DE3241130C1 - Automatisch lastabhängiger Bremskraftregler für Fahrzeuge mit Fluidfederung - Google Patents

Description

• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen automatisch lastabhängigen Bremskraftregler der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß mit ihm ohne Austausch von Federn eine Anpassung an die verschiedenen praktisch vorkommenden Anwendungsfälle möglich ist. Die Federeinrichtung soll also in den vorkommenden Grenzen einstellbar sein, wobei insbesondere die Federkonstante der Federeinrichtung einstellbar sein muß.
• Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Federeinrichtung zwei zwischen dem Stellkolben und ein gehäuseseitiges Auflager in Reihe eingeschaltete Federn aufweist, die über einen Waagebalken aneinander abgestützt sind, und daß der Waagebalken zur Änderung seines Übersetzungsverhältnisses und damit zur Veränderung der Federkonstanten der Federeinrichtung eine gehäuseseitig ver- und feststellbare Drehachse aufweist.
• Es wird damit eine zwei in Reihe hintereinander geschaltete Federn aufweisende Federeinrichtung geschaffen, zwischen denen jedoch ein Waagebalken angeordnet ist, dessen Übersetzungsverhältnis einstellbar ist. Damit ist es möglich, durch eine Verstellung der Drehachse und- damit des Übersetzungsverhältnisses des Waagebalkens die Federkonstante der Gesamteinrichtung in den erforderlichen Grenzen einstellbar zu machen, ohne daß die Federn ausgetauscht werden müßten. Die beiden Federn können ohne weiteres identisch ausgebildet sein, also gleiche Federkonstante und gleiche Federlänge aufweisen. Je nach dem eingestellten Übersetzungsverhältnis wird nicht nur die an jeder einzelnen Feder einwirkende Kraft, sondern auch der jeweilige Weg der Einfederung jeder einzelnen Feder eingestellt. Wird die Drehachse relativ nahe an die Achse der ersten, an dem Stellkolben anliegenden Feder angeordnet, ergibt sich eine große Federhärte verbunden mit kleinen Federwegen und umgekehrt.
• Die an dem Stellkolben sich abstützende erste Feder und die in Reihe geschaltete zweite Feder können mit ihren Achsen zweckmäßig parallel zueinander angeordnet sein, wobei. der Waagebalken den Abstand der Achsen überbrückt. Damit werden konstruktive Vorteile erreicht. Es ist somit auch möglich, den Waagebalken so anzuordnen und aufzulagern, daß er auch bei Einfederungen der beiden Federn im wesentlichen etwa senkrecht zu den Achsen der beiden Federn steht.
• Die Federn können als Druckfedern oder auch als Zugfedern ausgebildet sein und gleiche oder ungleiche Federkonstante aufweisen. Bei gleicher Federkonstanten ergibt sich eine. Vereinfachung hinsichtlich der Ersatzteilbeschaffung.und der Anwendung vorhandener Federn.
• Die zweite Feder kann ein gehäuseseitig abgestütztes einstellbares Federauflager aufweisen. Mit dieser Einstellbarkeit, die insbesondere durch eine konterbare Einstellschraube erreicht werden kann, wird die Vorspannung der Federeinrichtung eingestellt und damit die Grenzkraft, bei deren Überschreiten der Stellkolben eine erste Bewegung aus seiner Anfangsstellung heraus, die dem unbeladenen Zustand des Fahrzeuges entspricht, ausführt.
• Zur Ver- und Feststellung der Drehachse kann eine gehäuseseitige Stützplatte vorgesehen sein, die einen schrägstehenden Schlitz zur Aufnahme des Lagers der Drehachse aufweist. Damit wird erreicht, daß der Waagebalken auch dann in etwa senkrecht zu den Achsen der beiden Federn steht, wenn die Federkonstante der Federeinrichtung in weiten Grenzen verstellt wird.
• Um den Bremskraftregler mit der Federeinrichtung kompakt zu bauen, kann die Federeinrichtung mit den beiden Federn auf der einen Seite der Stelleinrichtung und der Stellkolben auf der anderen Seite angeordnet sein.
• Ein Ausführungsbeispiel des automatisch lastabhängigen Bremskraftreglers ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch einen Bremskraftregler mit einer aus zwei Hebeln und einer dazwischen gelagerten Rolle gebildeten Stelleinrichtung, F i g. 2 einen Schnitt durch eine Federeinrichtung für den Bremskraftregler gemäß Fig. 1 und F i g. 3 eine Ansicht eines Teils der Federeinrichtung von F i g. 2 in Richtung X.
• Der in Fig.1 dargestellte Bremskraftregler ist als durchsteuernder Bremskraftregler ausgebildet und müßte nach Relaisbauart nur geringfügig abgeändert werden. Er besitzt ein Gehäuse 1, in welchem ein Steuerkolben 2 und ein Bremskolben 3 dichtend verschiebbar gelagert sind. Mit dem Steuerkolben 2 steht eine Steuerstange 4 in Verbindung, auf der ein Doppelventilkörper 5 vorgesehen ist, der mit einem eingezogenen Rand 6 des Gehäuses ein Einlaßventil 5,6 bildet. Unterhalb des Steuerkolbens 2 ist eine Steuerkammer 7 angeordnet, die mit einem Anschluß 8 in dauernder Verbindung steht, an den die Steuerleitung angeschlossen wird. Im Bremskolben 3 ist eine Auslaßhülse 9 dichtend verschiebbar gelagert, die sich einerseits ebenfalls an der Steuerstaiige 4 abstützt und andererseits mit dem Doppelventilkörper 5 ein Auslaßventil 5,9 bildet. Zwischen dem Bremskolben 3 und dem eingezogenen Rand 6 ist eine Bremskammer 10 vorgesehen, die in dauernder Verbindung zu einem Anschluß 11 steht, an den die Bremszylinder oder ein anderes nachgeschaltetes Aggregat, z. B. ein Relaisventil, angeschlossen ist.
• Im Gehäuse 1 des Bremskraftreglers sind unterhalb des Bremskolbens und unterhalb eines Druckstückes 12 zwei Hebel 13 und 14 gelagert, zwischen denen eine Rolle 15 angeordnet ist, die in einem gabelförmigen Schlitten 16 gelagert ist und über diesen relativ zu den Hebeln 13 und 14 verschoben werden kann. Der Hebel 14 ist im übrigen mit der Steuerstange 4 verbunden. Auf diese Art und Weise wird bekanntermaßen je nach der relativen Stellung der Rolle 15 eine Übersetzung zwischen dem Steuerdruck in der Steuerkammer 7 und dem Bremsdruck in der BEemskammer 10 erreicht bzw.
• eingestellt. Für die Einstellung auf das Massenverhältnis des Fahrzeuges ist im Schlitten 16 eine Stellschraube 17 vorgesehen, mit der die Ausgangslage der Rolle 15 relativ zu den Hebeln 13 und 14 einstellbar ist.
• Hierdurch wird das Regelverhältnis für das unbeladene Fahrzeug eingestellt. Ansonsten greift an dem Schlitten 16 eine Stellstange 18 an, die in einem Gehäuse 19 dichtend verschiebbar ist. Auf der Stellstange 18 sind bei zweikreisiger Ansteuerung zwei Stellkolben 20 und 21 angeordnet, durch die im Gehäuse 19 Druckräume 22 und 23 abgeteilt werden, die über Anschlüsse 24 bzw. 25 mit den entsprechenden pneumatischen oder hydraulischen Federn des Fahrzeuges in Verbindung stehen. Bei Verwendung einer Luftfederung sind die einzelnen Kreise der Luftfedern an den Anschlüssen 24 bzw. 25 angeschlossen, so daß die Druckräume 22 bzw. 23 jeweils mit dem entsprechenden Druck der Luftfedern belastet sind. Bei leerem Fahrzeug kann dieser Druck relativ klein sein, beispielsweise zwischen 0,5 und 3,5 bar. Bei vollbeladenem Fahrzeug ist dieser Druck entsprechend höher, beispielsweise zwischen 2,5 und 7 bar. Am Gehäuse 19 ist . eine Stützplatte 34 vorgesehen, in welcher ein schrägstehender Schlitz 35 so angeordnet ist, wie dies Fig. 2 zeigt. Mit Hilfe dieses Schlitzes 35 ist die Drehachse 33 eines Waagebalkens 29 relativ zu der Stützplatte 34 verstellbar. Ein Lager 36, welches die Drehachse 33 bildet, kann mit Hilfe der beiden Schlitze 32 und 3S in Richtung des Doppelpfeils 37 ver- und festgestellt werden, so daß sich damit jeweils je nach Einstellung unterschiedliche Hebelarme des Waagebalkens 29 zu der Feder 27 einerseits und zu der Feder 28 andererseits ergeben. Eine Verstellung des Lagers 36 bzw. der Drehachse 33 des Waagebalkens 29 bewirkt eine Veränderung und damit eine Einstellung der Federkonstanten der Federeinrichtung 26 aus den beiden Federn 27 und 28. Die Federn 27 und 28 können identisch ausgebildet sein, also gleiche Federlänge aufweisen und auch gleiche Federkonstante besitzen.
• Die in F i g. 2 dargestellte Schräglage des Schlitzes 35 ist in der aufgezeigten Art deshalb gewählt, weil bei Verstellung der Drehachse 33 in Richtung auf die Feder 27 diese Feder 27 kleinere Federwege zuzulassen hat, so daß durch diese Schräglage des Schlitzes 35 erreicht wird, daß der Waagebalken 29 auch bei einer solchen Verstellung sich im wesentlichen senkrecht und um diese Stellung pendelnd zu den Federn 27 und 28 verhält. Die Stellschraube 31 dient der Einstellung der Vorspannung der Federeinrichtung 26 über ein Federauflager 30 und damit der Festlegung der letztlich über die Feder 27 auf die Stellstange 18 übertragenen Anfangskraft, die der entsprechenden Gegenkraft in den Druckräumen 22 bzw. 23 der Stellkolben 20 und 21 entspricht und bei deren Überschreiten nach entsprechender Beladung des Fahrzeuges die erste Relativverstellung der Rolle 15 aus der Anfangsstellung heraus stattfindet. Dabei wird die Einstellung so gewählt, daß bei vollbeladenem Fahrzeug oder auch kurz vor Erreichen der vollen Beladung bereits ein Regelverhältnis von 1 1 an dem Bremskraftregler ausgesteuert wird, also der ausgesteuerte Bremsdruck dem eingesteuerten Steuerdruck entspricht.
• Wenn der Bremskraftregler auf einen bestimmten Anwendungsfall eingestellt werden soll, dann sind drei Einstellungen vorzunehmen: Je nach der erforderlichen Federkonstanten der Federeinrichtung 26 aus den beiden Federn 27 und 28 ist zunächst die Drehachse 33 des Waagebalkens 29 einzustellen. Über die Stellschraube 31 ist die Vorspannung der Federeinrichtung 26 so einzustellen, daß die Feder 27 auf die Stellstange 18 eine solche Kraft ausübt, die dem Balgdruck bei unbeladenem Fahrzeug auf die wirksame Fläche der Stellkolben 20 bzw. 21 entspricht. Als dritte Einstellung muß die Stellschraube 17 und damit die relative Lager def Rolle 15 für das unbeladene Fahrzeug entsprechend dem dabei gewünschten Verhältnis von Steuerdruck zu Bremsdruck, also auf das Regelverhältnis eingestellt werden. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Wedereinrichtung 26 solche Federwege bis mindestens zu der Einstellung eines Regelverhältnisses von 1 : 1 am Bremskraftregler zuläßt.
• Bezugszeichenliste: 1= Gehäuse 2 = Steuerkolben 3 = Bremskolben 4 = Steuerstange 5 = Doppelventilkörper 6 = eingezogener Rand 7 = Steuerkammer 8 = Anschluß 9 = Auslaßhülse 10 = Bremskammer 11 = Anschluß 12 = Druckstück 13 = Hebel 14 = Hebel 15 = Rolle 16 = Schlitten 17 = Stellschraube 18 = Stellstange 19 = Gehäuse 20 = Stellkolben 21 = Stellkolben 22 = Druckraum 23 = Druckraum 24 = Anschluß 25 = Anschluß 26 = Federeinrichtung 27 = Feder 28 = Feder 29 = Waagebalken 30 = Federaufleger 31 = Stellschraube 32 = Schlitz 33 = Drehachse 34 = Stützplatte 35 = Schlitz 36 = Lager 37 = Doppelpfeil.

Claims (6)

1. Pateniansprüche: 1. Automatisch lastabhängiger Bremskraftregler für Fahrzeuge mit Fluidfederung, mit einem in einem Gehäuse geführten Steuerkolben und einem Bremskolben für die Umwandlung eines Steuerdruckes in einen Bremsdruck, wobei zur Einsteuerung des Übersetzungsverhältnisses eine Stelleinrichtungvorgesehen ist, deren Stellkolben von dem Fluiddruck beaufschlagbar ist und sich dabei an einer Federeinrichtung abstützt, deren Feder hinsichtlichihrer Federkonstanten sowie ihrer Zuordnung des Bremsdruckes für das unbeladene Fahrzeug veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (26) zwei zwischen dem Stellkolben (22,21) und ein gehäuseseitiges Federauflager (30) in Reihe eingeschaltete Federn (27 und 28) aufweist, die über einen Waagebalken (29) aneinander abgestützt sind, und daß der Waagebalken (29) zur Änderung seines Übersetzungsverhältnisses und damit zur Veränderung der Federkonstanten der Federeinrichtung (26) eine gehäuseseitig ver- und feststellbare Drehachse (33) aufweist.
2. 2. Bremskraftregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Stellkolben (21) sich abstützende erste Feder (27) und die in Reihe geschaltete zweite Feder (28) mit ihren Achsen parallel zueinander angeordnet sind, und daß der Waagebalken (29) den Abstand der Achsen überbrückt.
3. 3. Bremskraftregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Federn (27 und 28) Druckfedern sind und gleiche Federkonstanten aufweisen.
4. 4. Bremskraftregler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß das Federauflager (30) für die zweite Feder (28) einstellbar ist.
5. 5. Bremskraftregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ver- und Feststellung der Drehachse (33) eine gehäuseseitige Stützplatte (34) vorgesehen ist, die einen schrägstehenden Schlitz (35) zur Aufnahme des Lagers (36) der Drehachse (33) aufweist.
6. 6. Bremskraftregler nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (26) mit den beiden Federn (27 und 28) auf der einen Seite der Stelleinrichtung und der Stellkolben (20, 21) auf der anderen Seite angeordnet sind.

   Die Erfindung bezieht sich auf einen automatischen lastabhängigen Bremskraftregler für Fahrzeuge mit Fluidfederung, mit einem in einem Gehäuse geführten Steuerkolben und einem Bremskolben für die Umwandlung eines Steuerdrucks in einen Bremsdruck, wobei zur Einsteuerung des Übersetzungsverhältnisses eine Stelleinrichtung vorgesehen ist, deren Stellkolben von dem Fluiddruck beaufschlagbar ist und sich dabei an einer Federeinrichtung abstützt, deren Feder hinsichtlich ihrer Federkonstanten sowie ihrer Zuordnung des Bremsdruckes für das unbeladene Fahrzeug veränderbar ist.

   Ein derartiger automatisch lastabhängiger Bremskraftregler ist z. B. durch die WABCO-Druckschrift 475 700 9083 von 1978 bekannt, wobei die Stelleinrichtung zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Steuerdruck und Bremsdruck aus zwei gehäuseseitig gelagerten Hebeln besteht, zwischen denen eine Rolle oder ein Gleitstein in Richtung der Hebel verstellbar bzw. verschiebbar angeordnet ist. Zur Verstellung der Stelleinrichtung dient ein Stellkolben, der auch für zweikreisige Ansteuerung in zwei Teilkolben unterteilt sein kann. Der Stellkolben bzw. die Stellkolben sind von dem Fluiddruck der Federung beaufschlagt, die als pneumatische oder auch als hydraulische Federung ausgebildet sein kann. Entgegengesetzt zu dieser von dem Fluiddruck einwirkenden Kraft ist die Stelleinrichtung bzw. die Rolle oder der Gleitstein auf einer Federeinrichtung abgestützt, die aus einer Feder besteht, welche eine relativ große axiale Länge aufweist und als Druckfeder ausgebildet ist. In diese Feder ist ein auf verschiedener axialer Länge der Feder fixierbares Federauflager einsetzbar, welches nach seinem Einsatz die Anzahl der Federwindungen, die für eine Federbewegung zur Verfügung stehen, festlegt. Es wird also mit diesem verstellbaren Auflager die Federkonstante der Druckfeder verändert bzw.

   eingestellt. Das Federauflager selbst kann dann mit Hilfe einer konterbaren Stellschraube noch so eingestellt und abgestützt werden, daß beispielsweise für das unbeladene Fahrzeug eine eindeutige Zuordnung des ausgesteuerten Bremsdruckes zu dem eingesteuerten Steuerdruck am Bremskraft'regler fixiert ist. Erst wenn der über den Stellkolben einwirkende Fluiddruck eine größere Kraft erzeugt, als es der Vorspannung des verbleibenden Federteils der Federeinrichtung entspricht, wird das Übersetzungsverhältnis mit der Beladung des Fahrzeuges verändert. Für die Festlegung des Bremsdruckes bei unbeladenem Fahrzeug ist zusätzlich eine zweite konterbare Stellschraube vorgesehen, die an dem Stellkolben anliegt. Mit einer derartigen Einrichtung kann zwar die Federkonstante der Feder verstellt und damit eingestellt werden: es ist jedoch von Nachteil, daß mit einer solchen Einstellung auch die Veränderung bzw. Einstellung des Federweges erfolgt. Um allen Anwendungsfällen gerecht zu werden, werden deshalb zwei Federn mit dem Gerät ausgeliefert, die sich hinsichtlich der Federkonstanten wesentlich unterscheiden, jedoch etwa gleiche Federlänge aufweisen. Damit überläßt man es-dem Anwender, die für den jeweiligen Anwendungsfall geeignete Feder auszusuchen und die entsprechende Einstellung vorzunehmen, was eine erhebliche Erfahrung voraussetzt.

   Trotzdem ist der Anwender unsicher, ob er die richtige Feder eingesetzt und montiert hat.

   Die DE-AS 15 55 554 zeigt einen automatisch lastabhängigen Bremskraftregler, der ähnlich aufgebaut ist. Hier ist eine einkreisige Ansteuerung gezeigt. Die Rolle zwischen den beiden Hebeln ist über eine gesonderte Stelleinrichtung verstellbar, um einen gewünschten Bremsdruck relativ zu dem Steuerdruck bei unbeladenem Fahrzeug einstellen zu können. Wird dieser bekannte Bremskraftregler für hinsichtlich der Aufgabenstellung abweichende Anwendungsfälle eingesetzt, dann muß in der Regel die einzige Feder der Federeinrichtung gegen-eine andere Feder mit anderer Federkonstanten ausgetauscht werden. Auch dies ist umständlich.