DE2504699A1

DE2504699A1 - Hauptbremszylinder fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2504699A1
Application number: DE19752504699
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Ing Burckhardt
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1975-02-05
Filing date: 1975-02-05
Publication date: 1976-08-19
Also published as: FR2300000A1; JPS5937264B2; US4058346A; FR2300000B1; GB1514622A; IT1053307B; DE2504699C2; JPS5199778A

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim IO 376/4

3. Februar 19-

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Stuttgart _3m Februar 1975

Hauptbremszylinder für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft einen Hauptbremszylinder für Zweikreisbremsanlagen von Kraftfahrzeugen, der zwei in Tandemanordnung hintereinander liegende Zylinder und Kolben für die beiden Bremskreise aufweist.

Die volle Ausnutzung der Ubertragungsfähigkeit zwischen den Rädern und der Straße läßt sich nur erzielen, wenn bei beladenem und bei unbeladenem Fahrzeug jeweils eine andere Bremskraftverteilung gilt. In vielen Versuchen hat sich herausgestellt, daß ein optimales Verhalten eines Fahrzeuges während der Bremsung dann zu erreichen ist, wenn zwischen Vorder- und Hinterachsbremse des Fahrzeuges eine Festabstimmung besteht, die so gewählt ist, daß die Gerade der installierten Bremskraftverteilung die zugehörige Parabel der Ideal-Bremskraftverteilung etwa bei O,9 schneidet.

Legt man nun die Abstimmung so aus, daß der genannte Wert bei leerem Fahrzeug erreicht wird, so ergibt sich für das voll beladene Fahrzeug eine eindeutig überbremste Vorderachse und ein längerer Bremsweg. Legt man dagegen die Abstimmung so aus, daß sie bei voll beladenem Fahrzeug richtig ist, so ergibt sich für das leere Fahrzeug, z. B. bereits bei etwa 0,5 eine überbremste Hinterachse und damit ein instabiles BremsyerhaIten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die installierte '■ Bremskraftverteilung umschaltbar zu gestalten. Diese Aufgabe wird in der Regel dadurch gelöst, daß in den Hinterachskreis ein umschaltbares Druckminderventil eingebaut wird, dessen Schaltstellung z. B. über einen elektrischen Impuls in Abhängig-* keit von der Hinterachsbelastung festgelegt wird. Die zusatz-

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lieh eingebauten Ventile sind teuer. Außerdem sind Druckminderventile gegen Verschmutzung empfindlich und deshalb auf die Dauer nicht immer zuverlässig. Mit der Erfindung wird also weiterhin noch angestrebt, diese geschilderten Nachteile zu vermeiden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß bei den eingangs genannten Hauptbremszylindern dadurch gelöst, daß der Kolben für den Vorderachsbremskreis einen größeren Durchmesser aufweist als der für den Hinterachsbremskreis, und daß der Druckraum für den Vorderachsbremskreis und derjenige für den Hinterachsbrernskreis durch eine Leitung miteinander verbunden sind, in der ein in Abhängigkeit von der Fnhrzeugbeladung wirksames Steuerventil angeordnet ist. Die Erfindung hat also den allgemeinen Gedanken zum Inhalt, die Umschaltung im Hauptbremszylinder selbst vorzunehmen und zusätzliche Druckminderventile zu sparen.

Mit der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß der Druckraum für die Vorderradbremsen von dem für die Hinterradbremsen durch einen Zwischenkolben getrennt ist, der in einer Führungshülse kleineren Durchmessers frei beweglich und auf beiden Seiten mit zentralen Fortsätzen zum Zusammenwirken mit den beiden Druckkolben jeweils bei Ausfall des Druckmittels versehen ist. Dabei wird dann erfindungsgemäß so vorgegangen, daß das Flächenverhältnis von ZwischenkoJ-ben zu Hinterachskolben· dem gewünschten Druckverhältnis von Vorder- zu Hinterachsbremskreis bei leerem Fahrzeug entspricht.

Die Anordnung kann erfindungsgemäß so getroffen sein, daß in der Verbindungsleitung ein Ventil angeordnet ist, welches diese Leitung bei leerem Fahrzeug unterbricht und den Hinterach sdruckr a um in einen Nachfüllbehälter entlastet, bei vollem Fahrzeug dagegen die Leitung freigibt und die Verbindung zum Nachfüllbehälter sperrt. Dieses Ventil kann als ein unter Strom öffnendes Magnetventil ausgebildet seir>. Die Steuerung selbst kann so erfolgen, daß der Beladezustand an der Hinterachse abgegriffen wird, und zwar z. B. bei Schraubenfederung in der Mitte des Drehstab-Stabilisators, bei hydropneumatischer

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Federung, ζ. B. als Druck, im Federbein. Entsprechend angebaute Schalter schalten dann bei Über- bzw. Unterschreitung einer bestimmten Lastgrenze um. Hierbei ist in erster Linie daran gedacht, daß für die Umschaltung in der Regel zwei Stellungen ausreichen.

Bei einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung kann in der Verbindungsleitung ein Magnetventil vorgesehen und in einer Pulsfolge ansteuerbar sein, die ihrerseits entsprechend der Fahrzeugbeladung steuerbar ist. Hierdurch würde sich die Möglichkeit ergeben, diese Umschaltung nicht nur zwei Stellungen, sondern mehr Stellungen vorzusehen, bzw. gewissermaßen das Druckverhältnis kontinuierlich anzupassen. Außerdem ergibt sich hier die Möglichkeit, noch andere Einflüsse neben der Beladung zu berücksichtigen. Es kann weiterhin besonders zweckmäßig sein, wenn das Puls-Pause-Verhältnis der Pulsfolge wählbar ist. Man hat auf diese Weise die Möglichkeit, in den Vorgang auch zusätzlich steuernd einzugreifen, indem z. B. bei einer scharfen Bremsung das erwähnte Puls-Pause-Verhältnis ein anderes ist als bei schwacher Bremsung, z. B. indem die Pulse länger und die Pausen kurzer werden.

Einzelheiten der Erfindung zeigt das Ausführungsbeispiel der Zeich nung und zwar zeigt

Fig. 1 ein Bremskraftverteilungsdiagramm,

Fig. 2 einen Hauptbremszylinder mit Umschaltventil in Ansicht und SchaItschema und

Fig. 3 den Hauptbremszylinder im Längsschnitt.

Fig. 1 zeigt die Parabel P„ der idealen Bremskraftverteilung für ein voll belastetes Fahrzeug. Weiterhin ist die Parabel P_L der idealen Bremskraftverteilung fur das leere Fahrzeug zu erkennen. Wo.Hte man nun die installierte Bremskraftverteilung I_y für das voll beladene Fahrzeug so auslegen, daß sie die Parabel P„ bei 0,9 schneidet, so ergibt sich aus dem Schnittpunkt S mit der Parabel P_T bereits oberhalb 0,5 eine überbremste Hinterachse und damit ein instabiles Bremsverhalten.'Wollte man die installierte Bremskraf tvert ei lung I_T jedoch für das leere Fahrzeug auslegen, so ergibt sich für das voll beladene Fahrzeug im ganzen Bereich eine eindeutig überbremste Vorderachse und ein längerer Bremsweg. Die

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Figur läßt also klar erkennen, daß eine Umschaltung der installierten Bremsverteilung höchst wünschenswert ist.

Nach Figur 2 ist dem Hauptbremszylinder 10 ein magnetgesteuertes Umschaltventil H zugeordnet. Dieses ist als ein unter Strom öffnendes Ventil ausgebildet. Es ist bei leerem Fahrzeug geschlossen und wirdbei beladenem Fahrzeug durch einen Schalter 12 mit Strom versorgt, der der Hinterachsfeder 13 zugeordnet ist und bei vollbeladenem Fahrzeug infolge der Durchfederung der Hinterachsfeder 13 geschlossen wird.

Nach Figur 3 befindet sich im Gehäuse des Hauptbremszylinders 10 ein Schwimmkolben l4, der einen Raum 15 begrenzt, von dem die Leitung l6 zu den Hinterachsbremsen abzweigt. Ein Zwischenkolben 17 befindet sich in einer Hülse l8, die einen geringeren Innendurchmesser aufweist, als die den Schwimmkolben l4 aufnehmende Gehäusebohrung 19- Der Zwischenkolben 17 ist in der Hülse l3 frei beweglich, die ihrerseits fest in das Gehäuse eingesetzt ist. Zwischen dem Schwimmkolben l4 und dem Zwischenkolben 17 befindet sich ein Raum 20, der durch eine Verbindungsleitung 21a und 21b (siehe Fig. 2) über das Magnetventil 11 mit dem Druckraum 22 für die Vorderachsbremsen verbunden ist. Dieser Druckraum 22 wird durch den Druckstangenkolben 23 abgeschlossen, der mittels der Druckstange 24 unmittelbar vom Bremspedal oder von einem Bremsverstärker betätigt wird. Der Zwischenlcolben 17 bat auf beiden Seiten zentrale Fortsätze 25 und 26 zum Zusammenwirken mit dem Schwimmkolben l4 einerseits und dem Druckstangenkolben 23 andererseits in dem F»ll, wenn irgendein Bremskreis ausfällt.

Normalerweise ist das Magnetventil 11 geschlossen, d. h. der Teil 21b der Verbindungsleitung ist mit den Vorderachsbremsen verbunden, während der Teil 21a der Verbindungsleitung nach einem nicht dargestellten Nachfüllbehälter entlüftet ist. Wird jetzt die Druckstange 24 betätigt, so wird im Raum 22 ein Druck aufgebaut, der unmittelbar durch die Leitung 21b auf die Vorderachsbremsen wirkt. Durch diesen Druck wird aber der Zwischenkolben 17 nach links verschoben und dieser nimmt mittels seines zentralen Fortsatzes 25 den Schwimmkolben l4 mit. Im Raum 15 wird daher ein Druck aufge-

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baut, der entsprechend dem Flächenverhältnis zwischen dem Schwimmkolben lk und dem Zwischenkolben 17 kleiner ist als der Druck im Raum 22. Dieser kleinere Druck wird durch den Anschluß l6 den Hinterachsbremsen zugeleitet- Da sich bei dieser Bewegung das Volumen im Raum 20 vergrößert, wird hierbei über die Leitung 2la Bremsflüssigkeit aus einem ebenfalls nicht dargestellten Nachfüllbehälter nachgefüllt.

Ist jetzt das Fahrzeug vollbeladen, so schließt der Schalter 12 und das Magnetventil 11 öffnet. D. h.,in dieser Stellung sind die beiden Leitungsteile 21a und 21b miteinander verbunden, wobei der Nachfüllbehälter abgeschaltet ist. Der auf die Vorderachsbremsen aus dem Raum 22 wirkende Druck setzt sich also unmittelbar in den Raum 20 und - da der Schwimmkolben l4 keine Kräfte aufnehmen kann - in den Raum 15 fort. Auf die Hinterachsbremsen wiikfc also derselbe Druck wie auf die Vorderachsbremsen. Im Stromkreis des Magnetventils 11 befinden sich nun noch zwei Sicherheitsschalter 27» die als Schwimmerschalter in den Nachfüllbehältern des Vorderachsbremskreises und des Hinterachsbremskreises angeordnet sind und die bei Defekten in diesen Bremskreisen öffnen. Dadurch wird das Magnetventil 11 auch dann stromlos, wenn bei vollbeladenem Fahrzeug der Schalter 12 geschlossen hat. Wenn also z. B. der Vorderachsbremskreis ausgefallen, d. h. also im Raum 22 kein Druckaufbau mehr möglich ist, so wird der Druckkolben 23 so lange bewegt, bis er auf den zentralen Zapfen 26 des Zwischenkolbens 17 trifft und diesen damit vor sich herschieben kann. Dieser schiebt dann seinerseits in bereits beschriebener Weise mechanisch den Schwimmkolben l4 vor sich her, so daß im Raum 15 Druck für die Hinterachse aufgebaut werden kann. Bei gegebener Betätigungskraft an der Druckstange 2k ist dieser Betätigungsdruck im Raum 15 entsprechend dem Flächenverhältnis der beiden Kolben lk und17 größer als bei normaler Betätigung. -

Wenn jetzt der Hinterachskreis ausgefallen, d. h. also im Raum 15 kein Druckaufbau mehr möglich ist, so weicht der Schwimmkolben lk bis zum Anschlag am Gehäuse nach links aus. Wenn dies erfolgt ist, kann sich ira Raum 22 für den Vorderachsbreraskreis

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in gewohnter Art und Welse Druck aufbauen.

Der beschriebene Hauptbremszylinder ist also auch dann betriebsfähig, wenn Defekte in einem der beiden Brernskreise auftreten. Es wurde auch bereits erwähnt, daß anstelle des hier beschriebenen Magnetventils 11 ein Puls-Ventil verwendet werden kann, welches dann entsprechend der Beladung des Fahrzeuges den im Raum 22 aufgebauten Druck pulsweise zum Raum 15 durchläßt. Die Pulsfolge bzw. P^ιlslänge kann dabei - wie bereits beschrieben entsprechend der Fahrzeugbeladung gesteuert werden.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß bei der vorstehend bereits erwähnten Pulsansteuerung des Magnetventiles eine besonders zweckentsprechende Wirkung erreichbar ist, wenn die Pulsfolge aufgrund einer Schlupfdifferenz der Räder gesteuert wird und zwar so, daß der Schlupf der Vorderräder stets um einen bestimmten Betrag größer ist als der Schlupf der Hinterräder. Der Unterschied kann beispielsweise 10 % betragen.

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Claims

Ansprüche

1.j Hauptbremszylinder für Zvreikreisbremsanlagen von Kraftfahrzeugen, der zwei in Tandemanordnung hintereinander liegende Zylinder und Kolben für die beiden Dremskreise aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben für den Vorderachsbremskreis einen größeren Durchmesser aufweist als der für den Hinterachsbremskreis, und daß der Druckraum für den Vorderachsbremskreis durch eine Leitung mit demjenigen des Hinterachsbremskreises verbunden ist, in der ein in Abhängigkeit von der Fahrzeugbeladung wirksames Steuerventil angeordnet ist.

2. Hauptbremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (22) für die Vorderradbremsen von dem (20) für die Hinterradbremsen durch einen Zwischenkolben (17) getrennt ist, der in einer Führungshülse (l8) kleineren Durchmessers frei beweglich und auf beiden Seiten mit zentralen Fortsätzen (25, 26) zum mechanischen Zusammenwirken mit den beiden Druckkolben (23 und l4) versehen ist.

3« Hauptbremszylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachenverhältnis vom Zwischenkolben (17) zum Hinterachskolben (l4) dem gewünschten Druckverhältnis von Vorderzu Hinterachsbremsen bei leerem Fahrzeug entspricht.

4. Hauptbremszylinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung (21a, 21b) ein Ventil (ll) angeordnet ist, welches diese Leitung bei leerem Fahrzeug unterbricht und den Hinterachsdruckraum (20) in einen Nachfüllbehälter entlastet, bei . vollem Fahrzeug dagegen die Leitung freigibt und die Verbindung zum Nachfüllbehälter sperrt.

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5- Hauptbremszylinder nach. Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (ll) als ein unter Strom öffnendes Magnetventil ausgebildet ist.

6. Hauptbremszylinder nacli einem oder mehreren der Ansprüche

1 - 3t dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung ein Magnetventil vorgesehen und in einer Pulsfolge ansteuerbar ist, die ihrerseits entsprechend der Fahrzeugbeladung steuerbar ist.

7. Hauptbremszylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulsfolge in Abhängigkeit von der Schlupfdifferenz der Räder derart steuerbar ist, daß der Schlupf an den Vorderrädern stets um einen bestimmten Betrag größer ist als der Schlupf an den Hinterrädern.

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