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Lastabhängiger Bremskraftregler
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Die Erfindung betrifft einen lastabhängigen Bremskraftregler für druckmittelbetätigte
Bremsanlagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Durch die deutsche Patentschrift 1 934 784 ist ein Bremskraftregler
bekannt geworden, welcher eine Einrichtung zum Fixieren des Stellgliedes während
des Bremsvorganges aufweist. Mit einer solchen Einrichtung ausgerüstete Bremskraftregler
werden insbesondere bei Anhänger-Fahrzeugen an der Vorderachse angeordnet, da bekanntlich
die Vorderachse im stärkeren Maße als die Hinterachsg beim Verzögern des Fahrzeuges
der dynamischen Achslastverlagerung ausgesetzt ist. Die durch die dynamische Achslastverlagerung
ausgelösten starken Nickbewegungen der Vorderachse würden bei einem Bremskraftregler,
der keine Einrichtung zum Fixieren des Stellgliedes aufweist, eine Verstellung des
Bremskraft-
reglers hervorrufen, woraus eine progressiv fortschreitende
Abbremsung resultieren würde.
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Die Einrichtung zum Fixieren des Stellgliedes besteht bei dem aus
der DE-PS 1 934 784 bekannten Bremskraftregler aus einem das Stellglied umgebenden
Feder-Klemmring und einem koaxial zum Stellglied angeordneten, in axialer Richtung
mit dem Feder-Klemmring in Wirkverbindung bringbaren Kolben. Wirdder Kolben mit
dem Bremsdruck beaufschlagt und auf diese Weise gegen den Feder-Klemmring gedrückt,
so verringert sich der Innendurchmesser des Feder-Klemmringes und das Stellglied
wird solange in seiner momentanen Position gehalten, bis der Bremsdruck weggenommen
wird.
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Da das über ein Gestänge mit dem Fahrzeugrahmen in Verbindung stehende
Antriebselement für das Stellglied bestrebt ist, das Stellglied zu verschieben,
kann es unter Umständen passieren, daß das Stellglied oder das Antriebselement überlastet
wird. Aus dieser Überlastung resultierende Schäden am Stellglied oder auch am Antriebselement
wären dann nicht auszuschließen.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen lastabhängigen
Bremskraftregler der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem auch im geklemmten
Zustand des Stellgliedes Beschädigungen am Stellglied, dem Antriebselement oder
an den mit dem Antriebselement zusammenwirkenden Teilen vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird mit der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung
gelöst.
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Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden
in den Unteransprüchen aufgezeigt.
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Die Erfindung bietet insbesondere den Vorteil, mit einfachen Mitteln
eine Überlastung des Stellgliedes, des Antriebselementes und der mit dem Antriebselement
zusammenwirkenden Teile zu verhindern. Dies gilt auch dann, wenn für das Stellglied
keine Klemmung vorgesehen ist.
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Anhand der Zeichnungen werden nachstehend zwei Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen mechanisch betätigten Bremskraftregler mit
einem Klemmelement zum Fixieren des Stellgliedes, wobei das Stellglied geteilt ausgebildet
ist und ein zwischen beiden Teilen angeordnetes Federelement aufweist und Fig. 2
einen vergrößerten Ausschnitt des Stellgliedes des in Fig. 1 dargestellten Bremskraftreglers.
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In Fig. 1 ist in einem oberen Gehäuseteil 1 ein aus einem Kolben 2
und einer Membran 7 bestehender, als Stufenkolben ausgebildeter Bremsdruck-Regelkolben
angeordnet. Im Stufenkolben 2, 7 ist ein Doppelsitzventil vorgesehen, welches einen
unter Spannung einer Druckfeder 30 stehenden Ventilkörper 29 aufweist. Der Ventilkörper
bildet einerseits mit einem ringförmigen Vorsprung 26, welcher an der Innenwand
des Kolbens 2 angeordnet ist, ein Einlaßventilx29, 26 und andererseits mit der als
Ventilsitz 28 ausgebildeten oberen Stirnfläche eines unter dem Ventilkörper 29 angeordneten
Stellgliedes 25, 21 ein Auslaßventil 29, 28.
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Mit dem Kolben 2 ist eine Anzahl radialer Rippen 5 verbunden, deren
der Membran zugewandte Stirnflächen 6 Teile eines Kegelmantels bilden. Im Gehäuseteil
1 ist eine Anzahl radialer feststehender Rippen 4 vorgesehen, in deren Zwischenräume
die Rippen 5 berührungslos eingreifen und deren der Membran 7 zugewandte Stirnflächen
4a Teile
eines entgegengesetzten Kegelmantels bilden. Die Membran
7 ist mit ihrem Außenrand im Gehäuse und mit ihrem Innenrand am Kolben 2 befestigt.
Auf diese Weise wird der Bremsdruck-Regelkolben 2,7 gebildet, dessen Stirnfläche
eine obere unveränderliche Wirkfläche bildet, die ihrerseits Teil einer oberhalb
des Kolbens 2 angeordneten ersten Steuerkammer 27 ist. Die erste Steuerkammer 27
ist über einen Druckmittelanschluß 3 mit dem Motorwagen-Bremsventil bzw. mit dem
Anhänger-Bremsventil verbindbar.
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Der Stufenkolben 2,7 weist ferner eine untere Wirkfläche 8 auf, die
mit der Bewegung des Kolbens 2 veränderlich ist und Teil einer unter der Membran
7 liegenden, als Ausgangskammer dienenden zweiten Steuerkammer 9 ist, welche mit
einem Druckmittelanschluß 12 in Verbindung steht, der zu den Bremszylindern führt.
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In einer im Gehäuseunterteil 18 vorgesehenen Führung 24 wird das Stellglied
25, 21 geführt, welches einen in Richtung seiner Längsachse verlaufenden Entlüftungskanal
23 aufweist. Der Entlüftungskanal 23 ist über eine Entlüftung 19 mit der Atmosphäre
verbindbar. Das Stellglied 25, 21 ist geteilt ausgebildet, wobei das obere Teil
25, wie bereits im Vorstehenden beschrieben, im Ventilgehäuse geführt wird und das
untere Teil 21 in einer Ausnehmung des oberen Teiles 25 gegen die Kraft einer Feder
22 verschiebbar angeordnet ist. Das untere Teil 21 des Stellgliedes 25, 21 weist
an seiner dem oberen Teil 25 abgewandten Stirnseite einen rollenförmigen Körper
20 auf, welcher auf der schrägen Fläche der Steuerkurve 16 eines als Kurvenscheibe
17 dienenden Antriebselementes aufliegt, dessen Stellung von der Fahrzeugbeladung
abhängig ist. Mittels eines als Anschlag dienenden Sicherungsringes 15 wird das
untere Teil 21 des Stellgliedes 25, 21 gegen Herausgleiten
aus der
Ausnehmung des oberen Teiles 25 des Stellgliedes gesichert. Unterhalb der Führung
24 des Stellgliedes 25, 21 ist eine zum Stellglied 25, 21 hin offene Ausnehmung
10 vorgesehen, in der ein das Stellglied 25, 21 umschließender, als Klemmelement
11 dienender elastischer Ring gelagert ist. Der Ring 11 weist U-Profil auf und ist
so angeordnet, daß seine beiden freien Schenkelenden dem Boden der Ausnehmung 10
zugewandt sind. Vom Boden der Ausnehmung 10 und dem elastischen Ring 11 wird so
eine Druckmittelkammer 13 gebildet, die gegen das Stellglied 2521druckdicht abgeschlossen
ist. Über eine im Boden der Ausnehmung 10 vorgesehene Bohrung 14 ist die Druckmittelkammer
13 ständig mit der als Ausgangskammer dienenden zweiten Steuerkammer 9 verbunden.
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Die Funktion des erfindungsgemäßen Bremskraftreglers wird im folgenden
näher erläutert.
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Ein vom Motorwagen-Bremsventil bzw. vom Anhänger-Bremsventil kommender
Bremsdruck gelangt über den Anschluß 3 in die erste Steuerkammer 27, beaufschlagt
die obere Stirnfläche 31 des Kolbens 2 und drückt diesen hinunter.
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Der Ventilkörper 29 folgt dieser Bewegung unter dem Einfluß der Druckfeder
30, setzt sich auf die als Ventilsitz 28 für das Auslaßventil 29, 28 ausgebildete
Stirnfläche des Stellgliedes 25,21undschließt somit das Auslaßventil 29, 28. Bei
weiterem Herunterfahren des Kolbens 2 wird der Ventilkörper 29 mittels des Stellgliedes
25, 21 vom Ventilsitz 26 des Einlaßventils 29, 26 abgehoben und so das Einlaßventil
29, 26 in die Offenstellung gebracht.
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Die Druckluft strömt von der ersten Steuerkammer 27 durch das geöffnete
Einlaßventil 29, 26 in die Ausgangskammer 9 und weiter über den Druckmittelanschluß
12 zu den Radbremszylinder. Durch die Bohrungen 14 gelangt Druckluft in die Druckmittelkammer
13. Der sich inder Druckmittelkammer 13
aufbauende Druck bewirkt
ein Ausbeulen des Bodens des elastischen Ringes 11 in Richtung auf den oberen Teil
25 des Stellgliedes 25, 21 zu, wodurch der Innendurchmesser des Ringes 11 verringert
wird und zwischen Ring 11 und dem oberen Teil 25 des Stellgliedes 25, 21 Kraftschluß
entsteht. Gleichzeitig werden die Schenkel des U-förmigen Ringes 11 vom Druckmittel
in der Druckmittelkammer~13 gegen die Wandungen der Ausnehmung gedrückt. Während
der Abwärtsbewegung des Kolbens 2 löst sich die Membran 7 von den im Gehäuseoberteil
1 angebrachten Rippen 4 und legt sich in zunehmendem Maße an die Rippen 5 des Kolbens
2. Die wirksame Membranfläche wird so laufend vergrößert, bis die Kraft auf die
Unterseite des Bremsdruck-Regelkolbens 2, 7 gegenüber der Kraft auf die Oberseite
des Bremsdruck-Regelkolbens 2, 7 überwiegt. Dadurch wird der Kolben 2 wieder angehoben
und das Einlaßventil 29, 26 geschlossen.
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Eine Bremsabschlußstellung wird erreicht. Der jetzt in den Bremszylindern
herrschende Druck entspricht dem in Abhängigkeit vom Beladungszustand geregelten
Druck.
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Nach Abbau des Bremsdruckes in der ersten Steuerkammer 27 schiebt
das in den Bremszylindern befindliche Druckmittel den Kolben 2 in seine obere Endlage
und entweicht durch das sich öffnende Auslaßventil 29, 28, durch den Entlüftungskanal
23 des Stellgliedes 25, 21 sowie die Entlüftung 19 zur Atsmosphäre. Gleichzeitig
wird die Druckmittelkammer 13 über die Bohrungen 14 und die Ausgangskammer 9 entlüftet.
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Der Innendurchmesser des jetzt druckentlasteten elastischen Ringes
11 erlangt wieder seine ursprüngliche Größe, sodaß das Stellglied 25, 21 wieder
freigegeben wird.
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Wird während des Bremsvorganges das über ein Gestänge mit dem Fahrzeugaufbau
verbundene Antriebselement 17 des Bremskraftreglers verstellt, so wird das untere
Teil 21 des Stellgliedes gegen die Kraft der Feder 22 in Richtung auf den Boden
der Ausnehmung 34 des oberen Teiles 25 des Stellgliedes zu verscnoben. Gelangt das
Antriebselement wieder
in seine Ausgangsstellung zurück, so wird
das untere Teil 21 durch die Kraft der Feder 22 wieder zurückgestellt.
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Die das untere Teil 21 belastende Feder 22 ist so ausgelegt, daß die
zum Verursachen einer Relativbewegung zwischen den beiden Teilen 25 und 21 des Stellgliedes
aufzubringende Kraft größer ist als die Kraft, welche im Normalbetrieb zur Betätigung
des Stellgliedes 25, 21 erforderlich ist.
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Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Stellgliedes des in
Fig. 1 dargestellten Bremskraftreglers.
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Der besseren Übersicht halber sind den in Fig. 1 gezeigten Bauteilen
gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Das in Fig. 2 gezeigte Stellglied besteht aus einem oberen Teil 25
und eiem unteren Teil 21. In seinem dem unteren Teil 21 zugewandten Bereich weist
das obere Teil 25 eine Ausnehmung 34 auf, in welcher das untere Teil 21 in Richtung
der Längsachse des Stellgliedes verschiebbar angeordnet ist. Das untere Teil 21
wird von einer Feder 22, die sich am Boden der Ausnehmung 34 abstützt, in Richtung
auf das nicht dargestellte Antriebselement zu belastet.
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In der die Ausnehmung 34 begrenzenden Wandung ist eine umlaufende
Nut 33 vorgesehen, in welcher ein als Anschlag für das untere Teil 21 dienender
Sicherungsring 15 gelagert ist. An dem Ende des unteren Teiles 21, welches dem Antriebselement
zugewandt ist, ist ein rollenförmiger Körper 20 vorgesehen. Ein in der die Ausnehmung
34 begrenzenden Wandung vorgesehener Längsschlitz 35 dient zusammen mit einem sich
an die Ausnehmung 34 anschließenden Entlüftungskanal 23 als Entlüftung für die hier
nicht gezeigte Druckmittelausgangskammer des Bremskraftreglers.