DE3032802A1

DE3032802A1 - Lastabhaengige steuerung von bremskraftreglern

Info

Publication number: DE3032802A1
Application number: DE19803032802
Authority: DE
Inventors: Gerhard 3000 Hannover Fauck
Original assignee: Wabco Fahrzeugbremsen GmbH
Current assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Priority date: 1980-08-30
Filing date: 1980-08-30
Publication date: 1982-04-15

Description

Lastabhängige Steuerung von Bremskraftreglern
Die Erfindung betrifft einen lastabhängig gesteuerten Bremskraftregler gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Bremskraftregler werden bei luftgefederten oder mit hydraulischem Achsausgleich versehenen Fahrzeugen von einem vom Beladungsgewicht abhängigen Druck in den Federungskörpern automatisch gesteuert.
Bei Ausfall des Steuerdruckes würde ohne geeignete Gegenmaßnahmen das Fahrzeug in allen Beladungsbereichen mit der Bremskraft eines unbeladenen Fahrzeugs gebremst werden, so daß in einem solchen Störungsfall bei einem beladenen Fahrzeug eine ausreichende Bremswirkung nicht erzielt wird.
Maßnahmen, welche dagegen das Fahrzeug bei Ausfall des Steuerdruckes in allen Beladungsbereichen mit der Bremskraft eines beladenen Fahrzeugs abbremsen, führen zur Überbremsung oder gar zu einem Blockieren der Fahrzeugbremsen bei unbeladenem Fahrzeug.
Die DE-OS 28 49 879 macht mit einer Steuereinrichtung bekannt, welche den Bremskraftregler einer druckmitttelbetätigten Bremsanlage in luftgefederten oder mit hydraulischem Achsausgleich versehenen Fahrzeugen bei Ausfall des Steuerdruckes in die Halblaststellung schaltet, so daß das Fahrzeug unabhängig vom Beladungsgewicht mit einem mittleren Bremsdruck gebremst wird.
Diese Lösung hat sich als ein vorteilhafter Kompromiß, sowohl bei unbeladenen als auch bei vollbeladenen Fahrzeugen erwiesen.
Die lastabhängige Steuerung der erwähnten bekannten Einrwchtung ist gemäß der derzeitigen Anforderungen an eine moderne Bremsanlage zweikreisig, so daß die Bremskraft von zwei Fahrzeugseiten gesteuert wird.
Bei der bekannten Steuereinrichtung wird der beladungsabhängige Steuerdruck über zwei Anschlüsse auf zwei hintereinander geschaltete, druckdicht getrennte, gleich große Kolben geleitet, deren Hubbewegung auf ein gemeinsames Steuerglied übertragen wird. Es kommt dabei die Steuerkraft zur Wirkung, welche von den Federelementen der Fahrzeugseite ausgesteuert wird, welche die höhere statische oder dynamische Fahrzeugbelastung aufweist.
Der Ausfalleiner der beiden Steuerkreise bewirkt bei dieser Steuerkolbenanordnung keinen nennenswerten Bremsdruckabfall, so daß eine ausreichende Bremswirkung gewährleistet ist.
In den Konstruktionsunterlagen (Europa-Katalog) der Firma WABCO Fahrzeugbremsen GmbH ist in dem Blatt 475 700 908 3 der Kataloggruppe 11 ein automatischer Bremskraftregler für Fahrzeuge mit Luftfederung beschrieben, dessen zweikreisige Ansteuerung auf zwei druckdicht voneinander getrennte Flächen eines gemeinsamen Stufenkolbens erfolgt. Diese Steuerungsart wird angewandt, um zwischen zwei unterschiedlich statisch oder dynamisch belasteten Fahrzeugseiten einen Steuerdruck zu erzielen, welcher einen Mittelwert dieser beiden Seiten darstellt.
Diese Maßnahme soll vor allem bei dynamischen Achslastverlagerungen, u.a. bei Kurvenfahrten, eine optimale Bremswirkung erzielen.
Wird nun bei einem Bremskraftregler, dessen Steuerkraft zweikreisig über einen Stufenkolben erfolgt, mit der durch die DE-OS 28 49 879 bekanntgewordenen Halblast-Noteinrichtung ausgerüstet, so kann bei Ausfall eines Steuerdruckes die Steuerkraft so weit abfallen, daß keine ausreichende Bremskraft bei einer Bremsung zur Verfügung steht.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Bremskraftregler der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher bei Ausfall eines Steuerkreises nach über eine Steuerkraft verfügt, welche eine ausreichende Bremswirkung der Fahrzeugbremsen gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
Die den beiden Steuerkreisen zugeordneten funktionsmäßig voneinander getrennten Notsteuerkolben und die Verbindung dieser beiden Kolben mit einer von der normalen Steuerkurve getrennten und von der Funktion her unabhängigen zweiten Steuerkurve stellt eine Lösung dar, welche sowohl bei Ausfall einer der beiden Steuerkreise als auch bei Ausfall beider Kreise eine ausreichende Bremswirkung gewährleistet und welche weiterhin die Vorteile der mit einem Steuerkolben in Stufenbauweise erzielbaren lastabhängigen Bremskraft bietet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen Bremskraftregler, dessen lastabhängige Steuerung mittels Stufenkolben erfolgt und mit einer Notsteuereinrichtung mit zwei hintereinander geschalteten Notsteuerkolben, Fig. 2 eine Notsteuereinrichtung mit gezogener Notsteuerkurve und Fig. 3 eine Notsteuereinrichtung mit beidseitig des Stößels angeordneten Notsteuerkurven.
Die Zeichnung gemäß Fig. 1 zeigt einen Bremskraftregler, dessen Steuerung über den Druck in Luftfederbälgen erfolgt.
Ein Stößel 1, welcher eine lastabhängig verstellbare Verbindung zwischen einem Steuerteil 2 und einem Bremsluftteil 3 des Bremskraftreglers herstellt, gleitet mit seinem unteren Ende 4 auf einer ersten Steuerkurve 5, welche Teil eines hohlen Steuerkolbens 6 ist.
Ein aus zwei Teilen 7 und 8 bestehendes Gehäuse ist an das Reglergehäuse derart angeflanscht, daß ein im ersten Gehäuseteil 7 geführterStufenkolben 9 koaxial mit dem Steuerkolben 6 in Wirkverbindung steht.
Die Stirnfläche 10 und die Ringfläche 11 des Stufenkolbens 9 begrenzen eine erste und eine zweite Steuerkammer 12 und 13, welche druckdicht voneinander getrennt über Anschlüsse 14 und 15 mit Druckluft beaufschlagbar sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist den beiden Anschlüssen 14 und 15 ein sogenannter Prüfanschluß 16 vorgeschaltet, dessen Anschlüsse 17 und 18 eine Verbindung mit nicht dargestellten Luftfederbälgen herstellen.
Eine Regelfeder 19 ist im Hohraum des Steuerkolbens 6 derart angeordnet, daß deren Spannung der Druckrichtung des auf den Stufenkolben 9 wirkenden und auf den Steuerkolben 6 übertragenen Steuerdruckes entgegenwirkt, wobei die Vorspannung dieser Feder 19 mittels einer Schraube 20 einstellbar ist.
Im zweiten Gehäuseteil 8 des angeflanschten Gehäuses sind zwei in paralleler Bewegungsrichtung zum Stufenkolben 9 bzw. Steuerkolben 6 koaxial zueinander verschiebbare Notsteuerkolben 21,22 angeordnet.
Eine stößelförmige Ausbildung 21a des ersten Notsteuerkolbens 21, welche den zweiten Gehäuseteil 8 abdichtend durchdringt, steht mit einer Druckstange 23, deren anderes Ende als eine zweite Steuerkurve 23a ausgebildet in das Reglergehäuse hineinragt, in Verbindung,wobei diese zweite Steuerkurve 23a eine solche Lage einnimmt, daß bei einem Hub des Notsteuerkolbens 21 der Stößel 1 mit seinem unteren Ende 4 mit der zweiten Steuerkurve in Eingriff kommt, wobei dieser Hub durch die Spannung einer zwischen dem ersten Notsteuerkolben 21 und einem gehäusefesten Ringelement 24 angeordneten Feder 25 auslösbar ist. Eine der Spannung dieser Feder 25 entgegenwirkende, vom Stößel 21a durchdrungene erste Druckkammer 26 ist über eine Bohrung 27 vom Druck der zweiten Steuerkammer 13 beaufschlagbar.
Der koaxial zum ersten Notsteuerkolben 21 angeordnete zweite Notsteuerkolben 22 wird mit einer stößelförmigen Ausbildung 22a im Ringelement 24 druckdicht geführt.
Eine den Hub des zweiten Notsteuerkolbens 22 auslösende Feder 28 ist zwischen dem zweiten Notbremskolben 22 und einem Abschlußdeckel 29 angeordnet, wobei eine der Spannung dieser Feder 28 entgegenwirkende, vom Stößel 22a durchdrungene zweite Druckkammer 30 über eine Bohrung 31 vom Druck der ersten Steuerkammer 12 beaufschlagbar ist.
Die stößelförmige Ausbildung 22a des zweiten Notsteuerkolbens 22 steht über einen Anschlag 32 mit einer durch die beiden Notsteuerkolben 21,22 geführten Verjüngung 23b der Druckstange 23 in Wirkverbindung, wobei das in den Raum der Feder 28 hineinragende Ende mit einer Feder 33 versehen ist, welche sicherstellt, daß bei Rückkehr der Notsteuerkolben 21,22 die Druckstange ebenfalls seine ursprüngliche Lage einnimmt.
Die nachfolgende Funktionsbeschreibung behandelt die Funktion im Bremsluftteil 3 des Bremskraftreglers nur soweit, wie dies zum Verständnis der Funktion des erfindungsgemäßen Steuerteiles 2 erforderlich ist.
Der Bremskraftregler ist am Fahrzeugrahmen befestigt und über Leitungen mit den an den'Achsen angebrachten Luftfederbälgen verbunden. Im Leerzustand des Fahrzeugs befindet sich der niedrigste Druck in den Luftfederbälgen, und der Steuerkolben 6 befindet sich in der Stellung, welche der untersten Stellung des Stößels 1 an der Steuerkurve 5 entspricht.
Wird das Fahrzeug beladen, so steigt der Druck in den Luftfederbälgen und die über die Anschlüsse 14 und 15 in die Kammern 12 und 13 einströmende Druckluft überträgt diese Drucksteigerung über den Stufenkolben 9 auf den Steuerkolben 6, so daß sich dieser in Richtung Vollaststellung bewegt. Die sich dadurch verändernde Stellung des Stößels 1 bewirkt eine lastabhängige Regelung des über den Anschluß 34 einströmenden und über den Anschluß 35 in die Bremszylinder weiterströmenden Bremsdruckes.
Nach Aufhebung des Bremsdruckes entweicht die in den Bremszylindern befindliche Luft über eine Bohrung 36 des Stößels 1 ins Freie.
Tritt nun der Fall ein, daß der Steuerdruck beispielsweise am Anschluß 12 ausfällt, so baut sich in der Steuerkammer 13 kein Druck auf, so daß infolge des ebenfalls nicht vorhandenen Druckes in Kammer 26 die Kraft der Feder 25 den Notsteuerkolben 21 nach rechts bewegt. Diese Bewegung wird vom Stößel 21a auf die Druckstange 23 über den durch die Verjüngung entstehenden Anschlag 23c übertraagen und die Steuerkurve 23a unter den Stößel 1, 4 bewegt, so daß der Stößel 1 entsprechend dieser Kurve in eine Stellung gehoben wird, welche einer Halblaststellung entspricht.
Bei Ausfall der Druckluft am Anschluß 14 bleibt die Kammer 30 drucklos, und die Feder 33 bewegt den Kolben 22 nach rechts, wobei die Bewegung des Stößels 22a über den Anschlag 32 an der Verjüngung 23b der Druckstange 23 denselben bereits beschriebenen Vorgang einer Halblasteinstellung auslöst.
Bei Ausfall beider Steuerkreise vollzieht sich derselbe Einstellvorgang in die Halblastposition.
Gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind für die oben beschriebenen Notsteuerkolben die über Anschlüsse 40 und 41 beaufschlagbare Druckkammern 42 und 43, welche gemäß Fig. 1 den über Anschlüsse 14 und 15 beaufschlagbaren Druckkammern 12 und 13 entsprechen und die dem Druck der Druckkammer 42,43 entgegensteuernden Druckfedern 44 und 45 derart zu den Notsteuerkolben 46 und 47 angeordnet, daß die Notsteuerkurve 48 unter den Stößel 1 gezogen wird, d.h. die Kurve verläuft im selben Winkel, jedoch mit entgegengesetzer Steigung. Die Funktion der Feder 33 in Fig.
1 wird hier durch die Feder 49 ausgelöst.
Die Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem den Notsteuerkolben 60 und 61, deren Anordnung zu beiden Seiten des Stößels 1 erfolgt, jeweils eigene, versetzt angeordnete Steuerkurven 62 und 63 zugeordnet sind.
Bei dieser Ausführung drückt die Feder 64 bei Ausfall des Steuerdruckes in der Kammer 65 den Kolben 60 nach rechts, so daß der Stößel 1 über die Steuerkurve 62 in die Halblaststellung gehoben wird.
Die auf der anderen Seite ausgelöste Bewegung des Kolbens 61 löst die entsprechende Funktion der versetzt zur Steuerkurve 62 angeordneten Steuerkurve 63 aus.
Leerseite

Claims

Patentansprüche 9 Lastabhängig gesteuerter Bremskraftregler in druckmittelbetätigten Bremsanlagen von Fahrzeugen, deren Federung pneumatisch oder mit hydraulischem Ausgleich ausgelegt ist, welcher folgende Merkmale umfaßt: a) Die lastabhängige Stellung des Bremskraftreglers wird von einem vom lastabhängigen Druck der pneumatischen Federung oder des hydraulischen Achsausgleiches gesteuerten Regelkolben (9) gesteuert; b) der Regelkolben (9) ist als Stufenkolben ausgebildet und verfügt über zwei einer ersten Steuerkammer (12) und einer zweiten Steuerkammer (13) zugeordnete, vom Druck in zwei verschiedenen Federungskörpern oder vom Druck von zwei Ausgleichseinrichtungen beaufschlagbare Flächen (10,11); c) die Regelgröße von Leerlast bis Vollast ist über eine erste Steuerkurve (5), welche Teil eines mit dem Regelkolben (9) in Wirkverbindung stehenden Steuerelementes (6) ist, und über einen auf dieser Steuerkurve (5) gleitenden Stößel (1) einstellbar, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: d) eine ebenfalls zur Betätigung des Stößels (1) vorgesehene zweite Steuerkurve (23a, 48,62/63) ist unterhalb des Stößels (1) angeordnet; e) zur Betätigung der zweiten Steuerkurve (23a, 48, 62/63) ist eine Kolbeneinrichtung (21/22,46/47,60/61) vorgesehen, die aus einem ersten Notsteuerkolben (21,46,60) und aus einem zweiten Notsteuerkolben (22,47,61) besteht; f) den beiden Notsteuerkolben (21,22,46,47,60,61) ist je eine Druckkammer (26,30,42,43,65,70) zugeordnet, deren Lage derart ist, daß eine durch Druckbeaufschlagung dieser Kammern (26,30,42,43,65,70) ausgelöste Kolbenbewegung die zweite Steuerkurve (23a,48,62/63) außer Eingriff mit dem Stößel (1) schaltet; g) die Druckkammern 626,30,42,43,65,70) sind je mit dem Druck einer Steuerkammer (12,13) beaufschlagbau.

h) auf der den Druckkammern (26,30,42,43,65,70) gegenüberliegenden Seite der Notbremskolben (21,22,46, 47,60,61) sind Druckfedern (25,28,44,45,64,71) derart angeordnet, daß deren Spannung dem Druck in den Kammern (26,30,42,43,65,70) entgegenwirkt.
2. Bremskraftregler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Die beiden Notsteuerkolben (21,22) sind coaxial zueinander verschiebbar in einem gemeinsamen Gehäuse (8) angeordnet; b) die Lage der den einzelnen Notsteuerkolben (21/22,46/ 47,60/61) zugeordneten Druckkammern (26,30,42,43, 65,70) und Druckfedern (25,28,44,45,64,71) ist derart, daß eine durch die Kraft der Federn (25,28,44,45, 64,71) ausgelöste Bewegung der Notsteuerkolben (21/22, 46/47,60/61) die zweite Steuerkurve (23a) in Eingriff mit dem Stößel (1) bringt.
3. Bremskraftregler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) die beiden Notsteuerkolben (60,61) sind in zwei getrennt gegenüberliegenden Gehäusen (66,67) angeordnet; b) die zweite Steuerkurve besteht aus zwei schiefen Ebenen, wobei die erste schiefe Ebene (62) Teil einer dem ersten Notsteuerkolben (60) zugeordneten ersten Druckstange (68) und die zweite schiefe Ebene (63) Teil einer dem zweiten Notsteuerkolben (61) zugeordneten zweiten Druckstange (69) ist; c) die beiden schiefen Ebenen (62,63) sind in Bewegungsrichtung derart versetzt angeordnet, daß diese sich gegenseitig in ihrer Bewegung nicht behindern.
4. Bremskraftregler nach Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Der Durchmesser der Druckstange (23) ist im Endbereich (23b), welcher dem als Steuerkurve (23a) ausgebildeten Ende der Druckstange (23) gegenüberliegt, verjüngt; b) der verjüngte Endbereich (23b) durchdringt die mit zentralen Bohrungen versehenen Notsteuerkolben (21,22); c) der durch die Verjüngung (23b) der Druckstange (23) gebildete Absatz (23c) der Druckstange (23) dient als Anschlag des ersten Notsteuerkolbens (21); d) ein auf der Verjüngung (23b) der Druckstange (23) angeordneter Ring (32) dient als Anschlag des zweiten Notsteuerkolbens (22); e) über dem aus der zentralen Bohrung des zweiten Notsteuerkolbens (22) herausragenden Ende der Verjüngung (23b) der Druckstange (23) ist eine Druckfeder (33) unter Vorspannung angeordnet, indem diese Feder (33) sich zwischen der Ringfläche des zweiten Notsteuerkolbens (22) und einem am Ende der Druckstange (23bs befestigten Ring abstützt.
5. Bremskraftregler nach Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: Die dem ersten Notsteuerkolben (21) zugeordnete Druckfeder (25) stützt sich zwischen der Stirnfläche des Notsteuerkolbens (21) und einem im Gehäuse (8) befestigten Ringelement (24) ab.
6. Bremskraftregler nach Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: Die am zweiten Notsteuerkolben (22) zugeordnete Druckfeder (28) stützt sich zwischen der Stirnfläche des zweiten Notsteuerkolbens (22) und einem Abschlußdeckel des Gehäuses (8) ab.
7. Bremskraftregeler nach Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Die Zugstange (50) durchdringt die mit zentralen Bohrungen versehenen Notsteuerkolben (46,47); b) ein auf der Zugstange (50) angeordneter erster Ring (52) dient als Anschlag des ersten Notsteuerkolbens (46) an der der Druckkammer (42) zugewandten Kolbenfläche; c) ein auf der Zugstange (50) angeordneter zweiter Ring (53) dient als Anschlag des zweiten Notsteuerkolbens (47) an der der Druckkammer (43) zugewandten Kolbenfläche; d) über dem aus der zentralen Bohrung des zweiten Notsteuerkolbens (47) herausragenden Ende der Zugstange (50) ist eine Druckfeder (49) unter Vorspannung angeordnet, indem sich diese Feder (49) zwischen dem Anschlag (53) und der Stirnwand des Gehäuses (51) abstützt.
8. Bremskraftregler nach Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: Die dem ersten Notsteuerkolben (46) zugeordnete Feder (44) stützt sich zwischen der Stirnfläche des Notsteuerkolbens (46) und einem am Gehäuse (51) befestigten Anschlag (55) ab.
9. Bremskraftregler nach Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: Die dem zweiten Notsteuerkolben (47) zugeordnete Druckfeder (45) stützt sich zwischen der Stirnfläche des zweiten Notsteuerkolbens (47) und einem im Gehäuse (51) befestigten Ringelement (54) ab.
1Q. Bremskraftregler nach Ansprüchen 1 und 3, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: Die dem ersten Notsteuerkolben (60) zugeordnete Druckfeder (64) stützt sich zwischen der der Druckkammer (65) abgewandten Fläche des Notsteuerkolbens (60) und der Stirnwand des ersten Gehäuses (66) ab.
11. Bremskraftregeler nach Ansprüchen 1 und 3, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: Die dem zweiten Notsteuerkolben (61) zugeordnete Druckfeder (71 stützt sich zwischen der der Druckkammer (70) abgewandten Fläche des Notsteuerkolbens (61) und der Stirnwand des zweiten ehuee (7) ab.