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Bremsanlage für Fahrzeuge, insbesondere für Kreftfahrzeuge Die Erfindung
betrifft eine Bremsanlage für Fahrzeuge, insbesondere fttr Kraftfahrzeuge, mit einer
Druckluftbremse und einer Strömungsbremse sowie einem die Druckluftbrems steuernden
Bremsventil, einem die Strömungsbremse durch Beaufschlagen einer Fülleinrichtung
in Bremsbereitschaft setzenden und sie darüber hinaus steuernden Steuerventil und
einem zum Betätigen beider Ventile dienenden Betätigungsorgan. Unter Druckluftbremse
soll auch eine Bremse mit duroh Druckluft betätigten hydraulischen Bremszylindern
verstanden werden.
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Be einer bekannten Bremsanlage der eingangs genannten Art wird das
die Strömungsbremse steuernde Steuerventil durch das Bremspedal des Fahrzeuges über
einen mit dem Bremspedal mitschwenkenden Nocken betätigt. Beim Niedertreten des
Bremspedals wird die Strömungsbremse über ein durch das Steuerventil betätigtes
Relaisventil in Bremsbereitschaft gesetzt und anschließend in Abhängigkeit vom Schwenkwinkel
des Bremspedals-und somit des Steuernockens - stufenlos gesteuert. Durch weiteres
Niedertreten des Bremspedals wird zusätzlich das Bremsventil betätigt und dadurch
die Druckluftbremse ebenfalls in Abhängigkeit VQl Schwenkwinkel des Bremspedals
turenlos gesteuert.
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Da ein beträchtlicher Teil des gesamten Bramspedalweges zum Setzen
der Strömungsbremse in Bremsbereitschaft benötigt wird, ist die Feinfühligkeit der
Bremssteuerung schlecht.
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Außerdem verstellt der Steuernocken du Steuerventil nicht schlagartig,
und die Strömungsbremse wird somit verzögert bremsbereit.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, liene Nachteil zu vermeiden
und eine schnell ansprechende und feinfühlig steuerbare Bremsanlage der eingangs
genannten Art zu schaffen, Diese Aufgabe wird gemaß der Erfindung dadurch gelöst,
daß das Steuerventil als ein an sich bekanntes Relaisventii mit einem elektromagnetischen
Betätigungsventil und einem auf der einen Seite mit dem Steuerdruck, auf der anderen
Seite mit den zu steuernden Druck beaufschlagten Relaiskolben ausgebildet lot, wobei
der Vorratsluftanschluß mit einem Luftvorratsbehälter, der Zylinderanschluß mit
der Fülleinrichtung, der Steueranschluß mit einem Bremszylinderanschluß des Bremsventils
und das Betätigungsventil mit einer Stromquelle über einen vom Betätigungsorgan
betätigten Schalter verbunden sind.
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Um bei nacheinanderfolgendem Wirksamwerden der beiden Bremsen den
sum Steuern der Druckluftbremse sur Verfügung stehende Bremspedalweg zwecks einer
höheren Feinfühligkeit der Druckluftbremse zu verlängern, ist in einer anderen Ausgestaltung
der Erfindung vorgesehen, daß der Relaiskolben auf der mit dem Steuerdruck beaufschlagten
Seite eine größere wirksame Fläche ale auf der mit dem zu steuernden Druck beaufschlagten
Seite aufweist.
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Um die Bremswirkung der Druckluftbremse der Bremswirkung der Strömungsbremse
anzupassen, ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein Druckverhältnisventil
in der Leitung vom Bremsventil zu den Bremszylindern der Fahzreugachse, auf welche
die Strömungsbremse wirksam ist, angeordnet.
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Im folgenden ist ein ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher beschrieben.
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Die Figur zeigt eine aus einer Zweikreis-Druckluftbremse 1 und einer
Strömungsbremse 2 bestehende Bremsanlage schematisch dargestellt. Die Druckluftbremse
1 besteht aus einem ersten Bremskreis mit einem Luftvorratsbehälter 3, einer ihn
mit
dem Zweikreis-Bremsventil 4 verbindenden Leitung 5 und @@@szylindern
6, 7, die durch eine Leitung 8 über ein Regel ventil 9 mit einem Bremszylinderanschluß
B des Bremsventils verbunden sind sowie aus einem zweiten. Bremskreis mit einen
Luftvorratsbehälter 10, einer ihn mit ciem Bremsventil 4 rerbindenden Leitung 11
und Bremszylindern 42, 13, die durch eine Leitung 14 Ueber ein Regelventil 15 und
ein eine Druckuntersetzung bewirkenden Druckverhältnisventil 16 mit dem Bremsventil
5 verbunden sind. Ein 3/2-Wege-Magnetventil 17 ist durch eine Leitung 18 mit dem
Eingangsanschluß des Druckverhältnisventils 16 und durch eine Leitung 19 mit dessen
Steueranschluß so verbunden, daß bei stromlosen Magnetventil 17 das Druckverhältnisventil
16 sowohl am Eingangsanschluß als auch am Steueranschluß mit dem gleichen Druck
beaufschlagt wird, wodurch die Aufhebung der Druckuntersetzunjg bewirkt wird.
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Das Bremsventil 4 weist einen Druckbolzen 63 und eine als Betätigungsorgan
dienende Trittplatte 20 auf, die um ein Achse 21 schwenkbar ist.
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Die Strömungsbremse 2 besteht aus einer hydrodynamischen Bremse 22
und einer Fülleinrichtung 65 mit einem Füllzylinder 23 und einem Regelzylinder 64,
die durch eine Leitung 24 und ein Dreiwegeventil 25 bzw. durch Leitung 26, T-Styck
27 und Leitung 28 mit einem als Steuerventil für die Strömungsbremse dienenden Relaisventil
29 verbunden sind.
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Das Magnetventil 29 weist ein Ventilgehäuse 30 mit einem Vorratsluftanschluß
V, einem Zylinderanschluß Z und einen Steueranschluß S sowie ein elektromagnetische
Betätigungsventil 31 mit einem Anker 32 auf.
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In einer Bohrung 33 ist ein Ventilkolben 34 axial verschiebbar abgedichtet
angeordnet. Der Ventilkolben 34 kimmt in einer Bohrung 35 eine Feder 36 und ein
abgedichtet a:ov verschiebbares Ventilrohr 37 auf, das mit einem Einlaßventilteller
38 und einem Auslaßventilteller 39 fest verhunden ist
Eine ringförmige
Erweiterung 40 der Bohrung 55 bildet einen Sitz 41 für den Einlaßventilteller 38.
Die ringfdrmige Erweiterung 40 steht über Bohrungen 63a, 63b im Ventilkolben 34,
eine Ringkammer 42, dem Vorratsluftanschluß V und eine Xeitung 43 mit einem Vorratsluftbehälter
44 in Verbindung.
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Der Luftbehälter 44 steht außerdem mit dem Dreiwegeventil 25 über
eine Leitung 58 in Verbindung.
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Eine Kammer 45 ist über einen Kanal 46 und eine Bohrung 62 mit der
Ringkammer 42 verbindbar.
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In der Bohrung 33 ist auch ein Relaiskolben 47 gegen eine Feder 48
axial verschiebbar angedichtet angeordnet. Die hierbei gebildeten Kammern 49, 50
sind durch eine zentrische Bohrung 51 im Relaiskolben 47 verbindbar. Die Kammer
49 ist über dem Zylinderanschluß Z mit der Leitung 28 verbunden.
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Die Kammer 50 ist über den Steueranschluß S, eine Leitung 52 und die
Leitung 8 mit dem Bremszylinderanschluß B des Bremeventils 4 serbunden.
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Der Relaiskolben 47 weist eine erste, einen Sitz 53 für den Auslaßventilteller
39 bildende Seitenfläche 54, und eine zweite, eine größere wirksame Fläche als die
erste aufweisende Seitenfläche 55 auf.
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Die Vorspannung der Feder 48 ist mittels einer VersteLlschraube 56
über Federteller 57 einstellbar.
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Die Stromversorgung für das elektromagnetische Betätigungsventil 1
und das 3/2-Wege-Magnetventil 17 erfolgt durch das Bordnetz des Fahrzeuges über
einen handbetätigten Hauptschalter 58 und einen durch die Trittplatte 20 betätigten
Schalter 59, der über eine Leitung 60 mit der Erregerwicklung des Betätigungsventils
31 und über ein Leitung 61 mit der Erregerwicklung des 3/2-Wege-Magnetventils 17
verbunden ist.
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Der Schalter 59 und die Trittplatte 20 sind relativ zueinander so
angeordnet, daß schon bei geringfügigem Niederdrücken der
Trittplatte
der Schalter 59 geschlossen wird.
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Wirkungsweise der in der Figur dargestellten erfindungsgemäßen Bremsanlage:
Der Hauptschalter 58 ist geschlossen. Zum Abbremsen des Fahrzeuges wird die Trittplatte
20 niedergetreten, wodurch zunächst der Schalter 59 geschlossen wird. Es gelangt
Strom über die Leitung 60 zur Erregerwicklung des Betätigungsventile 31 und über
die Leitung 61 zur Erregerwicklung des 3/2-Wege-Kagnetventils 17, wodurch die Druckuntersetzung
des Druckverhältnisventils 16 wirksam wird. Der Anker 32 wird angezogen, die Bohrung
62 wird aufgedeckt. Es gelangt Druckluft vom Duftbehälter 44 über Leitung 43, Anschluß
V, Ringkammer 42, Bohrung 62 und Kanal 46 in die Kammer 45, und der Ventilkolben
34 wird zusammen mit dem Ventilrohr 37 abwärts bewegt. Das Ventilrohr 37 wird dabei
solange mitbewegt, bis der Auslaßventilteller 39 auf seinen Sitz 59 aufsetzt und
somit die zwischen den Rammern 49 und 50 bestehende Verbindung über die Bohrung
51 unterbricht. Während der weiteren Abwärtsbewegung des Ventilkolbens 34 setzt
sich der Einlaßventilteller 58 von seinem Sitz 41 gegen die Feder 36 ab, und es
gelangt Druckluft von der Ringkammer 42 über Bohrungen 63a, 63b, Kammer 49 und Anschluß
Z in die Leitung 28 und von dieser über T-Stück 27 in die Leitung 26 zum Regelßylinder
64 und in den Steuetanschluß des Dreiwegeventils 25, wobei das Dreiwegeventil 25
umgeschaltet wird und dadurch der Vorratsluftbehälter 44 über Leitung 58, Dreiwagsventil
25 und Leitung 24 mit des der zylinder 23 direkt verbunden wird.
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Die Druckluft gelangt solange in die Leitung 28, bis das Einlaßventil
38, 41 und das Auslaßventil 39, 53 in Abschlußstellung sind. Die Abschlußstellung
wird erreicht, wenn der Relaiskolben 47 sich unter der Wirkung des sich in der Kammer
49 aufbauenden Druckes soweit gegen die Feder 48 abwärtsbewegt hat, daß die auf
ihn wirkenden Kräfte - Druckkraft einerseits, Federkraft andererseits - im Gleichgewicht
stehen.
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Der in der Leitung 28 eingesteuerte Luftdruck kann durch Änderung
der Vorspannung der Feder 48 mittels der Verstel@ schraube 56 eingestellt werden
Die Fülleinrichtung 65 wird also über die Leitungen 26 und 24 unmittelbar nach Schließen
des Schalters 59 beaufschlagt und bewirkt somit ein verzögerungsfreis In-Bremsbereitschaft-Setzen
der Strömungsbremse 22 durch DrUcken der Ölfüllung in den Brems-Kreislauf der Strömungsbremse.
Der Strömungsbremse ist nunmehr bremsbereit, wobei sie je nach Einstellung der Weder
48 bereits leichte Bremswirkung zeigen kann.
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Wird die Trittplatte 20 weiter niedegetreten, so wird von ihr über
Druckbolzen 63 das Bremsventil 4 betätigt, und es gelangt Druckluft aus dem Luftvorratsbehälter
10 über Leitung 11 und Bremsventil 4 in die Leitun£ 14 sowie aus dem Luftvorretsbehälter
3 über Leitung 5 und Bremsventil 4 in die Leitung 8 und weiter über Leitung 52 und
Steueranschluß 8 in die Kammer 50 des Relaisventils 29. Der in die Leitungen 8 14
eingesteuerte Luftdruck entspricht dem von der Trittplatte 20 eingenommenen Schwenkwinkel.
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Der Relaiskolben 47 wird durch den ar der Kammer 50 sich aufbauenden
Druck aufwärtsbewegt und nimmt dabei das Ventilrohr 37 nach oben mit. Der Einlaßventilteller
38 wird von seinem Sitz 41 abgehoben, und es gelangt wieder Druckluft von der Ringkammer
42 über Bohrungen 63a, 63b, Kammer 49 und Anschluß Z in die Leitung 28 und von dieser
über T-Stück 27 in den Steueranschluß des Dreiwegeventile 25, das seine Schaltstellung
nicht verändert, sowie in den Regelzylinder 64, wodurch ein Ansteigen der Bremswirkung
der Strömungsbremse 22 bewirkt wird.
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Die Druckluft gelangt solange in die Leitung 28, bis die auf den Relaiskolben
47 wirkenden Kräfte - Druckluft des su steuernden Druckes einerseits, Federkraft
der Feder 48 und Steuerdruckkraft andererseits - wieder im Gleichgewicht stehen
und
somit das Einlaßventil 38, @1 und das Auslaßventil 39, 53 wieder in Abschlußstellung
sind.
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Der in der Kammer 49 herrschende zu steuernde Druck wirkt dabei auf
die Seitenfläche 54, während der in der Kammer 50 herrschende Steuerdruck auf die
eine grdßere wirksame Z äche aufweisende Seitenfläche 55 wirksam ist Der sum Ausgleichen
der Steuerdruckkraft erforderliche Druckanstieg in der Kammer 49 ist somit höher
als der in die Kammer C5O eine eteuerte Steuerdruck. Dadurch wird eine vom Verhältnis
zwischen den wirksammen Flächen der Seitenflächen 54, 5 abhängige Übersetzung des
zu steuernden Druckes gegenüber dem vom Schwenkwinnkel der Trittplatte 20 abhängigen
Steuerdruck erzielt.
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Das Beaufschlagen der Fülleinrichtung 65 mit dem überssetzten Druck
bewirkt eine Verstärkung der einem bestimmten Bremspedalweg entsprechenden Bremswirkung
der Strömungsbremse 22.
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Übersteigt der vom Bremsventil 4 in die Leitungen 8, 14 eingesteuerte
Druck den Rückhaltedruck der Regelventile 9, 15, so strömt auch Druckluft zu den
Bremszylindern 6, 7 der Vordexachse und über das bei unter stromsstehende 3/2-Wege-Magnetventil
17 eine Druckuntersetzung bewirkende Druckverhältnisventil 16 zu den Bremszylindern
12, 13 der Hinterachse, und die Druckluftbremse setzt somit entsprechend dem eingesteuerten
Druck zusätzlich ein. Der Rückhaltedruck der Regelventile 9, 15 ist dabei so eingestellt,
daß die I)ruckluf.t erst in ale Bremszylinder gelangt, wenn die Strömungsbremse
ihre volle Bremswirkung erreicht hat. Der Rückhaltedruck kann aber auch so eingestellt
werden, daß die Druckluft schon in die Bremszylinder gelangt, bevor die Strömungsbremse
ihre volle Bremswirkung erreicht hat.
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Die Bremszylinder 12, 15 der Hinterachse, auf die die Strömungsbremse
wirksam ist, werden mit einer dem Untersetzung@@erhältnis des Drückverhältnisventils
16 entsprechenden k@@iner@n
Druck als der in der Leitung 14 herrschende
Druck beaufschlagt.
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Das Untersetzungsverhältnis ist dabei so gewählt, daß die gesamte
Bremswirkung der Druckluftbremse und der Strömungsbremse auf die Hinterachse des
Fahrzeuges den Jeweiligen Fahrbedingungen angepaßt ist.
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Wird der Hauptechalter 58 geöffnet und somit die Stromversorgung des
Betätigungsventils 31 und des 3/2-Wege-Magnetventils 17 unterbrochen, so wird die
Bohrung 62 vom Anker 32 abgedeckt und die Verbindung vom Vorratsluftbehälter 44
über das Druckbegrenzungs-Magnetventil 29 zum Regelzylinder 64 und zum Dreiwegeventil
25 gesperrt. Das Dreiwegeventil 25 wird in seine Ausgangsstellung zurückgeschaltet.
Der Füllzylinder 23 wird über den Entlüftungsanschluß des Dreiwegeventils 25 entlüftet,
und die Strömungsbremse 22 ist damit nicht mehr wirksam.
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Beim stromlosen 3/2-Wege-Magnetventil 17 ist aie Druckuetersetzung
des Druckverhältnisventils 16 unwirksam. Wird also die Strömungsbremse 22 durch
öfflen des Hauptschalters 58 außer Betrieb gesetzt, so wird die Druckuntersetzung
des Druckverhältnisventils 16 aufgehoben, und es steht somit die volle Bremswirkung
der den Bremszylindern 12, 13 zugeordneten Radbremsen zur Verfügung.
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Bei der erfindungsgemäßen Bremsanlage können die der Strömungsbremse
und die der Druckluftbremse so aufeinander abgestimmt werden, daß das Fahrzeug in
der Regel nur mit Hilfe der Strömungsbremse gebremst wird, wodurch die Druckluftbremse
geschont wird. Wird letztere Jedoch zu einer schärferen Abbremsung auch wirksam,
so ist sie infolge des ihr zur Verfügung stehenden Bremspedalwegs sehr feinfühlig
steuerbar. Ein anderer Vorteil ist das Wegfallen von mechanischen Betätigungsteilen
zum Betätigen des Steuerventils, wodurch ein spiel- und verschleißfreies Betätigen
und ein einfaches Einstellen desselben erreicht wird. Außerdein kann die Anordnung
des Steuerventiis den Platzbedingungen des Fahrzeuges angepaßt werden.