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Die Erfindung bezieht sich auf ein Lenkbremssystem mit hydraulischer
Verstärkung der Bremsbetätigungskräfte für Kraftfahrzeuge, insbesondere landwirtschaftliche
Zugmaschinen.
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Bei Fahrzeugen, beispielsweise Ackerschleppern, mit mehreren Bremsen
haben sich Bremshilfen in Form von hydraulisch betätigbaren Kraftverstärkern als
geeignet erwiesen, um dem Fahrer des Fahrzeuges das Betätigen der Bremsen zu erleichtern.
Bei Traktoren ist ein Bremssystem erwünscht, bei dem die Bremsen wahlweise unabhängig
voneinander oder gleichzeitig betätigt werden können. Normalerweise ist ein Fahrzeug
mit mehreren Bremsen auch mit mehreren Kraftverstärkern ausgerüstet, wobei je ein
Kraftverstärker mit einer Bremse verbunden ist. Hierbei werden bei einer Druckänderung
in den hydraulisch betätigten Kraftverstärkern auch die sich an den Bremsen einstellenden
Drücke verändert. Dies ist nicht nur lästig, sondern kann auch gefährlich werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lenkbremssystem mit
hydraulischer Verstärkung der Bremsbetätigungskräfte für Kraftfahrzeuge, insbesondere
landwirtschaftliche Zugmaschinen, zu schaffen. das die obigen Nachteile nicht mehr
aufweist. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zur einzelnen oder gemeinsamen
mechanischen Betätigung der beiden Radbremsen einer Achse je ein Bremspedal und
hydraulischer Bremskraftverstärker vorgesehen ist, letztere je eine von einer gemeinsamen
Druckflüssigkeitsquelle gespeiste, bei Betätigung der Bremspedale durch die an einem
Steuerschieber vorgesehene Steuerkante ,zunehmend geöffnete Einlaßöffnung aufweisen,
sowie mit je einem nur in der Bremslösestellung vom Bremspedal betätigten Ventil
zusammenwirken, das die Auslaßöffnung des zugehörigen Bremskraftverstärkers in der
Bremslösestellung unmittelbar und in der Bremsbetätigungsstellung über ein den beiden
Auslaßöffnungen gemeinsames Drosselventil mit unveränderlichem Drosselquerschnitt
mit einem Vorratsbehälter verbindet, wobei der in einem Bremskraftverstärker durch
die Drosselung am Drosselventil aufgebaute Flüssikeitsdruck auf einen Kolben des
Bremskraftverstärkers wirkt und die zugehörige Radbremse mechanisch betätigt. Auf
diese Weise kommt man zu einem einfachen und zuverlässig arbeitenden Lenkbremssystem
der eingangs genannten Gattung, das entweder eine unabhängige oder aber gleichzeitige
Betätigung von Radbremsen ermöglicht, wobei bei gleichzeitiger Betätigung der Flüssigkeitsdruck
im gesamten System gleich wird. Weiterhin zeichnet sich das erfindungsgemäße Lenkbremssystem
durch eine weiche Betätigung aus, da bei der Betätigung des oder der Bremspedale
die Regelung des Betätigungsdruckes die Einlaßöffnung des Bremskraftverstärkers
durch die Steuerkante des Steuerschiebers allmählich geöffnet wird. Jedoch wird
beim Loslassen des Bremspedals der Steuerschieber wieder sehr schnell in seine den
zugehörigen Bremskraftverstärker mit dem Vorratsbehälter unmittelbar verbindende
Stellung gebracht, so daß die Bremslösestellung sehr rasch wieder erreicht wird.
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Das dem Erfindungsgegenstand zugrunde liegende Prinzip der Regelung
eines Betätigungsdruckes ist bei Einrichtungen zur Erzeugung eines drehzahlabhängigen
Flüssigkeitsdruckes im wesentlichen bekanntgeworden. Auch bei .in Abhängigkeit von
der Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch wirkenden Hydraulikeinrichtungen für die
Fahrzeugbremsanlage ist dies bereits vorgesehen worden. Für die vorbekannten Vorrichtungen
ist jedoch charakteristisch, daß zur Erzeugung eines Betätigungsdruckes Druckflüssigkeit
mit veränderbarer Geschwindigkeit durch ein Drosselventil mit unveränderlichem Drosselquerschnitt
strömt. Die willkürlich veränderbare Strömungsgeschwindigkeit der Druckflüssigkeit
erzeugt vor dem Drosselventil einen unterschiedlichen Druck, der als Betätigungsdruck
verwendet wird. Die Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit wird nun bei den vorbekannten
Vorrichtungen durch Veränderung der Drehzahl der Flüssigkeitspumpe reguliert.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist gemäß einem weiteren
Merkmal der Erfindung jeder Bremskraftverstärker aus einem topfartig ausgebildeten
Zylindergehäuse beschaffen, in den teilweise der verschieblich gelagerte Kolben
hineinragt, der einerseits über einen darin gelagerten Steuerschieber und ein gabelartiges
Zwischenstück mit dem unter Wirkung einer Feder stehenden Bremspedal und andererseits
über eine Bremsbetätigungsstange mit der zugeordneten Bremse verbunden ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und im folgenden näher beschrieben, In der Zeichnung sind gleiche Bauteile mit den
gleichen Bezugszeichen versehen. Die paarweise zueinander angeordneten Brdinskraftverstärker
10 sind auf einem Fahrzeugrahmen 12 angeordnet und zwischen Bremsen oder anderen
kraftbetätigten Einrichtungen (nicht dargestellt) angeordnet. Jeder Bremskraftverstärker
10 besitzt .ein Gehäuse 14, das einen Zylinder 16 mit einer darin
vorgesehenen Kammer 18 bildet.
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In dem Zylinder 16 ist ein Kolben 20 verschieblieh gelagert, der an
seiner der Zylinderkammer 18 zugewandten Seite eine erste, vergleichsweise große
Bohrung 22 besitzt. An ihrer - Innenseite geht die Bohrung 22 in eine Bohrung 24
mittlerer Größe über, an die sich eine verhältnismäßig kleine Bohrung 26 anschließt.
In der kleinen Kolbenbohrung 26 ist der mit einer Steuerfläche 30 versehene Steuerschieber
28 verschieblich geführt. Der Steuerschieber 28 erstreckt sich bis in die mittlere
Bohrung 24 und ist hier mit einem vergrößerten Flanschteil 32 versehen. Der Steuerschieber
28 trägt an seinem in die Bohrung 24 hineinragenden Teil eine Flanschbuchse 34,
die unter Wirkung einer Feder 36 an dem Flansch 32 federnd gehalten wird.
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Das Gehäuse 14 besitzt eine Bohrung 19, in der eine Bremsbetätigungsstange
38 verschieblich gelagert ist. Letztere besitzt einen verdickt ausgebildeten Innenteil
40, der in die Bohrung 22 des Kolbens 20 hineinpaßt. Der Innenteil 40 der Bremsbetätigungsstange
38 ist über einen oder mehrere Paßstifte 42 mit dem Kolben 20 verbunden, um an dessen
Bewegungen teilnehmen zu können. Zur axialen Sicherung des Bremsstangenteiles 40
in dem Kolben 20 dient der Sprengring 43. Der Endteil 40 der Bremsbetätigungsstange
38 ist von einem Flüssigkeitsdurchlaß 44 durchsetzt. Die Bremsbetätigungsstange
38 und der Kolben 20 werden von einer Feder 46 in einer Stellung gehalten, in der
der Kolben 20 zum größten Teil innerhalb des Gehäuses 14 liegt. Die Feder
36 dient dazu, um die Buchse 34 und den Steuerschieber 28 so zu beaufschlagen, daß
dessen Flanschtei132 sich an dem Endteil 40 der Bremsbetätigungsstange 38 abstützt.
Der
Steuerschieber 28 ist an einem Gabelstück 48
befestigt, das mit einem
Bremspedal 50 verbunden ist. Bei einer Schwenkbewegung des Pedals um sein
Drehgelenk 52 wird über das Gabelstück 48 der Steuerschieber 28 bewegt. Das
Pedal 50 wird durch eine Feder 54 in seiner normalen Stellung gehalten.
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Jedem Bremskraftverstärker 10 ist ein Ventil 56 zugeordnet, das von
einer Bohrung 58 durchsetzt ist. In letzterer ist ein Ventilschaft 60 verschieblich
geführt, der mit Steuerflächen 62 und 64 versehen ist. Ein auf dem Ventilschaft
60 vorgesehener Flanschteil 66 dient dazu, um die Bewegung des unter
Wirkung einer Feder 68 stehenden Ventilschafts 60 zu begrenzen. Die
Ventilfeder 68 stützt sich dabei an einem in den Ventilblock 56 eingesetzten Stopfen
70 ab. Der Ventilblock bzw. das Gehäuse 56 ist gegenüber dem Bremskraftverstärkergehäuse
14 und dem Pedal 50 derart angeordnet, daß ein Anschlag in Gestalt einer
vom Pedal 50 vorstehenden Schraube 72 mit dem Ventilschaft 60 entgegen der
Wirkung der Feder 68 zusammenwirken kann. Oder mit anderen Worten, bei betätigtem
Pedal 50 wird der Ventilschaft 60 unter Wirkung der Feder 68 bewegt.
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Jeder Kolben 20 besitzt eine Flüssigkeitseinlaßöffnung 74,
die mit einer Zuleitung 76 verbunden ist. Jede Flüssigkeitszuleitung 76 ist ihrerseits
mit einer Hauptdruckleitung 78 verbunden, über die Flüssigkeit von einer
herkömmlichen Druckquelle (nicht dargestellt) herangeführt werden kann. Jedes Bremskraftverstärkergehäuse
14 besitzt ferner eine Flüssigkeitsauslaßöffnung 80, die von der Kammer
18 zu einer Auslaßleitung 82 führt.
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Die Ventilgehäuse 56 sind über Leitungen 84, 86
und
88 miteinander verbunden. Jede Auslaßleitung 82 steht mit ihrem zugeordneten,
zwischen den Leitungen 84 und 86 gelegenen Teil der Bohrung
58 des Ventilgehäuses 56 in Verbindung. Die Leitung 84 steht über die Leitung
92 mit dem Vorratsbehälter 90 unmittelbar in Verbindung, während die Leitung
86
über die eine Drossel 96 aufweisende Leitung 94 mit dem Vorratsbehälter
90 verbunden ist. Die Leitung 88 steht in direkter Verbindung mit
dem Vorratsbehälter 90, und zwar über die Leitung 92. Hierdurch wird
ein sich hinter den Ventilschäften 60 aufbauender Druck vermieden.
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Wie die Zeichnung erkennen läßt, sind die Bremskraftverstärker und
die damit zusammenwirkenden Ventile identisch, wobei jedoch der obere Bremskraftverstärker
in seiner unwirksamen oder normalen Ruhestellung und der untere Bremskraftverstärker
in seiner eingerückten oder wirksamen Stellung dargestellt ist.
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In der ausgerückten bzw. unwirksamen Lage wird das Bremspedal
50 durch die Feder 54 derart beeinflußt, daß die Schraube 72 an dem
Ventilschaft 60 angreift, wobei die Kraft der Feder 68 überwunden wird. Der
Ventilschaft 60 wird dabei entsprechend der Zeichnung nach links in eine
solche Stellung verschoben, in der die Steuerfläche 62 eine Flüssigkeitsverbindung
zwischen den Leitungen 82 und 84 ermöglicht, hingegen eine Flüssigkeitsverbindung
zwischen den Leitungen 82 und 86 verhindert. Wenn beide Bremskraftverstärker sich
in ,ihrer unwirksamen Stellung befinden, sind ihre Kammern 18 mit dem Vorratsbehälter
90 durch die Leitungen 82, 84 und 92 unmittelbar verbunden. Wie aus der Zeichnung
hervorgeht, drückt die Feder 46 die Bremsbetätigungsstange 38 und
den Kolben 20 und die Feder 36 die Kolbenstange 28 nach links, so
daß deren Flansch 32 gegen den Endteil 40 der Bremsbetätigungsstange
38 stößt. In dieser Stellung blockiert die Steuerfläche 30 des Steuerschiebers
28 die Leitungsverbindung zwischen der Einlaßöffnung 74 und der Bohrung 26
des Kolbens 20. Ein Eintritt der Flüssigkeit von der Druckquelle 78 in das
System ist also nicht möglich.
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Wenn einer der Bremskraftverstärker des Systems, z. B. der in der
Zeichnung unten dargestellte, betätigt werden soll, wird eine Kraft auf das Pedal
50 ausgeübt, das dabei um sein Gelenk 52 verschwenkt wird. Dabei kommt die
Schraube 72 außer Eingriff mit dem Ventilschaft 60. Unter dem Einfluß
der Feder 68 versperrt die Steuerfläche 62 die Verbindung zwischen
den Leitungen 82 und 84, während zwischen den Leitungen
82 und 86 eine Verbindung hergestellt wird. Mit der Betätigung des
Pedals 50
wird der Steuerschieber 28 nach rechts in eine Stellung bewegt,
in welcher die Steuerfläche 30 eine Flüssigkeitsverbindung zwischen der Einlaßöffnung
74 und der Bohrung 26 ermöglicht. Die Flüssigkeit fließt dann durch
die Bohrungen 26, 24, 22 und schließlich durch den Durchlaß 44 in
die Kammer 18. Von hier aus gelangt die Flüssigkeit über die Auslaßöffnung
80 sowie die Leitungen 82,86 und 94
zu dem Vorratsbehälter
90. Dabei wird durch die in der Leitung 94 befindliche Drossel 96 ein Rückstau
des Flüssigkeitsdrucks in dem Bremskraftverstärker 10 hervorgerufen. Da hierbei
verschieden große Flächen dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzt sind, wird der Kolben
20 und damit die Bremsbetätigungsstange 38
in der Zeichnung nach rechts
bewegt. Dadurch wird eine zusätzliche Kraft zur Unterstützung bei der Betätigung
der zugeordneten Bremse hervorgerufen.
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Wenn beide Bremskraftverstärker gleichzeitig betätigt werden, werden
in beiden gleiche Drücke aufrechterhalten. Dies ist deshalb der Fall, weil dann
die Kammern 18 durch die Leitungen 82 und 86 sowie die Ventile
56 miteinander verbunden sind. Auf diese Weise stehen alle Bremsen bei ihrer Betätigung
unter der Einwirkung einer gleichen Kraft, und zwar ohne Rücksicht auf Abnutzungen
oder unterschiedliche Einstellungen.
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Die Freigabe der Bremskraftverstärker erfolgt nach Entfernung des
Drucks auf das Bremspedal 50, da es durch seine Feder 54 verschwenkt
wird, wobei die Schraube 72 mit dem Ventilschaft 60 in Eingriff gelangt.
Über den Ventilschaft 60 bleibt zwischen dem Bremskraftverstärker und dem
Vorratsbehälter 90
eine Verbindung aufrechterhalten. Diese Verbindung erfolgt
jedoch hauptsächlich über die Leitung 92, in zweiter Linie durch die mit
einer Drossel 96 ausgerüstete Leitung 94. Die unterschiedlichen Drücke,
die auf den Kolben 20 wirken, heben sich auf, und der Bremskraftverstärker
10 kehrt unter Wirkung der Federn 36 und 46 in seine Ruhestellung zurück.
Der zur Betätigung der zugeordneten Bremse benutzte Bremskraftverstärker wird dadurch
schnell freigegeben.
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Bei Ausbleiben der Druckflüssigkeit wird die Feder 36 durch die Bewegung
des Pedals 50 in Einrückstellung zusammengedrückt, bis die Wirkung der Bremse überwunden
ist. Eine weitere Bewegung des Pedals 50 führt den Kolben 20 und die
Bremsbetätigungsstange 38 nach rechts, wodurch die Bremse auf mechanischem Wege
betätigt wird.