SE448079B - Manoveranordning for med hydrodynamiska bromsar kombinerade fordonsbromsar - Google Patents

Description

15 20 25 44 8. 0 759 i 4 .z sig såväl komfortabla och manövreringssäkra ur användarens syn- punkt under starkt växlande användningsbetingelser som gynnsamma ur kostnadssynpunkt och mångsidigt användbara för tillverkaren.

De hinder, som möter den mot polyvalenta lösningar arbetande I Q konstruktionen, är också i synnerhet att hänföra till konstruk- ^tionstypsskillnader som de därmed åstadkomna skiljaktiga beteen- demönstren hos olika hydrodynamiska bromstyper och deras inbygg- nadsmetoder. _ *__ Medan i det fall, då den hydrodynamiska bromsen är anordnad före en växel och det alltså rör sig om en "primär" hydrodynamisk broms, visserligen en tillräcklig bromsverkan-gives ned till låga varvtal (t.ex. motsvarande 15 km/h) men å andra sidan det oange- näma följdfenomenet i form av kopplingsstötar vid nedkoppling gör särskilda motåtgärder nödvändiga, är i det fall, då den hydro- dynamiska bromsen är anordnad efter växeln, och det alltså rör sig om en "sekundär" hydrodynamisk broms, denna senares bromsver- kan praktiskt taget slut redan vid_långt högre hastigheter, men ändå är ingen kopnlingsstöt att befara vid nedkopplingen. Förhål- dlandena ligger åter något annorlunda till vid s.k. integrerade hydrodynamiska bromsar, d.v.s. där omvandlaren blir broms genom strömningsomkastning.'. g ,¿_ W d Vid strävan att i möjligaste mån idealt fylla alla de olika krav, som resulterar av dessa skillnader, har man på bred basis infört en i huvudsak av elektriska omkopplingskontakter och mag-. netventiler för olika omkastningarkännetecknadbromsuppstyrnings- nrincip-(se t.ex. kundtidskriften “atü-Bremsentechnik" från fir- ' -man WÄBCO-Westinghouse GmbH, Hannover, upplaga l/1977). 30 35 För det driftsfall, då en s.k. integrerad primär hydrodyna- misk broms användes, då omvandlaren genom strömningsomkastning blir broms, som på grund av sitt inmonteringsläge och sin konstruk- tion samt på grund av det stora varvtalsberoendetickelängre skul- le kunna arbeta tillfredsställande säkert, har man här exempel- vis i systemet insatt en omkopplingsanordning, som automatiskt, omkopplar till den normala friktions-driftsbromsen, så snartd hastigheten sjunkit förbi en nndre gräns, _.

'Denna lösning är emellertid tyvärr otillfredssställande i -Éfi- många hänseenden. Ett större antal elektriska kopplingskontakter och av dem omkopplade elektromagnetventiler åstadkommer såväl in l0 15 20 25 30 35 448 079 3 stötartade övergångar från bromsområde till bromsområde som ökad felrisk vid installation, skötsel och användning. Så har det redan i t.ex. DE-OS 2 321 090 fastställts, att det är ofördelak- tigt, om ett ställorgansystem för fordonsbromsar är beroende av många strömställare, som skall injusteras på olika sätt och som i jämförelse med tryckstyrda ventiler är mera känsliga för-stör- ningar eller överkänsliga, eller om det till stora delar stöder sig på elektromagnetventiler, vilkas abrupta arbete försvårar mjn- ka övergångar från bromsområde till bromsömrâde.

Det har redan i rapporten 'Retarders for Commercial vehicles" (Instr. Mech. Engrs., Conference Publication l/1974) med efter- tryck hänvisats till de vänjningsproblem för föraren, som före- kommer vid de hittills brukliga bromsmanövreringssystemen och som anses säkerhetsminskande, varvid föraren har att omväxlande köra, allehanda omnibussar eller tunga lastfordon o.s.v. med olika las- ter, dimensioner och bromsfunktioner. _ Det är uppenbart, att sådana försvarande omständigheter och risker förorsakas icke endast av skiljaktigt inställda bromssys- tem, utan även av den hittills vanliga mångfalden bromsområdessteg och inställningsanordningar samt verkningarna av de därtill erfor- derliga omkopglingselementen. Särskilt bristen på ett klart nr- skiljbart åtskiljande av området för hydrodynamisk broms och drifts- broms har försvårat överskådligheten av bromskraftsreserverna och faen finkänsii-ga aoseriingen. sålunda har de: vid de hittills kända, lösningarna exempelvis även för erfarna användare icke varit » enkelt att utan längre vänjning säkert och snabbt hålla isär och exempelvis beträffande ugpskattningen av de ännu förfogbara broms” kraftsreserverna tillräckligt snabbt och noggrant värdera de olika tryckpunterna på pedalvägen, vilka har att signalisera användning- en av de vanligen fler än två stegen hos den hydrodynamiska brom- sen. , _ Såsom försvårande omständighet har även tillkommit de konst- ruktionstypiska inverkningarna genom de många olika konstruktio- nerna av hydrodynamiska bromsar. Sålunda har t.ex. styrsystem va- rit kända, vilka utlöst en frånkoppling av den hydrodynamiska bromsen efter det sista av mestadels fyra bromssteg. vilka i regel gjorts spårbara vid bromspedalen genom tryckpunkter.

Andra system, särskilt med elektrisk friktionslös broms, 10 15 '20 25 sol 35 443% ~o.7ç.9,lsaï i s _ ¿ 4 frånkopplar icke bromsen ens efter det sista steget. Visserligen 'minskas härigenom risken för överbromsning. Dock kan föraren i bägge fallen, särskilt på grund av de många bromsstegen, icke säkert urskilja, hur mycket bromskraftsreserv som fortfarande finnes kvar. eller från och med vilket läge av bromspedalen som den nötningsfria bromsningen upphör. Även de styrsystem, som över huvud taget icke har några tryckpunkter på pedalvägen och vid vilka praktiskt taget fcke ens någon motkraft på pedalvägen kan spåras, har av många användare öefunnits ofördelaktiga, ef- tersom det härvid redan genom lätt oaktsamhet av föraren eller exempe1vis.genon1lätta stötar från vägbanan kan förekomma ett "insnubblande“ i området för våldsam bromsning med eventuell ris- kabel överbromsning som följd.

Man måste även av övervakningstekniska skäl fordra ett klart konstruktionsmässigt och funktionellt åtskiljande av de bägge 1 till sitt väsen så olikartade bromssystemen för att kunna vara säker på”. att man tex." vid reparation av ett system icke stör ínställåihgen av det närbelägna systemet, vilket, där så är möj- ligt, kan leda till, att bägge systemen fallerar. Bristen på ett :klart åtskiljande av de bägge systemen vid de hittills kända ut- 'förandena ökar även lett_till, att det icke eller endast till av- sevärt stor kostnad varit möjligt att - narallellt med friktions- bromssystem och friktionsfria bromssystem för motorfordon - med ifin_dosering efter val använda strömningsbromsar även via en tryck- medelmatåd handspaks-reglerventil utan att behöva företaga en se- parat_omkdppling.

. Många kända bromssystem har även följande ytterligare funtio- nella olägenheterr ' ii 7 7 I 7 - Allt efter nedalventilens manövreringshastighet uppkommer under annars identiska förutsättningar olika starka stöt- effekter. _ - Deras styrka är åter starkt beroende av de efterföljande ledningarnas volym. t.o.m. vid annars lika förtryck. I 7 - Tryckändringarna skiljer sig i relation till pedalvinkeln.

- Kraftbehoven vid pedalen är starkt olika i relation till bromsintensiteten eller till pedalvinkeln.

- Kraftsprângen vid tryckpunkter är ofta icke tillnärmelsevis identiska och på grund av sin mångfald svåra att âtskilja, särskilt 1 brådska. _ i.- . ' _ _____.- fi! ß. 10 15 20 25 iso 35 M8 079 Av denna endast i utdrag återgivna problematik på grundval av ae många olika styrningssätten framgår det, hur nödvändigt det är med en systematisk analys av användarens behov och ett pâ des- sa inriktat, grundläggande nytt styrningssätt för bromssystem inom detta område. Resultatet av en sådan behovsanalys med huvud- saklig hänsyn till användbarheten för bromssystem, vilka är kom- binerade med strömningsbromsar, kan nu sammanfattas i sina väsent- liga punkter i följande kravprofil, vars bredast möjliga täckning samtidigt utgör uppgiften för den i de efterföljande patentkraven definierade uppfinningen. Denna skall så utveckla kännetecknenghg för en manöveranordning för en tryckmedelmanövrerad driftsbroms- -anläggning för fordon, och detta i överensstämmelse med vederbö- _ rande normer och föreskrifter, att -a) i stället för styrning i flera steg sådana utan steg eller med högst ett steg blir möjliga. g b) i stället för elektriska kopplingsorgan i Största möjliga ut- sträckning användes tryckmedelsmanövrerade organ, c) i stället för energiinmatning från endast en källa sker sådan från separat försörjde nät, _ d) ' i stället för många växelspecifika bromsstyrsystem endast er- ' fordras en anpassningsflexibel standard-pedalprincip, e) i stället för ett i brfimeäystemet integrerat eller sandwich- artat anbringningssätt alla tillbehörsdelar förblir tillgäng- liga separat och utan ingrepp 1 huvudbromssystemet. ' i f) i stället för ett okontrollerbart förhållande pedalväg-broms- kraft kan en oavbruten pedalkraftökning ernås med endast en mycket liten kraftökning vid slutet av den hydrodynamiska brom- sens reglerväg, i g) i stället för ett komplicerat förenande av tvâ olikartade bromssystem åstadkommas en enkel möjlighet till parallellt ' funktionsdugligttch sig lämpligen kompletterande manövre- ringssätt, I h) i stället för en begränsning till pedalmanövrering kan prin- cipiellt samma system även utan omkoppling för långtidsbroms- ningar efter val sättas i funktion även via en fint doserbar handspaks-reglerventil} i) i stället för ett ökat, fysiskt och sensoriskt ianspråkta- ägande för förbättrade bromsutrustningar behöver likväl endast 10 15 20 25 ['30 35 n44sgo79« s b ett jämförelsevis oväsentligt extrakrav ställas på föraren och servicetekniker. I se j _ Alla~dessa krav uppfylls näst intill fullständigt av den i patentkraven definierade manöveranordningen, vilken gentemot teknikens ståndpunkt Har ett stort antal fördelar..

Med_uppfinningen'ernâs_särskilt Gen fördelen. att användning- en av ett bromssystem med hydrodynamisk broms nästan icke längre kräver något omvänjande av den förare. som för första gången be- ffattar sig med hydrodynamiska bromsar. eftersom det för alla bromsf kraftområden per pedal finnes en steg-tryckmedelsmanövrering, som optimalt motsvarar den använda pedalkraften och ingriper långt mjukare än medïelektroventiler och som har en ur skötsel- och kontrollsynpunkt'gynnsam konstruktion, vilken utan varje omkopp- ling även tillåter godtycklig användning av en efter val samtidigt användbar handspaksventil. _ Vidare är även det säkerhetstekniska framsteg av stor betydel- se["šom-ernås genom de olika kännetecknen för uppfinningen. Man kan nn - i nödfall t§o,m. efter bortfall av ett fordons elektriska system - även bromsa med den hydrodynamiska bromsen och/eller rfriktionsdriftsbromsen;'om någon av tryckmedelskällorna eller ïtryckledningarna skulle vara avbruten, utan att det härför krävs t någon åfigära för omkoppiihg. 8111 vilken dets; nöafali möjligen icke längre skuïIe]ï1nnas“cid;; slutligen förbättras även'manövrerin9s- och körkomforten med ställorgansystemet enligt nppfinningen samt reduceras nötningen»' av friktionsbromsarna; eftersom man även vid de mera kopplingsf språnqkänsliga, primära hydrodynamíska bromssystemen på det mest fgynnsamma sätt uhdgâr stötartade övergångar vid retardationsför~ loppet och oavsiktlig stark bromsning.

Uppfinningen beskrivs i det följandened ett utföringsexempel t på ett tryckmedelmanövrerat ställorgansystem och under hänvisning till bifagaae ritningar, pa vllka fig. 1 visar ett kopplings- schema, fig. 2 visar ett stigplattemanöverelement och fig. 3 víf sar ett bromstryckförlopp. 1 77 Z 7 l Konstruktionen förklaras under hänvisning till fig. 1. Här gär tryckmedelkällan j för den hydrodynamiska bromsen 2 och tryck-_ medelkällan 3 för den första friktionsdriftbromskretsen 4 samt U tryckmedelkällan 5 för den andra friktionsdriftbromskretsen 6 .kopplade till varandra över ställorgansystemet enligt uppfinningen «e 10 15 20 _s2s so. 35 448í079 .pá sådant sätt, att ett energibortfall i ett av systemen inte- också kan avbryta ett annat.

Medan bromstryckledningen 7 till den hydrodynamiska bromsen delar sig före handspakventilen 8 resp. modulatortryckreglerings- ventilen 9 i de två grenledningarna Ta och 7b. vilka efter passa-g gen av den nämnda reglerventilen åter är sammanförda till styr- tryckledningen 7c, som slutar i den hydrodynamiska bromsens 2 I fylltryckreglerventil 11, är var och en av de båda tryckledning- arna 12a och 12b resp. 13a och 13b oförgrenade förda_direkt över , resp. enda tryckregleringsventil 14, 15 till tillhörande broms 4,6.

' 'För kontroll av resp. anslutning av systemet enligt uppfin-s ningen till eventuella ytterligare ställanordningar. är det givet- vis möjligt, att i styrtryckledningarna 7, 12. 13 eller manöver-¿ elementen 8, 9 inhygga ytterligare signal- och styrelement, utan att förändra de väsentliga särdragen och fördelarna hos arrange- manget enligt uppfinningen. Då sådana tillsatsanordningar emeller- tid inte är av avgörande betydelse för förståelse av lösningen enligt uppfinningen, har de här inte visats eller beskrivits.

I fig. 2 visas en pedal 16, som är lagrad i ett svänglager' 17 med en huvudåterställningsfjäder 18 och en hjälpfjäder 19 samt är så anordnad vid ett fordonsgolv 20. att med en total pe- -'dalvinkel utav företrädesvis ca 21°-25° alla förekommande inställ- ningar av Iikaledes vid golvet 20 fästa tryckregleringsventiler 9, 14 och 15 är möjliga. ' I exemplet visas en anordning, vid vilken modulatortryckven- tilens 9a tryckstångsfjäder 22a i utgångsläget är sammanpressad _ så mycket under pedalens 16 kortare hävarm på grund av återställ- ningskrafterna från fjädrarna 18 och 19. att styrkolven i modula- tortryckregleringsventilen 9a står i avluftningsläge över utlop-_ pet 9b. , Vid påverkan till ungefär.a = 7° står vid denna anordning endast modulatortryckregleringsventilen 9a i ingrepp. Först vid lvinklar större än eller lika med 70 sker från de i detta exempel bredvid varandra belägna tryckregleringsventilerna 14 och 15 för friktionsbromsarna, av vilka på grund av sidovyn endast en visas, en tryckavgiwning. Tryckstången 22 kommer emellertid till anslag mot pedalen 16 redan ungefär 10 tidigare. Möjlighet till inställ- ning av anslagsbegränsningen har här åstadkommits genom en i gol- vet 20 iskruvad ställskruv 23. l1o 15 20 30 35 gtortryckregleringsventilens 9 reglerhysteresomrâde. P 448¿Û?9ç«' . _ 0 Funktionen hos systemet enligt uppfinningen skall vidare schematiskt beskrivas med hänvisning till det i fig. 3 visade diagrammet över ett antaget exempel. 7 I diagrammet betecknar d pedalens svängningsvinkel från ut- I!! gångsläget, QM-det med modulatortryckregleringsventilen 9a åstadkomma styrtrycket för manövrering av den hydrodynamiska brom- dsen, PB det med en av de båda tryckregleringsventilerna 14,-15 s § för friktionsbromsarna åstadkomna driftbromstrycket och PK den på pedalmitten erforderliga pedalkraften, medan AP betecknar modula- U K är kraft- språnget vid insats av driftbromsarna, vilka enligt üppfinningen också kanÜundvaras;7 l W _ I För att försätta pedalen i rörelse från utgångsläget (a=0°); fordras en kraft PK av ca 1 till 1,5 kp, För säkerställande av _ fullkomliga avstängningar är först-anordnat ett funktionslöst startslag av ca 1/20 av-totalslaget. Därefter påbörjas modulator- tryokregleringsventilens 9a;fnnktion.med till att börja med en- dast ett relativt ringa, stadigt stigande kraftbehov, nämligen _från d = 0_med ca 1 kp till ca'5 kp vid a = 1/3. I detta område g(från punkt A) stiger den hydrodynamiska bromsens styrtryck pM från 0 till maximum, varvid givetvis, alltefter fjäderkvalitet och liknande inflytanden, en viss spridning är oundviklig. För tillförsäkring av en god reglerbarhet för små bromsmoment, skall vid en tjugondedel styrtrycket inte uppgå till mer än ca en sextondedel av totalbromstrycket. Dessutom leder modulatorventí-_ lens 9a tryckregleringsförhâllande till en regleringshysteres PM mellan P¿a ih till följa av ändringar 1 sekunaärtryckét pM. Om styrtrycket på maximalt en tredjedel eller mer väg faller med mer än en sextondedel, måste modulatorventilen 9a eftermata.d över den totala sträckan från 0 eller en tjugondedel till en X¿0ch,Pm tredjedel av totalvågen är friktionsbromstryckregleringsventiler- na 14; 15; fullkomligt stängda, dvs vid linjär trypkstegring från pM bromsas endast med den hydrodynamiska bromsen, medan drift- bromsarna 14, 15 utför tomgångsslag. gSom-förvarning för friktionsbromsarnas'14. 15 ingrepp kan kort före slutet av den första tredjedelen [vid Bl vara anordnad' Lä'- en kraftsprångsfri riktningsändring av kraftstegringen, vilken f efter övervinnande av det enda kraftsprånget i storleksordning-_ en Ca 0,5 till 1,0 kp efter en tredjedel av totalvägen vid C för 5 .(1 mi. 15 20 25 448 079 sensorisk signalering av friktionsbromsarnas 14, 15 ingrepp - med ungefär lika stegring fortsätter vid D till slutet av manöver-, sträckan.> _ _ l Friktiensbromsarnaslbromstryck PB höjs därvid från 0 till maximum med ungefär lika stegring som den hydrodynamiska bromsens styrtryck em och når vid ca två tredjedelar av totalvägen (vid D) sitt högsta värde, dvs den punkt, från vilken dên Qêmensamma bromskraften pM + PB_inte ens med mer pedalkraft PK kan ökas.

Om - såsom visas i fig. 2 - ett manöverelement för broms- tryckregleringsventilerna används, vilket är utformat som en svängbar pedal, har följande riktvärden för val av fjäderkarakte- ristik visat sig vara speciellt fördelaktiga för systemet enligt uppfinningen: .- i begynnelseområdet ungefär 0,5 bar per grad pedalvinkel till kort före slutet av den första vägtredjedelen (vid B), - därefter ungefär 0,56 bar per grad pedalvinkel till slutet.

Härvid har för enkelhets skull inte tagits hänsyn till begyn- nelsefunktionen från 0 till ca en tjugondedel.

Idëmässigt lika förhållanden skulle föredragas vid användande av ett stigplatteelement med linjär slagkarakteristik.

Givetvis kan också ett nroblemlösningarna enligt uppfinningen till sin verkan motsvarande utförande under bibehållande av upp- finningens kännetecken åstadkommas också med annorlunda anordnade geller dimensionerade, eller fler eller färre fjädrar, eller andra hävstångs- och hävarmslängdförhâllanden och liknande modifierings- åtgärder.

Claims (5)

1. ”®ßrj#Å48 Û79_ 10 'PATENTKRAV '“' a1. Manöveranordning för en tryckmedelmanövrerad drifts- bromsanläggning I för fordon, i vilken tryckregleringsventiler för friktionsbromsar och en fyllningsregnlator för en ström- ningsbroms ligger i skilda tryckmedelskretslopp och styrs) av ett centralt manöverelement med en gemensam pedal, varvid, :fw qp, vid manövrering av pedalen först steglöst påverkas styrven- stilen för fyllningsregulatorn och vid ytterligare nedtryck- ning också tryckregleringsventilerna för friktionsbromsarna, och varvid över fiedalens nästintill hela pedalsträcka alstras (mot manöverkraften verkande återställningskrafter, t.ex. (genom fjäderelement, och pedalens rörelse begränsas av ett ändanslag, 'k ä n.n e t e c k n a d a v följande särdrag: a) pedalen (16) verkar direkt som centralt manöverelement a (9) på friktionsbromsarnas tryckregleringsventiler (14 och 15) och på fyllningsregulatorns modülatortryckregle- ringsventil (9a)ï I a(b)"fyllníngsregulatorns moduIatortryckregleringsventil (9a) "* hålls i pedalens 116) viloställning i spärrställning av "Fdenna och sätts under en första del av pedalens (16) man- Löversträcka i fdnktion av en i modulatortryckreglerings- ventilefi (éa) ihbygga ben 1 viioriliscånaer föpspana fjäderjvarvid den hydrodynamiska bromsen (2) som en funk- * tion av pedalens (16) manöversträcka styrs ut till sin maximala bromsverkan; c) vid slutet av denna första del av pedalens (16) manöver- sträcka kommer denna i ingrepp med friktionsbromsarnas trvckregleringsventiler (14 och 15) och styr under den .vidare manöversträckan dessutom dessas bromsverkan.

2. ; Anordning enligt patentkrav 1, k ä n nze t e c k n a d a V att en andra - pedaloberoende och handmanövrerbar - sfyrventil (sj för det i'fy11n1ngsregu1arorn (11) också vid ickemanövrering av-pedalen verksamma styrtrycket över en växelventil-(10) är anordnad parallellt med den första styr- E ventilen (9a)Ä K) Q: 11' i 448 079

3. ; Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k nsa d a v att modulatortryckregleringsventilen (9a) uppvisar anordningar för att åtminstone i fullt öppnat tillstånd kunna arbeta som konstanttryckregulator och har en öppnings- fjäder(22å), som i pedalens (16) utgångsläge hålls spänd, samt en tryckstång (22), som i pedalens (16) utgångsläge har stängt styrledningen (7) till den hydrodynamiska bromsen och öppnat avluftningen (9b).

4. Anordning enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k - n a d a v att pedalens (16) samt regleringsventilernas (14,15) och modulatortryckventilens (9a) tryckstängers (21,22) -rörelser är så anpassade till varandra, att inom ett område av ungefär en första tredjedel av pedalens (16) totalt möj- liga manöversträcka förblir tryckregleringsventilerna (T4,15) för driftbromsarna stängda, medan modulatortryckreglerings- ventilen (9a) börjar öppna redan vid ungefär en tjugondedel av sträckan för styrning av den hydrodynamiska bromsen och efter ungefär lika lång manöversträcka, efter vilken öppnings- slagetförtryckregleringsventilerna (14,15) för styrning av friktionsdriftbromsarna har påbörjats, är helt öppen och förblir öppen, samt att tryckregleringsventilerna (14,15) 7 från ungefär den andra tredjedelen av pedalens totalt möj-fl liga manöversträcka tillsammans med modulatortryckreglerings- ventilen (9a) likaledes är helt öppna och förblir öppna.

5. Anordning enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k - n a d a v att ett ytterligare, separat, företrädesvis led- bart lagrat fjäderelement (19) är ledförbundet med pedalen (16) under den längre, från svänglagret (17) utgående häv- armen för alstrande av en ytterligare pedalåterställnings- kraft, och att under den kortare, från svänglagret (17) utgående hävarmen är inkopplad modulatortryckreglerings- ventilen (9a) för styrning av den hydrodynamiska bromsen.