DE1655003A1

DE1655003A1 - Dynamischer Drucktransformator,insbesondere fuer Kraftfahrzeugbremsanlagen

Info

Publication number: DE1655003A1
Application number: DE19671655003
Authority: DE
Inventors: Lepelletier Pierre And Georges
Original assignee: Francaise du Ferodo SA
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1966-01-07
Filing date: 1967-01-09
Publication date: 1971-05-13
Also published as: US3379479A; FR1469619A; GB1158999A; FR91320E; DE1655003B2; DE1655003C3; FR91382E

Description

M 6950

Case 521/544

Societe Anonyme Francaise du Ferodo, Paris, Frankreich

Dynamischer Drucktransformator, insbesondere für Kraftfahrzeugbremsanlagen

Prioritäten: 7.1,1966 und 9.8.1966 - Frankreich

Die Erfindung betrifft einen dynamischen Drucktransformator, der insbesondere für Bremsanlagen von Kraftwagen geeignet ist, die eine hydraulische Betätigungseinrichtung aufv/eist» um die Bremsen der Achsen des Fahrzeuges, und zwar· wenigstens eine derselben, praktisch der Hinterachse, zu betätigen, und mit Drucktransformationseinrichtungen, die zwischen der hydraulischen Betätigung und den Bremsen der Achat-, eingeschaltet sind.

Ein derartiger dynamischer Druck transformator gemäß der Erfindung umfaßt im wesentlichen ein hohles Gehäuse, das mit wenigstens /-wet Bohrungen versehen ist, sowie einen Kolben mit dem Querschnitt Sl, der mit einer axialen Kolbenstange mit dem Querschnitt S2 versehen ist, wobei der Kolben in einer der Bohrungen gleiten kann und in dieser zu beiden Seiten eine zy-

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lindrische Kammer begrenzt, welche an den Bremskreie einer tehse angeschlossen ist, und wobei um die Kolbenstange eine Ringkammer gebildet ist, die an die hydraulische Betätigungseinrichtung, etwa einen Geberzylinder, angeschlossen ist, wahrend die Kolbenstange in einer zweiten Bohrung des hohlen Gehäuses gleitet, wobei das Erfindungswesentliche darin zu sehen ist, daft die Kolbenstange einer variablen axial gerichteten Kraft F ausgesetzt iot, wobei diese Kraft eine Funktion des freien Raumes zwischen Chassis und Achse das Fahrzeuges ist, daii der Kolben eine gesteuerte Verbindung zwischen den beiden Kammern aufweist, t/elche in der Öffnungsstellung ist, wenn der Kolben sich in der einen äußeren Stellung befindet, in der daa Volumen der zylindrischen Kammer ein Minimum hat, «obei di· Öffnung die Gleichheit des Druckeo in der zylindrischen Kammer, d.h. des transformierten Druckes, mit dem Druck Ln der Ringkdmmer,-genannt Steuerdruck, herbeiführt, und daß die Verbindung in der Schließe tellurig ist, aabald der Kolban sich um eine vorbt'o timmte Größe aus der extremen Stellung heraus verschoben hat, und daß ein Ring gleitfähig zwischen der Kolbenstange und der zweiten Bohrung des hohlen Gehäuses angeordnet ist, welche Bohrung dann einen größeren Querschnitt S3 aufweist air. der Querschnitt S2, daß der Ring einer vorbestimmten Spannkraft F ausgesetzt und unter dem Einfluß des Steuerdruckes und gegen dio Spannkraft bewegbar ist zwischen einer ersten Stellung, wo der Ring in Anlage gegen ο ine Schulter de.··, hohlen Gehäuses kommt und an diesem fest iot, und einer zweiten Stel-

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lung, v/o der Ring gegen eine Schulter der Kolbenstange kommt und. an dieser fest ist.

Auf diese Weise ist beim Schließen der Verbindung die Höhe der Änderung des transformierten Druckes geringer als die Höhe der Änderung des Steuerdruckes, in einem Verhältnis von Sl - S2,

solange der Ring an dem hohlen Gehäuse fest ist,und gleich Sl - S3, wenn der Ring an der Kolbenstange fest ist.

Auf Grund dieser Anordnung, die bei dem zugeordneten Bremskreis einer Hinterachse des Fahrzeuges angewendet wird, geschieht die Betätigung der Bremse dieser Achse in mehreren bestimmten Funktionsphasen, wobei eine derartige Verteilung der Funktionsweise der den auf die Hinterachse ausgeübten Druck repräsentierenden Kurve ermöglicht, als Funktion des auf die Vorderachse wirkenden Druckes der theoretisch idealen Kurve eng zu folgen«

Es ist bekannt, daß die theoretisch ideale Kurve der Bremsmoinente einen parabolischen Verlauf hat, der bei den Bremsdrücken von dem Augenblick an auftritt, wo die Abhängigkeit des Druckes von dem Drehmoment der Bremsen der beiden Achsen genau bestimmt ist, d.h. konstant ist oder lediglich geringen Änderungen unterliegt. Vorzugsweise wird ein dynamischer Drucktransformator nach der Erfindung also bei diesen Bremsen derart an-

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-If-.

gewendet, daß sich eine dynamische Drehmomenttransformation ergibt.

Die gemäß der Erfindung auf den Kolben des dynamischen Drucktransformators ausgeübte Kraft F ist unabhängig von der Funktionsph<aa<ä abhängig von der dynamischen Belastung der Hinterachse, d.h. von der statischen Belastung derselben, und von augenblicklichen Änderungen dieser Belastung, die sich bei verschiedenen Beschleunigungen ergeben» denen das Fahrzeug in einem bestimmten Moment unterliegt, z.B. beim Bremsen, beim ansteigenden oder abfallenden Verlauf einer Straße, in einer Kurve oder an einer geneigten Stelle derselben.

Die Kraft F kann also sowohl positiv als auch negativ sein, je nachdem, ob die dynamische Belastung der Hinterachse mehr oder weniger groß ist, wobei eine neutrale Stelle vorhanden ist, wo die Belastung durch null geht.

Wenn insbesondere bei einer Leerbremsung und bei starken Verzögerungen, wo die von der Hinterachse getragene Belastung ihren geringsten Wert annimmt, die Kraft F negativ ist und einen Zug auf den Kolben des dynamischen Drucktransformators ausübt, ergibt sich eine Verringerung des Druckes in dem Bremskreis der betreffenden Hinterachse, wodurch die gefährliche Blockierung derselben verhindert wird.

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Der dynamische Drucktransformator nach der Erfindung arbeitet also in jedem Fall als Depressor, wobei jedoch die Besonderheit, daß der Transformator sowohl bei Zug wie bei Druck arbeitet, zusammen mit der mehrphasigen Punktionsweise den Anwendungsbereich im Vergleich zu bekannten Drucktransformatoren beträchtlich erweitert, und zwar besonders auf Grund der Tatsache, daß es möglich ist, Funktionskurven zu erreichen, die unterhalb der Kurve liegen, die eine Depressorfunktionsweise repräsentiert, welche einer axialen Nullkraft auf die Kolbenstange entspricht, da dies genau das Ende der Vorzeichenumkehr dieser Kraft ist.

Gemäß verschiedenen abgeänderten Ausführungsformen ist das hohle Gehäuse oder der Kolben des dynamischen Druckwandlers einesteils mit einem nicht fahrzeugfesten Teil fest verbunden, während der Kolben oder der Hohlkörper mittels eines elastischen Zwischengliedes mit dem Fahrzeugchassis verbunden ist, wobei die Flexibilität des Zwischengliedes vorzugsweise variabel ist.

Die Erfindung betrifft auch eine bevorzugte Ausbildung eines elastischen Zwischengliedes mit variabler Flexibilität.

Gemäß einer Aus ftlhrungaform derselben umfaßt das Zwischenglied mit variabler Flexibilität ein zylindrisches Gehäuse, das an das Fahrzeugchaseis mittels einer Schwenkstange angelenkt ist, die vorzugsweise eine einstellbare Länge aufweist, eine zylin-

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drische Muffe, die koaxial zu dem Gehäuse angeordnet ist und frei in demselben bewegbar ist und wenigstens zwei transversale Anlagekragen aufweist, wobei einer nach dem Außenraum und der andere nach dem Innenraum der Muffe gerichtet iat, eine erste Federeinrichtung, die einerseits an dem Äußeren Kragen der Muffe angreift und andererseits an einer Querwand des Endes des Kastens, eine Führung, die in den Kasten zwischen einer Zwischenquerwand und der anderen Endquerwand desselben liegt und an eine Stange angelenkt ist, die selbst wieder mit der Hauptkolbenstange des dynamischen Druckwandlers gekuppelt ist, wobei die Führung in Anlage an den inneren Kragen der Muffe liegt, und eine zweite Federeinrichtung, die zwischen dem äußeren Kragen und einem transversalen Bügel der Stange liegt.

Vorzugsweise weist die erste Federeinrichtung eine konstante Steifigkeit auf und ist selbst einer dritten Federeinrichtung zugeordnet, die entgegengesetzt arbeitet und einerseits an der transversalen Zwischenquerwand des Kastens und andererseits an einem transversalen Zwischenkragen in der Muffe angreift, wobei die zweite und die dritte Federeinrichtung variable Steifigkeiten aufweisen.

Diese Ausbildung ermöglicht es, eine Kurve zu erhalten, die den Bremsmomentänderungen an der Hinterachse als Funktion der dynamischen Belastung derselben entspricht, wobei bei dieser Kurve auf Grund der variablen Flexibilität die Änderung des

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Drehmomentes in vorteilhafter Weise weniger schnell geschieht für hohe dynamische Belastungen, die einer positiven Druckwirkung des Kolbens des Drucktransformators entsprechen, und daß 8ie für geringe dynamische Belastungen abnimmt, die einer negativen Wirkung, d.h. einer Zugwirkung des Kolbens, entsprechen« Dadurch nähert sich die Funktionskurve des dynamischen Transformators der idealen Kurve mit parabolischem Verlauf an.

Die Erfindung ist im folgenden anhand scheinatischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen ergänzend beschrieben.

Figur 1 zeigt eine Bremsanlage.

Figur 2 ist ein Axialschnitt des dynamischen Drucktransformators nach der Erfindung bei der Bremsanlage nach Figur 1.

Figur 3 ist ein Schaubild der Funktionsweise des Drucktransformators.

Figur «♦ ist eine Schnittansicht einer abgeänderten Ausführungsform eines Drucktransformatore nach der Erfindung, der an einem nicht frei aufgehängten Teil des Fahrzeuges angebracht ist und in Verbindung mit einer Verbindungeeinrichtung variabler Flexibilität verwendet ist, die den Kolben mit dem Chassis des Fahrzeugs verbindet.

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Figur 5 ist eine Kurvendarstellung der Wirkungsweise der Vorrichtung nach Figur 4.

Figur 6 ist ein Axialschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Drucktransformators nach der Erfindung, der insbesondere für ein Fahrzeug mit hydraulischer Aufhängung verwendbar ist.

Die in Figur 1 dargestellte Bremsanlage umfaßt einen Geberzylinder 10, der mit einem Vorratsbehälter 11 versehen ist, sowie ein Bremspedal 12, welches Bremsflüssigkeit in eine Leitung 13 drücken kann, die an die Verzweigung 14 angeschaltet ist, von der die Leitungen IS und 16 zu den Bremsen 17 und 18 sowie eine Leitung 19 abgehen, die an einen Drucktraneformator 20 führt, der weiter unten noch erläutert ist und von dem aus eine Leitung 119 an eine Verzweigung 120 führt, von der aus zwei Lei· tungen 21 und 22 an die Hinterradbremsen 23 und 24 führen.

Die Bremsen 17, 18, 23 und 24 sind als übliche Backenbremsen ausgebildet und weisen in Vorwärtsrichtung eine Druckbacke 25 und eine Spannbacke 24 auf, welche an einen festen Anschlag 27 angreifen und mittels eines hydraulischen Zylinders 28 betätigbar sind, in dem zwei Kolben 29 und 30 in entgegengesetzten Richtungen gleiten können.

Der Drucktransformator 20 (Figur 2) umfaßt ein Gehäuse 31, das fest mit dem Aufbau des Fahrzeuges verbunden ist, welcher Auf-

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bau in Figur 1 durch die Bezugsziffer 32 schematisch dargestellt ist. In dem Gehäuse 31 sind zwei koaxiale Bohrungen und 34 eingearbeitet sowie eine dritte Zusatzbohrung 35, die hintereinander liegen, wobei die mittlere Bohrung 34 einen Querschnitt S3 aufweist, der kleiner ist als diejenigen der anderen Bohrungen, insbesondere der Querschnitt Sl der Bohrung 33.

In dem Gehäuse 31 ist ein Kolben 36 untergebracht, der einen ersten zylindrischen Ansatz 37 trägt, der einen Kolben bildet und in der Bohrung 33 des Gehäuses 31 gleitet und eine Umfangsnut 38 aufweist, in die eine Dichtung 39 eingesetzt ist, sowie einen zweiten zylindrischen Ansatz 40, der eine Stange mit dem Querschnitt S2 bildet, welcher kleiner ist als der Querschnitt S3 der Bohrung 34 des Gehäuses 31. Der zweite Ansatz 4Q (Kolbenstange) iat von einem Ring 41 umgeben, der zwischen dem Kolben und der Bohrung 34 des Gehäuses 31 eingefügt ist, wobei die Abdichtung dieser Anordnung einerseits durch eine Dichtung 42 % gewährleistet ist, die in einer Nut 43 der Kolbenstange 40 liegt, und andererseits durch eine Dichtung 44, die in einer Nut 45 der Bohrung 34 des Gehäuses 31 untergebracht ist. Der Ring 41 kann unter leichter Reibung zwischen dem Ansatz 40 des Kolbens 36 und der Bohrung 34 des Gehäuses 31 gleiten und weist an seinem einen Ende einen Ringkragen 46 auf, der gegen eine Schulter 47 des Gehäuses 31 anschlagen kann oder gegen eine Schulter 48 des Kolbens 36 und der in Richtung der

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Schulter 47 des Gehäuses 31 durch eine geeichte Vorspannfeder 50 vorgespannt ist. Letztere weist eine geringe Steifigkeit tiuf und legt an einer Stirnwand 51 an, die die Bohrung 35 des Gehäuses 31 teilweise verschließt. Die derart gebildete Kammer steht unter Atmosphärendruck.

An der Stirnwand 52 der Bohrung 33 des Gehäuses 31 weist der Kolben 36 Anschlagschenkel 53 auf, die von Kanälen 54 durchzogen sind. Am anderen Ende umfaßt der Kolben 36 einen Schaft 55, an den ein die Stirnwand 51 der Bohrung 35 in einer öffnung 57 durchquerender Pleuel 56 angelenkt ist. Wie aus Figur 1 zu erkennen ist, ist das Pleuel 56 mittels einer elastischen Feder 60 nach zwei Richtungen wirkend angelenkt, wobei diese Feder an der Stelle 61 an der Hinterachse 62 des Fahrzeuges eingespannt ist oder an irgendeinem anderen nicht fahrzeugfesten Teil. Der elastischen Feder 60 ist noch eine elastische Gegenfeder 63 zugeordnet, die derart angebracht ist, daß sie eine elastische Deformierung der Feder 60 bei einer Auslenkung nach oben behindert.

Der Ansatz 37 des Kolbens 36 begrenzt in der Bohrung 33 des Gehäuses 3-1 eine zylindrische Kammer 70, an die die Leitung 119 angeschlossen ist, und begrenzt mit dem Ansatz 40 und dem Ring 41 eine Ringkammer 71, an die die Leitung 19 angeschlossen ist. Die Kammern 70 und 71 stehen untereinander über eine Verbindung T/ in dem Kolben 36 miteinander in Verbindung, wobei

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diese Verbindung ein Kugelventil 73 aufweist, das in Schließstellung durch eine Feder 71 vorgespannt ist und durch einen Zapfen 75 geöffnet werden kann, der an der Stirnwand 52 der Bohrung 33 liegt. Der Zapfen 75 ist so lang, daß er das Ventil erst öffnet, wenn der Kolben 36 in der Nähe der äußeren Stellung ist, wo die Ansätze 53 gegen die Stirnwand 52 der Bohrung 33 kommen, so daß das Volumen der Kammer 70 auf ein Minimum verringert ist.

Der transversale Querschnitt der Bohrung 175, durch die die Verbindung 72 in die Kammer 70 mündet, ist als vernachlässigbar angenommen gegenüber dem Querschnitt Sl der Kammer, d.h. dem Querschnitt des Ansatzes 37 des Kolbens 36.

Figur 3 zeigt ein Funktionsschaubild, in dem ale Abszisse der Druck Pl, d.h. der Steuerdruck, aufgetragen ist, der in der Kammer 71 herrscht., und als Ordinate der Druck P2, d.h. der transformierte Druck in der Kammer 70 bei Betätigung des Bremspedals und stehendem Fahrzeug.

Konstruktionsgemäß ist die elastische Feder 60 derart gestaltet, daß sie bei leerem und stehendem Fahrzeug auf den Kolben 36 eine Kraft F in Richtung des Pfeiles 76 von Figur 2 ausübt, d.h. in Druckrichtung (positiv), wobei die Ansätze 53 des Kolbens 36 gegen die Stirnwand 52 der Bohrung 33 des Gehäuses 31 kommen, wie in Figur 2 dargestellt ist. Das Ventil 73 ist also normalerweise offen und die Kammern 70 und 71 stehen unter glei-

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ehern Druck.

Wenn das Fahrzeug also steht, betätigt der Fahrer das Bremspedal 12, so daß der Druck Pl in der Kammer 71 in gleichem Maße zunimmt wie der Druck P2 in der Kammer 70. Der entsprechende Funktionszustand bei dieser ersten Phase lauft auf einer Linie von 45° von Ursprungspunkt aus. Die entsprechende Gerade ist in Figur 3 mit A bezeichnet. Der Druck in der Kammer 70 drückt auf den Kolben 36 auf eine Querschnittefläche Sl, während in der Kammer 71 derselbe Druck auf die Querschnittsfläche Sl - S2 des Kolbens 36 drückt, so daß letzterer bestrebt ist, sich in der Figur nach rechts zu verschieben, wobei sich wahrend dieser Bewegung das Ventil 73 schließt·

Von dieser Bewegung ausgehend, die der Obergangsstelle Tl in Figur 3 entspricht, sind die Kammern 70 und 71 nicht mehr weiter miteinander in Verbindung und die Druckzunahme in den Kammern 70 und 71 geschieht sodann in dem Verhältnis der Querschnitte Sl - 32, wobei der Druck P2 kleiner bleibt ale der Sl

Druck Pl. Während dieser zweiten Funktionsphase verlauft die Druckzunahme auf einer Geraden B, deren Neigung durch das Verhältnis der Querschnitte gegeben ist und deren Ordinate am Ursprungspunkt Fl dieser Geraden der Belastung der Hinterachse bei stehendem Fahrzeug entspricht. Bei geänderter Belaste_g z.B. entsprechend der Stelle F2, folgt die Druckabhängigkeit sodann einer Geraden B', die parallel zur Geraden B liegt.

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Wenn der Fahrer noch kraftiger auf das Bremspedal tritt, nimmt der Druck in der Kammer 71 noch mehr zu und erreicht einen Wert, bei dem die auf den Ring 41 von der vorgespannten Feder SO ausgeübte Kraft Oberschritten wird, so daß der Ring ¹H sich nach rechts verschiebt, bis er an der Schulter 18 des Kolbens 38 anliegt und der Ring auf irgendeine Weise an den Kolben festgemacht wird. Während dieser dritten Funktionsphase, die in dem oben genannten Augenblick beginnt, ist der weitere Druckzuwachs in den Kammern 70 und 71 durch das Verhältnis der Querschnitte Sl - S3 xu Sl bestimmt, welches kleiner ist als das vorstehend genannte Verhältnis. Daher verlauft der Druckanstieg auf einer Geraden C, deren Neigung kleiner ist als diejenige der Geraden B, Und deren Schnittpunkt mit der Ordinate gegenüber de» Schnittpunkt der Geraden B um eine Strecke abweicht, die eine Funktion der Feder SO ist. Bei geänderter Belastung der Hinterachse» s.B. entsprechend den Wert F2, verläuft der Druckanstieg auf einer Geraden C', die parallel zu C verläuft, Es sei bemerkt, da* die Obergangestellen T2 und T2¹ zwischen den Geraden B und C einerseits und den Geraden B' und C¹ andererseits auf ein und derselben Vertikalen liegen, deren Lage durch die Feder SO bestimmt ist. Änderungen der Vorspannung derselben bei der letztlichen Verschiebung des Kolbens sind als vernachlässigbar angenommen.

Man erkennt die Unterteilung der Wirkungsweise des Drucktransformators in drei Phasen, die durch die Verschiebung des Ringes 41 ermöglicht ist.

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Durch Anordnung des Ansatzes 40 des Kolbens 36 in der Bohrung 34 des Gehäuses 31 und einer Anzahl analoger Ringe, die aufeinanderfolgend ineinandergeschachtelt sind, ist es möglich, die Wirkungsweise ir. eine größere Anzahl von Phasen zu unterteilen.

Nunmehr sei angenommen, daß das Fahrzeug 3ich in Fahrt befinde. Der Kolben 36 steht dann unter der Wirkung der elastischen Feder 60, gegebenenfalls noch unter der Wirkung der Gegenfeder 63 in Abhängigkeit von Änderungen der dynamischen Belastung der Hinterachse 62, d.h. in Abhängigkeit von Bewegungen des Fahrwerks 32 in Bezug auf die Hinterachse 62. In Figur 1 ist in vollen Linien X die Stellung des Fahrwerks und also des Gehäuses 31 des Drucktransformators 20 angegeben, wenn das Fahrzeug leer ist und stillsteht, während die strichpunktierten Linien Y die Stellung dieser Organe bei Überlastung der Achse 62 zeigen und die strichpunktierten Linien Z die Stellung der Organe bei entlasteter Achse 62. Diese Belastungsänderungen können entweder eine effektive Änderung der statischen Belastung der Achse oder augenblickliche Änderungen derselben auf Grund verschiedener Beschleunigungen des Fahrzeuges bewirken, z.B. beim Bremsen, beim Befahren einer ansteigenden oder absteigenden Straße, einer Kurve oder einer schrägliegenden Straße, natürlich auch irgendwelchen Kombinationen dieser verschiede nen Faktoren.

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Ea sei bemerkt, daß bei Überlastung der Achse 62 die elastische Feder 60 den Kolben 36 in Richtung der Stirnseite 32 des Gehäuses 31 drückt, während bei Entlastung der Achse 62 die elastische Feder 60 mit Unterstützung der elastischen Zusatzfeder 63 einen Zug auf den Kolben 36 ausübt.

Wie aus Figur 3 zu erkennen ist, wird die Hinterachse bei einer Bremsung auf Grund der Verzögerung des Fahrzeuges ent-

lastet, so daß die elastische Feder 60 mit Unterstützung der ^ elastischen Zus&tzfeder 63 einen wechsenden Zug auf den Kolben 36 ausübt, wodurch eine zusätzliche Verringerung des Druckes in dem Bremskreis dieser Achse hervorgerufen wird und dadurch eine Blockierung derselben bei einer Entlastung verhindert wird, die gewöhnlich zugleich am häufigsten und am gefährlichsten ist. Der Druck P2 in dem Brems*. J^ dejt· Hinterachse 62 ändert sich progressiv in Obereinstimmung mit ami vom Fahrer erzeugten Steuerdruck Pl von einer oberen Kurve, die einem Zustand von gegebener Belastung entspricht, bis zu einer un- M teren Kurve, die einem Zustand von verringerter Belastung entspricht .

Figur ·* zeigt eine, abgeänderte Ausführungsform eines Drucktransformators nach der Erfindung in Kombination mit einer elastischen Einrichtung variabler Flexibilität, die gemäß der Erfindung die Kolbenstange HO mit dem Fahrwerk verbindet, das durch einen ununterbrochenen Strich 32 in Figur U dargestellt ist, wobei das Gehäuse 31 an einem nicht fahrzeugfesten Teil

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befestigt ist.

Diese abgeänderte Ausführungsform weicht geringfügig von der in Figur 2 dargestellten Anordnung ab, indem die geeichte Feder 50 nicht direkt an dem Kragen 46 des Ringes 41 anliegt, sondern an dem äußeren Kragen einer Muffe 246, die an ihrem an· deren Ende einen inneren Kragen bildet, der an dem Kragen 46 des Ringes 41 anliegt.

Die elastische Einrichtung mit variabler Flexibilität gemäß Figur 4 bildet eine Variante der Ausführungsform mit d«r elastischen Feder 60 und der elastischen Zusatzfeder 63, die bei der Vorrichtung nach Figur 1 verwendet sind, und umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 200, das an seinen beiden Enden jeweils durch eine Stirnwand 201A bzw. 201B verschlossen ist. Dies« Stirnwände sind durch Sprengringe 2O2A, 2O2B festgehalten. Das Gehäuse 200 weist innen eine weitere Querwand 203 auf, die ebenfalls mittels eines Sprengringes 204 festgehalten ist und zwei ringförmige, axial gegeneinander versetzte Ansätze aufweist, nämlich einen äußeren ringförmigen Ansatz 205 und einen inneren ringförmigen Ansatz 206. In dem Gehäuse 200 ist eine Muffe 207 frei beweglich angeordnet, die drei als Anschlag« dienende Kragen aufweist, welche axial gegeneinander versetzt sind, nämlich einen äußeren Kragen 208, einen Zwischenkragen 209 und einen Innenkragen 210, wobei der äußere Kragen 208 eine axiale Zwischenstellung in Bezug auf die Stellung der Seiden anderen Kragen einnimmt.

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Praktisch ist die Muffe 207 aus zwei Muffen 2O7A und 2O7B gebildet, die im Abstand voneinander konzentrisch angeordnet sind und durch Verschweißen der den Zwischenkragen 207 bildenden Kontaktkragen miteinander verbunden sind. Zwischen der Stirnwand 201A des Gehäuses 200 und dem äußeren Kragen 208 der Muffe 207 ist eine erste Feder 212 mit konstanter Steifigkeit angeordnet. Zwischen dem Zwischenkragen 20S und der Muffe 207 und dem unteren Anschlagkragen 206 ist eine zweite Feder 213 angeordnet, die eine von der Länge abhängige variable Steifigkeit aufweist.

In der Mitte der Muffe 207 ist eine Stange 25 angeordnet und an eine Führung 216 angelenkt, die frei zwischen der Zwischenwand 203 und der Stirnwand 201B des Gehäuses 200 beweglich ist. Die Stange 215 weist eine Querbrücke 217 auf und ist an der Stelle 218 an einen Winkelhebel 219 angelenkt, der im Bereich seines Knies an der Stelle 220 an einem nicht fahrzeugfesten Punkt angelenkt ist. Das andere Ende 221 des Winkelhebels 219 ist an der Stelle 222 an einer Verlängerung 223 angelenkt, die an die Kolbenstange f0 des dynamischen Drucktransformators nach der Erfindung angeschlossen ist.

Zwischen der Brücke 217 der Stange 215 und dem inneren Kragenteil 210 der Muffe 207 ist eine dritte Feder 224 von variabler Steifigkeit angeordnete

iJarj Gehäuse 200 ist mittels einer Stange 230 an das Chassis

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32 angelenkt, und diese Stange weist ein Gewinde auf, das in die Stirnwand 2QlB des Gehäuses eingeschraubt ist und an oer Stelle 231 an einer chassisfesten Konsole 232 angelenkt ist. Mittels einer Gegenmutter 233 läßt sich die wirksame Länge der Stange 230 einstellen. Diese Einstellung geschieht durch Drehung des Gehäuses 200 nach Lösen der Gegenmutter 233.

Wenn eine Kraft in irgendeiner Richtung an der Stange 230 angreift, nehmen die verschiedenen Organe in dem Gehäuse 200 die in Figur H dargestellte Stellung ein, d.h., daß die Muffe 207 einerseits an der Zwischenwand 203 des Gehäuses anliegt, und zwar mit dem äußeren Kragen 208, und daft sie andererseits mit dem inneren Kragen 210 an der Führung 216 anliegt.

Wenn sich z.B. beim Bremsen das Chassis 32 in Bezug auf die Hinterachse anhebt, wodurch letztere entlastet wird, übt das Gehäuse 200 einen Zug nach oben aus, wie Φιϊψλ den Pfeil 236 in Figur 5 dargestellt ist. Unter dieser ^iricng werden die Muffe 207 und das Gehäuse 200 nach oben gesogen und die Feder 212, die zwischen zwei zur gleichen Zeit sich verschiebenden Elementen liegt, wird nicht gespannt. Das gleiche gilt für die Feder 213.

Hingegen drückt die Muffe 207 die Feder 221 zusammen, deren andere Anlagestelle der Bügel 217 der Stange 215 ist. welche festliegt, da si« mit dem Winkelhebel 219 verkeilt ist. Die FÜnrung 216 bleibt unbeweglich und das Gehäuse 200 gleitet auf dieser.

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Wenn die Feder 224 zusammengedrückt wird, wird über den Bügel 217 der Stange 215 und über den Winkelhebel 219 der Kolben 36 des Drucktransformators gemäß dem Pfeil 237 in Figur 5 unter Zug gesetzt.

Wenn sich das Chassis 32 hingegen in Bezug auf die Hinterachse absenkt, so wird das Gehäuse 200 nach unten gezogen und die Muffe 207 wird durch die Führung 260 an ihrem Ort gehalten, welche unbeweglich bleibt. Die Feder 212 wird daher zusammengedrückt, während die Feder 213 sich ausdehnt und die Feder 224 nicht verändert wird. Daher übertragen die Federn 212 und 213 über die Führung 216 der Stange 215 und über den Win-Velhebel 219 eine Druckkraft auf den Kolben des dynamischen Drucktransformators in einem umgekehrten Sinn, wie durch den Pfeil 237 in Figur 5 angegeben ist.

Bei der oben erläuterten Funktion arbeiten die Federn 212 und 213 also gegensinnig zueinander und demnach verlaufen die Änderungen der entsprechenden, auf die Kolbenstange ausgeübten Kraft in einem geringeren Maß als bei dem vorhergehenden Fall, wie anhand von Figur 5 erläutert ist. In dieser Figur ist die dynamische Belastung CH auf die Hinterachse als Abszisse aufgetragen und die AnderungenAO des Bremsmomentes auf die Hinterachse als Ordinate. Die dargestellte Kurve schneidet die Abszisse an einer Stelle N, bei der keine Wirkung von dem Chassis auf den dynamischen Drucktransformator ausgeübt wird.

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Der rechts von der Stelle N dargestellte Kurvenabschnitt entspricht einer Druckwirkung, also einer positiven Kraft F+, während der links der Stelle N dargestellte Kurvenabschnitt einer negativen Kraft F- vom Chassis her entspricht.

Das Maß der Änderung des Bremsmomentes ist gemäß Figur 5 in der Druckzone F+ wesentlich geringer als in der Zugzone F-.

Figur 6 zeigt einen Axialschnitt einer weiteren Ausführungsform eines dynamischen Drucktransformators nach der Erfindung_} der insbesondere für Fahrzeuge mit hydraulischer Federung geeignet ist.

Bei dieser Ausführungsfora gleitet ein Kolben 308 in einer Bohrung 355 des hohlen Gehäuses 307 und ist an eine Kolbenstange 313 angelenkt, die in einem Zwischenring 356 gleitet, der selbst wieder in der Bohrung 360 des hohlen Gehäuses gegen die Wirkung einer Feder 350 gleitet.

Bei dieser Ausfuhrungsform rührt die auf den Kolben 308 ausgeübte gerichtete Kraft P von dem Druck in der Kammer 357 her, der auf die Kolbenstange 313 über einen Zwiechenkolben 358 übertragen wird, der in der Kammer 357 gleitfähig angeordnet ist, Wenn das Fahrzeug mit einer hydraulischen Federung versehen l3t_} wird der Druck 357 vorzugsweise direkt oder indirekt von dem Druck gesteuert, der in dem hydraulischen Kreis der Federung herrscht.

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Am anderen Ende ist eine entgegenwirkende Feder 359 zwischen dem Kolben 308 und einem Stopfen 361 angeordnet, der das entsprechende Ende des hohlen Gehäuses 307 verschließt.

Die Wirkungsweise dieser abgeänderten Ausführungsform ist derjenigen der vorher beschriebenen Ausführungsform gleich.

Wenn der Kolben 308 Ober den Kolben 358 auf Seiten der Aufhängung einen hydraulischen Druck ausgesetzt wird, der immer positiv ist, so muß die Feder 359 eine auereichende Kraft haben, um zu ermöglichen, daß der Kolben 308 einer positiven oder einer negativen Wirkung unterliegt. Bei schwachen Belastungen unterliegt der Kolben also einem Zug, indem die Kraft der Feder 359 die Wirkung des Druckes in der Federung überschreitet.

Vorzugsweise und um der mechanischen Kombination der elastischen Federn 60 und 63 zu entsprechen, ist die Änderung der Wirkung des Kolbens 308 mit dem hydraulischen Druck in der Federung größer gewählt bei schwachen dynamischen Belastungen an der Hinterachse als für hohe dynamische Belastungen mit einer vorzugsweise kontinuierlichen Änderung. Z.B. ist die hydraulische Federung so ausgebildet, daß sie eine variable Flexibilität aufweist, d.h., daß der Druck in der Federung sich nicht linear mit der Belastung derselben ändert und vorzugsweise einem abnehmenden Gesetz folgt.

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Gemäß einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Feder 350 des Ringes 356 und die Feder 359 als einzige Feder ausgebildet, die zwischen dem Ring und einer Schulter der Stange 313 des Kolbens 308 eingefügt ist. E.Uie derartige Ausführungsform entspricht dem Fall, daß die Charakteristik der Feder 350 derjenigen der Feder 359 entspricht.

Die Erfindung läßt sich noch in anderer und abgeänderter Weise im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens realisieren. So läßt sich z.B. die Einstelleinrichtung für den Ring Hl hydraulisch, elektromagnetisch oder andersartig ausbilden, wobei die Einstelleinrichtungen auch variabel sein können, z.B. als Funktion irgendwelcher anderer gewünschter Faktoren des Bremsdruckes an irgendeiner Stelle des Leitungskreises, als Funktion der Belastung einer oder beider Achsen des Fahrzeuges usw. Ebenfalls kann beispielsweise der Kolben durch andere Steuereinrichtungen betätigt werden, die auf die lanische Belastung einer oder mehrerer Achsen ansprechen. Ein remskreis für eine Achse kann natürlich auch zwei dynamische Drucktransformatoren nach der Erfindung umfassen, die jeweils mit einer Bremse an der Achse verbunden sind. Die Erfindung läßt eich auch für andere Bremsarten anwenden, als sie in dieser Beschreibung erwähnt sind.

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Claims

Patentansprüche

1. Dynamischer Drucktransformator, insbesondere für Kraftfahrzeugbremsanlagen, mit einem hohlen Gehäuse, das mit wenigstens zwei Bohrungen versehen ist, mit einem Kolben vom Querschnitt Sl, der mit einer axialen Kolbenstange mit dem Querschnitt S2 versehen i^t, wobei der Kolben in einer der Bohrungen gleiten kann und in dieser zu beiden Seiten eine zylindrische Kammer begrenzt, welche an den Bremskreis einer Achse angeschlossen 5,st., und wobei um die Kolbenstange eine Ringkammer gebildet ist, die an die hydraulische Betätigungseinrichtung, etwa einen Geberzylinder, angeschlossen ist, während die Kolbenstange in einer zweiten Bohrung des hohlen Gehäuses gleiten kann, dadurch gekennzeichnet , daß c:ie Kolbenstange einer variablen axial gerichteten Kraft (F) ausge. t ist, die eine Funktion des freien Raumes zwischen dem Chassis um: *.:/:,£< Achse des .Fahrzeuges ist, daß der Kolben eine gesteuerte Verbindung zwischen den beiden Kammern aufweist, welche in der Öffnungestellung ist, wenn der Kolben sich in der einen äußeren Stellung Lefindet, in der das Volumen der zylindrischen Kammer ein Minimum ist, wobei die öffnung die Gleichheit des Druckes in der zylindrischen Kammer, d.h. des transformierten Druckes, mit d«m Druck in der Ringkammer, d.h. dea Steuerdruck, herbeiführt, r.aß die Verbindung in der Schließstellung ist, sobald der Kolben sich um eine vorbestimmte Größe aus der extremen Stellung leraus verschoben hat, daß ein Ring gleitfähig zwischen der Kolbenstange und der zweiten Bohrung des hohlen Gehäuses ange-

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ordnet ist, welche Bohrung dann einen größeren Querschnitt S3 «aufweist als der Querschnitt S2, und daß der Ring einer vorbestimmten Spannkraft (F) ausgesetzt und unter dem Einfluß des Steuerdruckes gegen die Spannkraft bewegbar ist zwischen einer ersten Stellung, wo der Ring in Anlage gegen eine Schulter des hohlen Gehäuses kommt und an diesem fest ist, und einer zweiten Stellung, wo der Ring gegen eine Schulter der Kolbenstange kommt und an dieser fest ist, so daß beim Schließen der Verbindung die Änderung des transformierten Druckes im Verhältnis Sl - 32 geringer ist als die Änderung des Steuerdruckes, solange

der Ring an dem hohlen Gehäuse fest ist, und in einem Verhältnis von Sl - S3, wenn der Ring an der Kolbenstange fest ist, §1

2 ο Drucktransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eines der beiden Hauptelemente, das den l?rucktrane forma tor trägt, d.h. das hohle Gehäuse und der Kolben, fest am Chassis des Fahrzeuges befestigt ist, während zwischen dem anderen dieser Elemente und der Hinterachse des Fahrzeuges eine zweiseitige Verbindung hergestellt ist.

Ά. Drucktransformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindung eine elastische Einrichtung darstellt.

k,. Druck transformator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die elastische Einrichtung eine variable riexibilität aufweist.

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5. Drucktrans format or nach Anspruch 1 bis ¹I, dadurch gekennzeichnet , daß die gesteuerte Verbindung im Ruhezustand geöffnet ist.

6. Drucktransformator nach Anspruch 1 bis 5, dadurch g β -kennzeichnet, daß die gesteuerte Öffnung ein Kugel· ventil aufweist, das durch einen an dem hohlen Gehäuse festen Zapfen betätigbar ist.

7. Drucktransformator nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Spannkraft von einer geeichten Feder aufgebracht wird, die zwischen dem Ring und einer Schulter des hohlen Gehäuses im Innern einer Kammer desselben, die mit der Atmosphlre verbunden ist, zwischengeschaltet ist.

8. Drucktransformator nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß sie in Verbindung mit einer hydraulischen Federung verwendet wird, daß die Kolbenstange an ihrem einen Ende einem durch den Druck in der hydraulischen Leitung der Federung bestimmten Druck ausgesetzt ist und daß abgemessene elastische Rückholeinrichtungen vorgesehen sind, die der Druckwirkung der Federung auf die Kolbenstange entgegenwirken.

9. Drucktranef ormator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische ROckholeinrichtung so Deine&sen ist, daß sie zusammen mit dem Druck der Federung eine

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axiale Kraft (F) erzeugen kann, die sowohl positiv als negativ sein kann.

10. Drucktranef ormator nach Anspruch 7 und 8, dadurch ge kennzeichnet , daß die dem Ring zugeordnete Feder and die elastische Rückholeinrichtung, die der Druckwirkung -J.er Federung entgegenwirken, eine einzige Feder bilden.

:il. Drucktransformator nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die hydraulische Betätigung durch einen Geberzylinder, einen Kreis einer autostabilen Vorrichtung oder irgendeine andere geeignete Druckquelle erfolgt.

12. Drucktransformator nach Anspruch ·*, dadurch gekennzeichnet , daß die elastische Einrichtung (Zwischenglied) mit variabler Flexibilität ein zylindrisches Gehäuse umfaßt, das an das Fahrzeugchassis mittels f.... -r Schwenkstange angelenkt ist, ferner eine zylindrische Muf.': _? die koaxial zu dem Gehäuse angeordnet und frei in demselben bewegbar ist und wenigstens zwei transversale Anlagekragen aufweist, wobei einer derselben nach dem Außenraum und der andere nach dem Innenraum der Muffe gerichtet ist, eine erste Federeinrichtung, die einerseits an dem äußeren Kragen der Muffe angreift und andererseits an einer Querwand des Endes des Gehäuses, eine Führung, die in (■em Gehäuse zwischen einer Zwischenquerwand und der a* ren l'.iidquerwand (Stirnwand) desselben liegt und an eine Stange an- ;lenkt ist, die selbst wieder mit der Hauptkolbenstange des

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dynamischen Druckwandlers gekuppelt ist, wobei die Führung an
dem inneren Kragen der Muffe anliegt, und eine zweite Federeinrichtung, die zwischen dem äußeren Kragen und einem transversalen Bügel der Stange liegt.

13. Drucktransfonnator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet» daß die erste Federeinrichtung eine konstante Steifigkeit aufweist.

1·+. Drucktrans fonnator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Federeinrichtung mit einer
dritten Federeinrichtung zusammenwirkt, die entgegengesetzt
arbeitet und einerseits an einer transversalen Zwischenwand
das Gehäuses und andererseits an einem transversalen Zwischenkragen der Muffe angreift.

15. Drucktransformator nach Anspruch IU, dadurch gekennzeichnet , daß die dritte Federeinrichtung eine variable M Steifigkeit aufweist.

16. Dxmcktransformator nach Anspruch 3.2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Federeinrichtung eine variable Steifigkeit aufweist.

17 ο Druck trans formator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange der gleitenden Führung mit der

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Kolbenstange des Drucktransformators über einen Winkelhebel verbunden ist, der mit seinen Enden an diese Stangen angekuppelt ist und in seinem Kniebereich an einer nicht fahrzeugfesten Stelle gelagert ist.

18. Drucktraneformator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Stange eine einstellbare Lange aufweist.

PA ΓΕΝ'ANWÄLTE

OR.-lNö H FlNCKE: DIPL-INC. H. BOHR DIW--IN6.B.STAS6S*

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