DE1223708B

DE1223708B - Device for controlling the brake pressures for motor vehicles and trailers

Info

Publication number: DE1223708B
Application number: DEM47241A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Herbert Merz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-11-28
Filing date: 1960-11-28
Publication date: 1966-08-25

Description

Einrichtung zum Steuern der Bremsdrücke für Kraftfahrzeuge und Anhänger Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern der Bremsdrücke für Kraftfahrzeuge und Anhänger, bei der ein vom Fahrer eingesteuerter Druckmittelkommandodruck getrennt für Vorder- und Hinter-. räder durch je ein den Bremszylindern vorgeschaltetes lastabhängig beeinflußtes Druckregelorgan verändert wird.Device for controlling the brake pressures for motor vehicles and trailers The invention relates to a device for controlling the brake pressures for motor vehicles and trailers in which a pressure medium command pressure controlled by the driver is disconnected for front and back. wheels by one upstream of the brake cylinders, depending on the load influenced pressure control element is changed.

Es ist bekannt, bei Kraftfahrzeugen und Anhängern, besonders aber bei Sattelkraftfahrzeugen, das Bremsverhalten dadurch zu verbessern, daß die Bremsdrücke außer durch die willkürliche Beeinflussung durch den Fahrer auch abhängig von der statischen oder dynamischen Achslast geregelt werden. Im allgemeinen beschränkt man sich bei den bekannten Anordnungen darauf, den Bremsdruck nur einer Achse abhängig von deren Achslast zu regeln bzw. zu steuern, während die andere Achse ungeregelt bleibt. Meistens ist die Achse mit dem lastabhängig gesteuerten Bremsdruck die Hinterachse, die mit nicht gesteuertem Bremsdruck die Vorderachse. Auf die Steuerung des Bremsdrucks der einen Achse wird im allgemeinen verzichtet, weil die Federwege bzw. die Änderungen des Federweges dieser Achse meist nur klein sind und deshalb eine Steuerung mit üblichen Druckregelorganen praktisch unmöglich ist. Zur Lösung dieser Aufgabe wären bei den bekannten Anordnungen Geräte mit einem ungewöhnlich hohen technischen Aufwand und außerdem eine große Genauigkeit der Abwiegung der Achslast bzw. der Federkennlinien erforderlich. Dies gilt sowohl für die Steuerung abhängig von der statischen wie auch von der dynamischen Achslast.It is known in motor vehicles and trailers, but especially so in articulated vehicles to improve the braking behavior that the brake pressures apart from the arbitrary influence of the driver also dependent on the static or dynamic axle load can be controlled. Generally limited with the known arrangements, the brake pressure depends on only one axis to regulate or control by their axle load, while the other axis is unregulated remain. Usually the axle with the load-dependent controlled brake pressure is the rear axle, those with uncontrolled brake pressure on the front axle. On the control of the brake pressure one axis is generally omitted because the spring travel or the changes of the spring travel of this axis are usually only small and therefore have a control usual pressure regulating organs is practically impossible. To solve this problem would be in the known arrangements devices with an unusually high technical effort and also great accuracy in weighing the axle load or the spring characteristics necessary. This applies both to the control depending on the static as well as also from the dynamic axle load.

Die Regelung des Bremsdrucks nur einer Achse abhängig von der Belastung hat den Nachteil, daß die erhebliche Änderung der dynamischen Achslast mit dem Beladungszustand an der Achse mit dem nicht gesteuerten Bremsdruck bei der . Verteilung der Bremskräfte nicht berücksichtigt werden kann. Daraus folgt, besonders bei Sattelzugmaschinen, da ß die Anstrengung des Kraftschlusses zwischen Reifen und Fahrbahn an der Vorderachse sehr gering und an der Hinterachse sehr hoch ist. Bei hoher Anstrengung des Kraftschlusses an der Triebachse bzw. Hinterachse einer Sattelzugmaschine besteht vor allem beim Bremsen in der Kurve die Gefahr, daß ein Einknicken zwischen Sattelzugmaschine und Sattelanhänger eintritt.The regulation of the brake pressure of only one axle depending on the load has the disadvantage that the significant change in the dynamic axle load with the load condition on the axle with the uncontrolled brake pressure at the. Distribution of braking forces cannot be taken into account. It follows, especially in the case of tractor units, that ß the effort of the frictional connection between the tire and the road surface on the front axle is very low and very high on the rear axle. When the frictional connection is high on the drive axle or rear axle of a tractor unit consists mainly of Braking in the curve there is a risk of buckling between the tractor unit and Semitrailer entry.

Ferner ist es bekannt, das Bremskraftverhältnis zwischen Vorder- und Hinterachse eines Fahrzeuges abhängig von der Belastung des Fahrzeugs oder von einer der statischen oder dynamischen Achslaster zu verändern. Dabei wird nur dieses Bremskraftverhältnis, nicht aber die Bremskraftsumme der gebremsten Fahrzeugachsen verändert. Das hat den Nachteil, daß bei großen Leer-Last-Verhältnissen eine gefühlsmäßige Bremsbetätigung bei leerem Fahrzeug praktisch unmöglich ist.It is also known, the braking force ratio between the front and Rear axle of a vehicle depending on the load on the vehicle or on one to change the static or dynamic axle load. Only this braking force ratio is used, but not the total braking force of the braked vehicle axles. That has the disadvantage that with large empty-load conditions, a sensitive brake actuation is practically impossible with an empty vehicle.

Die Erfindung baut auf dem bekannten Prinzip der Bremskraftregelung abhängig von der Achslast einer Achse auf. Sie vermeidet die unangenehmen und die Verkehrssicherheit beeinträchtigenden Nachteile der bekannten Anordnungen dadurch, daß Stellglieder beider Druckregelorgane gemeinsam entweder durch einen von der Belastung nur einer Achse bzw. Doppelachse abhängigen Druck oder die dieser Belastung entsprechende Federdurchbiegung beeinflußt werden.The invention is based on the known principle of braking force control depending on the axle load of an axle. She avoids the unpleasant and the Traffic safety impairing disadvantages of the known arrangements thereby, that actuators of both pressure regulating organs jointly either by one of the Load only one axis or double axis dependent pressure or that load corresponding spring deflection can be influenced.

Hierdurch läßt sich in einfacher und zuverlässiger Weise ohne die aufgeführten Schwierigkeiten, die die Regelung der aus diesen Gründen meist nicht geregelten Achse macht, sowohl eine der Fahrzeugbelastung entsprechende Änderung der Bremskraftsumme als auch in erwünschter Weise eine ,Änderung des Bremskraftverhältnisses zwischen Vorder- und Hinterrädern erzielen. Hieraus ergibt sich nicht nur eine bessere Gefühlsmäßigkeit der Bremsbetätigung und eine bessere Ausnutzung des jeweiligen Kraftschlußbeiwertes zwischen Reifen und Fahrbahn, sondern auch eine wesentlich bessere Abstimmung der Bremswirkung zwischen Kraftfahrzeug und Anhänger bei Zügen und Sattelkraftfahrzeugen.This can be in a simple and reliable manner without the listed difficulties, which the regulation of for these reasons mostly not controlled axle makes both a change corresponding to the vehicle load the total braking force and, if desired, a change in the braking force ratio between the front and rear wheels. This not only results in a better one Emotionality of the brake application and a better use of the respective Coefficient of adhesion between the tire and the road surface, but also an essential one better coordination of the braking effect between motor vehicle and trailer on trains and articulated vehicles.

Mit der Erfindung kann der Kraftschluß auch an der nicht oder nur wenig statisch lastveränderlichen Achse zumindest bei starken Bremsungen wesentlich besser ausgenutzt werden, als dies bei den bekannten Anordnungen der Fall ist. Bei Sattelfahrzeugen läßt sich hierdurch das gefürchtete triebachsseitige Ausknicken völlig vermeiden. Durch die Erfindung wird erreicht, daß auch die Bremskräfte derjenigen Achse zweckentsprechend geändert werden können, die ungefedert ist, sofern die andere Achse eine Federung oder Lastabwiegung aufweist.With the invention, the frictional connection can also not or only little statically load-variable axis, at least with heavy braking are better utilized than is the case with the known arrangements. at This allows articulated vehicles to buckle on the drive axle side, which is dreaded avoid completely. Through the invention achieved that the Braking forces of that axis can be changed appropriately, which is unsprung if the other axle has suspension or load balancing.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß zwei gleichartig ausgebildete Druckregelorgane durch ihre gemeinsam beeinflußten Stellglieder unterschiedlich beaufschlagbar sind. Dieser Vorschlag führt wegen der Verwendung gleichartiger Teile zu einer besonders wirtschaftlichen Lösung, und zwar unter Beibehaltung des Vorteils unterschiedlicher Regelcharakteristik der Bremsdrücke beider Achsen.A preferred embodiment of the invention is that two similarly designed pressure regulating members by their jointly influenced actuators can be acted upon differently. This suggestion leads because of its use similar parts to a particularly economical solution, while maintaining the advantage of different control characteristics of the brake pressures on both axles.

Die Erfindung wird noch dadurch weitergebildet, daß auf die Stellglieder unterschiedliche, der Verstellung der Druckregelorgane entgegenwirkende, vorgespannte elastische Mittel einwirken. Die Vorspannung des einen oder anderen Druckregelorgans kann dabei auch Null sein. Man erhält den Vorteil, daß mit sehr geringem Aufwand, nämlich durch Versetzen des Einsatzpunktes der Druckregelorgane gegeneinander, ein nichtlineares Verhältnis der Bremsdrücke beider Achsen verwirklicht werden kann. Diese Möglichkeit kann in bestimmten Fällen für die Erzielung einer besonders guten Kraftschlußausnutzung zwischen Reifen und Fahrbahn wesentlich sein.The invention is further developed in that on the actuators different, the adjustment of the pressure regulating elements counteracting, prestressed act elastic means. The bias of one or the other pressure regulating element can also be zero. One gets the advantage that with very little effort, namely by offsetting the point of use of the pressure regulating elements against one another non-linear relationship of the braking pressures of both axes can be realized. This possibility can in certain cases for the achievement of a particularly good one The utilization of frictional connection between the tire and the road surface can be essential.

Ferner sieht die Erfindung vor, daß die Stellglieder an einem gemeinsamen, von der Federdurchbiegung oder Achslast der steuernden Achse oder Doppelachse beeinflußten hebelartigen Steuerglied in verschiedener Entfernung von dessen festem Drehpunkt angreifen. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Lösung, weil der für die Steuerung auch nur einer Achse notwendige Hebel, dessen Lagerung am Fahrgestell, sein Anschluß an der Achse oder deren Federabstützung, das notwendige elastische Glied und der zugehörige Dämpfer für das zweite oder auch weitere Druckregelorgan mit benutzt werden können.Furthermore, the invention provides that the actuators on a common, influenced by the spring deflection or axle load of the controlling axle or double axle lever-like control member at various distances from its fixed pivot point attack. This results in a particularly simple solution because the for Control of only one axis necessary lever, its mounting on the chassis, its connection to the axle or its spring support, the necessary elastic Member and the associated damper for the second or further pressure regulating element can be used with.

Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß die Achse oder Doppelachse mit der größten statischen Achslaständerung als steuernde Achse ausgebildet ist. Das ist von Vorteil; weil hierdurch an die Ausführungsgenauigkeit der Übertragungseinrichtungen und an die Empfindlichkeit der Druckregelorgane die geringstmöglichen Anforderungen gestellt werden.Furthermore, the invention provides that the axis or double axis is designed as a controlling axle with the greatest static axle load change. That is an advantage; because this affects the accuracy of the transmission equipment and the lowest possible demands on the sensitivity of the pressure regulating elements be asked.

Schließlich ist es für die Erfindung noch wesentlich, daß. die Hinterachse. oder Hinter-,Doppelachse in an sich bekannter Weise als steuernde Achse ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, daß sich, vor allem bei Sattelzugmaschinen, von der Hinterachse aus die Vorderachse der Zugmaschine und -wenn gewünscht -auch die Achse bzw. Achsen des Anhängers sich besonders bequem steuern läßt bzw. steuern lassen.Finally, it is also essential for the invention that. the rear axle. or rear, double axle designed as a controlling axle in a manner known per se is. This has the advantage that, especially in the case of tractor units, the rear axle from the front axle of the tractor and - if desired - also the axle or axles of the trailer can be controlled or controlled particularly easily.

Die Erfindung wird an Hand der F i g. 1 bis 3 erläutert.The invention is illustrated with reference to FIGS. 1 to 3 explained.

F i g. 1 zeigt .das Beispiel eines Schalt- und Leitungsschemas einer nach der Erfindung ausgebildeten Bremsanlage für ein zweiachsiges Fahrzeug mit zwei durch Luftfederelemente beaufschlagten Druckregelorganen; F i g. 2 zeigt die Anordnung zweier Druckregelorgane mit einer gemeinsamen Betätigung durch die Federdurchbiegung einer Achse in schematischer Darstellung; F i g. 3 stellt den Schnitt durch einen ein Druckregelorgan beaufschlagenden Druckmittelzylinder mit vorgespannter Feder dar, und zwar in vereinfachter Darstellung. Die Maßstäbe der F i g. 1 bis 3 sind nicht gleich, insbesondere F i g. 3 weist einen wesentlich größeren Maßstab auf als die F i g. 1 und 2.F i g. 1 shows the example of a switching and wiring diagram for a trained according to the invention brake system for a two-axle vehicle with two pressure regulating elements acted upon by air spring elements; F i g. 2 shows the arrangement two pressure regulating organs with a common actuation through the spring deflection an axis in a schematic representation; F i g. 3 shows the section through one a pressure regulating member acting on a pressure medium cylinder with a pretensioned spring in a simplified representation. The standards of FIG. 1 to 3 are not the same, especially F i g. 3 is on a much larger scale than the fig. 1 and 2.

In der F i g. 1 bewirkt ein nicht gezeichneter Druckmittelerzeuger, z. B. -ein Luftpresser oder eine ölpumpe, die Füllung des Druckmittelvorratsbehälters 1 über die Leitung 2. Über die Leitung 3 ist das übliche Fußbremsventil 4 mit dem Bremsfußhebel s angeschlossen. Das Fußbremsventil 4 beaufschlagt über die Leitung 6 die Druckregelorgane 7 a und 7 b, die ihrerseits mit dem Behälter 1 durch die Leitung 8 in Verbindung stehen. Die Druckregelorgane 7 a, 7 b sind über die Leitungen 9 a, 9 b mit den Bremszylindern 10 a,10 b verbunden. Dabei sind beispielsweisz die Bremszylinder 10 a der Vorderachse, die Bremszylinder 10 b der Hinterachse des Fahrzeugs zugeordnet. Über die Leitung 14 stehen die Luftfedern 13 mit den Betätigungszylindern 15 a, 15 b der Druckregelorgane 7 a, 7 b in Verbindung. Die Leitung 14 kann durch eine Leitung 16 fortgesetzt werden, die zu einem oder weiteren Druckregelorganen führt, vorzugsweise zur gleichzeitigen Steuerung des Bremsdrucks eines Sattelanhängers. Das für einen Anhänger bestimmte Druckregelorgan kann sich im Anhänger befinden und über eine besondere Schlauchkupplung mittels der fortgesetzten Leitung 16 beaufschlagt wer= den; es kann aber auch in der Zugmaschine angeordnet sein und die Brems- bzw. Steuerleitung des Anhängers beeinflussen.In FIG. 1 causes a pressure medium generator, not shown, z. B. -an air compressor or an oil pump, the filling of the pressure medium reservoir 1 via line 2. Via line 3, the usual foot brake valve 4 is connected to the brake pedal s. The foot brake valve 4 acts via the line 6 on the pressure regulating elements 7 a and 7 b, which in turn are connected to the container 1 through the line 8. The pressure regulating elements 7 a, 7 b are connected to the brake cylinders 10 a, 10 b via the lines 9 a, 9 b. For example, the brake cylinders 10 a are assigned to the front axle and the brake cylinders 10 b are assigned to the rear axle of the vehicle. The air springs 13 are connected to the actuating cylinders 15 a, 15 b of the pressure regulating elements 7 a, 7 b via the line 14. The line 14 can be continued by a line 16 which leads to one or more pressure regulating elements, preferably for the simultaneous control of the brake pressure of a semitrailer. The pressure regulating element intended for a trailer can be located in the trailer and acted upon via a special hose coupling by means of the continued line 16; but it can also be arranged in the tractor and influence the brake or control line of the trailer.

Der Bremsdruck in den Bremszylindern wird durch die Stärke der Betätigung des Fußhebels 5 und vom Druck in den Luftfedern 13 bestimmt. Beide Abhängigkeiten können drucklinear sein, jedoch ist auch die Verwirklichung anderer Abhängigkeitsfunktionen möglich. Für die vorderen wie für die hinteren Bremszylinder ergeben sich unterschiedliche Drücke, wie durch die .unterschiedliche Größe der Betätigungszylinder 15 a und 15 b angedeutet ist.The brake pressure in the brake cylinders is determined by the strength of the actuation of the foot lever 5 and the pressure in the air springs 13. Both dependencies can be pressure linear, but other dependency functions can also be implemented. There are different pressures for the front and rear brake cylinders, as indicated by the different sizes of the actuating cylinders 15 a and 15 b .

Für F i g. 2 gilt das Schaltschema der F i g. 1 entsprechend, jedoch unter Wegfall der Teile 13 bis 16. An einem Teil 17 des Fahrzeugrahmens sind die Druckregelorgane 7 a und 7 b fest angebracht, desgleichen ein Lagerbock 18 mit Bohrungen 19 und 20. Die Bohrung 19 dient als Lager für den Hebel 21, der seinerseits Bohrungen 22 sowie 23 a und 23 b aufweist. Am freienEnde des Hebels 21 ist ein elastisches Glied 24, z. B. eine Biegefeder aus Metall, Kunststoff oder Gummi, angeordnet, das über eine Lasche 25 mit dem Achskörper 26, z. B. einer Triebachse, gelenkig verbunden ist. In die Bohrungen 23 a, 23 b greifen Schubstangen 27 a, 27 b ein, die die Hebel 28 a, 28 b bewegen und dadurch eine Verstellung der Druckregelorgane 7 a, 7 b bewirken. Die Regelcharakteristik kann außer durch die Entfernung der Bohrungen 23 a und 23 b von der Bohrung 19 durch die Längenverhältnisse der Schubstangen 27 zu den Hebeln 28 als auch durch die Winkellage in der Ausgangsstellung zwischen den Teilen 21, 27 und 28 verändert werden. Diese Wette können für jedes Druckregelorgan eine andere Größe aufweisen.For F i g. 2, the circuit diagram of FIG. 2 applies. 1 correspondingly, but with the omission of parts 13 to 16. The pressure regulating elements 7 a and 7 b are firmly attached to a part 17 of the vehicle frame, as is a bearing block 18 with holes 19 and 20. The hole 19 serves as a bearing for the lever 21, which in turn has bores 22 and 23 a and 23 b. At the free end of the lever 21 is an elastic member 24, e.g. B. a spiral spring made of metal, plastic or rubber, arranged, which via a tab 25 with the axle body 26, z. B. a drive axle, is articulated. Push rods 27 a, 27 b engage in the bores 23 a, 23 b and move the levers 28 a, 28 b and thereby cause an adjustment of the pressure regulating elements 7 a, 7 b. The control characteristic can be changed by the distance between the bores 23 a and 23 b from the bore 19 by the length ratios of the push rods 27 to the levers 28 as well as by the angular position in the starting position between the parts 21, 27 and 28. This bet can have a different size for each pressure control element.

Beim Durchfedern der Achse 26 (die Feder ist nicht gezeichnet) ändert sich die Entfernung c zwischen Achse und Fahrzeugrahmen. Dadurch wird der Hebel 21 über das elastische Glied 24 und gegen den Widerstand eines vorzugsweise hydraulischen Dämpfers 33 derart bewegt, daß sich der Hebel 21 erst allmählich in die neue Lage einstellt, so daß alle Fahrbahnstöße ausgeschaltet und im wesentlichen nur die statischen Achslasten berücksichtigt werden. Dies ist an sich bekannt. Die beiden Druckregelorgane 7 a und 7 b werden durch den Hebel 21 zwar gleichsinnig, jedoch in verschiedener Weise und in verschiedenem Maße betätigt. Statt an die Achse 26 kann der Hebel 21 auch an einen Achslastfühler oder an einen Fühler für die Sattellast angeschlossen sein. Dies gilt im übrigen auch für die Leitung 14 (F i g. 1).When the axle 26 springs through (the spring is not shown) changes is the distance c between the axle and the vehicle frame. This will make the lever 21 over the elastic member 24 and against the resistance of a preferably hydraulic Damper 33 is moved in such a way that the lever 21 only gradually moves into the new position adjusts so that all road bumps are eliminated and essentially only the static Axle loads are taken into account. This is known per se. The two pressure regulating organs 7 a and 7 b are through the lever 21 in the same direction, but in different Operated in different ways. Instead of the axis 26, the lever 21 also connected to an axle load sensor or a sensor for the fifth wheel load be. This also applies to the line 14 (FIG. 1).

F i g. 3 stellt einen Betätigungszylinder 15 a und 15 b nach F i g. 1 in besonderer Ausführung dar. Der das betreffende Druckregelorgan 7 a bzw. 7 b betätigende Kolben 29 steht unter dem Druck einer vorgespannten Feder 30 und stützt sich über Anschläge 31 am Zylindergehäuse 32 ab. Der durch die Leitung 14 kommende Druck muß daher erst die Vorspannung der Feder 30 überwinden, ehe er den Kolben 29 nach unten verschieben kann. Die Vorspannung ist auch durch pneumatische Mittel aufbringbar.F i g. 3 represents an actuating cylinder 15 a and 15 b according to FIG. 1 in a special embodiment. The piston 29 which actuates the relevant pressure regulating element 7 a or 7 b is under the pressure of a pretensioned spring 30 and is supported on the cylinder housing 32 via stops 31. The pressure coming through the line 14 must therefore first overcome the bias of the spring 30 before it can move the piston 29 downwards. The preload can also be applied by pneumatic means.

Die Erfindung ist anwendbar auf Druckluftbremsen, Vakuumbremsen, hydraulische Bremsen mit strömendem und auch mit stationärem Druckmittel. Darüber hinaus ist die Erfindung auch zu verwirklichen bei elektrischen Bremsen, wenn für die beschriebenen Druckmittelgeräte Geräte mit entsprechenden elektrischen Funktionen angewandt werden.The invention is applicable to air brakes, vacuum brakes, hydraulic Braking with flowing and also with stationary pressure medium. In addition, is the invention can also be implemented in electric brakes, if for the described Pressure medium devices devices with corresponding electrical functions are used.

Claims

Claims: 1. Device for controlling the braking pressures for motor vehicles and trailers, in which a pressure medium command pressure controlled by the driver is changed separately for the front and rear wheels by a load-dependent pressure control element connected upstream of the brake cylinders, characterized in that actuators (15a and 15b; 27a , 28a and 27b, 28b) of both pressure control means (7 a and 7 b are) affected either by common one of the load only one axis or double axis-dependent pressure or this load corresponding spring deflection.

2. Device according to claim 1, characterized in that two similarly designed pressure regulating members (7 a and 7 b ) can be acted upon differently by their jointly influenced actuators (15 a and 15 b; 27a, 28a and 27b, 28b).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that different, the adjustment of the pressure regulating members (7 a and 7 b) counteracting, preloaded elastic means (30) act on the actuators.

4. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the actuators (27 a, 28a and 27b, 28b) on a common lever-like control member (21 ) influenced by the spring deflection or the axle load of the controlling axle (26) or double axle ) attack at different distances from its fixed pivot point (19).

5. Device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that that the axle or double axle with the greatest static axle load change is the controlling one Axis is formed.

6. Device according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the rear axle or double rear axle in itself is designed as a controlling axis in a known manner. Considered publications: German Patent Nos. 602108, 809 029, 834184, 886 850, 937 030; German Auslegeschrift No. 1087 023; German patent application K 5779 1I / 63 c (published on 23 B. 1951); German utility model number 1751089; French patents No. 925 663, 973 210, 1121624; Automobiltechnische Zeitschrift ATZ, year 1962, issue 7, (July 1960), p.194 ff.