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Steuerdruckgeber
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Steuerdruckgeber für einen lastabhängig
arbeitenden, hydraulisch gesteuerten Bremskraftregler. Derzeit benutzt man bei Kraftfahrzeugen
mit einem lastabhängig arbeitenden, hydraulisch gesteuerten Bremskraftregler und
hydraulischer Niveauregelung des Kraftfahrzeuges den Druck in einem Federzylinder
als Steuerdruckgeber für den Bremskraftregler.
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Da beim Bremsen eines Kraftfahrzeuges sich das Fahrzeuggewicht zur
Vorderachse hin verlagert, sollte zur Wermeidung eines Blockierens der Hinterräder
beim Bremsen der Bremsdruck in den Hinterradhremsen entsprechend der Gewichtsverlagerung
reduziert werden. Aus dem gleichen Grunde sollte beim Aufbau des Bremsdrucks der
Ladezustand des Fahrzeugs berücksichtigt werden. Der Steuerdrllck dcs Bremskraftreglers
muß zu diesem Zweck möglichst genau der jeweiligen Achslast an der Hinterachse entaprechen.
Entsprechendes gilt, wenn der Bremskraft-
regler der Worderachse
zugeortJnet ist, wie daS tltl amerikanischen Kraftfahrzeugen häufig geschieht. Der
Steuerdruck des Bremskraftreglers muß dann entsprechend der beim Bremsen zunehmenden
Achslast ansteigen.
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Leider vermag ein Federzylinder häufig nur einen relativ ungenauen
Steuerdruck zu liefern, da der in ihm vorhandene Druck durch ein Gleichgewicht zwischen
dem Fahrzeuggewicht und schraubenförmigen Druckfedern festgelegt ist, die zusätzlich
zum Flüssigkeitsdruck den Fahrzeugaufbau abstützen. Infolge von Fertigungstoleranzen
der Druckfedern besitzen diese unterschiedliche und undefinierte Federkennlinien,
so daß in verschiedenen Federzylindern bei identischen Fahrzeuggewichten verschiedene
Flüssigkeitsdrücke herrschen. In manchen Fällen haben auch die Federn keine gerade
Kennlinie, um das Fahrzeugverhalten des Fahrzeugs günstig zu beeinflussen. Es entsteht
dann im Federzylinder kein der Achslast proportionaler Steuerdruck. Wollte man diesen
Nachteil für den Bremskraftregler beheben, so müßte man aufwendige Korrektur- und
Justiereinrichtungen vorsehen.
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Alterungsbedingte Änderungen der Federkennlinie führen dazu, daß ein
zu hoher Beladungszustand simuliert wird und es dadurch zu einer Uberbremsung der
Hinterachse kommt.
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Zu bedenken ist auch, daß die meisten Kraftfahrzeuge kein Niveauregelsystem
haben, so daß keine Möglichkeit besteht, an vorhandenen Bauteilen einen achslastabhängigen
Druck zu gewinnen. In solchen Fällen erzeugt man die Steuerkraft durch einen Hebelmechanismus,
der zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Fahrzeugachse angeordnet ist und über eine
Reglerfeder auf das Steuerglied des Bremskraftreglers einwirkt. Solche Hebelmecha-
nismen
müssen für jedes Fahrzeug individuell justiert werden, so daß sie beträchtlichen
Einbauaufwand bedingen und deshalb nur geringe Verbreitung gefunden haben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steuerdruckgeber der
eingangs genannten Art zu entwickeln, der unabhängig von den niveaugeregelten Federzylindern
eines Kraftfahrzeugs zu arbeiten vermag und einen exakt achslastabhängigen Steuerdruck
erzeugt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Steuerdruckgeber
ein ausschließlich zur Erzeugung eines Steuerdruckes ausgebildetes, zwischen einer
Fahrzeugachse und dem Fahrzeugaufbau angeordnetes Bauteil ist.
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Der Hauptvorteil der Erfindung liegt darin, daß es dank ihr auch bei
einem Fahrzeug ohne Niveauregelung möglich wird, einen Bremskraftregler mit hydraulischer
Steuerung vorzusehen. Die Anordnung dieses Steuerdruckgebers kann an einer für diesen
Zweck optimalen Stelle des Kraftfahrzeugs erfolgen und braucht nicht in unmittelbarer
Nähe zum Bremskraftregler zu erfolgen, da der Steuerdruck vom Steuerdruckgeber dem
Bremskraftregler über eine Hydraulikleitung zugeführt werden kann.
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Konstruktiv besonders einfach gestaltet sich der erfindungsgemäße
Steuerdruckgeber, wenn er eine Flüssigkeitskammer hat, von der aus eine Druckmittelverbindung
zu dem Bremskraftregler führt, deren Uniumen durch einen Druckkörper veränderlich
ist, auf den sich eine die Stcerkraft einleitende Druckfeder abstützt. Hervorzuheben
ist, daß bei dieser Ausführungsform der Steuerdruckgeber vor seinem Einhau in einem
Kraftfahrzeug exakt justiert werden kann, so daß beim Einbau keine
nur
von einem hochqualifizierten Fachmann auszuführenden Arbeiten erforderlich sind.
Die Vorspannung der Druckfeder des Steuerdruckgebers kann verhältnismäßig gering
gewählt werden, so daß der Druck in der Druckkammer durch die dem Fahrzeuggewicht
entgegenwirkende Druckfeder nur gering beeinflußt wird und Federtoleranzen deshalb
vernachlässigt werden konnen. Der Druck in der Druckkammer ist dahei immer proportional
zur Kraft der Druckfeder.
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Ganz besonders kompakt und billig wird der Steuerdruckgeber durch
die im Anspruch 3 angegebenen Maßnahmen. Bei dieser Ausführungsform erreicht man
ein relativ großes Flüssigkeitsvolumen in der Flüssigkeitskammer, ohne daß der Steuerdruckgeber
dadurch unerwünscht groß wird. Dieses große Flüssigkeitsvolumen führt dazu, daß
Temperaturschwankungen nur vernachlässigbar kleine Druckänderungen verursachen.
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Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch
4 angegeben. Durch die konische Gestaltung der Mantelfläche vermag sich die flexible
Membran bei Druckbeaufschlagung der Flüssigkeitskammer radial nach außen abzustützen.
Dies wirkt einer übermäßigen Beanspruchung der Einsp-annzone der Membran entgegen
und sorgt außerdem dafür, daß die Formgestaltsänderung der Membran gering ist, wodurch
nur eine geringe Membrandehnung auftritt.
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Durch die im Anspruch 5 angegebene Verwendung einer Tellerfeder zur
Befestigung des die Membran verformenden Druckkörpers vermag sich der Druckkörper
reibungsfrei axial zu verschieben, ist jedoch in bezug auf die Flüssigkeitskammer
exakt radial zentriert.
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Von Vorteil ist es auch, wenn der Federteller nach einem
festgelegten
Hub gegen den inneren Stützring und/oder äußeren Stützring bewegbar ist. Bei einem
Defekt im hydraulischen System oder bei einer Überlastung kommt es durch diese Gestaltung
zu keiner Beschädigung oder Zerstörung der Membran durch den Ringkolben, weil der
Verdrängungskörper infolge des durch den inneren und/oder äußeren Stützringes gebildeten
Festanschlag daran gehindert ist, die Membran bis gegen die Ringscheibe zu drücken.
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Von Vorteil ist es auch, wenn die Flüssigkeitskammer des erfindungsgemäßen
Steuerdruckgebere mit einem Druckmesser verbunden ist. Da die Flüssigkeitskammer
stets einen achslastabhängigen Druck aufweist, kann man mittels eines solchen Druckmessers
unmittelbar das Gewicht der Fahrzeugzuladung messen, so daß eine Überladung oder
auch eine unwirtschaftliche Unterladung des Kraftfahrzeugs vermieden werden kann.
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Der erfindungsgemäße Steuerdruckgeber kann als Geber für eine Diebstahlsalarmeinrichtung
verwendet werden.
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Eine solche Alarmeinrichtung kann beispielsweise vom Fahrzeugführer
beim Verlassen des Fahrzeugs in Bereitschaft gestellt werden. Steigt danach ein
anderer widerrechtlich in das Fahrzeug, so wird die Alarmeinrichtung durch den dadurch
bedingten Druckanstieg in der Flüssigkeitskammer ausgelöst, sofern der andere- nicht
beispielsweise mittels eines besonderen Schlüssels innerhalb einer vorgegebenen
Zeit die Alarmeinrichtung abgeschaltet hat. Denkbar ist auch, daß die Alarmeinrichtung
so ausgebildet wird, daß sie auf eine Verminderung des Fahrzeuggewichts anspricht.
Es würde dann Alarm gegeben, wenn siderrechtlich Ladegut vom Fahrzeug ab-9BlElLlen
a 'd .
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Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsmöglichkeiten zu. Eine davon
ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen Figur
1 einen Längsschnitt durch den die Erfindung betreffenden leil eines erfindungsgemäß
gestalteten Steuerdruckgebers, Figur 2 einen Querschnitt durch den Steuerdruckgeber
gemäß Figur 1 entlang der LinieII-II in Figur 1.
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Der dargestellte Steuerdruckgeber ist in Einbaulage gezeigt. Dabei
ist er mit einer Ringscheibe 1 gegen den nicht dargestellten Fahrzeugaufbau und
mit einer Druckfeder 2 gegen eine ebenfalls nicht dargestellte Fahrzeugachse abgestützt.
Auf der unteren Ringfläche der Ringscheibe 1 ist eine umlaufende, im Querschnitt
topfförmige flexible Membran 3 angeordnet. Diese Membran 3 ist durch einen inneren
Stützring 4 und einen äußeren Stützring 5 fest und dichtend auf der Ringscheibe
1 gehalten, so daß eine Flüssigkeitskammer 6 entsteht. Uon dieser Flüssigkeitskammer
6 führt eine Druckmittelleitung 7 zu einem üblichen lastabhängig arbeitenden, hydraulisch
gesteuerten, in der Zeichnung nicht dargestellten Bremskraftregler.
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Die Membran 3 besitzt konisch verlaufende Mantelflächen 8, 9 und liegt
mit diesen Mantelflächen 8, 9 gegen entsprechend verlaufende Stützflächen des inneren
Stützringes 4 und äußeren Stützringes 5 an. Auf der der Ringscheibe 1 abgewandten
Seite ist die Membran 3 nach Art einer Sickenmembran eingebeult. In dieser umlaufenden
Einbeulung liegt ein Ringkolben 10 gegen die Membran 3 an. Dieser Ringkolben 10
ist in der Zeichnung gesehen
überhalb einer Tellerfe[1er 11 angeordnet,
die kreisringformige gestalt hat und radial innenseitig im inneren Stützring 4 festgeklemmt
ist. Diese Tellerfeder 11 hat, was Figur 2 erkennen läßt, fünf in radialer Richtung
verlaufende Ausnehmungen 12. Radial außenseitig ist die Tellerfeder 11 in einem
Druckkörper 13 festgespannt, der im wesentlichen aus dem Ringkolben 10 und einem
Federteller 14 auf der gegenüberliegenden Seite der Tellerfeder 11 besteht. Dieser
Federteller 14 ragt mit Distanzstücken 15 durch die Ausnehmungen 12 der Tellerfeder
11, so daß der Ringkolben 10 mit Schrauben 16 mit dem Federteller 14 verbunden werden
kann, was rechts in Figur 1 gut zu erkennen ist.
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Nicht dargestellt ist, daß die Flüssigkeitskammer 6 mit einem Druckmesser
beispielsweise im Fahrerhaus eines Kraftfahrzeugs verbunden sein kann. Dieser Druckmesser
kann dem Fahrer Aufschluß über die Zuladung seines Fahrzeugs geben. Denkbar ist
auch, den Druckmesser mit einer Alarmeinrichtung auszustatten, so daß eine Sicherung
des Kraftfahrzeugs gegen Diebstahl entsteht.
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Die Funktionsweise des beschriebenen Steuerdruckgebers ist wie folgt.
Wenn durch Erhöhung der Zuladung eines Kraftfahrzeugs der Abstand zwischen Fahrzeugaufbau
und Fahrzeugachse geringer wird, dann wird die Druckfeder 2 entsprechend zusammengedrückt.
Dadurch drückt die Druckfeder 2 stärker auf den Federteller 14, so daß entsprechend
der Ringkolben 10 stärker auf die Membran 3 drückt und der Druck in der Flüssigkeitskammer
6 ansteigt. Dieser zunehmende Druck wird über die Druckmittelleitung 7 dem Bremskraftregler
als Steuerkraft zugeführt.
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Vermindert sich beim Bremsen die Achslast infolge der Gewichtsverlagerung
von der Hinterachse auf die Fahrzeugvorderachse,
dann vermag sich
die Druckfeder 2 zu entspannen. Dadurch drückt der Ringkolben 10 weniger auf die
Membran 3, so daß der Druck in der Flüssigkeitskammer 6 wieder vermindert wird und
damit auch die Steucrkraft für den Bremskraftregler abnimmt.