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Einrichtung zur Ermittlung der prozentualen
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Bremskraftabweichung Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur
Ermittlung der prozentualen Bremskraftabweichung wenigstens zweier gebremster Räder
insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit je einem jedem Rad zugeordneten, mindestens
eine Bourdonfeder umfassenden Druckmesswerk, die an einen mit der Bremskraft des
Rades beaufschlagten hydraulischen Druckgeber anschliessbar ist, wobei wenigstens
eine erste Bourdonfeder über erste Getriebemittel mit einer Zeigerachse eines Zeigers
in Verbindung steht.
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Die relative Bremskraft eines gebremsten Rades zu der gesamten Bremskraft
eines Kraftfahrzeuges wird nach dem Stand der Technik mit einer Einrichtung der
eingangs genannten Gattung ermittelt, die zu einem Rollenprüfstand gehört, in dem
die Bremskraft jeden Rades in einen hydraulischen Druck umgewandelt wird, indem
jeder Rolle, über die ein Rad gebremst wird, ein hydraulischer Druckgeber zugeordnet
ist. Der hydraulische Druck jeder Rolle wird je einem Druckmesswerk zugeleitet.
Jedes Druckmesswerk ümfasst in üblicher Weise eine Bourdonfeder, deren in Abhängigkeit
von dem hydraulischen Druck bewegtes Ende über Getriebemittel mit einer Zeigerachse
in Verbindung steht. Die Getriebemittel umfassen im einzelnen ein mit dem beweglichen
Ende der Bourdonfeder gekuppeltes Zahnsegment, das in ein auf der Zeigerachse sitzendes
Ritzel eingreift. - Die Ermittlung der relativen Bremskraft wird dann derart vorgenommen,
dass die durch jedes der beiden Räder erzielten Bremskräfte von je einem Instrument
mit dem Druckmesswerk abgelesen und rechnerisch zu der Bremskraft des jeweils anderen
Rades in Beziehung gesetzt werden, um die prozentuale Abweichung zu ermitteln.
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Das Ablesen der durch die Anzeigeinstrumente angezeigten Bremskraftwerte
und das Ausrechnen der prozentualen Bremskraftabweichung
ist zeitraubend
und umständlich und kann durch Ablese- und/oder Rechenfehler zu falschen Ergebnissen
führen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter
Vermeidung der Nachteile der bisher bekannten Einrichtungen zur Ermittlung der prozentualen
Bremskraftabweichung eine Einrichtung zur Anzeige der prozentualen Bremskraftabweichung
zu schaffen, von der die prozentuale Bremskraftabweichung direkt abgelesen werden
kann, so dass-eine Ablesung mehrerer Werte und anschliessende Rechenoperationen
entfallen.
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Diese Aufgabe wird für eine Einrichtung der eingangs genannten Gattung
dadurch gelöst, dass dem Zeiger eine auslenkbare Skala mit einer Skalenachse zugeordnet
ist, die koaxial zur Zeigerachse gelagert ist und über zweite Getriebemittel mit
einem beweglichen Ende der zweiten Bourdonfeder in Verbindung steht, dass die ersten
und zweiten Getriebemittel mit einem von der Auslenkung des beweglichen Endes der
ersten bzw. zweiten Bourdonfeder abhängigen Übersetzungsverhältnis ausgebildet sind,
so dass der Winkel zwischen dem Zeiger und einem Bezugspunkt (Nullpunkt) der Skala
eine eindeutige Funktion der prozentualen Abweichung des hydraulischen Druckes in
der ersten Bourdonfeder -zu dem hydraulischen Druck in der zweiten Bourdonfeder
ist.
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Bei dieser erfindungsgemässen Einrichtung wird zum Teil von Merkmalen
Gebrauch gemacht, die in einem bekannten Anzeigeinstrument zur Anzeige des hydraulischen
Differenzdruckes bekannt sind. Diese Merkmale bestehen darin, dass ausser der ersten
Bourdonfeder, die über Getriebemittel mit der Zeigerachse in Verbindung steht, eine
zweite Bourdonfeder vorgesehen ist, die über weitere Getriebemittel mit einer auslenkbaren
Skala in Verbindung steht. Dabei ist die Skalenachse koaxial zur Zeigerachse angeordnet.
Es werden also der Zeiger und die Skala in Abhängigkeit von eiriem ersten und einen
zweiten Druck ausgelenkt, mit denen die erste bzw. die zweite Bourdonf eder beaufschlagt
werden. Mit diesem bekannten Instrument kann demnach die Differenz
zweier
Drücke als Winkel zwischen dem Zeiger und einem Bezugspunkt der auslenkbaren Skala
abgelesen werden.
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Dieser bekannte Differenzdruckmesser ist jedoch zur Anzeige der prozentualen
Bremskraftabweichung nicht geeignet. Hierzu müssen vielmehr zusätzliche Maßnahmen
vorgesehen werden, die im wesentlichen darin bestehen, dass anstelle der mit konstanter
Übersetzung wirkenden Getriebemittel zwischen dem beweglichen Ende der Bourdonfeder
und der Zeigerachse bzw. der Skalenachse besondere Getriebemittelvorgesehen sind,
deren Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von der Auslenkung des beweglichen
Endes der ersten bzw. zweiten Bourdonfeder variabel ist. Das Übersetzungsverhältnis
wird dabei so gewählt, dass bei geringem Gesamtdruck die Differenz zwischen dem
Gesamtdruck und dem dem einzelnen Rad zugeordneten Druck relativ gross angezeigt
wird, während bei gleicher Differenz, jedoch hohem Gesamtdruck, die Differenz verhältnismässig
klein zur Anzeige gebracht wird. Mit anderen Worten: das Übersetzungsverhältnis
zwischen dem beweglichen Ende der Bourdonfeder und der angetriebenen Achse des Zeigers
bzw. der Skala muss mit wachsendem Gesamtdruck ansteigen. Dies bedeutet zugleich,
dass beide Druckmesswerke so zu eichen sind, dass bei variablen hydraulischen Drücken
in beiden Druckmesswerken, aber bei gleichbleibender prozentualer Abweichung der
Drücke, nämlich des dem Rad zugeordneten Druckes bezüglich des den anderen Rad zugeordneten
Druckes, sich der Zeiger nicht gegenüber der Skala bewegen darf, vielmehr müssen
der Zeiger und die Skala in diesem Fall um gleiche Beträge ausgelenkt werden.
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Eine solche Einrichtung mit einem Druckmesswerk, in dem ein bewegliches
Ende der Bourdonfeder mit einem Zahnsegment in Verbindung steht, das mit einer Zahnsegmentwelle
drehbar gelagert ist und das in ein auf einer angetriebenen Achse (Zeigerachse)
befestigtes Ritzel eingreift, ins in besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung
mit den Merkmalen versehen, dass mit dem Zahnsegment eine Gleitstange verbunden
ist,
an der ein Ende eines an dem beweglichen Ende der Bourdonfeder befestigten Schubfingers
gleitend anliegt, derart, dass der radiale Abstand zwischen der Berührungsstelle
des Schubfingers an der Gleitstange und der Zahnsegmentwelle in Abhängigkeit von
der druckabhängigen Lage des freien Endes der Bourdonfeder bei steigendem hydraulischen
Druck anwächst.
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Durch den wachsenden radialen Abstand zwischen der Berührungsstelle
des Schubfingers an der Gleitstange und der Zahnsegmentwelle wird in unkomplizierter
Weise die gewünschte Funktion zwischen dem in der Bourdonfeder herrschenden Druck
und der Drehbewegung, die auf die Zahnsegmentwelle übertragen wird, realisiert.
Bei dieser Getriebeverbindung wird der Schubfinger durch den Druck der Bourdonfeder
ohne Lose an die Gleitfläche der Gleitstange gedrückt.
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In weiterer besonders zweckmässiger Ausgestaltung der Einrichtung
ist der Schubfinger mit der Zahnsegmentwelle in Umfangsrichtung einstellbar verbunden.
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Durch Veränderung dieser Einstellung kann der Nullpunkt der prozentualen
Bremskraftabweichung in einfacher Weise eingestellt werden.
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Die beiden Druckmesswerke werden erfindungsgemäss so geeicht, dass
sich bei variablen hydraulischen Drücken in beiden Druckmesswerken,aber gleichbleibender
prozentualer Abweichung der Drücke der Zeiger nicht gegenüber der Skala bewegt,
dass der Nullpunkt der Anzeige durch Einstellen des Winkels zwischen der Gleitstange
und dem Zahnsegment jedes Druckmesswerks eingestellt wird und die Steigung der Anzeige
durch Einstellung der wirksamen Gleitstangenlänge jedes Druckmesswerks zu der Zahnsegmentachse
bestimmt wird. - Damit wird die gewünschte prozentuale Beziehung der Bremskraftabweichung
ausgehend von
einem Nullpunkt bis zu dem Messbereichsendwert vorgegeben.
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In einer konstruktiven Variante der Einrichtung ist anstelle der Gleitstange
eine Kulissenstange mit einer Kulisse vorgesehen, in die ein mit dem beweglichen
Ende der Bourdonfeder verbundener Stift hineinreicht. - Mit dieser konstruktiven
Ausgestaltung wird also im Unterschied zu der Verwendung einer einfachen Gleitstange
eine beidseitige Zwangs führung des Stiftes erreicht, so dass ein spielfreier Antrieb
der Zeigerachse bzw. der Skalenachse in jedem Falle mit grosser Sicherheit erfolgt.
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Die Erfindung wird im folgenden mit einem Ausführungsbeispiel und
einer Variante hiervon anhand einer Zeichnung mit drei Figuren erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Druckmesswerk in einer Draufsicht, Fig. 2 wesentliche Teile der Einrichtung
zur Ermittlung der prozentualen Bremskraftabweichung in einer Seitenansicht und
Fig. 3 eine Variante einer Einzelheit aus Fig. 1.
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In Fig. 1 ist mit 1 eine Bourdonfeder bezeichnet, in die die Druckmittelzufuhr
an der Stelle 2 erfolgt und deren bewegliches Ende mit 3 bezeichnet ist.
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Das bewegliche Ende 3 steht über einem an ihm befestigten Schubfinger
4 mit einer Gleitstange 5 in Verbindung. Dabei liegt der Schubfinger gleitend an
einer Gleitfläche 6 an.
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Die Gleitstange 5 weist ferner ein Kopfstück 7 mit einem gekrümmten
Langloch 8 auf. Gegenüber der Gleitstange 5 einstellbar ist ein Zahnsegm 9 angeordnet,
dessen Ende 10
eine Zahnsegmentwelle 11 aufnimmt. Das Zahnsegment
kann durch eine durch das Langloch 8 hindurchreichende Schraube 12 in einem einstellbaren
Winkel 13 bezüglich der Gleitstange 5 befestigt werden. Der gezahnte Teil 14 des
Zahnsegments steht mit einem Ritzel 15 in Eingriff, das auf einer Zeigerachse 16
befestigt ist. An der Zeigerachse 16 ist ferner ein Ende einer Spiralfeder 17 angebracht,
die als Rückstellfeder dient.
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Zur Lagerung der Zeigerachse 16 sowie der Zahnsegmentwelle 11 dienen
Platinen, von denen die Platine 18 in Fig. 1 sichtbar ist.
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Die Darstellung in Fig. 1 ist eine Draufsicht auf den Teil, der in
Fig. 2 rechts von der Schnittlinie AB liegt. In Fig. 2 ft das aus zwei Druckmesswerken
zusammengesetzte Messwerk der prozentualen Bremskraftabweichung mit wesentlichen
Teilen dargestellt, während andere Teile zur Erhöhung der Ubersichtlichkeit entfernt
sind. Aus Fig. 2 kann ersten werden, wie dem in Fig. 1 dargestellten Messwerk ein
zweites Messwerk räurnlich parallel liegend zugeordnet ist. Beide Messwerke sind
in gleicher eise aufgebaut. Im einzelnen ist aus Fig. 2 ersichtlich, wie die Zeigerachse
16, die das Ritzel 15 trägt, kon-entrisch zu einer Skalenachse 19 gelagert ist,
indem die Zeirerachse durch die Skalenachse hindurchreicht. Die Skalenachse trägt
ein Ritzel 20, das mit einz Zahnsegment 21 zusam-.».elwirkt. Die Rückstellfeder,
die an der Skalenachse 19 angreift ist mit 22 bezeichnet. @ährend die voranstehend
zu Fig. 1 beschriebenen beweglichen Teile des ersten Druckmesswerks zwischen den
Platinen 18 und 23 angeordnet sind, liegen die beweglichen Teile des zweiten Druckmesswerks,
das auf die Skalenachse 19 einwirkt, zwischen den Platinen 24 und 25.
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Aus Fig. 2 ist ferner ersichtlich, wie an dem linken Ende der Skalenachse
19 die Skala 26 angebracht ist, während an dem linken Ende der aus der Skalenachse
herausragenden Zeigerachse 16 der Zeiger 27 sitzt.
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Das gesamte Messwerk zur Ermittlung der prozentualen Bremskraftabweichung
wirkt so, dass bei dem geringsten hydraulischen Druck, mit dem die Bourdonfeder
1 beaufschlagt wird, die Berhrungsstelle zwischen dem Schubfinger 4 und der Gleitfläche
6 am nächsten zu der Zahnsegmentwelle 11 liegt.
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Bei einer gegebenen Änderung des hydraulischen Druckes wird in dieser
Stellung des Schubfingers das Zahnsegment um einen verhältnismässig kleinen Abschnitt
geschwenkt und somit auch die Zeigerachse 16 nur relativ wenig gedreht. Mit wachsendem
Druck wandert die Berührungsstelle des Schubfingers 4 an der Gleitstange 5 nach
aussen, wodurch die bei gleicher Druckdifferenz hervorgerufene Auslenkung des Zahnsegments
und somit der Zeigerachse geringer wird. Gleiches gilt für die Funktion des nicht
dargestellten Schubfingers in Verbindung mit der Gleitstange, die auf das Zahnsegment
21 einlfirkt. Bei richtiger Einstellung der Lage des Schubfingers zu der Gleitstange
wird damit erreicht, dass der linkel zwischen dem Nullpunkt der Skala 26 und dem
Zeiger 27 für alle Drücke in der Bourdonfeder 1 und in der nicht dargestellten Bourdonfeder,
die mit dem Zahnsegment 21 zusammenwirkt, die richtige prozentuale Bremskraftabweichung
abgelesen werden kann. Hierzu kann beispielsweise ein Messbereich von +/- 0 bis
30 ,' eingestellt werden. Zur Einstellung des Nullpunktes der Anzeige wird dabei
die Lage des Zahnsegments zu dem Kopfstück einjustiert.
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Die Steigung der Anzeige bis zum Skalenendwert ergibt sich aus dem
Abstand der Berührungsstelle des Schubfingers von der Gleitstange zur Zahnsegmentwelle,
z.B. 11.
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In Fig. 7 ist eine Variante der Kopplung zwischen dem beweglichen
Ende 3 der Bourdonfeder mit dem in Fig. 3 nicht gezeigten Zahnsegment dargestellt.
Die Variante besteht darin, dass anstatt des Schubfingers eine Kulissenstange 29
vorgesehen ist, in der sich eine Kulisse 50 erstreckt. In die Kulisse reicht ein
Stift 31 hinein, der in dem Verbindungsteil 32 befestigt ist. Im übrigen wirkt diese
Variante gemäss Fig. 3 genauso wie die Ausführungsform gemäss Fig. 1.
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