DE886850C - Steuervorrichtung fuer hydraulische Bremsen von Fahrzeugen mit Federaufhaengung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für hydraulische Bremsen von Fahrzeugen mit Federaufhängung und bezweckt die Schaffung von Fahrzeugen, bei denen sich die auf jedes mit der Steuervorrichtung versehene Rad oder jeden mit der Steuervorrichtung versehenen Radsatz ausgeübte Bremskraft selbsttätig der von dem Rad oder Radsatz aufgenommenen Belastung anpaßt.

Die Erfindung sieht zu diesem Zweck vor, daß jede vordere und hintere Bremseinrichtung des Fahrzeuges mit einem schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel, auf dessen einen Arm ein. hydraulischer Regler mit einem den Bremserfordernissen entsprechenden veränderlichen Druck einwirkt und zwischen dessen anderen Arm und die zugehörige Bremse eine hydraulische Kraftübertragungsvorrichtung geschaltet ist, sowie mit durch Änderungen der Durchbiegung der Auifhätigefedern gesteuerten Organen versehen ist, die den Schwenkpunkt des zweiarmigen Hebels und damit das Verhältnis der Hebelarme zueinander verändern.

Die Erfindung sieht ferner vor, daß jede vordere und hintere Bremsvorrichtung zwei Zylinder mit frei beweglichen Kolben umfaßt, die das Verschwenken des zweiarmigen Hebels in der einen oder der anderen Richtung um eine Rolle steuern, die längs einer Abstützfläche in Abhängigkeit von Änderungen der Durchbiegung der Fahrzeugfedern der in Betracht kommenden Federgruppe beweglich ist, und daß durch das Bremspedal in

dem einen Zylinder ein. Druck erzeugt wird, während der andere Zylinder die hydraulische Kraftübertragung nach der zugeordneten Bremse steuert. Schließlich sieht die Erfindung vor, daß in die von dem· Bremspedal nach der Öldruckbremse führende Öl druckleitung jedes vorderen und hinteren Rades oder Radsatzes des Fahrzeuges ein diese Leitung normalerweise unter Feder druck absperrendes Hauptventil geschaltet ist, dessen Steuerung einerseits durch eine mechanische Vorrichtung, die den durch das Niederdrücken des Bremspedals vor dem Hauptventil in der Ölleitung- erzeugten Öldruck in Abhängigkeit von der Durchbiegung der dem betreffenden Rad oder Radsatz, zugeordneten Fahrzeugfedern überträgt, andererseits durch den hinter ihm herrschenden Öldruck erfolgt, wobei im Nebenschluß zu dem Hauptventil eine ölkammer liegt, die mit dem hinter dem Hauptventil liegenden Teil der Öldruckleitung über ein mechanisch gesteuertes Druckausgleichventil, das bei Steigerung des Öldrucks in dem vor dem Hauptventil liegenden Teil der öldruckleitung geschlossen, 'bei Verminderung' dieses Öldrucks dagegen geöffnet wird, und mit dem vor dem Hauptventil -liegenden Teil der ölidruckleitung durch ein Rückschlagventil verbunden ist, das sich, federnd auf seinem Sitz gehalten, dann öffnet, wenn der Druck in der Kammer 'den Öldruck in der vor dem Hauptventil liegenden Ölleitung bzw. den Federdruck übersteigt. In der Zeichnung sind zwei Ausfühtfungsbeispiele einer Steuervorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι eine schematische Darstellung des Grundgedankens,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Steuervorrichtung für eine hydraulische Bremse und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform.

Die Kraft des Bremshebels wird durch eine Stange 1 auf eine Rolle 2 übertragen,, die sich auf einem bei 5 schwenikibar gelagerten Hebel 3 abwälzen kann. Dieser Hebel überträgt die Kraft auf eine die Bremsen eines Rades oder einer Radachse betätigende Stange 4.

Die Verschiebung der Rolle 2 auf dem Hebel 3 wird durch die Durchbiegung der dem Rad zugeordneten Feder der Federaufihebung des Fahrzeuges derart bewirkt, daß der Abstand des Berührungspunktes der Rolle 2 mit dem Hebel 3 vom Schwingungszapfen 5 dieses Hebels im Verhältnis zu der auf die Feder einwirkenden Belastung steht. Ist diese Bedingung erfüllt, so ist selbstverständlich auch die auf die Stange 4 übertragene Kraft, also die Bremskraft, proportional der auf das Rad einwirkenden Belastung.

Die Ausrüstung eines Fahrzeuges umfaßt entweder eine Steuervorrichtung für jedes· Rad oder für jede Radachse, was in den meisten Fällen völlig ausreicht.

Die Steuervorrichtung kann vollständig mechanisch, pneumatisch, elektrisch oder- hydraulisch sein, es können aber auch mehrere dieser Mittel zugleich vorgesehen sein. Die Vorrichtung kann auf dem Fahrgestell, der Radachse oder auf der Bremse selbst angeordnet sein.

Der Hebel 3 kann beliebiger Art sein. Er kann unmittelbar an den Bremsexzentern der Bremsen angreifen, kann diese .aber auch mit Hilfe beliebiger Getriebe oder Gestänge steuern.

Die Übertragung der Änderungen der Durchbiegung der Federn auf die Rolle 2 kann ebenfalls in beliebiger Weise erfolgen, ohne daß man dadurch vom Wesen der Erfindung abweicht.

Ein ausführliches Ausführuaigsfoeispiel ist ffiir eine hydraulische'Bremse in Fig. 2 dargestellt. Jede Steuervorrichtung besteht aus einem Zylinderkörper mit einem getriebenen Kolben Ä und einem treibenden Kolben B', die mechanisch durch die Stange 1, die Rolle 2, den um den Zapfen 5 schwingenden Hebel 3 und die Stange 4 miteinander ver-'bunden sind.

Die Lage der Rolle 2 auf dem Hebel 3 wird durch einen Hebel 6 bestimmt, der durch einen äußeren, auf dem gleichen Zapfen 8 sitzenden Hebel 7 betätigt wird. Die Lage des Hebels 7 wird durch die Durchbiegung der Feder oder Federn der Federaufhängung bestimmt.

Die Steuervorrichtung arbeitet in zwei Stufen. Erste Stufe: Die aus dem Steuerzylinder verdrängte Flüssigkeit tritt durch den Anschlußstutzen 9 ein und fließt durch das Ventil 10, das durch die Feder 11 offen gehalten wird. Sie gelangt dann in den Zylinder B, wo sie keine Wirkung ausübt, und fließt durch den Stutzen 12 ab, von wo sie zu den Zylindern der zu steuernden Bremsen gelängt. Die Bremsbacken werden an die Trommel gedruckt. Wird die S teuer wirkung durch den Hauptzylinder aufrechterhalten, so steigt der Druck, und sobald er einen bestimmten Wert erreicht, wird der durch die Feder 11 beeinflußte Kolben 13 verdrängt, und das Ventil 10 schließt sich.

Zweite Stufe: Bei schwacher zusätzlicher Steigerung des Drucks wird das durch die Feder 15 ausgeglichene Ventil 14 verdrängt, und der Druck wirkt dann auf den Kolben A'. Die ganze auf den Kolben. Ä übertragene Kraft wird auf den Kolben B' im Verhältnis der veränderlichen Länge der Arme des Hebels 3 übertragen, und der dadurch erzeugte Druck wird in die Bremszylinder geleitet.

Das richtige Verhältnis- zwischen der auf dem Rad ruhenden Last und der auf das Rad einwirkenden Bremskraft ist auf diese Weise sichergestellt.

Sobald die Einwirkung auf den Hauptzylinder aufhört, sinkt der Druck der Flüssigkeit in den Druckleitungen. Der Kolben B' drückt den Kolben Ä mit Hilfe des Hebels 3 zurück, und die Flüssigkeit kehrt von· A nach dem Stutzen 9 zurück, wobei sie das Rückflußventil 16 öffnet. Wenn der Druck in B kleiner ist als der für das Schließen des Ventils 10 vorgesehene Druck, verdrängt die Feder 11 den Kolben 13, und das Ventil 10 wird für das Durchtreten der Flüssigkeit von B nach der Haupleitung geöffnet.

Die Vorteile der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind insbesondere die folgenden:

ι. Bei jedem Gewicht eines Fahrzeuges, bei jeder Lage der darauf ruhenden Last, bei jeder Höhe dieser Last, der Steigung der Straße und der Verzögerung der Fahrt wird die Bremskraft auf jedes Rad oder jede Radachse jeweils im Verhältnis zu der auf dem Rad oder auf der Radachse ruhenden Belastung eingestellt.

Auf diese Weise kann die beste Verzögerung erreicht werden, die durch die Haftgrenze am Boden

ίο bestimmt ist, ohne daß dabei die Gefahr eines Sperrens der Räder auftreten kann. Die Gefahren des Rutschens durch Sperren der Hinterräder und' der Vernichtung der Lenkwirkung durch Sperren der Vorderräder sind somit behoben.

2. Es wird die beste Verzögerung an der Haftgrenze aller Räder auf dem Boden erzielt. Die ganze für das Bremsen bestimmte Kraft wird ausgenutzt, wogegen bei bisherigen Bremsgestängen beim Sperren eines oder mehrerer Räder die Bremskraft in unnötiger Weise weiter gesteigert werden muß, bis die Haftgrenze der anderen Räder erreicht ist.

3. Die Gesamtkraft für das Abbremsen eines* gegebenen Fahrzeuges steht ausschließlich im Verhältnis zu der zu erzielenden Verzögerung, gleichgültig ob das Fahrzeug leer oder beladen ist.

4. Bei Anwendung auf eine hydraulische Bremsvorrichtung der vorbeschriebenen Art gestattet die erfindungsgemäße Vorrichtung, den vom Fahrer zu liefernden Kraftaufwand zu vermindern, ohne dadurch den Nutzrauminhalt des Hauptzylinders zu verkleinern, und ohne den Weg des Fußhebels wesentlich zu vergrößern. Es genügt, einen getriebenen Kolben A' vorzusehen, der einen etwas größeren Durchmesser hat als der Kolben B'; ferner kann zu diesem Zweck auch die Länge des unveränderlichen Armes des· Hebels 3 verkürzt werden. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist der Kolben 21, auf den eine Kraft einwirkt, die im Verhältnis zu der vom Fahrer ausgeübten Kraft steht, mit einem Kolben 24 verbunden, der durch einen Hebel 3 eine Kraft erhält, die im Verhältnis zu der auf die Bremse zu übertragenden Kraft steht. Der Schwingungspunkt 3° des Hebelsi 3 ist durch dessen Berührungsstelle mit der Rolle 25 gebildet. Da die Lage dieser Rolle veränderlich ist, ist der Hebel 3 jeweils in zwei Teile veränderlicher Länge unterteilt, wobei sich das Verhältnis der Armlängen entsprechend der auf das Rad oder die Radachse einwirkenden Last ändert. Die Lage der Rille wird durch die Durchbiegung der Federn des Rades oder der Radachse bestimmt.

Die Änderung des Verhältnisses zwischen· den Drücken auf der Einlaß- und der Auslaßseite in Abhängigkeit von der Lage des Schwingungspunktes ist bei dieser Ausführung nicht mehr eine lineare Änderung, aber dies ist bei Abfederungen mit veränderlicher Biegsamkeit wünschenswert. Die beschriebene Vorrichtung läßt sich übrigens auch mit allen denkbaren Hebelanordnungen ausführen.

Die Steuervorrichtung 'besteht aus einem Gehäuse A, einem Deckel B und einem Versehlußblech C. Diese drei Teile sind miteinander verschraubt. Zwischen die Teile A und B ist eine Gummidichtung D, und zwischen die Teile A und C ist eine Papierdichtung eingesetzt.

Im Körper A gleiten die Kolben, 21 und 24, die durch den Hebel 3 miteinander verbunden sind, dessen Schwingungspumkt durch die Berührungsstelle mit zwei Rollen 25 gebildet ist, die auf einem gemeinsamen Zapfen 26 beiderseits der RoMe 2j gelagert sind. Die Rolle 27 steht mit dem Verschlußblech C in Berührung·. Die Rollen 25 sind kleiner als die Rolle 27, damit sie nicht mit dem Verschlußblech C in Berührung kommen. Der Hebel 3 ist der Breite der Rolle 27 entsprechend ausgespart, damit diese sich nicht auf den Hebel abwälzen· kann.

Der die Rollen tragende Zapfen 26 sitzt an einem Doppellenker 28, der durch einen Zapfen 29 gelenkig mit dem inneren Hebel 30 verbunden ist, der auf dem Steuerzapfen 31 befestigt ist. Der Steuerzapfen

31 trägt außerhalb des Gehäuses einen Hebel 32, der mit der Abfederung des· Rades oder der Radachse in Verbindung steht. Die Endlagen des Hebels

32 sind in der Zeichnung in vollen Linien bzw. strichpunktiert veranschaulicht.

• Im· Körper A befindet sich ferner eine Kammer für ein Rückrhißventil 33, das durch eine genau eingestellte Feder 34 beeinflußt wird. Der Deckel B enthält ein ausgeglichenes Ventil 35, das durch eine Feder 37 gegen seinen Sitz 36 gedrückt wird. Aus weiter unten erklärten Gründen hat der Sitz· 36, gegen den sich der plastische Teller 35° des Ventils 35 legt, einen mittleren Durchmesser, der .sehr wenig größer ist als der Durchmesser der Führung des Ventils 35.

Im Deckel ist ferner ein Gewindeloch 38 vorgesehen, das zum Anschließen der Rohrleitung dient, mit der die Vorrichtung mit dem Hauptzylinder der Bremsvorrichtung verbunden ist. Ferner ist in dem Deckel ein Gewindeloch 39 vorgesehen, das mit den Zylindern der Bremsen verbunden wird.

In dem Verschlußblech befindet sich ein Stopfen 40, mit dessen Hilfe die Flüssigkeitshöhe N beim Füllen geprüft werden kann. Die Lage dieses Stopfens ist derart bestimmt, daß die F1 üssdgkeitshöhe N' bei normalem Betriebsdruck, d. h. bei dem restlichen Druck, der in üblicher Weise in hydraulischen Bremsanrlagen beibehalten wird, sich in der Höhe des Zapfens 31 befindet und dieser geölt wird.

Das dichte Schließen an der Durchgangsstelle des Zapfens 31 durch die Wandung des Gehäuses A wird durch ein beliebiges Mittel gesichert; es kann hierzu eine Gummimanschette, eine Stopfbüchse od. dgl. dienen.

Die Wirkungsweise der Steuervorrichtung ist die folgende: Die Öffnung 38 wird mit dem Hauptzylinder und die öffnung 39 mit den Bremszylindern der Räder verbunden. Die Rohrleitungen werden mit Flüssigkeit bei einem Druck von 800 g/om² gefüllt. Bei diesem Druck befindet sich der Flüssigkeitsspiegel im Gehäuse A bei N'. Der Hebel 32 und demgemäß auch die Rollen 25 und 27 befinden

sich dann in einer Lage, die einer gegebenen Belastung entspricht. Die Ventile 33 und 35 sind geschlossen.

Wenn mit Hilfe des Hauptzylinders in den Zuführungsleitungen ein gewisser Druck P erzeugt wird, wird dieser sofort auf das Ventil. 33 übertragen, und dieses wird gesperrt. Ferner wird der gleiche Druck auch auf den Kolben 21 übertragen, der dadurch verdrängt wird. Der Kolben 21 verschwenlit den Hebel 3 auf der Rolle 25 und verschiebt dadurch den Kolben- 24, der sich fest gegen die Dichtung 35° des Ventils 3.5 legt, wodurch die Verbindung zwischen -der Leitung 39" und dem Innenraum des Gehäuses· A durch das axiale Loch 24^s des Kolbens 24 abgeschnitten wird. Das Ventil 36 wird von seinem Sitz abgehoben, und die aus dem. Hauptzylinder zugefü'hrte Flüssigkeit kann in die Leitung" 39^s und von dort durch den Stutzen 39 zu den- Radbremszylinder!! fließen. Der Druck der Leitung 39° pflanzt sich ebenfalls auf die Rückseite des Ventils 35 fort. Wenn dieser Druck P einen genügend großen Wert erreicht, um den auf den Kolben 21 ausgeübten Druck P unter Berücksichtigung des Hebelarmverhältnisses auszugleichen, das durch die Lage der Rolle 25 bestimmt wird, bewegt sich das Ventil 35 nach links und sperrt die Verbindung zwischen den. Hauptzylinder und den Radbremszylindern.

Will man die Bemskraft verkleinern, so wird der Druck P verkleinert; das Gleichgewicht wird zugunsten des Kolbens 24 gestört, der sich von der Dichtung 3 5^a abhebt und dadurch die Leitung 39 mit dem Innenraum des Gehäuses in Verbindung setzt, in dem ein Druck von 800 g/cm² herrscht.

Eine gewisse Flüssigkeitsmenge tritt in das Gehäuse ein, in dem die Flüssigkeit dadurch die Höhe N" erreicht. Es ergibt sich · daraus eine (kleine Drucksteigerung im Gehäuse. Wenn der gewünschte Druck in den Radbremszylindern erreicht ist, wird das durch das Ende des Kolbens. 24 gebildete Ventil wieder geschlossen.

Will man die Bremsen ganz lösen, so wird der Druck P vernichtet. Der Kolben 24 verschiebt sich nach links, die Flüssigkeit tritt bei 24^s in das Gehäuse ein und fließt aus diesem in die Leitung 38 durch das Ventil 33, das sich bei einem Druck von mehr als 800 g/cm² öffnet.

Die Dichtung 35° des Ventils 35 wird, wie schon erwähnt, gegen den Sitz. 36 gedrückt, der durch einen Ring von geringer Breite gebildet ist, dessen mittlerer Durchmesser wenigstens gleich sein muß dem Durchmesser der Führung des Ventils 35, damit der bei 39° herrschende Druck das Ventil 35 bestimmt nicht anhebt. Es ist sogar besser, wenn dieser mittlere Durchmesser sehr wenig größer ist als der Durchmesser der Führung des Ventils 35, damit das Ventil durch den Druck angedrückt wird; jedoch muß die Kraft derart begrenzt werdten, daß die Empfindlichkeit der Vorrichtung nicht darunter leidet.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Steuervorrichtung für hydraulische Bremsen von Fahrzeugen mit Federaufhängung, dadurch gekennzeichnet, daß jede vordere und hintere Bremseinrichtung des Fahrzeuges einen schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel (3), auf dessen einem Arm ein hydraulischer Regler (21) mit einem den Bremserfordernissen entsprechenden veränderlichen Druck einwirkt und zwischen dessen anderen Arm und die zugehörige Bremse eine hydraulische Kraftübertragungsvorrichtung geschaltet ist, sowie durch Änderungen der Durchbiegung der Aufhängefedern gesteuerte Organe umfaßt, die den Schwenkpunkt des zweiarmigen Hebels und damit das Verhältnis der Hebelarme zueinander verändern.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch· 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede vordere und hintere Bremsvorrichtung zwei Zylinder mit frei beweglichen .Kolben umfaßt, die das Verschwenken des zweiarmigen Hebels in der einen oder der anderen Richtung um eine Roüle steuern, die längs einer Abstützfläche in Abhängigkeit von Änderungen der Durchbiegung von Fahrzeugfedern der in Betracht kommenden Federgruppe beweglich ist, und daß durch das Bremspedal in dem einen Zylinder ein Druck erzeugt wird, während der andere Zylinder die hydraulische Kraftübertragung nach der zugeordneten Bremse steuert.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die von dem Bremspedal nach der Öldruckbremse führende Öldruckleitung jedes vorderen und hinteren Rades oder Radsatzes des: Fahrzeuges ein diese Leitung normalerweise unter Federdruck (37) absperrendes Hauptventili (35*, 36) geschaltet ist, dessen Steuerung einerseits durch eine mechanische Vorrichtung (21, 3, 24), die den durch das Niederdrücken des Bremspedals vor ioq dem Hauptventiil in der Ölleitung erzeugten Öldruck in Abhängigkeit von der Durchbiegung der dem betreffenden Rad oder Radsatz zugeordneten Fahrzeugfedern überträgt, andererseits 'durch den hinter ihm herrschenden Öldruck erfolgt, wobei im Nebenschluß zu dem Hauptventil (35°, 36) eine Ölkammer (A) liegt, die mit dem hinter dem Hauptventil liegenden Teil (39^e) der Öldruckleitung über ein mechanisch gesteuertes Druckausgleichventil!, das bei Steigegerung des Öldrucks in dem vor dem Hauptventil liegenden Teil der Öl druckleitung geschlossen, bei Verminderung dieses Öldrucks dagegen geöffnet wird, und mit dem vor dem Hauptventil (35^aj 36) liegenden Teil der Öldruckleitung durch ein Rückschlagventil verbunden ist, das sich, federnd (34) autf seinem Sitz gehalten, dann öffnet, wenn der Druck in der Kammer (A) den Öldruck in der vor dem Hauptventil liegenden Ölleitung bzw. den Federdruck übersteigt. iao

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen