DE1192534B - Bremsdruckregler fuer Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B62d

Deutsche KL: 63 c-53/07

Nummer: 1192534

Aktenzeichen: B 56223 Π/63 c

Anmeldetag: 13. Januar 1960

Auslegetag: 6. Mai 1965

Die Erfindung betrifft einen Bremsdruckregler, der in ein Druckmittelbremssystem für ein Fahrzeug mit einer Luftfederung zwischen das Brems- oder Steuerventil und einen oder mehrere Bremszylinder eingeschaltet ist.

Es ist bekannt, einen Bremsdruckregler an die Luftfeder so anzuschließen, daß seine lastabhängige Einstellung pneumatisch nach Maßgabe des Luftfederdruckes selbsttätig erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfachen Bremsdruckregler zu schaffen, der den angeschlossenen Bremszylindern einen Druck gleich dem vom Brems- bzw. Steuerventil gelieferten Druck zuführt, bis der Druck in den Bremszylindern einen vorbestimmten Wert erreicht, welcher von der Belastung der mit den BremszyhVadern ausgerüsteten Fahrzeugachse abhängt, und darauf den Bremszylindern einen Druck zuführt, der kleiner als der durch das Steuerventil gelieferte Druck, aber proportional zu ihm ist. Das Anpassen des Bremszylinderdruckes an die Achslast verhindert bekanntlich ein vorzeitiges Rutschen der Räder der betreffenden Achse infolge sogenannter Überbremsung.

Im Aufbau verwickelte Vorrichtungen wurden bisher benutzt, um die angestrebte Wirkungsweise zu erzielen. Eine solche Vorrichtung enthält ein die Verbindung zwischen einem Druckmittelbehälter und einem Bremszylinder steuerndes Differentialdruckventil, welches ein bewegliches Ventilglied enthält, das an einer ersten Membran angebracht ist, welche durch den Druck im Bremszylinder und durch den vom Bremssteuerventil gelieferten Druck, welcher in der entgegengesetzten Richtung wirkt, beaufschlagt und mit einer zweiten Membran verbunden ist, welche einerseits dem von dem Bremssteuerventil und andererseits einem von einem Hilfsventil gelieferten Druck unterworfen ist. Dieses Hilfsventil ist so ausgeführt, daß es einen Druck liefert, der gleich dem von dem Bremssteuerventil gelieferten Druck ist, solange dieser unter einem bestimmten Wert liegt, der von der Belastung der Fahrzeugachse abhängt, und der daraufhin konstant und gleich dem vorbestimmten Druck bleibt.

Gegenstand eines älteren Patentes ist ein Bremsdruckregler, bei dem der Druck der Luftfeder die Lage eines Auslaßventilsitzes bestimmt.

Es ist andererseits bekannt, zwischen das Bremsventil und eine Gruppe von Bremszylindern ein Ventil mit einem in einer abgestuften Bohrung hin- und herbeweglichen abgestuften Kolben einzuschalten, dessen kleinerer Durchmesserteil dem Druck an der mit dem Bremsventil verbundenen Einlaß-Bremsdruckregler für Fahrzeuge, insbesondere
Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Bendix-Westinghouse
Automotive Air Brake Company,
Elyria, Ohio (V. St. A.)

ίο Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Begrich, Patentanwalt,
Regensburg, Lessingstr. 10

*5 Als Erfinder benannt:

Harry McWalter Velentine;

Charles Edward Gates, Elyria, Ohio (V. St. A.)

_ao Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 30. Januar 1959 (790 217)

Öffnung und dessen im Durchmesser größerer Teil dem Druck an einer mit den Bremszylindern verbundenen Auslaßöffnung unterworfen ist. Der abgestufte Kolben ist mit einem mit den Ein- und Auslaßöffnungen in Verbindung stehenden axialen Kanal versehen, der von einem Ventil gesteuert wird. Die durch die Verbindungsstelle der hu Durchmesser kleineren und größeren Teile des abgestuften Kolbens und der abgestuften Bohrung begrenzte ringförmige Kammer kann durch ein von Hand betätigtes Ventil entweder mit der Einlaßkammer des Reglers oder mit der Atmosphäre verbunden werden. Wenn diese ringförmige Kammer mit der Atmosphäre verbunden ist, wird der Kanal im Kolben offengehalten, bis die auf Grund des Auslaßdruckes sich ergebende Kraft die des Einlaßdruckes um einen Betrag übersteigt, welcher der Kraft einer in Richtung des Einlaßdruckes wirkenden vorgespannten Feder gleichkommt. Danach wird der Auslaßdruck bei einem Wert gehalten, der kleiner als der, aber proportional dem Einlaßdruck ist. Wenn dagegen die ringförmige Kammer mit der Einlaßkammer verbunden wird, ist der Auslaßdruck immer dem Einlaßdruck gleich. Dieser bekannte Regler ergibt keine selbsttätige Anpassung des Bremszylinderdruckes an die Achslast und kann nur von Hand auf Vollast oder eine Teillast umgeschaltet werden.

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Von wesentlichen Merkmalen des zuletzt be- des Fahrzeuges und dem Chassis oder einem geschriebenen Reglers wird Gebrauch gemacht, um die federten Teil 40 des Fahrzeuges angeordnet sind, der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe zu lösen. Die Luftfeder 36 kann mit Druckluft durch eine

Die Lösung besteht gemäß der Erfindung darin, Leitung 42 und ein herkömmliches, nicht dargestelldaß ein Bremsdruckregler, der in ein Druckmittel- 5 tes Ausgleichsventil gespeist werden, welches auf bremssystem für ein Fahrzeug mit einer Luftfede- die Fahrzeugbelastung anspricht, wodurch der Luft" rung zwischen das Brems- oder Steuerventil und feder gemäß den Änderungen der Fahrzeugbelaeinen oder mehrere Bremszylinder eingeschaltet stung Druckluft zugeführt oder aus ihr abgeleitet und bei dem der Luftfederdruck als Steuergröße wird. Wird die Fahrzeugbelastung verkleinert, so wirksam ist, einen in einer abgestuften Bohrung hin- io dehnen sich die Federn 36 aus, und das Chassis 40 und hergleitenden abgestuften Kolben enthält, des- bewegt sich mit Bezug auf die Achse 38 nach oben, sen im Durchmesser kleinerer Teil dem Druck in Durch diese Bewegung wird ein mit dem Ausgleichseiner ^nit dem Brems- oder Steuerventil verbünde- ventil verbundener Steuerhebel betätigt, der in die nen Einlaßkammer und dessen im Durchmesser Ausströmstellung zur Druckentlastung in den Federn größerer Teil dem Druck in einer mit den Brems- 15 36 bewegt wird, bis sich das Chassis auf eine vorzylindern verbunden Auslaßkammer unterworfen ist, bestimmte Höhe über der Achse senkt. Bei dieser wobei der Kolben mit einem die Ein- und Auslaß- Lage wird das Ausgleichsventil durch den Steuerkammern verbindenden Längskanal und einem Ein- hebel in eine sich überdeckende Stellung bewegt, so laßventil versehen ist, welches in Abhängigkeit von daß keine weitere Luft aus den Federn abfließen der Stellung des Kolbens den Kanal öffnet, wenn die 20 kann. Wird die Belastung vergrößert, so findet eine auf den Kolben in der gleichen Richtung wie der umgekehrte Betätigung statt, wodurch ein höherer Druck in der Einlaßkammer wirkende Kraft die auf Druck in den Luftfedern erzeugt und das Chassis den Kolben in der gleichen Richtung wie der Druck nach oben in die vorbestimmte Höhe über der Achse in der Auslaßkammer wirkende Kraft übersteigt, und zurückgebracht wird.

welches den Kanal schließt, wenn die Verhältnisse 25 Der Zweck des Reglers 22 besteht darin, eine der

umgekehrt liegen, und daß die von den im Durch- Fahrzeugbelastung proportionale Steuerung des den

messer kleinen und großen Teilen des Kolbens und Bremszylindern zugeführten Luftdrucks herbeizufüh-

der Bohrung begrenzte ringförmige Kammer an ren. Fig. 2 zeigt, daß das Innere des Gehäuses 25

die Luftfeder angeschlossen ist, welche zwischen mit einer Bohrung 44 versehen ist, in welcher das

das Fahrzeugchassis und die mit den genannten 30 kleinere Ende eines abgestuften, ein Ventil betäti-

Bremszylindern ausgerüstete Fahrzeugachse einge- genden Kolbens 46 gleitet, wobei eine vergrößerte

schaltet ist. Bohrung in dem unteren Teil des Gehäuses einen

Der Bremsdruck in den angeschlossenen Brems- vergrößerten Teil 48* dieses Kolbens aufnimmt. Der

zylindern wird dadurch gleich dem von dem Brems- Kolben unterteilt infolgedessen den Innenraum in

ventil gelieferten Druck gehalten, bis der von dem 35 eine Mehrzahl von Kammern, nämlich eine mit der

Regler gelieferte Druck dem Druck in der Luft- Einlaßöffnung 20 verbundene Einlaßkammer 50,

feder gleicht. Die Verzögerungswirkung der Brem- eine mit der Auslaßöffnung 26 und mit einer Aus-

sen hängt dadurch von der Belastung des Fahrzeu- Strömöffnung 54 verbundene Auslaßkammer 52 und

ges ab, und es ist möglich, ein vorzeitiges Rutschen eine mit den Luftfedern über eine Leitung 34 und

der Räder einer Achse bei jeder Belastung des Fahr- 40 Öffnung 32 verbundene ringförmige dritte Kammer

Zeuges zu verhindern. 56. Der obere Teil des Kolbens 46 ist mit einer Boh-

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der rung 58 versehen, die mit der Auslaßkammer 52

Erfindung dargestellt. verbunden ist und mit der Einlaßkammer 50 mittels

F i g. 1 zeigt in schematischer Ansicht ein Druck- einer Öffnung 60 an dem oberen Ende der Bohrung

luftbremssystem für Kraftfahrzeuge; 45 58 verbunden werden kann. Der Ventilmechanismus

F i g. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch den er- zur Steuerung der Öffnung 60 und der Ausström-

findungsgemäß gestalteten Bremsdruckregler. öffnung 54 besteht aus einem Ventilglied 62 mit

In F i g. 1 ist ein Bremsventil 10 durch eine Lei- einem Einlaßventil 64 an seinem oberen Ende und

tung 12 mit einer nicht dargestellten Druckluft- einem Auslaßventil 66 an seinem unteren Ende. Das

quelle, auf der einen Seite mit einem Schnellöseven- 50 Einlaßventil wird in der Schließstellung der Öff-

til 14 durch eine Leitung 16 und auf der anderen nung 60 mittels einer Ventilfeder 68 belastet, die

Seite durch eine Leitung 17 mit den nicht dargestell- zwischen einer Schulter 70 in der Bohrung und dem

ten Vorderradbremszylindern verbunden. Das Schnell- Auslaßventil 66 angeordnet ist. Das Ventilglied 62

löseventil 14 ist durch eine Leitung 18 mit einer hat eine solche Länge, daß das Ventil 66 von dem

öffnung 20 des Bremsdruckreglers 22 verbunden. 55 oberen Ende der Ausströmöffnung 54 einen Ab-

Das bekannte Schnellöseventil 14 ermöglicht es, daß stand hat, wenn sich der Kolben an dem oberen

Druckluft aus der Leitung 18 in die Atmosphäre Ende seiner Bahn befindet. Der Kolben nimmt nor-

durch eine Ausströmleitung 24 ohne Rückkehr zu malerweise seine untere Stellung infolge des in der

dem Bremsventil 10 beim Lösen der Bremsen aus- Kammer 56 herrschenden Luftfederdrucks ein.

strömen kann. 60 Wenn sich der Kolben in seiner unteren Stellung be-

Der Bremsdruckregler 22 weist ein Gehäuse 25 findet, schließt das Auslaßventil 66 die Ausströmauf, welches durch eine öffnung 26 und eine Lei- öffnung 54, und das Einlaßventil 64 ist geöffnet und tung 28 mit den herkömmlichen Bremszylindern 30 verbindet die Einlaßkammer 50 mit der Auslaßkamverbunden ist, die sich an den nicht dargestellten mer 52, so daß die Leitungen 16, 18 und die Lei-Hinterachsen des Fahrzeuges befinden. Der Regler 65 tung 28 in offener Verbindung gehalten werden und 22 ist weiterhin durch eine öffnung 32 und Leitung in dieser offenen Verbindung bleiben, bis eine vor-34 mit bekannten Luftfedern 36 verbunden, die zwi- bestimmte Beziehung zwischen dem Bremszylinder sehen einer Achse oder einem ungefederten Teil 38 und dem Luftfederdruck aufgebaut worden ist.

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Es soll angenommen werden, daß das. Fahrzeug leicht belastet ist, so daß in den Luftfedern ein Druck von 0,85 kg/cms besteht, und daß der Fahrer auf das Bremspedal eine verhältnismäßig geringe Kraft ausübt und damit einen Bremsdruck von 0,7 kg/cm² einsteuert. Unter diesen Verhältnissen und ferner in der Annahme, daß nur die hinteren Bremszylinder mit dem Bremsdruckregler nach der Erfindung versehen sind, wird ein Druck von 0,7 kg/cma den vorderen Bremszylindern und in gleicher Weise der Einlaßkammer 50 des Bremsdruckreglers zugeführt. Da das Einlaßventil 64 normalerweise offen und das Ausströmventil 66 geschlossen ist, ergibt sich der gleiche Druck ebenfalls in den hinteren Bremszylindern durch die Einlaßöffnung 60, Auslaßkammer 52 und der Leitung 28, Da in der Steuerkammer 56 der in den Luftfedern wirksame Druck von 0,85 kg/cm³ herrscht und der Druck von 0,7 kg/cm² sowohl in der Einlaß- als auch in der Auslaßkammer des Reglers wirksam ist, sind die Druckkräfte, die in entgegengesetzten Richtungen auf die entgegengesetzten Enden des Kolbens 46 auf Flächen wirken, die gleich der des kleineren Endes sind, einander gleich, während eine nach unten gerichtete Kraft auf den Kolben entsprechend der Wirkung des Druckunterschiedes über die ringförmige Fläche entsprechend der durch den Kolben dem Luftfederdruck in der Kammer 56 dargebotenen ausgeübt wird. Wenn der Luftfederdruck 0,85 kg/cm² und der Bremsdruck 0,7 kg/cm² beträgt, sind die nach unten auf den Kolben wirkenden Druckkräfte größer als die nach oben wirkenden, der Kolben bleibt in seiner normalen Lage, und es wird ein Druck von 0,7 kg/cm² in den hinteren Bremszylindern aufgebaut, als wenn der Regler 22 in dem System überhaupt nicht vorhanden wäre.

Es soll nun angenommen werden, daß der Fahrer das Bremspedal so weit niederdrückt, daß ein Druck von 1,06 kg/cm² geliefert wird. Wie vorher wird dieser Druck den vorderen Bremszylindern und der Einlaßkammer 50 des Reglers 22 mitgeteilt. Unter Vernachlässigung der Reibungsverluste und der Kraft der Feder 68, die verhältnismäßig leicht ist und deren Kraft vernachlässigt werden kann, wenn der Druck auf die entgegengesetzten Enden des Kolbens 46 gleich ist, ist die auf den Kolben in der Auslaßkammer auf eine Ringfläche gleich der Fläche in der Steuerkammer 56 ausgeübte Druckkraft größer als die nach unten gerichtete, durch den Druck in der Steuerkammer 56 ausgeübte Kraft, sobald der Bremsdruck 0,85 kg/cm² übersteigt, und der Kolben 46, 48 bewegt sich infolgedessen nach oben, bis der Ventilmechanismus 62 eine sich überdeckende Stellung einnimmt und die Ventile 64, 66 geschlossen werden. Ein weiterer Druckanstieg in der Auslaßkammer kann nicht hervorgerufen werden, bis der Druck in der Einlaßkammer bis zu einem Wert vergrößert ist, wo die gesamte nach unten gerichtete Druckkraft auf den Kolben die nach oben gerichtete Kraft übersteigt. Steigt der Druck in der Einlaßkammer bis zu diesem Wert an, so wird der Kolben nach unten bewegt, die Öffnung 60 öffnet sich, und unmittelbar danach wird der Kolben zurück nach oben bewegt, und er schließt das Einlaßventil, bevor der Druck in der Auslaßkammer auf einen Wert gleich dem in der Einlaßkammer ansteigen kann. Auf diese Weise ist der Auslaßdruck immer kleiner als der Einlaßdruck, vorausgesetzt, der Einlaßdruck ist größer als der Luftfederdruck in der Steuerkammer 56. Bei Drücken über diesem letzteren Druck ist der entsprechende Druck an den entgegengesetzten Enden des Kolbens umgekehrt proportional den Flächen des Kolbens an diesen Enden,

Ist das Fahrzeug schwer beladen, so daß sich der Luftfederdruck vergrößert, so arbeitet der Regler genauso wie oben, mit der Ausnahme, daß der Ventileinlaß- und -auslaßdruck den höheren Luftfederdruck übersteigen muß, bevor bei einem weiteren Anwachsen des Bremsventildrucks ein kleinerer Druck zu den Bremszylindern als zu der Ventileinlaßkammer 50 geliefert wird.

Wenn mittels des Bremsventils eine Druckverringerung in den vorderen Bremszylindern bewirkt wird, bringt eine entsprechende Druckminderung in der Einlaßkammer 50 des Reglers 22 die entgegengesetzt auf den Kolben wirkenden Kräfte aus dem Gleichgewicht, wodurch der Druck in der Auslaßkammer 52 auf die untere Fläche des Kolbens wirken und den Kolben nach oben bewegen kann. Auf diese Weise wird das Ausströmventil 66 nach oben weg von der Ausströmöffnung bewegt, und es kann Luft aus den hinteren Bremszylindem zur Atmosphäre abfließen, bis die auf die Differentialkolbenflächen wirkenden Drücke wieder im Gleichgewicht sind und sich der Ventilmechanismus überdeckt.

Wenn das Bremspedal in Richtung auf seine Entlastungsstellung bewegt wird, ist es möglich, daß die nach unten wirkende Kraft in der Steuerkammer 56 die nach oben wirkende Kraft in der Auslaßkammer 52 ausgleicht, so daß sich der Ventilmechanismus überdeckt, wobei der Druck in der Einlaßkammer 50 kleiner als der in der Auslaßkammer 52 ist. Unter diesen Verhältnissen ist es erwünscht, daß der Druck auf beide Kolbenenden gleichgemacht wird. Zu diesem Zweck ist eine Verbindung zwischen den Einlaß- und Auslaßkammern vorgesehen, die einen in dem Gehäuse gebildeten Kanal 72 aufweist, wobei eine Verbindung dadurch zwischen den Kammern 50 und 52 mittels eines federbelasteten Absperrventils 74 verhindert wird, das normalerweise auf einen Ventilsitz 76 an dem oberen Ende des Kanals 72 gehalten wird. Bei dieser Anordnung ist ein kleiner Druck, der die Schließkraft der Ventilfeder übersteigt, ausreichend, um das Ventil anzuheben und den Druck in den Kammern 50, 52 auszugleichen.

Das Schneilöseventil 14 ist für die Erfindung nicht notwendig, aber für ein schnelles Verringern des Bremsdruckes erwünscht, wenn er kleiner als der Luftfederdruck ist, unter welchen Verhältnissen der Regler nach der Erfindung nicht wie oben ausgeführt arbeitet.

Der Bremsdruckregler gemäß der Erfindung ist in Verbindung mit den Bremszylindern einer Kraftfahrzeughinterachse beschrieben worden. Es ist nicht auf eine solche Verwendung beschränkt, sondern kann in jeder gewünschten Kombination mit einer jeden Achse eines einzelnen Fahrzeuges oder einer Fahrzeug-Anhänger-Kombination verwendet werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Bremsdruckregler, der in ein Druckmittelbremssystem für ein Fahrzeug mit einer Luft-

federung zwischen das Brems- oder Steuerventil und einen oder mehrere Bremszylinder eingeschaltet und bei dem der Luftfederdruck als Steuergröße wirksam ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler in an sich bekannter Weise einen in einer abgestuften Bohrung hin- und hergleitenden abgestuften Kolben (46) enthält, dessen im Durchmesser kleinerer Teil dem Druck in einer mit dem Brems- oder Steuerventil verbundenen Einlaßkammer (50) und dessen im Durchmesser größerer Teil dem Druck in einer mit den Bremszylindern verbundenen Auslaßkammer (52) unterworfen ist, wobei der Kolben mit einem die Ein- und Auslaßkammern verbindenden Längskanal und einem Einlaßventil (64) versehen ist, welches in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens den Kanal öffnet, wenn die auf den Kolben in der gleichen Richtung wie der Druck in der Einlaßkammer wirkende Kraft die auf den Kolben in der gleichen Richtung wie der Druck in der Auslaßkammer wirkende Kraft übersteigt, und welches den Kanal schließt, wenn die Verhältnisse umgekehrt liegen, und daß die von den im Durchmesser kleinen und großen Teilen des Kolbens (46) und der Bohrung (44) begrenzte ringför-

mige Kammer (56) an die Luftfeder (36) angeschlossen ist, welche zwischen das Fahrzeugchassis (40) und die mit den genannten Bremszylindern (30) ausgerüstete Fahrzeugachse eingeschaltet ist.

2. Bremsdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise parallel zu dem durch den Kolben (46) geführten Kanal ein zweiter Kanal (72) vorgesehen ist, der ein Rückschlagventil (74) enthält, welches normalerweise ein Fließen des Druckmittels von der Einlaßöffnung (20) zu der Auslaßöffnung (26) verhindert, aber ein Fließen in der entgegengesetzten Richtung ermöglicht, wodurch der Druck an den Einlaß- und Auslaßöffnungen im wesentlichen ausgeglichen werden kann, wenn der Druck an der Auslaßöffnung größer als an der Einlaßöffnung ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 686 534;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1712 273;
USA.-Patentschrift Nr. 2 406 284.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 080 876.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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