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Betätigungsvorrichtung für den Bremskraftregler
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eines Fahrzeuges Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung
für den Bremskraftregler eines Fahrzeuges mit Halbschwingachsen, die die Belastungsänderungen
der Halbachsen erfaßt und den Bremsdruck der Betriebsbremse in Abhängigkeit von
diesen Belastungen verstellt.
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Es ist bereits eine Vorrichtung zum Erfassen von Belastungsänderungen
eines Fahrzeuges mit festen Achsen zur Betätigung des Bremsdruckreglers bekannt,
bei der die Laständerungen des Fahrzeugs als Hubänderung zweier hintereinander liegender
Achsen bestimmt wird. Diese Vorrich: tung weist feste Verbindungsstangen auf, durch
die die hintereinander liegenden Achsen gekoppelt sind, und durch welche mittels
eines federnden Gliedes und einer Zugstange die Hub änderung der Achsen auf den
Betätigungshebel des Bremsdruckreglers übertragen wird. Die Längen der Verbindungsstangen
sind verschieden, wobei die Summe ihrer
Längen größer istt als der
größte Abstand ihrer Befestigungspunkte an den festen Fahrzeugachsen. Bei Be-oder
Entlastung des Fahrzeugs ändert sich der Abstand der Achsen und der Verbindungsstangen
gegenüber der abgefederten Masse des Fahrzeugs. Weil die Verbindungsstangen mit
dem Betätigungshebel des mit der abgefederten Masse des Fahrzeugs verbundenen Reglers
verbunden sind, kommt es zur Verstellung des Betätigungshebels des Belastungsreglers
und dadurch zur Regelung des Bremsdruckes in Abhängigkeit von der Änderung der Belastung
des Fahrzeugs.
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Bei der Kurvenfahrt eines Fahrzeuges ergibt sich eine Überlastung
einer Fahrzeugseite und eine Entlastung der anderen Seite. Dabei kommt es zu einer
relativen Teilverdrehung der festen Achsen gegenüber der abgefederten Masse des
Fahrzeugs Die feste Achse bildet eine feste Verbindung ihrer linken und rechten
Seite, so daß in Kurven die Durchfederung der festen Achse zur Betätigung des Bremsdruckreglers
nicht mit ausreichender Wirkung herangezogen werden kann, so daß die Bremsdruckregelung
ungenügend ist.
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Diese Vorrichtung kann zwar auch in Fahrzeugen mit Halbschwingachsen
eingebaut werden, jedoch nur zur Durchschaltung von hintereinander liegenden Halbachsen,
was sich jedoch beim Bremsen des Fahrzeugs in Kurven ungünstig auswirkt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Betätigungsvorrichtung der angegebenen
Gattung zu schaffen, die eine wirksame Bremsdruckregelung eines ralirzeuges auch
beim Durchfahren von Kurven ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verbindungsstangen
mit ihrem einen Ende auf den Halbachsen derselben Fahrzeugachse schwenkbar gelagert
und mit ihren zweiten Enden miteinander gelenkig verbunden sind, wobei die eine
Verbindungsstange mit einem federnden Element versehen ist, auf dessen Arm um einen
ersten Schwenkpunkt ein Stab gelenkig gelagert ist, dessen zweites Ende um einen
zweiten Schwenkpunkt drehbar am Betätigungshebel des Bremsdruckreglers angreift.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung beruhen darin, daß
an dem Fahrzeug mit Halbschwingachsen die nachteilige Änderung des Bremsdrucks in
Abhängigkeit von der Belastung des Fahrzeugs beim Durchfahren einer Kurve erheblich
vermindert wird.. Die Verstellung des Betätigungshebels entspricht der Neigung der
abgegefederten Massen des Fahrzeugs bei Durchfahren von Kurven dem Winkel y , der
praktisch immer kleine« als Eins ist. Diese Herabsetzung wird erfindungsgemäß durch
Ersetzen des dem Winkel y proportionalen Hubs d Z, der Durchfederung mit einer Halbschwingachse
durch den Hub Ä = F1 F2 erreicht, welcher der zweiten Potenz dieses Winkels Y beim
Erfassen der Durchfederung von zwei Halbachsen derselben Achse proportional ist..
Wenn der erste Auflagepunkt des Ausschwenkens der Verbindungsstange und des Armes
des elastischen Elements in oder nahe der Ebene liegt, die durch die Schwenkachse
der Verbindungsstange von Halbachse und dem zweiten Auflagepunke des Ausschwenkens
der Verbindungsstange und des Betätigungshebels des Belastungsreglers liegt, ist
die knderung A = F1 = P1 F2 für beide Kurvenrichtungen etwa gleich.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 schematisch eine Vorderansicht
der Betätigungsvorrichtung, Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in Seitenansicht,
Fig. 3 schematisch die Funktion der Vorrichtung und 4 bei der Fahrt des Fahrzeugs
durch eine Kurve.
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Auf Halbschwingachsen 4 und 6 sind Konsolen 3 und i5 befestigt, auf
denen über Gummielemente 7 starre Verindunssstangen 1 und 2 mit einem Ende gelagert
sind.
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Die zweiten Enden der Stangen sind durch weitere Gulanielemente 7
schwenkbar miteinander verbunden. Die Schwenkachse A der kürzeren Verbindungsstange
1 gegenüber der Halbachse 4, die Schwenkachse C der langeren Verbindungsstange 2
gegenüber der Halbachse 6 und die Schwenkachse B der beiden Verbindungsstangen 1,
2 an der Verbindungsstelle verlaufen parallel zur Schwenkachse der Halbachsen 4
und 6. Die Abstände r und rl der Schwenkachsen A und C von der Schwenkachse 0 der
Halbachsen 4 und 6 sind gleich, wobei die Summe der Langen der Verbindungsstarten
1, 2 größer ist als die größte Entfernung ihrer Schwenkachsen A, C auf den Halbachsen
o und 6 Auf dem längeren gekröpften Teil der Verbindungsstange 2 ist ein elastisches
Element 8 vorgesehen, an dessen Arm 9 ein Verbindungsglied 10 und ein Stab 11 um
einen ersten Schwenkpunkt E gelagert sind Das freie Stabende ist über ein weiteres
Verbindungsglied 10 um einen zweiten Schwenkpunkt
F mit einem Betätigungshebel
12 eines Reglers 13 gelenkig verbunden Der Betätigungshebel 12 ist um die Schwenkachse
G schwenkbar am Regler 13 gelagert. Der erste Schwenkpunkt E des Armes 9 gegenüber
dem Stab 11 liegt in oder in der nächsten Nähe der Ebene, die durch die Schwenkachse
0 der Halbachsen 4 und 6 und durch den zweiten Schwenkpunkt F des Betätigungshebels
12 gegenüber dem Stab 11 definiert ist Der Regler 13 ist an der abgefederten Masse
des Fahrzeugs befestigt1 deren Schwerpunkt T in der senkrechten Symmetriebene des
Fahrzeugs liegt.
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Die Kopplung der Halbschwingachsen 4 und 6 mittels der starren Verbindungsstangen
1 und 2 ist in der Querrichtung des Fahrzeugs stabil. Zur Verbesserung der Stabilität
in Fahrzeuglängsrichtung ist der gekröpfte Teil der längeren Verbindungsstange 2
mit Konsolen 15 und 16 versehen, auf denen über Gummiglieder 17 Stabilisierungsstangen
14 und 14' um die Schwenkpunkte P1 und P2 schwenkbar gelagert sind. Die zweiten
Enden dieser Stangen 14, 14' sind um Schwenkpunkte P3 und P4 in Konsolen 19 und
18 an der abgefederten Masse, z. B. am Querträger 20, des Fahrzeugs gelagert. Die
Stabilisierungsstangen 14 und 14' sind gleich lang und zueinander parallel. Die
Abstände a', a der Schwenkpunkte P3, P4 auf dem Querträger 20 von der senkrechten
Mittelebene sind gleich der, die durch die Schwenkachse 0 der Halbachsen 4 und 6
führt. Die Schwenkpunkte P1 und P2 der Stabilisierungstangs 14 und 14' sind um die
Strecke b voneinander entfernt, die durch eine Ebene in zwei Hälften geteilt wird,
welche durch die Achse e- der zweiten Verbindungsstange 2 führt.
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Die Funktion der Vorrichtung ist folgende: Bei Vergrößerung oder
Verminderung der Belastung des
Fahrzeugs und der Halbschwingachsen
4 und 5, die einen Teil der ungefederten Massen des Fahrzeugs bilden, kommt es zur
Neigung ihrer Achsen °1 02 um die Schwenkachse 0, und zwsr entweder in Richtung
zum Schwerpunkt T der gegefederten Masse um den Winkel +a oder in Richtung vom Schwerpunkt
T weg um den Winkel -a . Dadurch kommt es zur Vergrößerung oder Verminderung der
Ab-stände zwischen den abgefederten und den ungefederten Massen des Fahrzeugs Die
starren Verbindungsstangen 1 und 2 sind mittels der Konsolen 3 und 5 an den Halbschwingachsen
4 und 6 befestigt, wodurch sie mit der ungefederten Masse des Fahrzeugs verbunden
sind. Weil der Belastungsregler 13 an der gefederten Masse des Fahrzeugs befestigt
ist und sein Betätigungshebel 12 über den Stab 11 und den Arm 9 des elastischen
Elements 8 mit den Verbindungsstangen 1 und 2 gekoppelt ist, wird bei Änderungen
der Abstände zwischen den abgefederten und den ungefederten Massen der Betätigungshebel
12 um die Schwenkachse G entweder in Richtung zum oder vom Schwerpunkt T verschwenkt.
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Diese Schwenkbewegung wird zur Regelung des Eintrittsdrucks Dv in
den Belastungsregler 13 auf den geregelten Bremsdruck Pr ausgenutzt.
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Bei symmetrischen und identische Belastungsänderungen der beiden
Halbschwingachsen 4, 6 kommt es zu gleichgroßen Änderungen der Neigung ihrer Achsen
C1, C2 um den Winkel +a oder -a . Gleichzeitig verursacht diese Änderung eine horizontale
Verschiebung der Schwenkpunkte P1, P2 der Stabilisierungsstangen 14, 14'. Damit
eine ungefähr gleiche Vertikalverschiebung der Schwenkpunkte P1, P2 entsteht, ist
der Abstand r der Schwenkachse A der kürzeren Verbindungsstange 1 gleich dem Abstand
r' der Schwenkachse C der längeren Verbindungsstange 2 von der vertikalen
Mittelebene
Bei gleichen Verschiebungen der Schwenkpunkte Pa, P2 in beliebigen Richtungen, z.
B. in die Lagen P1', P2', werden die Stabilisierungsstangen 14, 14' um jeweils gleiche
Winkel B1, B2 ausgelenkt, wobei die Verbindungslinie der Punkte P111 P2' zur Verbindungslinie
der Punkte P1, P2 parallel verläuft. Ans diesem Grund kommt es zu keiner Verdrehung
des elastischen Elementes 8 und unerwünschte Hubbewegungen des Stellhebels 12 des
Reglers 13 werden verhindert. Bei Kurvenfahrt verschieben sich die Schwenkpunkte
P3, P4 der Anlenkung der Stabilisierungsstangen 14, 14' an der gefederten Fahrzeugmasse
20 gegenüber ihren Ausschwenkpunkten P1, P2 auf der längeren Verbindungsstange 2.
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Weil die Punkte P3, Po symmetrisch zur Vertikal ebene X sind, die
durch die Schwenkachse 0 der Halbachsen 4, 6 führt, und die Punkte Pq, P2 symmetrisch
zu der durch die Achse P der längeren starren Verbindungsstange 2 führenden Ebene
angeordnet sind, ist diese Verschiebung minimal.
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In Fig. 4 ist die Vorrichtung nur durch Verbindungslinien der ProjektiOnen
der Schwenkachsen A, B, C, G und der Schwenkpunkte E, F dargestellt, wobei der Punkt
D den festen Punkt auf der Verbindungslinie der Achsen C, B und die Verbindungslinie
E, D das elastische Glied 8 darstellt. Bei Kurvenfahrt kommt es zur Überlastung
der einen Halbachse 6 und zur entlastung der zweiten Halbachse 4 und zur relativen
Verdrehung der abgefederten Masse des Fahrzeugs um die Schwenk2chse O um einen Winkel
y gegenüber diesen Halbachsen 4, 6.
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Durch die Drehbewegung dem abgefederten Masse des Fahrzeugs, die durch
die Bewegung ihres Schwerpunktes T in den Punkt T1 um den Winkel y bezeichnet wurde,
kommt etszu einer entsprechenden Verdrehung des angekoppelten Reglers 13. Bei dieser
Verdrehung bewegt sich die Projektiorl des zweiten Schwenkpunktes F auf der Kreislinie
mit dem Radius OF, die aus der Projektion der Schwenkachse 0 der Halbachsen 4, 6
ir. den Punkt F1 umgeschriee ben wurde. Gleichzeitig bewegt sich die Projektion
des zweiten Schwenkpunktes F auf der Kreislinie mit dem Radius EF, die aus dem Schwenkpunkt
E umschrieben wurde, in den Punkt F2. Mit Rücksicht aua die Vorsparinung des elastischen
Glieds 8 ändert sich die Lage des ersten.
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Schwenkpunktes E, wenn das Fahrzeug in, einer Kurve abgebreirst wird.
Da der erste Schwenkpunkt s in oder nahe der
Ebene liegt, die durch
den zweiten Schwenkpunkt F und die Schwenkachse 0 der Halbachse 4, 6 definiert ist,
und da die Verbindungslinie der Projektion der Schwenkachse G und des zweiten Schwenkpunktes
F senkrecht zur Verbindungslinie der Projektionen der Punkte E, F ist, stellt die
Entfernung F1, F2 ganz oder in etwa den Hub A des zweiten Schwenkpunktes F' um die
Achse G bei Kurvenfahrt dar. Gegenüber dem relativen Hub A Z, der Schwenkachse A
oder C der starren Verbindungsstangen 1r 2, die mit den Halbachsen 4, 6 fest verbunden
sind, der dem Verdrehwinkel y der abgefederten Ma-2tse proportional ist, ist dieser
Hub d = F1 F2 der zweiten Potenz dieses Winkels y proportional, der in der Praxis
bedeutend kleiner als Eins ist.
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Durch diese Abhängigkeit des Hubs A von der zweiten Potenz des Verdrehwinkels
y und die Bedingungen für die Lage des ersten Schwenkpunktes E gegenüber der durch
den zweiten Schwenkpunkt F und die Schwenkachse O detinierten Ebene wird deshalb
die Empfindlichkeit der Vorrichtung bei Kurvenfahrt beträchtlich herabgesetzt und
die Fahrsicherheit beim Bremsen beträchtlich erhöht.
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Das Abtasten des Hubs zum Verdrehen des Betätigungshebels 12 von
dem ersten SchwenkpunktE des Arms 9 gegenüber dem Stab 11, wo die Entfernung des
ersten Schwenkpunktes E von der Schwenkachse C der längeren Verbindungsstange 2
auf der Halbachse 6 kleiner ist als die Entfernung der Schwenkachse B der beiden
starren Verbindungsstangen 1, 2 an der Stelle ihrer Vrbindung von der Schwenkachse
C der längeren starren Verbindungsstange 2 auf der Halbachse 6, wird auch die entsprechende
Herabsetzung des Hubes des zweiten Punktes F durch das Schwenken des Betätigungshebels
12 des Belastungsreglers 13 bei der Neigung der Halbschvwigachsen 4, 6 selbständig
um
den Winkel +a oder -a erreicht.
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Die parallelen Stabilisierungsstangen 14, 14' verursachen nicht bei
Belastungsänderung der Halbschwingachsen 4, 6,die unerwünschte Beinflussung des
Hubes des Betätigungshebels 12 des Belastungsreglers 13, die durch Teildrehung des
elastischen Glieds 8 bewirkt wurde.