DE3001415A1

DE3001415A1 - Belastungs-fuehlvorrichtung zum erfassen der belastung von fahrzeugen

Info

Publication number: DE3001415A1
Application number: DE19803001415
Authority: DE
Inventors: John Flory Pickering
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1979-01-16
Filing date: 1980-01-16
Publication date: 1980-07-31
Also published as: ES487771A0; JPS55114650A; IT8047623A0; IN150635B; FR2447020A1; BR8000239A; FR2447020B1; ES8100181A1; IT1144030B; AU531145B2; AU5464880A; SU1245255A3; JPS5853620B2; DE3001415C2; US4325581A

Description

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DR.-ING. FRANZ WUESTHOFF

PATENTANWÄLTE ! ^ phil.freda vuesthoff

WUESTHOFF- v. -PECHMANN-ΒΕΗΒΈΝ5-GOETZ d:pl.-ing. gerhard puls (1

DIPL-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE DR.-ING. DIETER BEHRENS

UANDATAIRES AGREES PRES l'oFFICE EUROPEEN DES BREVETS DIPL.-ING.; DIPL.-VIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ

D-8000 MÜNCHEN 1A-53 174 ~ SCHWEIGERSTRASSE 2

telefon: (089) 66 20 51 telegramm: protectpatent telex: j 24 070

Beschreibung

Bel as tungs-Pühl vorri chtung zum Erfassen der Belastung von Fahrzeugen

Die Erfindung betrifft FaJirzeugbelastungs-Fühlvorrichtungen für Fahrzeugbremsanlagen, bei denen die Bremsdruckkraft abhängig von der Fahrzeugbelastung verändert wird.

Normalerweise haben solche Bremsanlagen ein Bremsdruck-Steuerventil in Form eines Druckreduzier- oder Druckbegrenzungsventils, das in die Bremsleitung zwischen den Hinterradbremsen und der Fluiddruckquelle eingebaut ist. Der Einschaltpunkt, bei dem die Ventile den Druckfluidstrom zu den Hinterradbremsen unterbrechen oder den Druck gegenüber dem an den Vorderradbremsen aufgetragenen Druck verringern, hängt häufig von der Fahrzeugbeladung bzw. Fahrzeugbelastung ab. Der niedrigere Hinterrad-Bremsdruck wirkt dem Blockieren der Hinterradbremse entgegen, das hervorgerufen wird durch eine Verringerung der Berührungskräfte zwischen Luftreifen und Fahrbahn, wenn sich das Fahrzeugvorderteil bei starkem Bremsen senkt, oder durch bestimmte Beladungszustände.

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Die Fahrzeugbelastung läßt sich erfassen durch Bestimmen des Abstandes oder der Bewegungen zwischen einem gefederten und einem ungefederten Teil des Fahrzeuges, beispielsweise zwischen dem Fahrgestell und der Hinterachse.

Früher vorgeschlagene Belastungs-Fühlvorrichtungen weisen eine Steuerfeder auf, deren Kraft den Ventileinschaltwert für die Achsenstellung bei "Geringstbelastung" bestimmt. Auf das Ventil werden nur Achsdurchbiegungen übertragen, die über die der Geringstbelastung entsprechende Stellung hinausgehen und eine eil gegliederte Hebelübersetzung stellt sicher, daß von der die ^ Geringstbelastungs-Stellung übersteigenden Achsdurchbiegung nur ein gewünschter Anteil auf das Ventil übertragen wird, um den Einschaltpunkt abhängig von der Einfederung der Fahrzeugfederung zu verändern.

Bei einer aus der GB-PS 15 57 006 bekannten Belastungs-Fühlvorrichtung, hat das Steuerventil ein bewegliches Betätigungs-r glied zum Steuern des Druckfluidstromes durch das Ventil, wobei auf das Betätigungsglied eine Kraft einwirkt, die von der Fahrzeugbeladung bzw. -belastung abhängig ist. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist an einer Radaufhängung eine Aufhängungsfeder vorgesehen, die eine Kraft an einem Eingabeglied aufträgt, ν ferner eine Steuerfeder, die am Eingabeglied eine der Aufhängungsfederkraft entgegengesetzte Kraft aufträgt, und eine Kraftreduziervorrichtung, durch die am Ventilkörper ein die Kraft der Steuerfeder übersteigender Anteil der Aufhängungsfederkraft aufgetragen wird, wobei die verbleibende Kraft auf den gefederten Teil des Fahrzeuges übertragen wird. Der Ventilkörper ist somit einer.Kraft ausgesetzt, die beträchtlich kleiner als die Aufhängungsfederkraft ist.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vor allem in der besöhriebenen Hinsicht verbesserte Belastungs-FÜhlvorrichtung für Fahrzeugbremsanlagen zu schaffen.

Erfindungsgemäß hat eine Belastungs-Fühlvorrichtung eine Kraftreduziervorrichtung, eine Eingabevorrichtung zum Obertragen einer Kraft von einer Aufhängungsfeder auf die Kraftreduziervorrichtung, ein Steuerventil mit einem Ventilbetätigungsglied, das zum Steuern des Pluiddruckstromes durch das Ventil beweglich ist, . ^i die Kraftreduziervorrichtung so ausgelegt ist, daß sie einen Anteil Aufhängungsfederkraft auf das Ventilbetätigungsglied und den übrigen Teil auf den gefederten Fahrzeugteil aufträgt, und eine elastische Steuervorrichtung, die dem genannten Anteil der Aufhängungsfederkraft entgegenwirkt, wobei die auf das Ventilbetätigungsglied einwirkende wirksame Kraft der Unterschiedsbetrag zwisc -en dem genannten Ant 11 der Aufhängungsfederkraft und der Kraft der elastischen Steuervorrichtung ist.

Weil die elastische Steuervorrichtung, die vorzugsweise eine Schraubendruckfeder aufweist, nur einem Anteil und nicht der gesamten Aufhängungsfederkraft entgegenwirkt, kann die Steuerfeder kleiner sein und eine niedrigere Federlast aufweisen und erfordert weniger Einbautaum als die Steuerfeder der beschriebenen bekannten Vorrichtung. Das Steuerventil kann in einer einzigen Baugruppe aufgenommen sein, was gegenüber der früher vorgeschlagenen Vorrichtung den Einbau in ein Fahrzeug erleichtert und die Montagezeit verkürzt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert, die einen axialen Schnitt durch eine Fahrzeugbelastungs-Fühlvorrichtung für eine Bremsanlage zeigt.

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Die dargestellte Fühl "Vorrichtung umfaßt ein beim gezeigten Beispiel als Druckminderventil ausgebildetes Steuerventil 1 mit einem Gehäuse Z₉ das eine Einlaßöffnung 3 hat ₉ die im eingebauten Zustand aa einen Bremshauptsylinder angeschlossen ist, und eine Äuslaßöffnung 4? welche im eingebauten Zustand mit den Hinten*adbremsen des Fahrzeuges verbunden ist. Im Gehäuse 2 ist in einer Bohrung β ein außen gestuftes Ventilbetätigungsglied 5 unter Abdichtung verscMeblich, dessen Ventilkopf bzw. -körper 7 an eine Seite eines Ventilsitzes 8 anlegbar ist, um die Verbindung zwischen den Ein- und Auslaßöffssiagen 3 und 4 zu unterbrechen.

Bei normalem Betrieb ist aas Ventilbetätigungsglisd 5 aus weiter unten näher erläuterten Gründen einer nach oben gerichteten axiales, üraft ausgesetzt» Aus der Einlaßöffnung 3 fließt S¹IuId am Ventilkörper 7 vorbei sur Auslaßöffnung 4, bis ein Einschaltdruck erreicht ist, bei dem die Druckkraft auf das Yentilbetätigungsglied 5 die axiale Kraft überwindet ₉ xm. des Ventilkörper 7 an den Ventilsits 8 anzulegen und das Steuerventil 1 zu schließen. Weiteres Ansteigen des Einlaßdruckes ruft in bekannter Weise Hin- und Herbewegungen des Kolbens hervor, um die Strömung zwischen den Ein- ν,ηά. Auslaßöffnungen 3 und 4 su dosieren.

Beim gezeigten Beispiel setzt sich das Gehäuse 2 aus zwei Gehäuseteilen 9A und 9B gmsammeny die durch einen rohrförmigen Halter 10 aneinander befestigt sind= Das obers Gehäuseteil 9A enthält das Steuerventil 1 als vollständige Unterbaugruppe, die vor dem Einbau in das Fahrzeug zusammengebaut werden kann» Das Gehäuse 2 ist an einem Hahmen des gefederten Fahrzeugteils 12 befestigt.

Aufhängungs Mit ihrem oberen Ende stützt sich eine '■ /feder 13 an einem becherförmigen Feaersitz 14 ab, der an seinem oberen Ende einen kreisringförmigen elastischen Puffer 15 aufweist. Dieser liegt am gefederten Fahrzeugteil 12 an und dient zur seitlichen Zentrierung des Federsitzes 14. An seiner Basis

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hat der Pedersitz 14 eine konvexe Fläche, die an einer Kugel 16 anliegt, welche von einer am Boden des unteren Gehäuseteils 9E befestigten Manschette 17 aus Kautschuk in ihrer Stellung gehalten wird. Die Manschette 17 verhindert das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in das Gehäuse 2.

Das Gehäuseteil 9B weist eine gestufte Durchgangsbohrung 18a,18b auf, in deren größtem, unterem Abschnitt 18B eine Kraftreduziervorrichtung 19 angeordnet ist. Diese ist beim gezeigten Beispiel als Block aus Kautschuk oder einem anderen elastischen Werkstoff ausgebildet und liegt mit ihrer Unterseite an einer Platte 20 an. Die Platte 20 hat eine Vertiefung 22, in der die Kugel 16 sitzt. Mit ihrer Oberseite liegt die Kraftreduziervorrichtung 19 an einem zylindrischen, becherförmigen Kraftübertragungsglied 23 an, in welches das untere Ende einer Schubstange 26 eindringt und am Boden davon anliegt. Das obere Ende der Schubstange 26 dringt in eine Ausnehmung 27 im Ventilbetätigungsglied 5 ein. Das Kraftübertragungsglied 23 ist von einer beim gezeigten Beispiel als Steuerfeder ausgebildeten elastischen Steuervorrichtung 24 nach unten vorgespannt, die zwischen einem Sitz im oberen Gehäuseteil 9A und einem Sitz 25 wirkt, der am oberen Ende des Kraftübertragungsgliedes 23 anliegt.

Die Arbeitsweise ist folgende: Die Kraft der .Aufhängtmgsfeder 13 wird über den becherförmigen Federsitz 14 und die Kugel 16 auf die Kraftreduziervorrichtung 19 übertragen. Diese wird in den kleineren Abschnitt 18A der Durchgangsbohrung gedrängt, wobei sie, einhergehend mit ihrer kraftmindernden Wirkung, auf das Kraftübertragungsglied 23 eine Kraft überträgt, die als Anteil an der Aufhängungsfeder kraft abhängig von den Querschnittsflächen der Durchgangsbohrungsabschnitte 18A und 18B ist. Der übrige Teil der Aufhängungefederkraft wird über das Gehäuseteil 9B auf den gefederten Fahrzeugteil 12 Übertragern. An der Schubstange 26

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und folglich am Ventilbetätigungsglied 5 wird eine wirksame axiale Kraft aufgetragen, die der Unterschiedsbetrag zwischen der nach oben auf das Kraftübertragungsglied 23 einwirkenden Kraft und der von der Steuervorrichtung 24 nach unten ausgeübten Kraft ist.

Diese axiale Kraft, die für das Betriebsverhalten des Steuerventils 1 bestimmend ist, hängt somit von der Auf-nangungs·

·. federkraft ab, die ihrerseits eine Funktion der Beladung bzw. Belastung des Fahrzeuges ist, sowie von der Vorspannung der Steuervorrichtung 24.

Da die Steuervorrichtung 24 nur einem Anteil der üufhängungsfederkraft entgegenwirkt, kann sie klein sein. Die sich daraus ergebenden Vorteile sind offensichtlich.

Anstelle des Druckminderventils, das bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform als Steuerventil vorgesehen ist, sind Druckbegrenzungsventile verwendbar, welche die Druckzuführung zu den Hinterradbremsen vollständig sperren, wenn die Belastung des Ventilbetätigungsgliedes 5 einen im voraus festgelegten Wert erreicht. Ferner ist es möglich, das Ventilbetätigungsglied 5 lediglich zum Betätigen eines Schaltventils zu verwenden, das Druckfluid einem druckempfindlichen Bremsdruckregelventil zuleitet.

Durch die Verwendung der Steuervorrichtung 24, welche auf die obere Fläche von kleinerem Durchmesser der Kraftreduziervorrichtung 19 einwirkt, ist sichergestellt, daß letztere nach ausreichender Verringerung der ^ufhängungsfederkraft in ihren weniger verkleinerten Zustand zurückkehrt, um dadurch eine rasche Rückstellbewegung der Schubstange 26 und des Ventilbetätigungsgliedes 5 zu ermöglichen.

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Zusammenfas sung Fahrzeugbelastungs-Fühl vorrichtung

Eine Falirzeugbelastungs-Fühlvorrichtung umfaßt eine von einem Federsitz (14) und einem Puffer (15) gebildete Eingabevorrichtung, an der die Kraft einer Auf hänaungs. feder (13) aufgetragen wird, und ein Steuerventil (1), das beispielsweise ein Druckminderventil sein kann und ein bewegliches Ventilbetätigungsglied (5) hat. Eine als Steuervorrichtung (24) vorgesehene Steuerfeder wirkt der Aufhänguncrsfeder (13) entgegen und dient zusammen mit einer von einer Kraftreduziervorrichtung (19) und einer Platte (20) gebildeten kraftreduzierenden Anordnung zum Herabsetzen der Aufhängungs-federkraft, so daß nur ein Anteil der Aufhängunqsfederkraft am Ventilbetätigungsglied (5) aufgetragen wird, wogegen der übrige Teil auf den gefederten Teil (12) des Fahrzeuges übertragen wird. Um die Last und die Abmessungen der Steuervorrichtung (24) zu verringern und dadurch den erforderlichen Einbauraum zu verkleinern, ist die Steuervorrichtung (24) zwischen dem Ventilbetätigungsglied (5) und der kraftreduzierenden Anordnung (19,20) angeordnet und wirkt der von letzterer übertragenen Kraft entgegen, so daß die auf das Ventilbetätigungsglied (5) einwirkende wirksame Kraft der Unterschiedsbetrag zwischen dem von der kraftreduzierenden Anordnung (19,20) übertragenen Anteil der Aufhängungsfederkraft und der Kraft der Steuervorrichtung (24) ist.

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Leerseite

Claims

DR. ING. FRANZ WUESTHOPP

PATENTANWÄLTE .

DR. PHIL. PREDA WUESTHOFP (1927-1956)

WESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-GOETZ _d„u-,no.gbrha.d puls (ι₉₅ζ-.₉₇ι)

DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON l'ECHMANN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE DR.-ING. DIETER BEHRENS

MANDATAIRES AGREES PRES l'OFFICE EUROPEEN DES BREVETS DIPL.-ING.; DIPU-WIRTSCh₁-INCRUPERT GOBT2

D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2

telefon: (089) 66 20 51

. ,·- 11A Telegramm: PROTECTPATENT

______________ telex: j 24 070

Paten tan spr üc he

1J Belastung»- Fühlvorrichtung mit einer Kraftreduziervorrichtung, einer Eingabevorrichtung zum Obertragen einer Kraft von einer Aufhängungsfeder auf die Kraftreduziervorrichtung, und einem Steuerventil mit einem Ventilbetätigungsglied, das zum Steuern des Fluiddruckstroraes durch das Ventil beweglich ist, dadurch gekennzeichnet , daß eine Kraftübertragungsvorrichtung {Kraftübertragungsglied 23, Schubstange 26) Kräfte von der Kraftreduziervoriichtung (19) auf das Ventilbetätigungsglied (5) übertragt, wobei die Kraftredus leitvorrichtung (19) so ausgelegt ist, daß sie einen Anteil der Aufhängungsfederkraft an der Kraftübertragungsvorrichtung (23,26) und den übrigen Teil am gefederten Fahrzeugteil (12) aufträgt, und daß zur Kraftübertragungsvorrichtung (23,26) eine elastische Steuervorrichtung (24) gehört, die dem genannten Anteil der Aufhängungefederkraft entgegenwirkt, wobei die auf das Ventilbetätigungsglied (5) einwirkende wirksame Kraft der Unterschiedsbetrag zwischen dem genannten Anteil der Aufhängungsfederkraft und der Kraft der elastischen Steuervorrichtung (24) ist.
2. Belastungs-Fühlvorrichtung nach Anspruch 1 zum Erfassen der Belastung von Fahrzeugen, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Kraftreääziervorrichtung (19) und das Steuerventil (1) in einem Gehäuse (2) angeordnet sind.

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3. Belastungs-Fühlvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (2) zwei getrennte, jedoch miteinander verbundene Gehäuseteile (9A, 9B) hat, von denen ein Gehäuseteil (9A) das Steuerventil (1) und ein Gehäuseteil (9B) die Kraftreduziervorrichtung (19) enthält.
4. Belastungs-Fühlvorrichtung nach Anspruch 3_f dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (24) im erstgenannten Gehäuseteil (9A) angeordnet ist.
5. Belastungs-Fühl vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabevorrichtung einen Pedersitz (14), an dem die Aufhängungs-

ifeder (13) anliegt, und eine Kugel (16) umfaßt, die zwischen dem Federsitz (14) und der Kraftreduziervorrichtung (19) angeordnet ist.
6. Belastungs-Fühlvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Federsitz (14) und dem gefederten Fahrzeugteil (12) ein elastischer Puffer (15) angeordnet ist.

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