DE2919864A1

DE2919864A1 - Belastungsabhaengiger druckregler fuer fahrzeugbremse

Info

Publication number: DE2919864A1
Application number: DE19792919864
Authority: DE
Inventors: Alastair John Young
Original assignee: Automotive Products PLC
Current assignee: Automotive Products PLC
Priority date: 1978-05-31
Filing date: 1979-05-17
Publication date: 1979-12-13
Also published as: JPS54156977A; US4268092A

Description

PATENTANWÄLTE *- ** '' " **" ® ^

Dipl.-Phys. JÜRGEN WEISSE · Dipl.-Chem. Dr. RUDOLF WOLGAST

BÖKENBUSCH 41 · D 5620 VELBERT 11-LANGENBERG Postfach 110386 · Telefon: (02127) 4019 ■ Telex: 8516895

Patentanmeldung Automotive Products Ltd., Tachbrook Road, Leamington Spa,

Warwickshire, England CV31 3ER

Belastungsabhängiger Druckregler für Fahrzeugbremse

Die Erfindung betrifft einen Druckregler für eine Fahrzeugbremsanlage, durch den len Radbremsen Druckmittel zu ihrer Betätigung zuführbar ist ui.~ der einen Bremsdruckbegrenzer zur Begrenzung des Bremsdrucks auf einen Teil des angelegten Drucks in Abhängigkeit von einer mit der Fahrzeugbelastung im Übersetzungsverhältnis verstellbaren Hebelanordnung enthält.

Bei einer Fahrzeugbremsanlage ist es erwünscht, daß sich die maximale Bremskraft entsprechend der Fahrzeugbelastung ändert. Dies gilt insbesondere für Güterfahrzeuge, bei denen Änderungen in der Achslast und in der Achslastverteilung beträchtlich werden können.

Es sind hydraulische Bremsanlagen bekannt, in denen der Bremsdruck in einem Teil der Bremsanlage auf einen vorgegebenen angelegten Druck begrenzt wird. Bei anderen Bremsanlagen wird die Zunahme des Bremsdrucks oberhalb eines vorgegebenen Wertes des angelegten Drucks auf einen festgelegten Teil des angelegten Drucks begrenzt. Der vorgegebene angelegte Druck kann voreingestellt sein, es ist jedoch üblicher, diesen entsprechend

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den Änderungen in der Fahrzeugbelastung zu variieren. Im allgemeinen werden solche Änderungen durch eine auf den Relativabstand zwischen gefederten und ungefederten Teilen des Fahrzeugs ansprechende Verbindung angezeigt.

Erfindungsgemäß ist ein Druckregler der vorgenannten Art vorgesehen, bei dem die Hebelanordnung einen schwenkbaren Träger und darauf entgegengesetzt einwirkende Belastungsmittel aus einer auf den Bremsdruck ansprechenden ersten Kolbenanordnung und einer bis zu einem vorgegebenen Wert auf den angelegten Druck und darüber auf einen bestimmten Bruchteil davon ansprechenden zweiten Kolbenanordnung aufweist und bei dem ein auf die Winkelstellung des Trägers ansprechendes Bremsdruckbegrenzungsventil vorgesehen ist.

Vorzugsweise hat der Träger einen das übersetzungsverhältnis der Hebelanordnung abhängig von der Fahrzeugbelastung einstellenden Schwenkpunkt, wobei der Bremsdruck auf den einen und der angelegte Druck auf den anderen Hebelarm des Trägers einwirkt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abbildungen dargestellt und werden nachfolgend anhand der Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Fahrzeugbremsanlage mit einer ersten Ausführung des erfindungsgemäßen Druckreglers;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Fahrzeugbremsanlage mit einer zweiten Ausführung des erfindungsgemäßen Druckreglers;

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des Bremsdrucks (P_b) von dem angelegten Druck

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(P ) bei einer bestimmten Fahrzeugbelastung und a

verschiedenen Werten für das Verhältnis der Wirkungsquerschnitte der Kolben in einem Druckregler nach Fig. 1 oder 2;

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des Bremsdrucks (P, ) von dem angelegten Druck

(P ) bei verschiedenen lastabhängigen tibera

Setzungsverhältnissen der Hebelanordnung in dem Druckregler nach Fig. 1 oder 2;

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des Bremsdrucks (P, ) von dem angelegten Druck

(P ) bei dem Druckregler nach Fig. 1 oder 2 in a

Abhängigkeit von der Fahrzeugbelastung; und

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit

des Ausgangsdrucks (P) vom angelegten Druck (P )

bei einem Druckreduzierventil üblicher Bauart.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Fahrzeugbremsanlage ist ein Vorrat 11 für hydraulisches Druckmittel über ein fahrerbetätigtes Bremsventil 12 nach Art eines üblichen Hauptzylinders mit einer Hauptlastkammer 13, einer Nebenlastkammer 17 und über ein Bremsdruckbegrenzungsventil 14 mit den Bremsen an der Fahrzeugachse 15 verbunden. Die Lastkammern 13, 17 und das Bremsdruckbegrenzungsventil 14 bilden Teile eines Rahmens 16, der an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist, die mit geeigneten Mitteln federnd an der Achse 15 abgestützt ist.

Ein vertikales Verbindungsglied 21 ist an der Achse 15 angelenkt und über einen an der Fahrzeugkarosserie angebrachten Winkelhebel 23 mit einem horizontalen Verbindungsglied 22 verbunden. Das Verbindungsglied 22 steht mit einem Ende einer Vertikalstrebe 24 in Verbindung, die etwa mittig einen Schwenkzapfen 25 trägt. Das andere Ende der Vertikalstrebe 24

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trägt eine Rolle 26, die in einen Schlitz 27 in dem Rahmen 16 eingreift. Der Schlitz 27 hält die Vertikalstrebe 24 in Querrichtung fest, erlaubt aber eine Schwenkbewegung um die Rolle 26.

Der Schwenkzapfen 25 trägt zwei Rollen. Die eine Rolle 28 von kleinerem Durchmesser dient als Schwenkpunkt für einen horizontalen Träger 29, und die andere Rolle 31 von größerem Durchmesser liegt einem Plansch 32 an dem Rahmen 16 an.

Die Hauptlastkammer 13 hat einen Einlaß 33, der in das blinde Ende einer Sackbohrung 34 mündet, in der ein erster Kolben 35 einer zweiten Kolbenanordnung gleitbeweglich ist. Der erste Kolben 3 5 wird durch eine leichte Druckfeder 36 in Anlage gegen ein Ende des Trägers 29 vorgespannt.

Die Nebenlastkammer 17 hat eine Einlaßöffnung 37, die in das blinde Ende einer Stufenbohrung 38 mündet, in welcher ein zweiter Kolben 39 der zweiten Kolbenanordnung gleitbeweglich ist. Der zweite Kolben 39 wirkt direkt gegenüber von dem ersten Kolben 3 5, der einen größeren Durchmesser hat, auf den Träger 29 ein. Eine vorgespannte Rückholfeder 40 beaufschlagt den zweiten Kolben 39, der auch als Anschlag zur Begrenzung einer Verdrehung des Trägers 29 entgegen dem Uhrzeigersinn dient.

Das Bremsdruckbegrenzungsventil 14 hat einen Einlaß 41, der in das blinde Ende einer einseitig offenen Stufenbohrung 42 mündet, die auf der Mitte ihrer Länge einen ringförmigen Sitz 43 hat. Eine Kugel 44 wird durch eine leichte Schraubendruckfeder 45 in dichtende Anlage an dem Sitz 43 gehalten, die zwischen der Kugel 44 und dem blinden Ende der Stufenbohrung wirksam ist.

Ein in einer Stufenbohrung 42 gleitbeweglicher Bremskolben 46 einer ersten Kolbenanordnung ist durch eine leichte Druckfeder 47 gegen das andere Ende des Trägers 29 vorgespannt. Der

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Bremskolben 46 hat eine axiale Verlängerung 48, die die Öffnung des Sitzes 43 durchdringen kann und dadurch die Kugel 44 gegen die Wirkung der Feder 45 von ihrem Sitz 43 abhebt. Zwischen dem Sitz 43 und der innenseitigen Stirnfläche des Bremskolbens 46 ist ein Bremsanschluß 49 zur Verbindung mit den Bremsen an der Achse T5 vorgesehen. Der Bremskolben 46 und der erste Kolben 35 haben den gleichen Wirkungsquerschnitt.

Der horizontale Träger 29 ist in Schlitzen angeordnet, die jeweils in den Kolben 35, 39 und 46 ausgebildet sind.

Durch einen Lagerstift 52, der sich durch einen der Kolben und das zugehörige Ende des Trägers 29 erstreckt, wird der Träger 29 in Querrichtung festgehalten.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel ist die Nebenlastkammer 17 durch ein übliches Druckreduzierventil 61 ersetzt, das sich in der Druckzufuhrleitung zur Hauptlastkammer 13 befindet. Die i· folgenden beschriebene Arbeitsweise des Druckreglers ändt~ c sich dadurch nicht.

In Fig. 1 und 2 sind die Teile des Druckreglers unter Fahrzeugbelastung dargestellt. Der Schwenkzapfen 25 befindet sich auf der Mitte zwischen den Achsen der Kolben 35 und 46, das übersetzungsverhältnis der Hebelanordnung an dem Träger 29 beträgt R = 1.

Wird durch den Fahrer des Fahrzeugs im Bremszylinder 12 Druck erzeugt, so wird der angelegte Druck über das Bremsbegrenzungsventil 14 auf die Bremse an der Achse 15 übertragen.

Bei niedrigen angelegten Drucken steht in der Ausführung nach Fig.1 die Vorspannung der Feder 40 der Einwirkung des Druckmittels auf den zweiten Kolben 39 entgegen, während das auf die Kolben 35 und 46 einwirkende Druckmittel auf den Träger 29 gleiche Momente ausübt. Die Kugel 44 bleibt daher von ihrem Sitz 43 abgehoben, und es wird der volle angelegte Druck auf die Bremsen an der Achse 15 übertragen.

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Diese Beziehung wird in Fig. 3 durch den Abschnitt a bis b der graphischen Darstellung gezeigt, in der das übersetzungsverhältnis der Hebelanordnung mit R bezeichnet wird; im dargestellten Fall ist R = 1.

Mit zunehmendem angelegten Druck wird der Widerstand der Feder 40 gegen die Einwirkung des Druckmittels auf den zweiten Kolben 39 überwunden und das dadurch ausgeübte zusätzliche Moment bewirkt eine Verschwenkung des Trägers 29 um den Schwenkzapfen 25 im Uhrzeigersinn. Dementsprechend kommt die Kugel 44 in Anlage an ihren Sitz 43 und verhindert so einen weiteren Anstieg des Drucks in den Bremsen an der Achse 15.

Steigt der angelegte Druck weiter an, so ergibt sich aus dem Unterschied in den Wirkungsquerschnitten des ersten Kolbens 35 und des zweiten Kolbens 39 in der zweiten Kolbenanordnung ein Moment, das zu einer Verschwenkung des Trägers 29 um den Schwenkzapfen 25 entgegen dem Uhrzeigersinn führt, wodurch der Bremskolben 46 des Bremsdruckbegrenzungsventils niedergedrückt und die Kugel 44 von ihrem Sitz 43 abgehoben wird. Der Druck in den Bremsen an der Achse 15 nimmt dann zu, bis an dem Träger 29 das im Uhrzeigersinn wirkende Moment wiederhergestellt ist und die Kugel 44 wieder in Anlage an ihren Sitz 43 kommen kann.

Diese Schwenkbewegungen des Trägers 29 setzen sich so lange fort wie der angelegte Druck weiter zunimmt; dadurch kann der Bremsdruck an der Achse 15 im Verhältnis zum angelegten Druck zunehmen.

Das Verhältnis zwischen den Wirkungsquerschnitten des ersten Kolbens 3 5 und des zweiten Kolbens 39 der zweiten Kolbenanordnung ist mit r bezeichnet. Zur größeren Klarheit der weiteren Darstellung wird ein Verhältnis der Wirkungsquerschnitte dieser Kolben von r = o,5 angenommen, obgleich in Fig.3 die Wirkung mehrerer Werte von r dargestellt ist. Der Anstieg des

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Bremsdrucks an der Achse 15 während der Schwingungsbewegung des Trägers 29 ist' in Fig.3 durch den Teil b bis c der graphischen Darstellung gezeigt.

Eine Verringerung des angelegten Drucks während der Anlage der Kugel 44 an ihrem Sitz 43 führt zu ungleichen, an der Kugel 44 angreifenden hydraulischen Kräften, wodurch diese von ihrem Sitz 43 abgehoben wird und einen Druckablaß von den Bremsen an der Achse 15 bewirkt.

Wird der Bremszylinder 12 wieder freigegeben, so wird der Träger 29 die in Fig.1 dargestellte Lage einnehmen, sobald die Feder 40 die auf den zweiten Kolben 39 einwirkenden hydraulischen Kräfte überwindet, die Kugel 44 von ihrem Sitz 43 abgehoben wird und den Druckablaß von den Bremsen an der Achse 15 über das Bremsdruckbegrenzungsventil 14 gestattet.

Bei Verminderung der Achslast an der Achse 15 wird sich diese von der Fahrzeugkarosserie wegbewegen, so daß sich die Vertikalstrebe 24 im Uhrzeigersinn um die Rolle 26 verdreht. Der wirksame Schwenkpunkt des Trägers 29 verschiebt sich dadurch aus der Mittelstellung entlang seiner Horizontalachse bis zu einem Punkt, der sich zwischen der Mittellage und dem Einwirkungspunkt der Kolben 35, 39 der zweiten Kolbenanordnung befindet. Es besteht dann ein das Bremsbegrenzungsventil 14 begünstigendes Übersetzungsverhältnis R kleiner 1.

Bei Zunahme der Achslast an der Achse 15 bewegt sich diese auf die Fahrzeugkarosserie zu, so daß sich die Vertikalstrebe 24 entgegen dem Uhrzeigersinn um die Rolle 26 verdreht. Der wirksame Schwenkpunkt an dem Träger 29 verschiebt sich dadurch zu einem Punkt zwischen der Mittellage und dem Einwirkungspunkt des Bremskolbens 46. Es besteht dann ein übersetzungsverhältnis R größer 1 zugunsten des ersten Kolbens 35 der zweiten Kolbenanordnung.

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Bei niedrigen angelegten Drucken und Unwirksamkeit des zweiten Kolbens 39 und 'einem Übersetzungsverhältnis R kleiner als 1 an der Hebelanordnung steigt der Druck in den Bremsen an der Achse 15 im Verhältnis zum angelegten Druck. Bei Übersetzungsverhältnissen von R größer als 1 an der Hebelanordnung wird die Kugel 44 von ihrem Sitz 43 abgehoben und der Bremsdruck wird gleich dem angelegten Druck. Die Wirkung des Übersetzungsverhältnisses der Hebelanordnung bei niedrigen angelegten Drucken ist in Fig.4 dargestellt.

Bei hohen Bremsdrucken und unter Mitwirkung des zweiten Kolbens 39 summieren sich die in Fig.4 und Fig.3 dargestellten Wirkungen und erzeugen eine zusammengesetzte Kennlinie für die belastungsabhängigen Ventileinstellungen bei allen angelegten Drucken, die in Fig.5 für das genannte Verhältnis der Wirkungsquerschnitte der Kolben in der zweiten Kolbenanordnung und eine bestimmte Vorspannung der Feder 40 dargestellt sind.

Bei der in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführung, bei der die Nebenlastkammer 17 durch ein übliches Druckreduzierventil 61 ersetzt ist, wird der angelegte Druck durch das Druckreduzierventil entsprechend der in Fig.6 dargestellten Kennlinie beeinflußt. Die Beziehung ist dieselbe wie in Fig.3, wobei der Knickpunkt der Kennlinie durch die Vorspannung der Schraubenfeder 62 statt durch die Vorspannung der Feder 40 bestimmt ist.

Bei Kombination der in Fig. 6 dargestellten Beziehung mit der unveränderten Kennlinie für die Hebelanordnung entsprechend Fig.4 wird die in Fig.5 dargestellte zusammengesetzte Kennlinie für ein bestimmtes Flächenverhältnis des Druckreduzierventils und für eine bestimmte Vorspannung der Feder 62 erhalten.

Bei einer dritten, nich\: dargestellten Ausführung wird die Vorspannung der Feder 62 in dem Druckreduzierventil 61 entsprechend den Änderungen in der Fahrzeugbelastung verändert.

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Die vorstehenden Ausführungsformen sind im Zusammenhang mit einer hydraulischen Bremsanlage beschrieben worden. Es versteht sich jedoch, daß eine entsprechend ausgebildete Anordnung auch bei einer Luftdruckbremse zur Anwendung kommen kann.

In den in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen sind die erste und zweite Kolbenanordnung so ausgebildet, daß sie auf den Druckmitteldruck ansprechen; anstelle der Kolbenanordnungen können auch andere, auf Druckmitteldruck ansprechende Einrichtungen wie Membranen verwendet werden.

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Al

Leerseite

Claims

Patentansprüche

Druckregler für eine Fahrzeugbremsanlage, durch den den Radbremsen Druckmittel zu ihrer Betätigung zuführbar ist, und der einen Bremsdruckbegrenzer zur Begrenzung des Bremsdrucks auf einen Teil des angelegten Drucks in Abhängigkeit von einer mit der Fahrzeugbelastung im Übersetzungsverhältnis verstellbaren Hebelanordnung enthält,

dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelanordnung einen schwenkbaren Träger (29) und darauf entgegengesetzt einwirkende Belastungsmittel aus einer auf den Bremsdruck (P, ) ansprechenden ersten Kolbenanordnung und einer bis zu einem vorgegebenen Wert auf den angelegten Druck (P ) und

darüber auf einen bestimmten Bruchteil davon ansprechenden zweiten Kolbenanordnung aufweist und daß ein auf die Winkelstellung des Trägers (29) ansprechendes Bremsdruckbegrenzungsventil (14) vorgesehen ist.
2. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (29) einen das Übersetzungsverhältnis der Hebelanordnung abhängig von der Fährzeugbelastung einstellenden Schwenkpunkt hat, wobei der Bremsdruck (P, ) auf den einen und der angelegte Druck (P ) auf den anderen Hebelarm des Trägers (29) einwirkt.
3. Druckregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kolbenanordnung zur Einwirkung von angelegtem

Druck (P ) auf den Träger (29) einen ersten Kolben (35) a

und einen diesem entgegengerichteten zweiten Kolben (39) von kleinerem Wirkungsquerschnitt, dem eine vorgespannte Feder (4o) entgegensteht, aufweist.

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4. Druckregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste"und der zweite Kolben (35, 39) und die Feder (40) axial zueinander ausgerichtet sind.
5. Druckregler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kolbenanordnung zur Einwirkung von Bremsdruck (P, ) auf den Träger (29) einen Bremskolben (46) aufweist, der den gleichen Wirkungsquerschnitt wie der erste Kolben (35) hat.
6. Druckregler nach Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein eingangsseitig mit dem angelegten Druck (P ) beaufschlagtes Druckreduzierventil (61) vorgesehen und der auf den Träger (29) einwirkende erste Kolben (35) der zweiten Kolbenanordnung ein Druckregelkolben ist, der auf die Wirkung des Druckmitteldrucks am Ausgang des Druckreduzierventils (61) anspricht.
7. Druckregler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskolben (46) der ersten Kolbenanordnung zur Einwirkung von Bremsdruck (P, ) auf den Träger (29) den gleichen Wirkungsquerschnitt wie der Druckregelkolben hat.

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