DE2155706A1

DE2155706A1 - Lastabhaengiger bremskraftverteiler

Info

Publication number: DE2155706A1
Application number: DE2155706A
Authority: DE
Inventors: Hermann Seip
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1971-11-09
Filing date: 1971-11-09
Publication date: 1973-05-17
Also published as: DE2155706C3; JPS4857075A; US3841713A; DE2155706B2; ZA727852B; IT970192B; JPS525670B2; SE391309B; FR2159414B1; GB1405915A; BR7207779D0; FR2159414A1

Description

DR. MÜLLER-BORS DIPL.-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL DlPL.-lNG. FINSTERWALD dipl.-ING. GRÄMKOW

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M/bg/mü - T 1108

Alfred Teves GmbH., 6 Frankfurt/Main 8

Lastabhängiger Bremskraftverteiler

Die Erfindung betrifft einen lastabhängigen Bremskraftverteiler, der zwischen Haupt- und Radbremszylinder geschaltet ist und einen in einem Zylinder verschiebbar angeordneten Stufenkolben aufweist, der ein in Abhängigkeit von der Achslast öffnendes oder schließendes Ventil enthält, das im geöffneten Zustand die beiden durch den Stufenkolben gebildeten Zylinderkammern miteinander verbindet.

Derartige Bremskraftverteiler werden hauptsächlich bei Personen- und Lastkraftwagen verwendet, um bei maximaler Achslast den vollen Bremsdruck zur Verfügung zu haben, dagegen bei leerem Fahrzeug den vom Hauptzylinder gelieferten Bremsdruck entsprechend herabzusetzen, damit ein Blockieren der Fahrzeugräder verhindert wird. Gewöhnlich werden derartige Bremskraftverteiler mechanisch angesteuert. Tritt durch irgendeinen Umstand z.B. Verschleiß, Gewaltbruch oder Dauerbruch, ein Ausfall des Gestänges ein, bewegt sich der Stufenkolben in eine Lage, bei der nur der verringerte

Bremsdruck an den Radzylindern zur Verfügung steht. Dies hat insbesondere den N_achteil, daß eine im allgemeinen ebenfalls vorgesehene ungeregelte Achse (vorzugsweise die Vorderachse) überbremst wird bzw. die Fußkraft nicht mehr ausreichend ist, eine maximale Abbremsung zu erreichen. Die Bremskraftverteiler werden vornehmlich für die Fahrzeughinterräder verwendet.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Bremskraftverteuere der eingangs genannten Gattung, bei dem im Falle eines Ausfalls der Steuerkraft in jedem Fall der volle Bremsdruck zu den Radbremszylindern gelangt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß beim Ausfall der von der Achslast abhängigen, am Stufenkolben noch wirksam werdenden Steuerkraft der Kolben einer entgegen der Steuerkraft gerichteten Rückstellkraft unterworfen und ein Ventil vorgesehen ist, das in diesem Falle eine direkte hydraulische Verbindung zwischen Eingang und Ausgang herstellt. Hierdurch wird also erreicht, daß der Ausgangsdruck gleich dem Eingangsdruck ist. Se besteht nun wohl die Gefahr, daß bei leerem Fahrzeug die Hinterachse überbremst wird, es können aber bei voll beladenem Fahrzeug die Fußkräfte nicht übermäßig hoch werden.

Der Stufenkolben weist vorzugsweise einen im Zylinder gleitenden Eolbenabschnitt größeren Durchmessers und einen in einem Zylinderansatz gleitenden Kolbenab schnitt geringeren Durchmessers auf. Die Steuerkraft kann zweckmäßig über eine Feder und eine Stange sowie einen Stößel auf den Kolbenabschnitt geringeren Durohmessers einwirken. Vorzugsweise weist das ; Ventil einen aus dem Boden des dickeren Kolbenabschnitts herausragenden Zapfen auf, der, wenn der Kolben durch, eine geeignet große Steuerkraft verschoben wird, zur Anlage am Zylinderboden kommt und das Ventil gegen die Kraft einer feder Qffnet. Dae Ventil und die Feder sind vorteilhafterweise in einem Hohlraum des dickeren Kolbenabschnitts untergebracht,

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welcher VerbindungsÖffnungen zu beiden Zylinderkammern aufweist.

Nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist das beim Ausfall der Steuerkraft wirksam werdende Ventil ein gesondertes Ventil, das normalerweise geschlossen ist und durch die Kolbenrückbewegung geöffnet wird.

Eine besonders praktische Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, dass das gesonderte Ventil in der Zylinderwand angeordnet ist und einen Stössel aufweist, der sich in die eine Zylinderkammer erstreckt und mit einer Abschrägung am dickeren Kolbenabschnitt derart zusammenwirkt, dass das Ventil öffnet, wenn der Kolben sich beim Ausfall der Steuerkraft rückbewegt und die Abschrägung in Berührung mit dem Stössel kommt. Hierbei steht das Ventil zweckmässigerweise über einen Kanal mit dem Ausgang in Verbindung.

Eine weitere Ausführungsform ist so ausgebildet, dass das gesonderte Ventil im Stufenkolben angeordnet ist und einen aus der Ringfläche vorstehenden Stössel aufweist, der beim Ausfall der Steuerkraft zur Anlage an der Zylinderrückwand kommt und dadurch einen durch den dickeren Kolbenabschnitt verlaufenden Verbindungskanal zwischen den Zylinderkammern freigibt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass lediglich der Stufenkolben, nicht aber der Zylinder modifiziert werden muss.

Eine besonders einfache und dennoch wirksame Ausführungsform sieht vor, dass das beim Ausfall der Steuerkraft wirksam werdende Ventil das im Normalbetrieb wirkende Ventil ist. In diesem Falle wird also das ohnehin vorgesehene Ventil doppelt ausgenutzt.

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Eine praktische Ausführungsform ist so ausgebildet, dass das Ventil auf der vom Zapfen abgewandten Seite mit einer Zugstange verbunden ist, die beim Ausfall der Steuerkraft das Ventil in Öffnungsstellung zieht. Die Zugstange sollte in dem Ventil um ein das ungehinderte normale Arbeiten des Ventile ermöglichendes Stück frei verschiebbar sein. Sie wird also nur im Falle des Ausfalls der Steuerkraft wirksam. Eine weitere Ausführungsform ist so ausgebildet, dass die Zugstange sich durch den dünneren Kolbenabschnitt freibeweglich hindurch erstreckt bis zu einem Kugelpfannentexl, auf das die Steuerkraft einwirkt und das durch eine Druckfeder vom Kolben weg vorgespannt ist. Die Druckfeder soll hierbei stärker als die Ventilfeder sein, damit das Ventil durch die Druckfeder geöffnet werden kann.»

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Stufenkolben durch eine Rückstellfeder vorgespannt, welche bewirkt, dass der Stufenkolben beim Ausfall der Steuerkraft sich gegen die Richtung der Steuerkraft bis zum Anschlag an der hinteren Zylinderwand bewegt. Diese Druckfeder ist besonders dann zweckmässig, wenn das Normalventil bereits wieder geschlossen ist, bevor der Kolben das zusätzliche Ventil geöffnet hat.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Rückstellfeder in einer Ringaussparung des dickeren Kolbenabschnittes untergebracht .

Es ist für die praktische Ausführung der Erfindung zweckmässig, dass die Rückbewegung des Stufenkolbens durch einen Anschlag begrenzt ist, derart, dass hinter dem Kolben stets eine ausreichende hydraulische Verbindung vom Eingang zum Ventil verbleibt, damit ein ungehinderter Durchtritt von Strömungsmittel

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von dem Eingang zum Ausgang und damit zu den Bremszylindern möglich ist.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 einen schematischen Achsialachnitt einer ersten Ausführungsform eines erfxndungsgemässen Bremskraftverteilers in der normalen Betriebsstellung bei relativ starker Achslast,

Figo 2 den gleichen Schnitt wie Fig. 1, wobei jedoch die Stellung nach Ausfall der Steuerkraft dargestellt ist,

Fig. 3 einen schematischen Achsialschnitt einer zweiten Ausführungsform, in Normallage bei hoher Achslast,

Fig. 4 einen schematischen Achsialschnitt einer dritten Ausführungsform in Normalbetriebsstellung bei relativ hoher Achslast und

Fig. 5 den gleichen Schnitt wie Figo 4 jedoch in einer Betriebslage, wie sie vorliegt, wenn die Steuerkraft ausgefallen ist.

Nach Fig. 1 ist in einem Zylinder 11 ein Stufenkolben 12 angeordnet, der aus einem dickeren Kolbenabschnitt 12b und einem dünneren Kolbenabschnitt 12a besteht. Der dünnere Kolbenabschnitt 12a ist gleitend in einem Zylinderansatz 19 angeordnet.

Innerhalb einee im Innern des dickeren Kolbenabschnittes vorgesehenen Hohlraumes 26 ist ein Ventil 13 untergebracht, das durch eine Schraubendruckfeder 25 in den Fig. 1 und 2 nach rechts vorgespannt ist. Das Ventil 13 weist an seiner in Figo 1 rechten

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Seite einen Zapfen 23 auf, der durch eine Verbindungsöffnung 27 nach ausaen vorsteht und an dem Zylinderboden 24 zur Anlage kommen kann.

Der dickere Kolbenabschnitt 12b teilt zwei Zylinderkammern 14, 15 ab, von denen die Kammer 14 mit dem zum Hauptzylinder führenden Eingang 17 und die Zylinderkammer 15 mit dem zu den Radbremszylindern führenden Ausgang 18 in Verbindung steht.

fc Der dünnere Kolbenabschnitt 12a wird über einen Stössel 22, eine Stange 21 und eine Zugfeder 20 in Abhängigkeit von der Achslast mit einer Steuerkraft beaufschlagt, die bei der in Fig. 1 dargestellten Normallage bewirkt, dass der Stufenkolben 12 sich in seiner weitesten Stellung nach rechts befindet und da3 Ventil 13 durch Anstossen des Zapfens 23 an den Zylinderboden 24 geöffnet ist.

Der Hohlraum 26 des dickeren Kolbenabschnittes 12b steht über Verbindungsöffnungen 28 mit der Zylinderkammer 14 in hydraulischer Verbindung, so dass bei geöffnetem Ventil 13 über die öffnungen 27, 28 und den Hohlraum 26 eine hydraulische Verbindung zwischen den Zylinderkammern 14» 15 vorliegt.

Erfindungsgemäss ist in der Zylinderwandung ein zweites Ventil 16 angeordnet, das einen in die Zylinderkammer 14 hineinragenden Stössel 29 aufweist, der mit einer Abschrägung 30 am hinteren Ende des dickeren Kolbenabschnittes zusammen arbeitet, derart, dass das Ventil 16 gegen die Kraft einer Druckfeder geöffnet wird und eine Verbindung zwischen der Zylinderkammer 14 über einen Kanal 31 zu dem Ausgang 18 freigibt. Ein Anschlag 39 an der Zylinderrückwand 32 begrenzt die Rückbewegung des Kolbens 12 derart, daes eine ausreichend dimensionierte hydrau-

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lische Verbindung zwischen dem Eingang 17 und dem Ventil 16 verbleibt.

Die Wirkungsweise der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 ist wie folgt:

Wenn die Steuerkraft aufgrund grosser Achslast gross ist, wird der Stufenkolben 12 so weit nach rechts gedrückt, dass das Ventil 13 öffnet und der volle Druck durch die Verbindung 28, 26, 27, 18 zu den Radbremszylindern gelangt.

bewegt

schliesst, weil sich der Zapfen 23 vom Boden 24 löst.

Nunmehr ist am Ausgang 18 nur noch der dem Flächenverhältnis des Stufenkolbens entsprechende verminderte Druck wirksam«

Während bei verringerter Achslast der Kolben 12 sich nur so weit nach links bewegt, dass zwar das Ventil 13 geschlossen, nicht aber das Ventil 16 geöffnet wird bewegt sich der Stufenkolben bei völligem Ausfall der Steuerkraft, also z.B. bei einem Bruch der Feder 20, soweit nach links, bis die Abschrägung 30 auf den Stössel 29 aufgleitet und dabei das Ventil öffnet. Nunmehr ist eine direkte Verbindung vom Eingang 17 über das Ventil 16 und den Kanal 31 zum Ausgang 18 gebildet, welche es gewährleistet, dass die Radbremszylinder mit dem vollen Bremsdruck beaufschlagt werden. Dieser Zustand ist in Fig. 2 dargestellt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet wie in Fig. 1. Der Unterschied zu der Ausfülirungsf orm nach Fig. 3 besteht darin,

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dass das Ventil 16 innerhalb des dickeren Kolbenabschnittes 12b angeordnet ist. Der Stössel 29 steht aus der linken Ringfläche des Kolbenabschnittes 12b hervor und kommt an der Zylinderrückwand 32 zur Anlage, wenn beim Ausfall der Steuerkraft der Stufenkolben sich unter der Wirkung der Rückstellfeder 37, die auch bei der Ausführungsform nach den Pig. 1 und 2 vorgesehen ist, nach links bewegt.

Sobald der Stössel 29 zur Anlage an der Rückwand 32 gekommen ist öffnet sich das Ventil 16 und es wird ein Verbindungskanal 33 zwischen den Zylinderkammern 14 und 15 freigegeben=

Die Wirkungsweise der Ausführungsform nach Pig. 3 ist analog der nach den Pig. 1 und 2.

Bei der Ausführungsform nach den Pig. 4 und 5 wird auf die Anordnung eines zweiten Ventiles verzichtet. Stattdessen greift in einen Hohlraum 43 des Ventils 13 eine mit einer Erweiterung 41 versehene Zugstange 34 ein, welche sich frei beweglich durch den gesamten Stufenkolben nach links erstreckt bis zu einem Kugelpfannenteil 35 an dem sie befestigt ist. Das Kugelpfannenteil ist durch eine Druckfeder 36 vom Kolben 12 weg vorgespannt» Der kugelpfannenförmige Vorsprung passt jedoch in eine entsprechende kugelpfannenförmige Ausnehmung des Kolbens 12 hinein. Pur die Unterbringung der Druckfeder 36 ist ein Ringraum 44 belassen, der so dimensioniertest, dass die Peder noch nicht ganz vollständig zusammengedrückt ist wenn der Ku#.pfannenteil 35 mit dem Kolbenabschnitt 12a in Berührung kommt.

Wesentlich ist dass die Druckfeder 36 stärker als die Ventilfeder 25 ausgebildet ist.

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Beim in. Fig. 4 veranschaulichten Normalbetrieb drückt die über den Stößel 22 übertragene Steuerkraft den Kugelpfannenbeil 35 fest in die Kugelpfanne des Kolbenabschnittes 12a, so daß die Wirkung der Feder ?6 praktisch aufgehoben ist. Hierbei verschiebt sich der Anschlag 41 am Ende der Zugstange so weit in den Hohlraum 43, daß das Ventil 13 normal arbeiten kann, d.h. bei großer Achslast öffnen und bei geringer Achslast schließen kann.

Fällt nun gemäß Fig. 5 die Steuerkraft aus, so bewegt sich der Kugelpfannenteil 35 unter der Wirkung der E'eder 36 nach links und entfernt sich von dem Stufenkolben .12. Dabei kommt der Anschlag 41 am Ende des Hohlraumes 43 zur Anlage und nimmt das Ventil 13 in Öffnungsrichtung mit, weil die Ventilfeder 25 entsprechend schwach ausgebildet ist. Nunmehr ist ein hydraulischer Weg von der Zylinderkammer 14 durch das Ventil 13 zur Zylinderkaiamer 15 geöffnet.

Nach den Fig. 1 bis 3 ist die Rückstellfeder 37 in einer ringförmigen Aussparung am rechten Ende des dickeren Kolbenabschnittes 12b untergebracht. Die Abdichtung der beiden Kolbenabschnitbe 12a, 12b, wird durch Dichtungen 40 gewährleisteb.

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Claims

Paten bansprüche

1. Lastabhängiger Bremskrafbverteiler, der zwischen Haupt_x unjä Radbremszylinder geschaltet ist und einen in einem Zylinder verschiebbar angeordneten Stufenkolben aufweist, der ein in Abhängigkeit von der Achslast öffnendes oder schließendes Ventil enthält, das im geöffneten Zustand die beiden durch den Stufenkolben gebildeten Zylinderkammern miteinan-P der verbindet, dadurch gekennzeichnet , dass beim Ausfall der von der Achslast abhängigen, am Stufenkolben (12) wirksam werdenden Steuerlast der Kolben einer entgegen der Steuerkraft gerichteten Rückstellkraft unterworfen und ein Ventil (16,13) vorgesehen int, das in diesem Falle eine direkte hydraulische Verbindung zwischen Eingang (17) und Ausgang (18) herstellt.

2. Bremskraftverteiler nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , dass der Stufenkolben (12) einen im Zylinder (11) gleitenden Kolbenabschnitt (12b) grösseren Durchmessers und einen in einem Zylinderansatz (19) gleitenden Kolbenabschnitt (12a) geringeren Durchmessers aufweist.

3. Bremskraftverteiler nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η ■ zeichnet , dass die S teuerkraft über eine Zugfeder

(20) und eine Stange (21) sowie einen Stössel (22) auf den Kolbenabschnitt (12a) geringeren Durchmessers einwirkt.

4. Bremskraftverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Ventil (13) einen aus dem Boden des dickeren Kolbenabschnittes (12b) herausragenden Zapfen (23) aufweist, der, wenn der

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Kolben (12) durch eine geeignet grosse Steuerkraft verschoben wirdi zur Anlage am Zylinderboden (24) kommt und das Ventil (13) gegen die Kraft einer Feder (25) öffnet.

5. Bremskraftverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (13) und die Feder (25) in einem Hohlraum (26) des dickeren Kolbenabschnittes (12b) untergebracht sind, welcher Verbxndungsöffnungen (27,28) zu beiden Zylinderkammern (14, 15) aufweist.

6. Bremskraftverteiler nach einem der vorhergehenden,Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass/beim Ausfall der Steuerkraft wirksam werdende Ventil ein gesondertes Ventil (1b) ist, das normalerweise geschlossen ist und durch die Kolbenrückbewegung geöffnet wird.

7. Bremskraftverteiler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dass das gesonderte Ventil (16) in der Zylinderwand angeordnet ist und einen Stössel (29) aufweist, der sich in die eine Zylinderkammer (14). erstreckt und mit einer Abschrägung (30) am dickeren Kolbenabschnitt (12b) derart zusammenwirkt, dass das Ventil (16) öffnet, wenn der Kolben (12) sich beim Ausfall der Steuerkraft rückbewegt und die Abschrägung (30) in Berührung mit dem Stössel (29) kommt.

8. Bremskraftverteiler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (16) über einen Kanal (31) mit dem Ausgang (18) in Verbindung steht.

9. Bremskraftverteiler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dass das gesonderte Ventil (16) im Stufenkolben (12) angeordnet ist und einen aus der Ringfläche vor-

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stehenden Stössel (29) aufweist, der beim Ausfall der Steuerkraft zur Anlage an der Zylinderrückwand (32) kommt und dadurch einen durch den dickeren Kolbenabschnitt (12b) verlaufenden Verbindungskanal (33) zwischen den Zylinderkammern (14,15) freigibt.

10. Bremskraftverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , dass das beim Ausfall der Steuerkraft wirksam werdende Ventil das im Normalbetrieb wirkende Ventil (13) ist.

11. Bremskraftverteiler nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, dass das Ventil (13) auf der vom Zapfen

(23) abgewandten Seite mit einer Zugstange (34) verbunden ist, die beim Ausfall der Steuerkraft das Ventil (13) in Öffnungsstellung zieht.

12. Bremskraftverteiler nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet , dass die Zugstange (34) in dem Ventil (13) um ein das ungehinderte normale Arbeiten des Ventils (13) ermöglichendes Stück frei verschiebbar ist.

13. Bremskraftverteiler nach Anspruch 12, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zugstange (34) sich durch den dünneren Kolbenabschnitt (12a) hindrucherstreckt bis zu einem Kugelpfannenteil (35), auf das die Steuerkraft einwirkt und das durch eine Druckfeder (36) vom Kolben (12) weg vorgespannt ist„

14. Bremskraftverteiler nach Anspruch 13, dadurch ge kennzeichnet , dass die Druckfeder (36) stärker als die Ventilfeder (25) ist.

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15· Bremskraftfcverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, dass der Stufenkolben (12) durch eine Rucksbellfeder (37) vorgespannt ist.

16. Bremskrafbverteiler nach Anspruch 15, gekennze Lehnet durch die Rückstellfeder (37) in einer Hingaussparung (38) des dickeren Kolbenaböchnifctes (12b) untergebracht ist.

17. Bremskraftverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet , dass die Hüelcbewegung des Stufenkolbens (12)durch einen Anschlag (59) begrenzt ist, derart, dass hinter dem Kolben stets eine
ausreichende hydraulische Verbindung vom Eingang (11) zum Ventil (13, 16) verbleibt.

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