DE1240421B - Bremsdruckregler fuer Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

DEUTSCHES 40g7T^ PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 63 c - 53/07

Nummer: 1 240 421

Aktenzeichen: G 32194 11/63 c

J 240421 Anmeldetag: 2.Mai 1961

Auslegetag: 11. Mai 1967

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bremsdruckregler für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, und betrifft einen solchen Bremsdruckregler, der eine stufenlose Änderung des Bremszylinderdrucks und damit eine Anpassung der Bremskraft an wechselnde, den Bremsvorgang beeinflussende Verhältnisse ermöglicht.

Die Bremskraft, die auf das Rad eines Fahrzeugs aufgebracht werden kann, ohne daß das Rad zu rutschen beginnt, ist unter anderem von der Belastung des Rades abhängig. Da bei Fahrzeugen, die Fahrgäste oder Güter transportieren, die Radbelastung stark schwanken kann und auch bei gleicher Gesamtlast die Verteilung der Last auf die einzelnen Räder bzw. Radachsen stark schwanken kann, wird die jeweils optimale Bremskraft nicht erreicht, wenn stets mit dem gleichen Bremszylinderdruck gebremst wird. In diesem Fall kann es bei ungünstigen Belastungsverhältnissen dazu kommen, daß bereits eines der gebremsten Räder zu rutschen beginnt, während die Bremsen der anderen Räder noch nicht voll belastet sind.

Es ist bereits ein die Einstellung des Bremszylinderdrucks ermöglichender Bremsdruckregler für Anhängerbremsen bekannt, der einen vom Druck in der Steuerdruckleitung beaufschlagten Betätigungskolben sowie ein hohles Betätigungsglied für einen Ventilteller aufweist, der mit einem im Gehäuse des Reglers ausgebildeten Ventilsitz ein Einlaßventil zur Bremsdruckleitung und mit der Stirnfläche des bewegbaren hohlen Betätigungsgliedes ein Entlastungsventil für die Bremsdruckleitung bildet. Damit sich das Entlastungsventil bei zu hohem Druck in der Bremsdruckleitung öffnen kann, ist ein Rückführkolben mit dem hohlen Betätigungsglied verbunden, auf den der Druck in der Bremsdruckleitung wirkt. Bei dieser bekannten Vorrichtung greifen der Betätigungskolben und das hohle Betätigungsglied an den Enden eines auf einem verschiebbaren Lagerbock gelagerten Doppelhebels an, und eine Änderung des Verhältnisses von Steuerdruck zu Bremszylinderdruck bzw. die Einstellung des Bremszylinderdrucks erfolgt durch eine Linearverschiebung des Lagerbocks des Doppelhebels. Der Nachteil dieses bekannten Bremsdruckreglers liegt darin, daß während des Betriebs eine Verschiebung des Lagerbocks und damit eine Änderung des Bremszylinderdrucks nur mit großer Kraftanwendung erzielt werden kann, da sich ja der Betätigungskolben und das Betätigungsglied, die vom Steuerdruck bzw. vom Bremszylinderdruck beaufschlagt sind, über den Doppelhebel am Lagerbock abstützen. Eine Änderung bzw. Einstellung des

Bremsdruckregler für Fahrzeuge, insbesondere
Kraftfahrzeuge

Anmelder:
Girling Limited,

Tyseley, Birmingham (Großbritannien)
Vertreter:

Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls
und Dr. E. Frhr. v. Pechmann, Patentanwälte,
München 9, Schweigerstr. 2

Als Erfinder benannt:

Alexander John Wilson,

Tyseley, Birmingham (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 30. April 1960

Bremszylinderdrucks während des Betriebs führt daher zu einem für Bremseinrichtungen unzulässig hohen Verschleiß. Daher ist der bekannte Bremsdruckregler nur für eine Einstellung des Bremszylinderdrucks vor Antritt der Fahrt, nicht jedoch für eine selbsttätige Anpassung des Bremszylinderdrucks an die Radbelastung geeignet, bei der der Betätigungsarm zur Verschiebung des Lagerbocks mit dem Achsschenkel eines Fahrzeugs verbunden ist. Der bekannte Bremsdruckregler kann im Interesse der Sicherheit und Funktionsfähigkeit der Bremseinrichtung für eine solche Anordnung mit selbsttätiger Anpassung des Bremszylinderdrucks an die Radbelastung nicht verwendet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bremsdruckregler für Fahrzeuge zu schaffen, der ohne Schwierigkeiten bzw. ohne Risiko hinsichtlich der Funktionsfähigkeit und Bremssicherheit auch zur selbsttätigen

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Anpassung des Bremszylinderdrucks an die Radbelastung verwendbar ist.

Der Bremsdruckregler gemäß der Erfindung umfaßt wie der bekannte Druckregler für Anhängerbremsen einen vom Steuerdruck beaufschlagten Betätigungskolben, der mit veränderbarem Ubersetzungsverhältnis an einem hohlen Betätigungsglied für einen Ventilteller angreift, der mit einem im Gehäuse des Reglers ausgebildeten Ventilsitz ein Einlaßventil zur Bremsdruckleitung und mit der Stirnfläche des bewegbaren hohlen Betätigungsgliedes ein Entlastungsventil für die Bremsdruckleitung bildet, deren Druck auf einen mit dem hohlen Betätigungsglied verbundenen Rückführkolben wirkt. Abweichend von der bekannten Vorrichtung ist der Bremsdruckregler gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Achse des Betätigungskolbens und die geometrische Achse des Betätigungsgliedes im Winkel zueinander stehen und die veränderbare Übersetzung von einem an dem Betätigungskolben gelenkig angreifenden Druckstück und einem an dem Betätigungsglied gelenkig angreifenden Druckglied gebildet ist, die beide mit ihren anderen Enden an einem Wälzkörper angreifen, der mit einer in ihrer Neigung veränderbaren Schrägfläche zusammenwirkt.

Bei dieser Ausbildung des Bremsdruckreglers erfolgt die Änderung des Ubersetzungsverhältnisses bzw. des Druckverhältnisses zwischen Steuerdruck und Bremszylinderdruck durch Änderung der Neigung der Schrägfläche. Ein diese Schrägfläche aufweisender Bauteil läßt sich ohne Schwierigkeiten so mit dem Achsschenkel eines Fahrzeugs verbinden, daß die Neigung der Schrägfläche durch die Radbelastung bestimmt wird. Eine Änderung der Neigung der Schrägfläche wird auch während des Betriebs der Bremse durch den an der Schrägfläche anliegenden Wälzkörper nicht gehindert, insbesondere wenn die Schwenk- oder Kippbewegung des Bauteils zur Änderung der Neigung der Schrägfläche im wesentlichen um den Mittelpunkt bzw. die Mittellinie des Wälzkörpers erfolgt. Der für die selbsttätige Einstellung des Bremszylinderdrucks vorvorgesehene Bremsdruckregler gemäß der Erfindung reagiert somit leicht auf jede Änderung der Radbelastung, und ein Verklemmen der Ubersetzungsmechanik sowie ein unzulässig hoher Verschleiß sind vermieden, so daß die Funktionsfähigkeit und Sicherheit der Bremseinrichtung gewährleistet sind und auch über lange Zeit erhalten bleiben.

Zweckmäßigerweise bilden die Achse des Betätigungskolbens und die Achse des Betätigungsgliedes einen im wesentlichen rechten Winkel miteinander, während die Neigung der Schrägfläche in einem Bereich zwischen 30 und 60°, bezogen auf die beiden Achsen, verstellbar ist. Bei dieser Anordnung ergibt sich ein günstiges Bewegungsübersetzungsverhältnis zwischen dem Betätigungskolben und dem Betätigungsglied.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Zeichnung veranschaulicht im Längsschnitt eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung für ein Fahrzeugbremssystem, bei dem die Bremsen mittels Druckluft betätigt werden.

Eine RohrleitunglO für Druckluft, deren Druck mittels eines Bremsventils geregelt wird, ist an einen

Zylinder 12 angeschlossen, in dem ein Kolben 11 verschiebbar angeordnet ist. Das freie Ende eines Schenkels 13 eines Winkelstücks 13,19, dessen Schenkel einen Winkel von 90° einschließen, greift so an dem Kolben 11 an, daß er Schwenkbewegungen ausführen kann, und eine Rolle 14, die auf einem Bolzen 15 drehbar gelagert ist, welcher in das Winkelstück an der Verbindungsstelle seiner beiden Schenkel eingebaut ist, stützt sich an einer geneigten Ebene 16 eines Bauteils 17 ab, das Winkelbewegungen um die geometrische Achse des Lagerbolzens 15 bei der Normalstellung des Winkelstücks 13,19 ausführen kann. In das Bauteil 17 ist ein Arm 18 fest eingebaut; dieser Arm dient dazu, Winkelbewegungen des Bauteils 17 hervorzurufen, und er kann entsprechend der Belastung des Fahrzeugs von Hand oder automatisch verstellt werden. In ihrer Mittellage bildet die geneigte Ebene 16 mit den Schenkeln des Winkelstücks jeweils einen Winkel von 45°. Das freie Ende des zweiten Schenkels 19 des Winkelstücks greift schwenkbar an einem Ende eines in Fluchtung mit diesem Schenkel angeordneten Ventilorgans 21 an, das einen Kolben 22 trägt, welcher in einem Steuerzylinder 23 arbeitet, der an seinem hinteren Ende offen ist und dessen Achse rechtwinklig zur Achse des Zylinders 12 verläuft. Das vordere Ende des Ventilorgans 21 arbeitet in einer mit dem Zylinder 23 gleichachsigen Bohrung 24, und an einem Sitz 25 am vorderen Ende der Bohrung 24 greift ein Ventiltellerteil 26 an, das durch eine schwache Feder 27 vorgespannt ist; die Feder 27 liegt zwischen dem Ventiltellerteil 26 und einem hohlen Stopfen 28, der in das äußere Ende einer Aussparung des Gehäuses auf der Außenseite des Ventilsitzes eingeschraubt ist. An den Stopfen 28 kann man eine Rohrleitung 29 anschließen, die zum Zuführen von Druckluft dient, deren Druck der gleiche ist wie derjenige der dem Zylinder 12 zugeführten Druckluft. Das Ventiltellerteil 26 wird durch radiale Arme 26' in der richtigen Lage gegenüber dem Ventilsitz 25 gehalten; diese Arme führen das in der Aussparung verschiebbare Ventiltellerteil, an dem die Druckluft vorbeiströmen kann, wenn es von dem Ventilsitz abgehoben ist.

Das vordere Ende des Ventilorgans 21 besitzt einen kleineren Durchmesser, und die Bohrung 24 auf der Rückseite des Ventilsitzes 25 steht mit dem Steuerzylinder 23 an der Vorderseite des Kolbens 22 über einen Kanal 30 in Verbindung und ist außerdem mit einem Kanal 31 verbunden, an den die Betätigungsvorrichtung oder -vorrichtungen für die Bremse oder Bremsen angeschlossen werden können.

Das Ventilorgan 21 besitzt eine axiale Bohrung 32, die sich von seinem vorderen Ende aus erstreckt und einen radialen Kanal 33 schneidet, der zu dem offenen Raum hinter dem Kolben 22 führt und einen Auslaßkanal für die von der Betätigungsvorrichtung bzw. den Betätigungsvorrichtungen kommende Luft bildet.

Wenn die Bremse betätigt wird, wird Luft unter dem in der LeitunglO herrschenden Druck sowohl dem Zylinder 12 als auch dem hohlen Stopfen 28 zugeführt. Der auf den Kolben 11 in dem Zylinder 12 wirkende Druck bewegt den Kolben und zusammen mit ihm das Winkelstück in axialer Richtung. Die Rolle 14 wird gegen die geneigte Ebene 16 gedrückt, auf der die Rolle abrollt, so daß das Winkelstück gemäß der Zeichnung nach rechts bewegt wird

Claims (4)

und hierbei das Ventilorgan 21 axial verschiebt, um das Ventiltellerorgan 26 von seinem Sitz 25 abzuheben. Infolgedessen kann Druckluft von der Vorderseite des Ventilsitzes aus zu dem Kanal 31 strömen, der zu der Bremsbetätigungsvorrichtung bzw. den Bremsbetätigungsvorrichtungen führt, und außerdem kann Druckluft in den Steuerzylinder 23 auf der Vorderseite des Kolbens 22 einströmen, wo sie entgegen der auf das Ventilorgan durch das Winkelstück aufgebrachten Kraft auf den Kolben wirkt. Die Fläche des Kolbens 22 ist erheblich größer als diejenige des auf das Winkelstück wirkenden Kolbens 11, und wenn der Druck im Steuerzylinder einen vorbestimmten Wert erreicht, bewegt sich das Ventilorgan 21 nach hinten, so daß sich das Ventil 25, 26 schließen kann, wobei der Steuerzylinder und die Bremsbetätigungsvorrichtung bzw. die Bremsbetätigungsvorrichtungen gegenüber der Druckluftleitung 10 abgesperrt werden. Wenn der Druck in der Druckluftleitung 10 herabgesetzt wird, bewegt sich das Ventilorgan 21 von dem Ventil 26 weg, so daß die von der oder den Betätigungsvorrichtungen kommende Luft über die axiale Bohrung 32 und die radiale Öffnung 33 des Ventilorgans entweichen kann. Bei dem geregelten Verhältnis zwischen dem Druck der zugeführten Luft und dem Druck in der oder den Betätigungsvorrichtungen wird ein Gleichgewicht dann erreicht, wenn das Ventil 26 geschlossen ist und das vordere Ende des Ventilorgans 21 an dem Ventil 26 anliegt, so daß der Auslaßkanal geschlossen ist. Das wirksame Bewegungsübersetzungsverhältnis, mit dem der Kolbenll an dem Ventilorgan 21 angreift, richtet sich nach dem Winkel, den die geneigte Ebene 16 mit der Achse des Zylinders 12 einschließt. In der Praxis ist dieser Winkel auf den Bereich zwischen 30 und 60° begrenzt, und in diesem Bereich ergeben sich Übersetzungsverhältnisse zwischen etwa 1:2 und 2:1. Wenn die Fläche des Kolbens 22 doppelt so groß ist wie die Fläche des Kolbens 11, läßt sich das Druckverhältnis zwischen etwa 1:1 und 4:1 variieren. Bei einer abgeänderten Ausbildungsform kann man das Winkelstück durch zwei Stoßstangen ersetzen, die durch den die Rolle 14 tragenden Bolzen 15 gelenkig miteinander verbunden sind; hierbei stützen sich die betreffenden anderen Enden der Stoßstangen an dem Kolben 11 in dem ersten Zylinder 12 bzw. an dem beweglichen Ventilorgan 21 ab. Bei dieser Konstruktion besteht eine geringere Gefahr, daß sich der Kolben und das Ventilorgan gegenseitig festklemmen, und diese Anordnung erweist sich als zweckmäßiger, wenn die Rolle 14 auf der geneigten Ebene 16 so abrollt, daß sich ihre Achse in einem größeren Ausmaß von der Achse eines oder beider Zylinder entfernt. Bei der aus der Zeichnung ersichtlichen Anordnung wird ein Verklemmen des Ventilorgans und des Steuerkolbens beim Aufbringen von Querkräften durch das Winkelstück 13,19 dadurch verhindert, daß am hinteren Ende des Ventilorgans eine Stützscheibe bzw. ein Kolben 34 vorgesehen ist, der im offenen hinteren Ende des Steuerzylinders arbeitet. Bei einer weiteren Abwandlung kann der Steuerkolben durch eine Membran ersetzt werden. Bei der Anwendung der Erfindung bei einem Fahrzeugbremssystem können die Bremsen an den Vor- derrädem durch Vorrichtungen betätigt werden, denen Druckluft mit dem in der Druckluftleitung herrschenden Druck zugeführt wird, während die Betätigung der Bremsen an den Hinterrädern mit Hilfe von Luft erfolgt, deren Druck durch die vorstehend beschriebene Einrichtung geregelt wird, wobei dieser Druck automatisch entsprechend der Belastung der Hinterräder variiert wird, da der Arm 18 des winkelbeweglichen Bauteils 17 mit der Hinterachsaufhängung verbunden ist, so daß der Neigungswinkel der schiefen Ebene 16 automatisch in Abhängigkeit von der Fahrzeugbelastung variiert wird. Die Druckluft, die dem Bremsdruckregler zugeführt wird, kann einem Behälter entnommen werden, der durch eine motorgetriebene Pumpe auf einem im wesentlichen konstanten Druck gehalten wird, oder die Luft kann mit einem geregelten Druck von einem anderen Steueraggregat aus zugeführt werden, und es können zwei oder mehr Steueraggregate vorgesehen sein, um Luft unter verschiedenen Drükken zuzuführen, damit die Bremskraft entsprechend der Achsbelastung auf die Achsen des Fahrzeugs verteilt werden kann. Patentansprüche:

1. Bremsdruckregler für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit einem vom Steuerdruck beaufschlagten Betätigungskolben, der über ein Gestänge mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis an einem hohlen Betätigungsglied für einen Ventilteller angreift, der mit einem im Gehäuse des Reglers ausgebildeten festen Ventilsitz ein Einlaßventil zur Bremsdruckleitung und mit der Stirnfläche des bewegbaren hohlen Betätigungsgliedes ein Entlastungsventil für die Bremsdruckleitung bildet, deren Druck auf einen mit dem hohlen Betätigungsglied verbundenen Rückführkolben wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Achse des Betätigungskolbens (11) und die geometrische Achse des Betätigungsgliedes (21) im Winkel zueinander stehen und das Gestänge von einem an dem Betätigungskolben gelenkig angreifenden Druckstück (13) und einem an dem Betätigungsglied gelenkig angreifenden Druckglied (19) gebildet wird, die beide mit ihren anderen Enden an einem Wälzkörper (14) angreifen, der mit einer in ihrer Neigung veränderbaren Schrägfläche (16) zusammenwirkt.

2. Bremsdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Betätigungskolbens (11) und die Achse des Betätigungsgliedes (21) einen im wesentlichen rechten Winkel miteinander bilden und die Neigung der Schrägfläche (16) in einem Bereich zwischen 30 und 60°, bezogen auf die beiden Achsen, verstellbar ist.

3. Bremsdruckregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägfläche (16) an einem Bauteil (17) ausgebildet ist, das zur selbsttätigen Verstellung ihrer Neigung über einen Arm (18) mit einer Achs- oder Radaufhängung des Fahrzeugs verbunden ist.

4. Bremsdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wälzkörper (14) als Rolle ausgebildet ist, die auf einem Zapfen (15) drehbar gelagert ist, welcher an der Verbindungs-