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Hydraulische Bremsvorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge
Es ist bekannt, daß bei der Verzögerung eines Fahrzeuges die Lastverteilung auf
Hinterachse und Vorderachse sich gegenüber der Lastverteilung im Stillstand insofern
verändert, als die Hinterachse entlastet und die Vorderachse stärker belastet wird.
Es sind deshalb bereits verschiedene Vorrichtungen vorgeschlagen worden, die in
Abhängigkeit vom Flüssigkeitsdruck einer hydraulischen Bremse von einem bestimmten
Umschaltpunkt an nicht mehr den gleichen Druck an Vorderachse und Hinterachse zur
Anwendung bringen, sondern entweder den Flüssigkeitsdruck an der Vorderachse gegenüber
dem an der Hinterachse erhöhen oder den Flüssigkeitsdruck an der Hinterachse gegenüber
dem an der Vorderachse reduzieren. Bei Beschreitung des ersteren Weges hat man Druckverstärker
in die vom Hauptzylinder zu den Vorderradhremszylindern führende Leitung eingeschaltet.
Der Druckverstärker besteht aus einem Stufenzylinder, in dessen: Kolben ein federbelastetes
Ventil angeordnet ist, das nach Überschreiten, eines bestimmten Umschaltpunktes
den Überdruck im Ringraum des Stufenzylinders allmählich abbaut, bis er gegebenenfalls
Null wird und der Druck an der Vorderachse entsprechend dem Flächenverhältnis des
Stufenzylinders gegenüber dem Druck an der Hinterachse übersetzt wird.
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Dieses Überdruckventil hat gelegentlich zu Störungen Anlaß gegeben
und bei Undichtigkeit einen vorzeitigen Druckabbau im Ringraum bewirkt, was zur
Folge hatte, daß nicht mehr genügend Volumen für die Bremsung zur Verfügung stand,
weil die im Ringraum befindliche Flüssigkeit über das Überdruckventil in den Nachfüllbehälter
abströmt, anstatt in die Bremszylinder der Vorderachse gedrückt zu werden. Ferner
hat diese Ausführungsform den Nachteil, daß die Verteilung der Bremskraft auf die
Vorder- und Hinterradbremszylinder unabhängig vom Beladungszustand des Fahrzeuges
erfolgt, da die Bremskraft dabei ausschließlich in Abhängigkeit von der aufgewendeten
Fußkraft verteilt wird. Die Bremskraftverteilung bei unbeladenem Fahrzeug unterscheidet
sich also nicht von der bei beladenem Fahrzeug.
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Um die Bremsung vom Beladungszustand des Fahrzeuges abhängig zu machen,
sind schon Bremsvorrichtungen bekanntgeworden, die automatisch in Abhängigkeit von
der Achslast gesteuert werden. In diesem Zusammenhang sind die automatischen Einstellvorrichtungen
zu erwähnen, die den Bremsvorgang beeinflussende Regelglieder steuern. Bei Druckluftbremsanlagen
ist es beispielsweise üblich, das Bremsventil je nach der Achslast mehr oder weniger
stark hydraulisch zu belasten, wodurch eine Regelung der Bremskraft entsprechend
der Achslast erhalten wird. Es wird auf diese Weise zwar eine Abhängigkeit der Bremsung
des Fahrzeuges von der jeweiligen Achslast erreicht, jedoch findet hierbei keine
Bremskraftverteilung statt, die der Achslastverlagerung Rechnung trägt, sondern
es werden sämtliche Räder gleich stark gebremst.
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Die Erfindung bezieht sich nun auf eine Bremsvorrichtung mit einem
als Druckübersetzer ausgebildeten Stufenzylinder in der vom Hauptzylinder zu den
Vorderradbremszylindern führenden Leitung.
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Das Neue besteht darin, daß der Ringraum des Stufenzylinders gegenüber
dem mit dem Hauptzylinder in Verbindung stehenden primären Druckraum abgedichtet
ist und mit dem mit den Vorderradbremszylindern in Verbindung stehenden sekundären
Druckraum über ein Rückschlagventil in Verbindung steht und durch eine Leitung mit
dem Druckraum eines oberhalb der Hinterachse am Fahrgestellrahmen befestigten Reglerzylinders,
dessen Kolben sich über eine Feder auf der Hinterachse abstützt, verbunden ist.
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Der Ringraum des Stufenzylinders ist also nicht wie bei den bekannten
Ausführungsformen über' ein Überdruckventil mit dem Nachfüllbehälter verbunden.
Die auf den Kolben des Reglers wirkende Feder ist derart bemessen, daß sie eine
Kraft auf den Kolben ausübt, die einen zu der jeweiligen Belastung der Hinterachse
passenden Umschaltdruck ergibt. Der
Umschaltdruck liegt also bei
beladenem Fahrzeug infolge der durch die höhere Achslast bedingten größeren Vorspannung
der Feder höher als bei unbeladenem Fahrzeug. Selbstverständlich muß -die Charakteristik
dieser Feder gegen die Charakteristik des Federungssystems der Hinterachse entsprechend
abgestimmt werden.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird an Hand der
Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigt Abb.1 einen Schnitt durch den zwischen Fahrgestellrahmen
und Hinterachse angeordneten Regler, Abb.2 eine Schemadarstellung der Bremsanlage
Das Gehäuse 1 des Reglers ist an dem Fahrgestellrahmen 2 befestigt. Der Kolben 3
des Reglerzylinders stützt sich über eine Druckstange 4, ein Zwischenglied 5 sowie
eine Feder 6 auf der Hinterachse 7 ab. Die Anordnung kann auch derart ausgeführt
werden, daß sich die Feder auf eine an der Hinterachse angeordnete Einstellschraube
abstützt. Die Kolbenmanschette ist mit dem Bezugszeichen 10 versehen.
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In den Druckraum 11 des Zylinders mündet eine Bohrung 12, an die die
zu dem Ringraum 21 des Stufenzylinders 20 führende Leitung 22 angeschlossen ist.
Zwischen dem Druckraum des Reglerzylinders und dem Ringraum des Stufenzylinders
kann eine Drossel angeordnet sein. Eine Entlüfterschraube ist in der Abbildung mit
13 bezeichnet. An der Stirnseite des Reglerzylinders 1 ist ein Anschlag 14 für den
Kolben 3 angeordnet. Außer der Feder 6 kann noch eine zweite Feder 15, vorzugsweise
konzentrisch zu der Feder 6, vorgesehen werden. Die entspannte Länge dieser Feder
15 ist größer als die der Feder 6, und außerdem weist die Feder 15 im Gegensatz
zu der Feder 6 eine weiche Charakteristik, d. h. eine kleine Federkonstante, auf.
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In der Abb.2 ist die Anordnung des Reglers 1 innerhalb des Bremssystems
aufgezeigt. In die vom Hauptzylinder 17 zu den Vorderradbremszylindern 18 führende
Leitung ist ein als Stufenzylinder ausgebildeter Druckübersetzer 20 eingeschaltet,
dessen Ringraum 21 über eine Leitung 22 mit dem Druckraum 11 des oberhalb der Hinterachse
7 am Fahrgestellrahmen angeordneten lastabhängigen Reglers 1 verbunden ist. Die
Hinterradbremszylinder 23 werden dabei unmittelbar, also ohne Übersetzung, über
die Leitung 24 vom Hauptzylinder 17 beschickt.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Durch die bei Bremsung
entstehende dynamische Achslastverlagerung wird die Hinterachse entlastet und die
Vorderachse dementsprechend belastet. Infolgedessen wird der Abstand zwischen Fahrgestell
und Hinterachse vergrößert und damit die Druckkraft der Feder 6 bzw. 15 verringert.
Der im Ringraum 21 herrschende Druck verringert sich infolgedessen ebenfalls, was
zu einer Entlastung des Ringraumes und Einsetzen der Druckverstärkung auf die Vorderradbremszylinder
führt. Der Umschaltdruck ist von der jeweiligen Hinterachsbelastung, d. h. von der
jeweiligen Federvorspannung, abhängig.
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Bei entsprechender Dimensionierung der Feder kann durch die Verlagerung
der Achslast bei starker Bremsung die Feder vollkommen entspannt werden, so daß
kein Druck mehr auf den Kolben 3 ausgeübt und somit der Überdruck im Ringraum des
Stufenzylinders völlig abgebaut wird. Nach dem Lösen der Bremse erhält die Hinterachse
wieder die normale, dem Beladungszustand entsprechende Belastung. Durch die damit
Hand in Hand gehende Verkürzung dies Abstandes zwischen Hinterachse und Fahrgestell
und Vergrößerung der Federvorspannung wird der Reglerkolben zurückgeschoben und
somit die Flüssigkeit in den Ringraum zurückgeführt.
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Infolge der -Abhängigkeit des Umschaltdruckes von der Vorspannung
der Feder und damit von der Hinterachslast wird eine automatische Bremskraftverteilung
erhalten, die der dynamischen Achslastverlagerung Rechnung trägt. Auf diese Weise
wird den einzelnen Belastungszuständen des Fahrzeuges besser als bei den bekannten
Ausführungsformen entsprochen.
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Die mit der Bezugsziffer 15 versehene Feder weist eine weiche Charakteristik
auf und ist in ihrer ungespannten Länge größer als die Feder 6. Sie dient dazu,
auch bei unbelastetem Fahrzeug noch einen geringen Druck auf den Reglerkolben auszuüben
und: damit sicherzustellen, daß genügend Flüssigkeit zum Füllen des Vorderachsbremssystems
zur Verfügung steht, da die Charakteristik der den Umschaltdruck bestimmenden Feder
vorzugsweise derart bemessen ist, daß sie bei unbelastetem Fahrzeug entspannt ist
und somit keine Kraft auf den Kolben ausübt. Durch den an der Stirnseite des Zylinders
angeordneten Anschlag wird die Vorspannung der Feder unterhalb des Umschaltpunktes
aufgenommen und damit eine Kolbenbewegung unterhalb des Umschaltpunktes, d. h. bei
ungebremstem Fahrzeug oder bei nur geringen Bremsdrücken, vermieden, um einen vorzeitigen
Manschettenverschleiß zu verhindern. Um weiterhin zu vermeiden, daß Fahrbahnstöße
auf die Hinterachse, die unterhalb des Umschaltpunktes lediglich eine Änderung der
Federvorspannung, jedoch keine Kolbenbewegung hervorrufen, auch oberhalb des Umschaltpunktes
keine unzulässig großen Kolbenbewegungen hervorrufen können, kann zwischen dem Druckraum
des Reglerzylinders und dem Ringraum des Stufenzylinders eine Drossel eingeschaltet
werden.