DE622429C - Four-wheel brake for motor vehicles - Google Patents

Four-wheel brake for motor vehicles

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DE622429C
DE622429C DES111508D DES0111508D DE622429C DE 622429 C DE622429 C DE 622429C DE S111508 D DES111508 D DE S111508D DE S0111508 D DES0111508 D DE S0111508D DE 622429 C DE622429 C DE 622429C
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/26Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force characterised by producing differential braking between front and rear wheels

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vierradbremse für Kraftfahrzeuge mit proportioneller Kraftübertragung auf die beiden Bremsgruppen und in diese Bremsgruppen eingeschalteten zusätzlichen Federn, welche dieser Kraftübertragung entgegenwirken.The invention relates to a four-wheel brake for motor vehicles with proportional power transmission on the two brake groups and additional springs connected to these brake groups, which this power transmission counteract.

Es sind bereits Vierradbremsen bekannt, bei denen das Verhältnis der Bremskräfte und Bremskräftepaare durch die eingeschalteten Federn derart bemessen und geregelt ist, daß die beim Bremsvorgang infolge der Massenträgheit eintretende - Belastungsänderung der Räder ausgeglichen wird. Die Einschaltung dieser Zusatzfedern hat dabei den Zweck, bei sämtlichen Rädern gleichzeitig an die Grenze der zulässigen Bremskraft heranzugehen, die durch die Reibwertziffer zwischen Rad und Fahrbahn bestimmt ist, so daß bei übertrieben starker Bremsung im Augenblick des Überschreitens dieser Grenze alle vier Räder gleichzeitig aufhören sich zu drehen. Dieses erwünschte Ergebnis kann bei den bisher bekannten Anordnungen nur bei einer absolut vollkommenen Regelung der Bremsen und für einen einzigen Wert der Reibwertziffer erreicht werden. Eine absolut vollkommene Regelung ist aber praktisch nicht zu verwirklichen.
Die Bremsvorrichtung gemäß der Erfindung vermindert diese Nachteile. Die theoretische Kurve, welche die Beziehung zwischen den Bremskräftepaaren der Vorder- und Hinterräder in Abhängigkeit von den Reibwertziffern zwischen Rad und Fahrbahn darstellt, läßt sich nach den geltenden Regeln als eine Parabel ermitteln, die durch den Koordinatenanfangspunkt geht und deren Achse um 135° gegen die Abszissenachse geneigt ist. Die Erfindung bezweckt den Ersatz dieser Parabel durch eine Näherungsgerade für die praktisch auftretenden Reibwertziffern.
Four-wheel brakes are already known in which the ratio of the braking forces and braking force pairs is dimensioned and regulated by the springs switched on in such a way that the change in load on the wheels that occurs during the braking process as a result of inertia is compensated. The purpose of using these additional springs is to approach the limit of the permitted braking force for all wheels at the same time, which is determined by the coefficient of friction between the wheel and the road, so that in the event of excessive braking when this limit is exceeded, all four wheels stop at the same time to turn. With the previously known arrangements, this desired result can only be achieved with absolutely perfect control of the brakes and for a single value of the coefficient of friction. However, it is practically impossible to achieve an absolutely perfect regulation.
The braking device according to the invention alleviates these disadvantages. The theoretical curve, which shows the relationship between the braking force pairs of the front and rear wheels as a function of the coefficient of friction between the wheel and the road, can be determined according to the applicable rules as a parabola that goes through the coordinate starting point and its axis by 135 ° against the The abscissa axis is inclined. The invention aims to replace this parabola with an approximate straight line for the coefficients of friction that occur in practice.

Gemäß der Erfindung soll demzufolge die bekannte in die Vorderradgruppe eingeschaltete Feder mit gleichbleibender Wirkung derart bemessen sein, daß für das Verhältnis der Bremskräftepaare des Vorderrades und des Hinterrades die der ermittelten Kurve angenäherte lineare Bedingung erzielt wird, nämlich daß das Bremskräftepaar für die Vorderräder sieh nach der GleichungAccording to the invention, the known should therefore be switched on in the front wheel group Spring with constant effect be dimensioned such that for the ratio of The braking force pairs of the front wheel and the rear wheel approximated the curve determined linear condition is achieved, namely that the braking force couple for the front wheels see the equation

und dasjenige für die Hinterräder nach der Gleichungand that for the rear wheels according to the equation

ändert. Dabei bedeuten P Gesamtgewicht des Kraftwagens, P1 das von der Vorderachsechanges. Here, P means the total weight of the motor vehicle, P 1 that of the front axle

aufgenommene Gewicht, P2 das von der Hinterachse aufgenommene Gewicht, Z Schwerpunktshöhe des Wagens über dem Boden R Halbmesser der .Räder)-.L Achsenabstand der Räder, f Reibwertziffer der Reifen am Boden.recorded weight, P 2 the weight absorbed by the rear axle, Z height of the center of gravity of the car above the ground R radius of the wheels) - L center distance of the wheels, f coefficient of friction of the tires on the ground.

Die praktische Auswirkung der ermittelten Gleichungen der Bremskräftepaare kann auch dadurch erreicht werden, daß die öffnungskraft der Bremsbacken der Vorderradbremsen um einen grundsätzlichen konstanten Wert vermindert wird zweckmäßig durch Verwendung einer stärkeren, nach den genannten Gleichungen bemessenen Rückholfeder für die vorderen Bremsbacken.The practical effect of the determined equations of the braking force pairs can also can be achieved in that the opening force of the brake shoes of the front wheel brakes Reduced by a fundamentally constant value is expediently through use a stronger return spring for the front brake shoes.

An Hand der Abbildungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Abb. ι ist ein Erläuterungsschaubild. Abb. 2 zeigt schematisch eine selbstverstärkend wirkende Bremse mit in Umfangsrichtung der Trommel beweglichen Bremsbacken und in bestimmten Richtungen gerichteten Spreiz- und Widerlagerkräften, für welche sich die Erfindung besonders gut eignet. Bekanntlich erfährt im Augenblick der Bremsung bei gleichzeitigem Bremsen aller vier Räder die Vorderachse außer ihrer ständigen Belastung noch eine Zusatzbelastung p, welche eine durch die Trägheit verursachte vorübergehende scheinbare Verlagerung des Schwerpunktes nach vorn darstellt. Selbstverständlich wird die Hinterachse dabei um den gleichen Betrag entlastet. Der Wert dieser Belastungsänderung istAn exemplary embodiment of the invention is explained in more detail using the figures. Fig. Ι is an explanatory diagram. Fig. 2 shows schematically a self-energizing brake with brake shoes movable in the circumferential direction of the drum and spreading and abutment forces directed in certain directions, for which the invention is particularly well suited. As is well known, at the moment of braking with simultaneous braking of all four wheels, the front axle experiences, in addition to its constant load, an additional load p, which represents a temporary apparent shift of the center of gravity towards the front caused by inertia. Of course, the rear axle is relieved by the same amount. The value of this change in load is

4 f 4 f

Die höchste auf ein Vorderrad wirkende tangentiale Bremskraft ist demzufolgeThe highest tangential braking force acting on a front wheel is accordingly

und für ein Hinterradand for a rear wheel

Die entsprechenden Kräftepaare sind für ein VorderradThe corresponding pairs of forces are for a front wheel

und für ein Hinterrad
C -/Pi
and for a rear wheel
C - / Pi

Die Kräftepaare C1 und C2 sind also durch eine Beziehung verbunden, die vorstehend in Abhängigkeit von der Reibwertziffer/7 wiedergegeben wurde. Eliminiert man f aus den Gleichungen (1) und (2), so erhält man eine Beziehung zwischen C1 und C2, nämlich C1 = f (C2), welche eine Parabel darstellt, die durch den Koordinatenanfangspunkt geht und deren Achse um 135° gegen die Abszissenachse geneigt ist. Die Aufgabe besteht nun darin, die Bremsanordnung so zu gestalten, daß für jeden beliebigen Wert von /, in w.elchem Zustand sich auch der Boden befinden möge, die obige Beziehung zwischen den wirksamen Bremskräften erzielt wird. Unter solchen Umständen muß dann auch für alle Werte von f bei entsprechend starker Bremsung stets ein gleichzeitiges Festbremsen der vier Räder erreicht werden.The pairs of forces C 1 and C 2 are thus connected by a relationship that was shown above as a function of the coefficient of friction / 7 . If one eliminates f from equations (1) and (2), one obtains a relationship between C 1 and C 2 , namely C 1 = f (C 2 ), which represents a parabola that goes through the coordinate starting point and around its axis Is inclined 135 ° to the abscissa axis. The task now consists in designing the brake arrangement in such a way that the above relationship between the effective braking forces is achieved for any value of /, in whatever state the ground may be. Under such circumstances, simultaneous locking of the four wheels must always be achieved for all values of f with correspondingly strong braking.

In Abb. ι ist beispielsweise eine Kurve gezeichnet, welche dieAbhängigkeit zwischen C1 und C2 als Funktion von f unter Zugrundelegung obiger Gleichungen (1) und (2) darstellt für folgende einem praktischen Fall entsprechende Werte:In Fig. Ι, for example, a curve is drawn which shows the dependency between C 1 and C 2 as a function of f on the basis of the above equations (1) and (2) for the following values corresponding to a practical case:

P = i860 kg,
P1= 810 kg,
P2= 1050kg,
P = i860 kg,
P 1 = 810 kg,
P 2 = 1050kg,

Z = 0,46 m, L =3>i5 m, R = 0,348 m.Z = 0.46 m, L = 3> i5 m, R = 0.348 m.

Für die praktisch vorkommenden Werte von / ist die Kurve ausgezogen, darüber hinaus wurde sie gestrichelt dargestellt. Auf der Abszissenachse .sind für die /-Werte = 0,2 bis 0,7 die zugehörigen Werte von C2 in Kilogramm angegeben, während an den entsprechenden Punkten die zugehörigen Q-Werte in Kilogramm als Ordinaten aufgetragen sind. Für die eingezeichnete Linie / = 0,44 ist C1=: Cä = 71,20 kg.The curve for the practically occurring values of / is solid, and it is also shown with a dashed line. On the abscissa axis, the associated values of C 2 are given in kilograms for the / values = 0.2 to 0.7, while the associated Q values in kilograms are plotted as ordinates at the corresponding points. For the drawn line / = 0.44, C 1 =: C ä = 71.20 kg.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine solche Anordnung zu treffen, daß das wirkliche Verhältnis zwischen den auftretenden Bremskräftepaaren eine Näherungsgerade darstellt, welche sich dem Bogen AB möglichst annähert. Für den gewählten Sonder- aoo fall kann man demzufolge eine Gerade wählen, welche durch die Punkte A (Ordinate 30) und P (Ordinate 82, 29) geht, weil zwischen diesen Punkten die gekrümmte Kurve AB wenig von einer Geraden abweicht. Oberhalb des Punktes P bleibt die Gerade AP zwar unter der Kurve AB, dieser Teil liegt jedoch bereits im Gebiet so hoher Reibwertziffern, daß er praktisch keine Rolle mehr spielt. Die Gleichung der Geraden AF The object of the invention is to make such an arrangement that the real relationship between the pairs of braking forces that occur represents an approximate straight line which approximates the arc AB as closely as possible. For the selected special aoo case one can therefore choose a straight line which goes through the points A (ordinate 30) and P (ordinate 82, 29), because between these points the curved curve AB deviates little from a straight line. Above the point P , the straight line AP remains below the curve AB, but this part is already in the area of such high coefficients of friction that it practically no longer plays a role. The equation of the straight line AF

C1 = a · C2 -J- b C 1 = a · C 2 -J- b

kann aus den beiden Bestimmungsgleichungen für die Punkte A und F can be derived from the two determining equations for points A and F.

30 = 34,65 + b und 82,29 = 79.53 + & "5 leicht berechnet werden. Es ergibt sich a= 1,18 und b = — n,55·30 = 34.65 + b and 82.29 = 79.53 + &" 5 can easily be calculated. The result is a = 1.18 and b = - n, 55 ·

Wird nun die Spreizkraft der Bremsbacken der Vorderbremsen um den erfindungsgemäß ermittelten konstanten Wert vermindert, bei-If now the spreading force of the brake shoes of the front brakes according to the invention determined constant value is reduced,

spielsweise durch eine stärkere Rückholfeder für die vorderen Bremsbacken, so· wirdfor example by a stronger return spring for the front brake shoes, so · becomes

C1 = IiF1, C2 = VF2,C 1 = IiF 1 , C 2 = VF 2 ,

F1 + m = nF2, F 1 + m = nF 2 ,

wenn F1 die Spreizkraft der vorderen Bremsbacken, F2 die Spreizkraft der hinteren Bremsbacken, m die Kraft der zusätzlichenif F 1 is the spreading force of the front brake shoes, F 2 is the spreading force of the rear brake shoes, m is the force of the additional

ίο Feder oder die Zusatzkraft der verstärkten Rückholfeder, k und k' Proportionalitätsfaktoren und η der Proportionalitätsfaktor des Verhältnisses zwischen den vorn und hinten wirkenden Kräften, der im allgemeinen = ι ist, bedeuten. Es ergibt sich dannίο spring or the additional force of the reinforced return spring, k and k ' proportionality factors and η the proportionality factor of the ratio between the front and rear forces, which is generally = ι, mean. It then arises

k'k '

·— m, - m,

C1 == η — C2k · m. C 1 == η - C 2 - k m.

Der Konstrukteur braucht dann nur die Werte für k, k' und m zu bestimmen. Für das gewählte Beispiel ergibt sichThe designer then only needs to determine the values for k, k ' and m. For the selected example this results

kk

η — = α=ΐ,ΐ8, η - = α = ΐ, ΐ8,

km =b = — 11,55. km = b = - 11.55.

Bei der Anwendung der Erfindung auf Bremsen mit in Umfangsrichtung der Bremstrommel beweglichen durch Lenker verbundenen Bremsbacken, bei denen die Spreiz- und Widerlagerkräfte feste Richtungen haben, gelten die bekannten folgenden Gleichungen:When applying the invention to brakes with in the circumferential direction of the brake drum movable brake shoes connected by handlebars, in which the expansion and abutment forces have fixed directions, the following equations apply:

C1 = F1(JV1-1) β,C 1 = F 1 (JV 1 -1) β,

C2 = F2(N2- i)e.C 2 = F 2 (N 2 - i) e.

Hierbei ist N1 die Verstärkungsziffer der Vorderbremsen, N2 die Verstärkungsziffer der Hinterbremsen und e der Abstand der Radachse von der gemeinsamen und konstanten Richtung der Spreiz- und Widerlagerkräfte. Here, N 1 is the gain of the front brakes, N 2 is the gain of the rear brakes and e is the distance between the wheel axle and the common and constant direction of the spreading and abutment forces.

Abb. 2 zeigt schematisch eine derartige Bremse mit einer Trommel 1 und den beiden Bremsbacken 2 und 3 (es können auch mehr als zwei sein), die durch einen Lenker 4 ver-Fig. 2 shows schematically such a brake with a drum 1 and the two Brake shoes 2 and 3 (there can also be more than two), which are connected by a handlebar 4

_ bunden sind. Spreiz- und Widerlagerkraft F1 bzw. -B1 besitzen die konstante Richtung R-S. _ are bound. Spreading and abutment forces F 1 and -B 1 have the constant direction RS.

Im Augenblick der Bremsung befinden sich die Bremsbacken im Gleichgewicht unter der Wirkung der Kräfte F1 und B1 und des Bremskräftepaares C1. Es gilt demzufolgeAt the moment of braking, the brake shoes are in equilibrium under the action of the forces F 1 and B 1 and the braking force couple C 1 . It therefore applies

so daßso that

ist.is.

C1=(B1-FJe, B1=F1-N1,C 1 = (B 1 -FJe, B 1 = F 1 -N 1 ,

C1 = F1(N1-1) eC 1 = F 1 (N 1 -1) e

Erfindungsgemäß soll nun die Spannung tt der vorderen Rückholfeder 5 von derjenigen i2 der hinteren verschieden sein, so daß alsoAccording to the invention, the tension t t of the front return spring 5 should now be different from that i 2 of the rear, so that

Da η der Proportionalitätsfaktor " zwischen den vorn und hinten angelegten Kräften ist, so giltSince η is the proportionality factor "between the forces applied in front and behind, then the following applies

F1 = η · F2 (ff—nti), F 1 = η · F 2 - (ff — nti),

C1 =C 1 =

(N2-T) e·(N 2 -T) e

η C2
(N2 — ι) e
η C 2
(N 2 - ι) e

Der Ausdruck (^1nt2) (N—1) e muß mindestens annähernd gleich dem vorstehend errechneten Wert für b sein, im gewählten Beispiel also 11,55. In jedem Falle muß aber t1> nt2 sein. Im übrigen muß derThe expression (^ 1 - nt 2 ) (N- 1) e must be at least approximately equal to the value for b calculated above, i.e. 11.55 in the selected example. I n any case, must t1> nt 2 be. By the way, he must

Ausdruck n^~- gleich oder mindestensExpression n ^ ~ - equal to or at least

iVg IiVg I

annähernd gleich dem errechneten Wert von a sein, also im gewählten Beispiel 1,18.
. Nimmt man n=i, 0 = 0,13 an und wählt t± t2 = 10 kg, so erhält man
be approximately equal to the calculated value of a , i.e. 1.18 in the selected example.
. If one assumes n = i, 0 = 0.13 and d chooses t ± - t 2 = 10 kg, one obtains

10· 13· CiV1-I) = Ii1SS,
N1= 9,88,
alsdann findet man
10 13 CiV 1 -I) = Ii 1 SS,
N 1 = 9.88,
then one finds

N2-XN 2 -X

-N2 = 9.37--N 2 = 9.37-

Zu beachten ist, daß jede Änderung desIt should be noted that any change to the

Ausdruckes η eine Drehung der Nähei ν 2 — ιExpression η a rotation of proximity i ν 2 - ι

rungsgeraden um den Punkt .E (Abb. 1) und jede Änderung des Ausdruckes (^1nt2) (N — ι) e eine Verschiebung dieser Geraden parallel zu sich selbst bedeutet. Der Konstrukteur verfügt also über die Möglichkeit durch Änderungen von N1, N2 und tt η t2 die Näherungsgerade unter den für die Praxis besten Bedingungen zu erhalten. Dabei muß beachtet werden, daß t± — Mi2 stets einen positiven Wert haben soll.straight line around the point .E (Fig. 1) and every change in the expression (^ 1 - nt 2 ) (N - ι) e means a shift of this straight line parallel to itself. The designer thus has the option of changing N 1 , N 2 and t t - η t 2 to obtain the approximate line under the best conditions for practice. It must be noted that t ± - Mi 2 should always have a positive value.

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: i. Vierradbremse für Kraftfahrzeuge mit proportioneller Kraftübertragung auf die beiden Bremsgruppen und in die Bremsgruppen eingeschalteten, dieser Kraftübertragung entgegenwirkenden zusätzlichen Federn, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Vorderradbremsgruppe eingeschaltete Feder mit gleichbleibender Wirkung derart bemessen ist, daß die Kurve, welche das Verhältnis der Brems-i. Four-wheel brake for motor vehicles with proportional power transmission the two brake groups and switched on in the brake groups, this power transmission counteracting additional Springs, characterized in that the switched on in the front brake group The spring with constant action is dimensioned in such a way that the curve showing the ratio of the braking kräftepaare für das Vorderrad nach der Gleichungforce pairs for the front wheel according to the equation und für das Hinterrad nach der Gleichung darstellt, für die praktisch vorkommenden Reibungszifferri durch eine Näherungsgerade ersetzt wird.and for the rear wheel according to the equation, for the practically occurring Friction number is replaced by an approximate straight line. 2. Vierradbremse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Federkraft in der Vorderradbremsgruppe durch eine entsprechend kräftigere Bemessung der Bremsbackenrückholfeder erreicht wird.2. Four-wheel brake according to claim i, characterized in that the additional Spring force in the front brake group through a correspondingly stronger dimensioning the brake shoe return spring is reached. Hierzu I Blatt ZeichnungenFor this purpose I sheet drawings
DES111508D 1933-10-04 1933-10-29 Four-wheel brake for motor vehicles Expired DE622429C (en)

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