestalteten Federtopf 23Z Die Tellerfeder 230 stützt sich am Außenrand des Federtopfes 232 ab. Auch bei dieser Anordnung weist die Federanordnung zwei Federn 234 und 236 auf, wie bei der Ausführungsform nach F i g. 4, die ebenfalls in Reihe geschaltet sind, während die Tellerfeder 230 und die zweite Feder 236 parallelgeschaltet sind. Ein Stößel 238 beaufschlagt, wie bei der Ausführungsform nach F i g. 4, einen Federteller 240.

Die Arbeitsweise der Federanordnung nach F i g. 6 ist wie folgt, wobei zugleich auf die F i g. 7 Bezug genommen werden soll, in der die Knickpunkte Pk 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 F i g. 4 entspricht Es er-

gibt sich der Teil z\ der Kennlinie ζ (F i g. 7). Durch Änderung der Vorspannung der Federn 234 und 236 mit Hilfe einer Einstellschraube 244 (diese Einstellschraube entspricht der Einstellschraube 220 nach F i g. 4) kann man den Verlauf analog, wie im Zusammenhang mit den F i g. 4 und 5 beschrieben, ändern. Am Ende der ersten Bewegungsphase wird der Punkt P\ erreicht.

2. Bewegungsphase

Die Tellerfeder 230 wird in der Mitte nach oben gedrückt, bis dieser Teil in der Tellerfeder 230 an der dachförmigen Ausbildung 246 des Federlopfes 232 zur Anlage kommt, nach Durchbiegung um den Weg y'. In dieser Bewegungsphase ergibt sich der mittlere gerade Teil Z₂ der Kennlinie z. Am Ende dieser Bewegungsphase wird der zweite Knickpunkt Pi erreicht und die Tellerfeder 230 und zugleich die Feder 236 ausgeschaltet.

3. Bewegungsphase

In dieser Phase ist nach Ausschaltung der Tellerfeder und der Feder 236 nur noch die Feder 234 wirksam analog wie bei der Ausführungsform nach F i g. 4, und man erhält den dritten Teil, den steileren Teil 2-3, der Kennlinie z. Auch dieser Teil kann durch Einstellung des Abstandes x' mit Hilfe der Einstellschraube 242, wie im Zusammenhang mit den F i g. 4 und 5 beschrieben, in seiner Lage verändert werden.

Die Tellerfeder 230 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 Fig. 4.
In der F i g. 8, auf die jetzt Bezug genommen werden soll, ist eine weitere Ausführungsform der Federanordnung dargestellt

Zu einer ersten Feder 250, die sich an zwei Federtellern 252 und 254 abstützt ist eine zweite Feder 256 parallelgeschaltet 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 einerVerlängerung 262 einer Einstellschraube 264 angeordnet ist mit der der Abstand x" einstellbar ist Eine weitere Einstellschraube 266 dient der Änderung der Vorspannung der Feder 250. Auf den Federteller 252 wirkt ein Stößel 268.

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

Auch bei der Anordnung nach F i g. 8 ergeben sich drei Bewegungsphasen.

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1. Bewegungsphase

Es wird zunächst nur die Feder 250 zusammengedrückt und man erhält den Teil Z\ der Kennlinie ζ (vgl. F ig. 5).

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

2. Bewegungsphase

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1. Bewegungsphase

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

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Nach Beendigung des Federweges x" legt sich der Federteller 252 an die Feder 256 an und es ist neben der ersten Feder 250 um noch die Reihenschaltung aus der Feder 256 und dem Federelement 258 wirksam, das wie bei der Ausführungsform nach Fig.4, eine elastische Kugel oder ein elastischer O-Ring sein kann. Es ergibt sich der mittlere gekrümmte Teil z₂ der Kennlinie, bis das Federelement 258 den Federweg y" zurückgelegt hat, an dessen Ende der zweite Knickpunkt P₂ erreicht ist und sich der Federtopf 260 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 stellen Verlauf z₃ der Kennlinie ζ bestimmen (vgl. F i g. 5). Durch diese Parallelschaltung wird insgesamt eine höhere Gesamt-Federkonstante erzielt, durch die man wiederum einen steileren Verlauf des dritten Teiles Z₃ der Kennlinie erhalten kann, beispielsweise zur Anpassung an sehr steile Toleranzbänder.

Es soll nun Bezug genommen werden auf die F i g. 9, die eine weitere Ausführungsform der Federanordnung zeigt, die — wie die Anordnung nach den F i g. 4,6 und 8 eine erste und zweite Feder 270 und 272 sowie ein Federelement 274 aufweist

Bei der Federanordnung nach F i g. 9 sind jedoch die Vorspannung beider Federn 270, 272 und die Zuichaltpunkte 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 276 hinsichtlich der Vorspannung einstellbar. Der Zuschaltpunkt der zweiten Feder 272 ist durch eine mittlere Hohlschraube 278 durch Änderung des Weges X₁ 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 stößelseitig (Stößel 281) an einem an einem Federteller 282 anliegenden Haltering 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 Hohlschraube 276 in Wirkverbindung steht

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

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2. Bewegungsphase

Die Feder 270 wird nun im Folgenden allein wirksam, bis sich der Tedertopf 286 an der Schraube 280 anlegt; man erhält den zweiten Teil der Kennlinie in Form einer Geraden.

3. Bewegungsphase

Der Feder 270 wird das Federelement 274 parallel zugeschaltet, und man erhält den dritten Teil der Kennlinie, der entsprechend der Kennlinie des Federelementes 274 eine Krümmung aufweist

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.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lastabhängiger Bremskraftregler, bei dem die lastabhängige Stellgröße direkt auf einen Ventilkörper eines Einlaßventiles Obertragen wird, über das der von einem Eingangsanschluß eingesteuerte Druck unmittelbar einem Ausgangsanschluß zuführbar ist, und dessen Ventilsitz in dem Hohlkolben einer Kolbenanordnung ausgebildet ist und dessen Ventilkörper im Hohlkolben der Kolbenanordnung verschieblich angeordnet und in Schließrichtung des Einlaßventiles mittels einer sich im Hohlkolben abstützenden Feder vorgespannt ist, wobei der Hohlkolben in Öffnungsrichtung des Einlaßventiles mittels einer auf die Kolbenanordnung wirkenden progressiven Federanordnung vorgespannt ist und der Veiriilkörper im ungebremsten Zustand des Fahrzeuges in der Offenstellung des Einlaßventiles gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenanordnung allein den Hohlkolben (10) umfaßt wobei die Federanordnung (32; 50,52; 202,208, 214; 230, 234, 236; 250, 256, 258; 270, 272, 274) sich direkt am Hohlkolben (10) abstützt und diesen gegen Beaufschlagung durch ausgesteuerte Druckluft vorspannt

2. Bremskraftregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Federanordnung (32) mehrere Bereiche unterschiedlicher Steigungen aufweist (Fig.l).

3. Bremskraftregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die Federanordnung (32) so ausgelegt ist daß die Federwindungen der mit geringerer Steigung versehenen Windungen bereits im Arbeitsbereich der Federanordnung (32) durch Zusammendrücken in Anlage gelangen, d. h. auf Block gehen.

4. Bremskraftregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung (32) durch eine Kegelfeder gebildet ist.

5. Bremskraftregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Federanordnung (32) eine zylindrische Druckfeder mit sich stetig änderndem Querschnitt des Federdrahtes ist.

6. Bremskraftregler nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung (32) mehrere Bereiche mit unterschiedlichen Federdrahtquerschnitten aufweist.

7. Bremskraftregler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung so ausgelegt ist, daß die Federwindungen mit geringerer Drahtstärke im normalen Arbeitsbereich bereits auf Block gehen.

8. Bremskraftregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung (50, 52) aus wenigstens zwei Federn besteht, von denen wenigstens eine eine sich mit dem Federweg ändernde Federkonstante aufweist.

9. Bremskraftregler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung (50,52) zwei parallelgeschaltete Federn aufweist.

10. Bremskraftregler nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet daß die Federn der Federanordnung (50, 52) nacheinander wirksam werden (F ig. 2).

11. Bremskraftregler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zuerst wirksame Feder (50) der parallelgeschalteten Federn eine veränderliche

Federkonstante aufweist.

12. Bremskraftregler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung aus einer zylindrischen Druckfeder (50} mit einer bestimmten Federkonstanten und aus einer der Federn (52) mit veränderlicher Federkonstante nach den Ansprüchen 2 bis 7 besteht

13. Bremskraftregler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß zwei oder mehrere Federn (50, 52) vorgesehen sind, und daß die einer ersten Feder zugeschalteten Federn erst nach einem bestimmten Federweg der ersten Feder wirksam werden, und zwar gleichzeitig oder nacheinander oder nacheinander einander in der Wirkung überlappen.

14. Bremskraftregler nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet daß die Feder mit veränderlicher Federkonstanten so angeordnet ist daß sie erst von einem bestimmten Federweg der Federkombination ab wirksam wird.

15. Bremskraftregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung (202, 208, 214; 230, 234, 236; 270, 272, 274) eine Reihenschaltung wenigstens zweier Federn (202, 208; 234, 236; 270,272) aufweist bei der nacheinander oder gleichzeitig bei einer oder mehreren Federn die Federelastizität ausschaltbar ist (F i g. 4,6,9).

16. Bremskraftregler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet daß zu einer Feder oder zu mehreren Federn (202, 208; 234,236; 270,272) der Federreihenschaltung ein Federelement (214; 230; 274) zuschaltbar ist oder mehrere Federelemente zuschaltbar sind.

17. Bremskraftregler nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet daß nach einem bestimmten Federweg (x;x';xu X2) der reihengeschalteten Federn (202, 208; 234, 236; 270,272) das Federelement (214; 230, 274) parallel zu der einen oder zu mehreren der Federn zuschaltbar ist.

18. Bremskraftregler nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem bestimmten weiteren gemeinsamen Federweg (y;y') der Federn (202, 208; 234,236) und des Federelementes (214; 230) die eine Feder (208; 236) und das Federelement (214; 230) ausschaltbar sind.

19. Bremskraftregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung (250, 256, 258) so ausgebildet ist, daß zu einer Feder (250) oder mehreren Federn eine Reihenschaltung weiterer Federn (256,258) zuschaltbar ist (F i g. 8).

20. Bremskraftregler nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder (Federelement (258)) der Federreihenschaltung nach einem bestimmten Federweg (y") wieder ausschaltbar ist oder daß mehrere Federn der Federreihenschaltung nach einem bestimmten Federweg (y") wieder ausschaltbar sind.

21. Bremskraftregler nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem bestimmten Federweg (x") einer ersten Feder (250) eine Reihenschaltung aus einer zweiten Feder (256) und einem Federelement (258) zuschaltbar ist, und daß nach einem weiteren gemeinsamen Federweg (y") der beiden Federn (250, 256) und des Federelementes (258) das Federelement (258) ausschaltbar ist.

22. Bremskraftregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung (230, 234, 236) so ausgebildet ist, daß zu einer ersten Feder (234) oder mehreren ersten Federn eine Parallel-

schaltung von Federn (236,230) zuschaltbar ist

23. Bremskraftregler nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder (230) der Parallelschaltung von Federn nach einem besiimmten Federweg ausschaltbar ist oder mehrere Federn (236, 230) der Parallelschaltung nach einem bestimmten ; Federweg ausschaltbar sind.

^:

24. Bremskraftregler nach Anspruch 22 oder 23,

dadurch gekennzeichnet, daß nach einem bestimm-.. ten Fedemeg einer ersten Feder (234) eine Parallel-

,'';. schaltung aus einer zweiten Feder (236) und einem

?*: Federelement (230) zuschaltbar ist und daß nach ei-

p· nem weiteren gemeinsamen Federweg der Feder-

j¹: parallelschaltung das Federelement (230) ausschaltet bar ist und für den weiteren Federweg die erste und

% die zweite Feder parallelgeschaltet sind

25. Bremskraftregler nach einem der Ansprü-

|§ ehe 16 bis 21 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß

jt das Federelement (214; 258) eine elastische Kugel

oder ein elastischer O-Ring ist

f:

26. Bremskraftregler nach einem der Ansprü-

' ehe 16 bis 21 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß

> das Federelement (230) eine Tellerfeder ist.

^;

27. Bremskrafregler nach Anspruch 26, dadurch

;. gekennzeichnet, daß die Tellerfeder (230) Schlitze

;, aufweist

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

29. Bremskraftregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Feder oder Federn (208; 236; 274) einstellbar ist.

30. Bremskraftregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Punkt der Zuschaltung einer zusätzlichen oder mehrerer zusätzlicher Federn (214; 230, 256, 258;

274) einstellbar ist.

^:

31. Bremskraftregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung mehrerer in Reihe geschalteter erster Federn (202, 208; 234, 236) durch eine Einstelleinrichtung (220; 244) gemeinsam einstellbar ist und daß zusätzlich der Zuschaltpunkt einer oder mehrerer Federn (214; 274) parallel zu einer oder mehreren der in Reihe geschalteten Federn einstellbar ist.

32. Bremskraftregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungen der ersten Feder oder mehrerer er-

^! ster Federn (270, 272) und der Zuschaltpunkt oder

die Zuschaltpunkte der zugeschalteten Feder oder Federn (274) durch getrennte Einstelleinrichtungen (276; 278; 280) unabhängig voneinander einstellbar sind.

33. Bremskraftregler nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Zuschaltung unabhängig von der Einstellung der Vorspannung erfolgt.

34. Bremskraftregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtungen aus Einstellschrauben (220, 222; 242, 244; 264, 266; 276, 278, 280) bestehen, von denen eine oder mehrere Hohlschrauben (276, 278) sind, und die ineinander und gegeneinander verdrehbar angeordnet sind.

35. Bremskraftregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

zwei in Reihe geschaltete erste Federn (234, 236) einen gemeinsamen Federteller (232) als Zwischenlager haben und daß sich die zusätzliche zuschaltbare Feder (230) einerseits am Zwischenlager abstützt und andererseits an einem ventilgehäusefesten Teil (Einstellschraube (242)).

36. Bremskraftregler nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die zuschaltbare Feder (230) derart im Federteller (232) gelagert ist, daß ihre Elastizität nach einem bestimmten Federweg blockiert wird.