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Lastabhängiger Bremskraftregler
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Beschreibung: Die Erfindung betrifft einen lastabhängigen Bremskraftregler,
der zwischen dem Hauptbremszylinder eines Fahrzeuges und den Radbremszylindern der
Hinterräder bzw. bei Zweikreis-Bremssystemen mit diagonaler Kraftaufteilung vor
dem Radbremszylinder eines Hinterrades angeordnet ist, mit einem Druckminderer,
dessen Umschaltdruck über ein auf ein Ventilglied einwirkendes Steuerglied, das
kraftschlüssig mit der Achse des Fahrzeuges verbunden ist, achslastgesteuert einstellbar
ist, wobei das Steuerglied vor dem Bremsen mittels einer Klemmei.nrichtung arretiert
ist.
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Ein derartiger Bremskraftregler ist aus der DE-OS 29 05 098 bereits
bekannt. Das Steuerglied dieses Bremskraftreglers besteht aus einem mit einer Achse
des Fahrzeuges verbundenen Gestänge, das einen Hebel aufweist, der mit einem Wellenstück
im Gehäuse des Bremskraftreglers verbunden ist. Das Wellenstück enthält einen nockenförmig
ausgebildeten Abschnitt, der
gegen eine Hülse angelehnt ist, die
unter Federvorspannung steht. Die von der Hülse an einem Ende gehaltene Feder ist
an ihrem anderen Ende gegen eine zweite Hülse angedrückt, in der eine zweite Feder
gehalten ist, deren anderes Ende auf das Ventilglied eines Druckregelventils einwirkt.
Das Ventilglied ist in einem Abschnitt einer Stufenbohrung geführt. In einen erweiterten
Abschnitt der Stufenbohrung mündet eine Zuleitung von einem Hauptbremszylinder ein.
Das Ventilglied enthält einen kegelförmigen Schließkörper, dessen Ventilsitz eine
Schulter in der Stufenbohrung ist. Von einer Kammer, in die der Schließkörper hineinragt,
führt eine Bremsleitung zu einem Radbremszylinder.
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Die zweite Hülse ist mittels einer Klemmeinrichtung gegen eine axiale
Verschiebung arretierbar. Die Klemmeinrichtung weist einen mit einer Ringnut versehenen
Klemmring und einen in die Ringnut eingesetzten, radial nach innen federnden Druckring
auf. Der Klemmring ist außen auf die Zylinderwand der zweiten Hülse aufgesetzt.
Der Druckring stützt sich innen in der Ringnut und außen an einer zylindrischen
Bohrungswand in einer Gehäuseerweiterung des Bremskraftreglergehäuses ab. Der Druckring
ist innen und außen mit Schlitzen versehen. Gegen einen knieförmig abgebogenen Abschnitt
des Druckrings ist ein Ringkolben angelehnt, der zwischen der Bohrungswand der Gehäuseerweiterung
und der Außenwand des Gehäuses abgedichtet verschiebbar ist. Der Ringkolben begrenzt
eine Kammer, die mit dem Einlaß des Bremskraftreglers verbunden ist. Beim Bremsen
wird der Bremsdruck auf den Ringkolben, der die Klemmeinrichtung betätigt und die
zweite Hülse in ihrer zu Beginn des Bremsens eingenommenen Lage arretiert. Mit dieser
Vorrichtung soll eine vom dynamischen Verhalten des Fahrzeugs beim Bremsen unabhängige
Bremskraft erzeugt werden.
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Bekannt ist auch ein Bremskraftregler, der einen mit dem Hauptbremszylinder
eines Fahrzeugs verbundenen vorderen Ventilraum kleineren Querschnitts und einen
mit Radbremszylindern verbundenen rückwärtigen Ventilraum größeren Querschnitts
aufweist. Die beiden Ventilräume sind durch einen Ringkanal voneinander getrennt,
dessen eine Schulter als Ventilsitz ausgebildet ist. In beiden Ventilräumen befinden
sich axial verschiebbare Kolben, die über eine durch den Ringkanal ragende Stange
starr miteinander verbunden sind.
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Der im kleineren Ventilraum angeordnete Kolben ist auf seiner, dem
Ringkanal zugewandten Seite als Ventilteller ausgebildet, durch den der Ringkanal
abgedichtet werden kann, der gegenüber der Stange ein großes Spiel hat. Mit diesem
Bremskcaftregler soll ein zuverlässiger Druckwechsel mit hoher Wechselfrequenz insbesondere
im Bereich des unstetigen Verlaufs der Druckkennlinie erreicht werden. Der Bremskraftregler
enthält eine Stellschraube, die auf eine Feder einwirkt, durch die die Kolben mit
einer Voreinstellkraft beaufschlagt werden. Die Einschraubtiefe -der Stellschraube
wird achslastabhängig verändert. Mittels eines Verriegelungsmechanismus wird die
Verstellung während der Fahrt blockiert. Die Blockierung findet bei der Einschaltung
des Zündstromkreises mittels des Ankers eines Elektromagneten statt (DE-OS 18 03
586).
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Schließlich ist ein achslastgesteuerter Bremskraftregler bekannt,
der einen Ventilkörper aufweist, der über eine Federplatte und eine Feder gegen
einen Teller drückt, an dem sich eine Stößel abstützt. Der Achsdruck wird über einen
am Fahrgestell angelenkten Hebel auf ein Gleitstück übertragen, das an eine Feder
angedrückt ist, die über einen Federteller
mit dem Stößel verbunden
ist. Der Stößel hat einen Fortsatz, der den Magnetkern eines Elektromagneten bildet,
der an eir.e Bremse angeschlossen ist, durch die der Stößel festsetzbar ist. Bei
schnellen Bewegungen des Stößels induziert der Magnetkern im Elektromagneten Spannungen,
die über einen Verstärker die Bremse betätigen, die den Stößel arretiert.
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Damit wird beim Bremsen der Einfluß von fahrbahnbedingten Stößen auf
die Bremskraft ausgeschaltet (DE-OS 14 30 363).
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bremskraftregler der
eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß die Klemmeinrichtung bei möglichst
einfachem Aufbau für in einem großen Bereich veränderbare Relativbewegungen zwischen
F-ahrzeugachse und Bremsdruckregler eingesetzt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Steuerglied
mit einer Feder an der Achse befestigt ist und daß am Steuerglied ein Zylinderbolzen
angelenkt ist, der bei Beginn der Fahrt des Fahrzeuges durch die Klemmwirkung arretierbar
ist. Mit dieser Vorrichtung läßt sich bei raumsparender Ausführung eine relativ
große Arretierkraft erzeugen.
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Darüber hinaus kann die Arretierung schnell hergestellt und wieder
gelöst werden.
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Vorzugsweise ist die Klemmeinrichtung neben dem Bremskraftregler in
einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Eine solche aus einem Bremskraftregler nebst
Klemmeinrichtung bestehende Anordnung läßt sich besonders wirtschaftlich herstellen.
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Zweckmäßigerweise weist der Zylinderbolzen oder ein am Steuerglied
befestigtes Winkelstück ein Langloch auf, in das eine Achse für die Befestigung
des Zylinderbolzens am Winkeleingesetzt
ist. Das Langloch erlaubt
eine axiale Verschiebung des Zylinderbolzens, obwohl das Winkelstück während der
Bewegung des Steuergliedes auf einer gekrümmten Bahn bewegt wird. Eine Schwenkung
der Klemmeinrichtung in Abhängigkeit von der Lage des Steuergliedes erübrigt sich
deshalb. Der Zylinderbolzen . kann mit geringem Spiel in Spannelementen geführt
werden. Für das Festklemmen sind daher nur geringe radiale Bewegungen der Klemmteile
notwendig.
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Cemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgedankens ist
der Zylinderbolzen zwischen der Aufhängestelle der Feder und der Anpreßstelle des
Steuergliedes an einen Stößel, der für die Einstellung des Ventilgliedes vorgesehen
ist, an das Steuerglied angelenkt. Die Größe der Verschiebebewegung des Zylinderbolzens
hängt von dem Abstand zwischen der Anpreßstelle und der Verbindungsstelle zwischen
Zylinderbolzen und Steuerglied ab. Je näher die Angriffsstelle des Zylinderbolzens
am Stößel angeordnet ist, desto kleiner ist der axiale Verschiebeweg des Zylinderbolzens.
Es lassen sich hierbei kleine axiale Verschiebewege erreichen, durch die eine Verminderung
der Länge des Zylinderbolzens möglich ist.
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Elne weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Klemmeinrichtung
radial um den Zylinderbolzen angeordnete Segmente aufweist, die beiderseits der
Stirnflächen einer Wicklung eines Elektromagneten angeordnet sind, der eine zentrale
zylindrische Aussparung aufweist, in die der Zylinderbolzen hineinragt. Der Zylinderbolzen
wird bei dieser Ausführungsform magnetisch festgesetzt. Die Vorrichtung hat einen
sehr einfachen Aufbau mit nur wenig beweglichen Teilen.
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Der Berstellungsaufwand ist daher gering.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist derart ausgebildet,
daß die Klemmeinrichtung in gleichmäßigem Abstand radial um den Zylinderbolzen angeordnete
Klemmbacken aufweist, die geneigte Außenflächen enthalten, gegen die Angriffsflächen
eines in einer Bohrung verschiebbaren Kolbens andrückbar sind. Mit dieser Ausführungsform
können sehr hohe Anpreßkräfte erzeugt werden.
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Vorzugsweise wird die Energie dem Elektromagneten und dem Kolben in
Abhängigkeit von der Drehung der Tachometerwelle des Fahrzeuges zugeführt. Veränderungen
der Fahrzeugbelastung im Stillstand bei laufendem Motor rufen daher noch keine entsprechende
Einstellung des Drucks hervor.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt -durch einen erfindungsgemäßen
lastabhängigen Bremskraftregler mit einer Klemmeinrichtung und Fig. 2 einen Längsschnitt
durch eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen lastabhängigen Bremskraftreglers
mit einer Klemmeinrichtung.
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Ein lastabhängig arbeitender Bremskraftregler 1 mit einer Klemmeinrichtung
2 besteht aus einem Gehäuse 3, in dem sich
eine Stufenbohrung 4
befindet, in der ein Einsatzkörper 5 angeordnet ist. Der Einsatzkörper 5 weist eine
nicht näher bezeichnete zentrische Bohrung auf, in der ein mit einem Kolben 10 verbundenes
Ventilglied 6 axial verschiebbar gelagert ist. Das Ventilglied 6 ist an einem Ende
mit einem Ventilteller 7 versehen, der gegen eine als Ventilsitz ausgebildete Schulter
des Einsatzkörpers 5 andrückbar ist. Der Einsatzkörper 5 läßt nahe der Stirnwand
der Stufenbohrung 4 einen Raum 8 frei, in den ein Kanal 9 einmündet, der über eine
nicht dargestellte Leitung mit den Radbremszylindern der Hinterachsräder eines Fahrzeuges
verbunden ist. Zwischen der Außenwand des Einsatzkörpers 5 und der Innenwand der
Stufenbohrung 4 befindet sich ein ringförmiger Kanal 11, in den ein nicht näher
bezeichneter, vom Hauptbremszylinder gespeister Kanal einmündet. Der Einsatzkörper
5 weist radial verlaufende Bohrungen 12 auf, die mit einem zylindrischen Hohlraum
13 im Innern des Einsatzkörpers 5 verbunden sind. Im Hohlraum 13 befindet sich der
nicht näher bezeichnete Schaft des Ventilglieds 6, dessen dem Hohlraum abgewandte
Seite an eine Feder 14 angedrückt ist, deren anderes Ende von einem Stößel 15 gehalten
wird, der in einer nicht näher bezeichneten Bohrung des Einsatzkörpers 5 axial verschiebbar
angeordnet ist. Die axiale Lage des Stößels 15 legt über die Federvorspannung die
Kraft fest, die überwunden werden muß, damit sich der Teller 7 gegen den Ventilsitz
legt und dabei den Kanal 9 nebst den daran angeschlossenen Radbremszylindern vom
Hauptbremszylinder trennt.
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Unter dem Einfluß der Spannung der Feder 14 wird der Stößel 15 gegen
ein Steuerglied 16 angedrückt, das als Hebel ausgebildet
ist, der
an einem Ende 17 am Gehäuse 3 angelenkt ist. Das andere Ende 18 des Hebels 16 ist
über eine Feder 19 kraftschlüssig mit einer nicht dargestellten Achse eines Fahrzeuges
verbunden.
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Das Steuerglied 16 weist ein Winkelstück 20 auf, das sich zwischen
dem Ende 18, an dem die Feder 19 eingreift und der Anpreßstelle 21 des Stößels 15
am Steuerglied 16 befindet. Das Winkelstück 20 ist vorzugsweise mit dem Steuerglied
16 aus einem Stück hergestellt und von diesem rechtwinklig abgebogen.
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Im Winkelstück 20 ist ein nicht näher bezeichnetes Loch vorhanden,
in das eine Achse 22 eingesetzt ist, mit der ein Zylinderbolzen 23 am Winkelstück
20 angelenkt ist. Der Zylinderbolzen 23 weist an seinem, dem Winkelstück 20 zugewandten
Ende 24 ein Langloch 25 auf, das sich quer zur Längsachse 26 des Zylinderbolzens
23 erstreckt. Bei der Schwenkung des Steuerglieds 16 führt das Winkelstück eine
Bewegung längs eines Bogens aus.
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Durch das Langloch 25 kann sich dabei der Zylinderbolzen 23 in seiner
Achsrichtung ohne radiale Auslenkung bewegen.
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Der Zylinderbolzen 23 ragt in eine Aussparung 27 im Gehäuse 3.
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In der Aussparung 27 befindet sich ein Elektromagnet 28, der ein Joch
29 aus Weicheisen und eine Wicklung 30 enthält, die in einer unmagnetischen Hülse
31 angeordnet ist, die eine zentrische Zylinderaussparung aufweist, in die der Zylinderbolzen
23 mit seinem anderen Ende 32 hineinragt. Beiderseits der Stirnseiten der Wicklung
30 befinden sich in Aussparungen 33 Segmente 34, die eine kreisringsektorförmige
Gestalt haben und nebeneinander den Zylinderbolzen 23 umgeben. Die Wicklung
30
ist mit einem Anschlußkabel 35 an einen Sensor angeschlossen, der bei Drehung der
Tachometerwelle des Fahrzeuges einen Strom zur Erregung des Elektromagneten 28 erzeugt.
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Wenn das Fahrzeug beladen wird, stellt sich das Steuerglied 16 entsprechend
dem Ladezustand ein und beeinflußt über -den Stößel die Spannung der Feder 14, durch
die der Beginn des geregelten Überdrucks eingestellt wird. Wird das Fahrzeug in
Bewegung gesetzt, dann wird die Klemmeinrichtung 2 betätigt, .indem über das Kabel
35 Strom in die Wicklung 30 eingespeist wird. Es entsteht ein Magnetfeld, das sich
über das Joch 29, die Segmente 34 und den Zylinderbolzen 23 schließt. Durch die
Kraft des Magnetfeldes werden die Segmente 34 fest gegen das Joch 29 und den Zylinderbolzen
23 gedrückt. Damit wird das Steuerglied 16 in seiner Stellung arretiert. Durch Hubbewequngen
der Achse des Fahrzeugs während der Fahrt kann die Einstellung des Bremsdruckreglers
1 nicht mehr verändert werden. Der Bremsdruck wird daher nicht durch Hubbewegungen
der jeweiligen Fahrzeugachse ungünstig beeinflußt.
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Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sind Elemente, die
mit den in Fig. 1 dargestellten Elementen übereinstimmen mit- den gleichen Bezugszeichen
versehen. Bei dieser Vorrichtung ist der Bremskraftregler 1 und die Klemmeinrichtung
2 ebenfalls in einem Gehäuse 3 angeordnet. Der Bremskraftregler 1 weist die gleichen
Bauteile auf, wie der in Eßig. 1 gezeigte Bremskraftregler. Übereinstimmung zwischen
den in Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtungen besteht auch in Bezug auf das Steuerglied
16, das Winkelstück 20, die Feder 19 und den Zylinderbolzen 23. Die Klemmeinrichtungen
2 sind jedoch verschieden ausgebildet.
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Der Zylinderbolzen 23 ragt in eine im Gehäuse 3 angeordnete Zylinderbohrung
36, deren offenes Ende durch eine Scheibe 37 verschlossen ist, in der sich ein nicht
näher bezeichneter Durchlaß für den Zylinderbolzen 23 befindet. In der Bohrung 36
sind Klemmbacken 38 in gleichmäßigen Abständen radial zu der Oberfläche des Zylinderbolzens
23 angeordnet. Die Klemmbacken 38 sind in axialer Richtung des Zylinderbolzens 23
verschiebbar, solange nicht der Zylinderbolzen 23 eingespannt ist. In der Bohrung
36 ist in dem zwischen dem Ende 32 des Zylinderbolzens 23 und der Stirnwand der
Bohrung 36 liegenden Bereich ein Kolben 39 verschiebbar angeordnet, der mit einer
Spanneinheit 40 versehen ist, bei der es sich um eine Fortsetzung des Kolbens 39
mit einer kegelstumpfförmigen Aussparung handel-t, die sich in Richtung-des Kolbens
39 verjüngt. Die Bohrung 36 weist eine Einlaßöffnung 41 auf. Die kegelstumpfförmige
Aussparung der Spanneinheit 40 umgreift die Klemmbacken 38, die. gegen die Längsachse
des Zylinderbolzens 23 geneigte Außenflächen 42 aufweisen.
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Wenn der Zylinderbolzen 23 in seiner jeweiligen durch die Achslast
bestimmten Stellung festgeklemmt werden soll, wird dem Zylinder 36 über die Einlaßöffnung
41 ein Druckmedium zugeführt, bei dem es sich um Ö1, Druckluft oder dgl. handeln
kann. Das Öl kann vorzugsweise von der Lenkungspumpe des Fahrzeuges, der zentralen
Druckversorgung oder einer anderen Druckpumpe stammen. Es ist auch möglich, das
Druckmedium vom Hauptbremszylinder abzuzweigen.
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Bei der Beaufschlagung mit dem Druckmedium verschiebt sich der Kolben
39 in Richtung des Zylinderbolzens 23. Dabei um
greift die kegelstumpfförmige
Aussparung die Klemmbacken 38 und schiebt diese in axialer Richtung, bis sie an
der Innenseite der Scheibe 37 anliegen. Danach drückt die kegelstumpfförmige Aussparung
die Klemmbacken 38 gegen den Zylinderbolzen 23, der dabei festgeklemmt wird. Mit
der Klemmeinrichtung 2 gemäß Fig. 2'können sehr hohe Klemmkräfte auf den Zylinderbolzen
23 ausgeübt werden. Die in Fig. 2 dargestellte Klemmeinrichtung stellt ein hydraulisches
oder pneumatisches Spannfutter dar.
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Der Bremskraftregler 1 ist zwischen dem Hauptbremszylinder eins Fahrzeugs
und -den -Radbremszylindern der Hinterachse angeordnet. Bei Zweikreis-Bremssystemen
mit diagonaler Kraftaufteilung ist vor jedem Radbremszylinder der Hinterachse ein
eigener Bremskraftregler 1 angeordnet. Zweckmäßigerweise sind im letzteren Fall
beide Bremskraftregler 1 in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, wobei die Stößel
15 beider Bremskraftregler 1 von einem gemeinsamen Steuerglied 16 betätigt werden.
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Als Kriterium für die Fahrt des Fahrzeuges kann die Drehung der Tachometerwelle
ausgenutzt werden. In Abhängigkeit von deren Drehung wird vorzugsweise der Elektromagnet
mit elektrischer Energie und der Kolben 39 mit Druckenergie beaufschlagt.
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Bezugszeichenliste: 1 Bremskraftregler 2 Klemmeinrichtung 3 Gehäuse
4 Stufenbohrung 5 Einsatzkörper 6 Ventilglied 7 Ventilteller 8 Raum 9 Kanal 10 Kolben
11 Kanal 12 Bohrung 13 Hohlraum 14 Feder 15 Stößel 16 Steuerglied 17 Ende 18 Ende
19 Feder 20 Winkelstück 21 Anpreßstelle 22 Achse 23 Zylinderbolzen 24 Ende 25 Langloch
26 Längsachse 27 Aussparung 28 Elektromagnet 29 Joch 30 Wicklung
31
Hülse 32 Ende 33 Aussparung 34 Segment 35 Anschlußkabel 36 Zylinderbohrung 37 Scheibe
38 Klemmbacken 39 Kolben 40 Spanneinheit 41 Einlaßöffnung 42 Außenfläche
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