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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System, das die Aktivierung von Auflaufbremsen eines Anhängers während der Rückwärtsfahrt verhindert.
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HINTERGRUND
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Derzeit gibt es verschiedene Arten von Bremssystemen für Autoanhänger, wobei für Anhänger mit einem Gesamtgewicht bis 3500 kg Auflaufbremsen am geläufigsten sind. Wenn ein mit einem Anhänger ausgestaltetes Automobil bremst, wird der Anhänger gegen die Anhängerkupplung des Autos gedrückt, und die Verzögerungs- bzw. Bremskraft wird durch die Zugkugelanordnung des Anhängers absorbiert, die in einer Führungsschiene montiert ist. Diese Bremskraft bewegt die Führungsschiene, welche die Kraft und die Bewegung über mechanische Stangen und Seile oder über ein Hydrauliksystem auf das Bremssystem des Anhängers überträgt. Es gibt auch Bremssysteme, die elektrisch oder mittels komprimierter Luft betätigt werden.
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Um die Bremskraft allmählich auf die Bremsen zu übertragen und ein Blockieren der Räder zu vermeiden, haben die meisten Anhänger mit Auflaufbremsen eine Gasfeder, die als Stoßdämpfer in der Führungsschiene wirkt. Diese Gasfeder dient auch dazu, um die Führungsschiene nach einer jeden Bremssequenz wieder herauszudrücken.
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Mechanische Auflaufbremsen, die am häufigsten in Europa verwendet werden, haben eine mechanische Auflaufvorrichtung und übertragen die Bremskraft auf Trommelbremsen über Stangen und Kabel. Dies sind einfache Konstruktionen und Arbeiten während der Vorwärtsfahrt problemfrei, zeigen jedoch ein großes Problem, wonach die Bremsen auch während der Rückwärtsfahrt aktiviert werden. Verschiedene unterschiedliche Systeme wurden entwickelt, um den Bremseffekt während der Rückwärtsfahrt zu begrenzen oder zu vermeiden, doch diese haben alle verschiedene Nachteile und ungewollte Eigenschaften.
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Die meisten Anhängerhersteller in Europa verwenden derzeit die deutsche „Rückmatic” oder ähnliche Systeme, bei denen Bremsklötze einen Teil des Drucks gegen die Trommeln lösen, wenn die Räder rückwärts drehen. Diese Systeme erschweren das Rückwärtsfahren, da die Bremsen nicht zu 100% deaktiviert werden, und sofern sie nicht korrekt eingestellt und gehandhabt werden, kann ein Rückwärtsfahren bzw. Zurücksetzen aufgrund blockierender Räder unmöglich werden.
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Andere ungewollte und gefährliche Eigenschaften dieser Systeme sind, dass die Handbremse nur funktioniert, wenn der Anhänger vorwärts rollt. Dies bedeutet, der Anhänger kann nicht mit der Vorderseite bergauf weisend geparkt werden, ohne Unterlegkeile hinter die Räder zu legen.
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Wenn schwere Boote auf steilen Rampen auf Boottrailer gezogen oder von diesen abgelassen werden, kam es wiederholt zu Unfällen, da die Bremskraft plötzlich versagte. Bei der Rückmatic und ähnlichen Systemen hält die Handbremse die Räder nur bis zu einem gewissen Drehmoment blockiert, wenn die Schwerkraft den Anhänger nach hinten zieht. Wenn die Schwerkraft das Bremsmoment der Handbremse übersteigt, locker sich die Bremsklötze auf die gleiche Weise wie während der Rückwärtsfahrt, und die Räder beginnen plötzlich, nach hinten zu rollen.
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Um einen Bremseffekt zu 100% zu verhindern, wenn mit Auflaufbremsen rückwärts gefahren wird, wurde in den letzten Jahren eine Mehrzahl von mechanischen Lösungen zum Sperren der Führungsschiene vorgeschlagen.
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Bei einem Beispiel wird ein federgespannter Stahlhebel manuell in einen Schlitz eingebracht, bevor rückwärtsgefahren wird, und die Feder drückt den Hebel zu Seite, wenn wieder vorwärtsgefahren wird, wodurch sich die Führungsschiene wieder frei bewegen kann. Diese Lösung birgt ein Sicherheitsrisiko, da es aufgrund unzureichender Schmierung und Wartung in der gesperrten Position verbleiben kann. Zudem handelt es sich hierbei um eine mechanische Vorrichtung, bei welcher der Nutzer aus dem Auto aussteigen muss, um das System manuell zu aktivieren, wohingegen das erfinderische System automatisch aktiviert werden kann, wenn der Schalthebel in den Rückwärtsgang gebracht wird.
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Andere bekannte Vorrichtungen zum Vermeiden eines Bremseffekts während der Rückwärtsfahrt mit mechanischen Auflaufbremsen wurden beispielsweise in der
GB 1 341 724 B und der
GB 2 385 102 B diskutiert. Diese basieren auf dem Prinzip zum Einbringen eines Hydraulikzylinders mit einem Kolben als Teil der Bremsstange. Ein Solenoid gesteuertes Ventil kann Öffnen oder Schließen, so dass Hydraulikfluid von einer Seite des Kolbens zur anderen gelangt. Das Prinzip hierbei ist, dass der Kolben gegen einen Hydraulikdruck gesperrt werden soll, wenn das Bremssystem während des Fahrens arbeitet, und dieser Druck während des Rückwärtsfahrens nachlässt, da das Solenoid gesteuerte Ventil geöffnet ist. Ein Schwachpunkt bei diesem Prinzip ist, dass der Bremseffekt verringert wird oder vollständig nachlässt, wenn es zu einem Leck in dem Hydrauliksystem des Zylinders kommt.
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Hydraulische Auflaufbremsen oder Schub- bzw. Druckbremsen (EN: surge breaks), die in den USA üblich sind, weisen auch eine Gasfeder auf, die als Stoßdämpfer parallel zu einer Hauptpumpe angeordnet ist, jedoch wird der Bremsvorgang während des Rückwärtsfahrens üblicherweise durch ein Solenoid gesteuertes Ventil verhindert, das den Fluss des Hydraulikfluids vom Hauptzylinder unterbricht. Obgleich derartige hydraulische Druckbremssysteme das Problem des Bremseffekts während der Rückwärtsfahrt gelöst haben, muss der Hauptzylinder die gesamte Druckkraft tragen, die zum Zurücksetzen des Anhängers notwendig ist. Das Zurücksetzen eines vollbeladenen Anhängers auf einem steilen Hügel kann zu einer Überlastung des Hauptzylinders führen, und die Bremsen können ausfällen, wenn der Hauptzylinder oder die Hydraulikleitung/das Schlauchsystem leckschlagen sollten.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System anzubieten, das die Aktivierung der Auflaufbremsen eines Anhängers während dem Rückwärtsfahren verhindert, während das System die Bremsen während dem Rückwärtsfahren vollständig löst, und das System Fehler des Bremssystems verhindert.
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Dies wird durch ein System gemäß den beigefügten Ansprüchen erzielt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die Erfindung wird nachfolgend im Detail Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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A ein Solenoid und Ventil zeigt, die in einem Kolben enthalten sind, wobei ein Strom durch die Kolbenstange zugeführt wird;
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B ein Solenoid zeigt, das außerhalb eines Gasfederzylinders angeordnet ist, mit einer Stößelstange für das Ventil im Kolben;
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C ein Solenoid und Ventil zeigt, die als eigenständige Einheit ausgebildet sind, ohne physische Verbindung mit der Gasfeder außer einer Rohr- oder Schlauchverbindung auf beide Seiten des Kolbens; und
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D schematisch zeigt, wie das erfinderische Auflaufbremssystem mit der sperrbaren Gasfeder mit hydraulischen Druckbremsen verwendet werden kann.
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Die beigefügten Zeichnungen dienen dazu, das Funktionsprinzip des erfinderischen Auflaufbremssystems schematisch zu zeigen. Es sind nur einige Beispiele, wie die verschiedenen Komponenten des Systems miteinander kombiniert werden können, dargestellt, wobei das System natürlich nicht auf diese Beispiele beschränkt ist. Jeder Anhängerhersteller kann sein eigenes Design entwickeln.
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Um die Anmeldung so einfach und verständlich wie möglich zu halten, wird auf die Darstellung von herkömmlichen und hinlänglich bekannten Trommel- und Scheibenbremsen, deren Übertragungssystemen wie Stangen, Bowdenzüge, Hydraulikkreisen sowie die Beschreibung wie sie arbeiten, verzichtet.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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A zeigt eine Anhängerkupplungsvorrichtung, die mit der Kugel einer Anhängerkupplung eines Fahrzeugs verbunden ist. Zwischen der Kupplungsvorrichtung 1 (Auslösehebel nicht dargestellt), die die Kugel greift, und der Zugstange des Anhängers ist eine Führungsschiene 2 angeordnet, die zulässt, dass die Kupplungsvorrichtung 1 in Richtung zur Zugstange gedrückt wird, wenn das Fahrzeug bremst. Von der Kupplungsvorrichtung 1 überträgt ein mechanischer Mechanismus 13 die Kräfte auf die Bremsen eines jeden Rades. Ein Handbremshebel 12 ist mit dem mechanischen Übertragungsmechanismus 13 verbunden, wodurch der Anhänger mit aktivierten Bremsen abgestellt werden kann. Die Führungsschiene 2 in der Figur ist röhrenförmig, und eine Gasfeder 3 ist in der Führungsschiene montiert. Die Gasfeder 3 ist an einem Ende der Führungsschiene 2 angebracht, während das andere Ende mit einem Fixpunkt am Anhänger verbunden ist, hier dem Ende des Auflaufvorrichtungsgehäuses 4, das einen Teil der Zugstange darstellt. Die Gasfeder ist somit effektiv parallel mit der Führungsschiene verbunden.
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Die Gasfeder ist, wie allgemein bekannt, als geschlossener Zylinder mit einem konstanten Gasüberdruck ausgestaltet. Eine Kolbenstange 8 läuft durch eine aussteifende Box/Stopfbuchse 6 in einem Ende des Zylinders. Ein Kolben 5 ist mit der Kolbenstange 8 in dem Zylinder verbunden, wobei der Kolben 5 Öffnungen hat, die ein freies Strömen des Gases ermöglichen, wodurch der Gasdruck auf beiden Seiten des Kolbens konstant gehalten wird.
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Da die Kolbenstange 8 einen Teil der Kolbenfläche auf einer Seite einnimmt, hat die gegenüberliegende Seite des Kolbens einen größeren Bereich, der mit dem konstanten Gasdruck beaufschlagt wird. Die auf die offene Seite des Kolbens wirkende Kraft ist daher durchgängig größer als auf der Seite, an welcher die Kolbenstange montiert ist, so dass diese Einheit als Kompressionsfeder fungiert.
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Die Gasfeder der Erfindung basiert auf dem gleichen Prinzip, hat jedoch zusätzlich ein Solenoid gesteuertes Ventil 17, das mit dem Rückfahrleuchten-Schaltkreis des Fahrzeugs oder einer anderen alternativen Stromquelle verbunden ist. Die andere Stromquelle kann ein dedizierter Schalter zum Zufuhren von Leistung zum Solenoidventil in Anhängern und Fahrzeugen ohne einem herkömmlichen Rückfahrleuchten-Schaltkreis sein, beispielweise ein ATV (All Terrain Vehicle). Wenn das Auto in den Rückwärtsgang geschalten wird, wird der Solenoid mit Strom vom Rückfahrleuchten-Schaltkreis versorgt und das Ventil schließt. Wenn das Gas nicht frei von einer Seite auf die andere Seite des Kolbens strömen kann, wird die Gasfeder verriegelt bzw. gesperrt.
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Wenn die Führungsschiene der Zugkugelanordnung vollständig ausgedehnt ist, so dass die Bremsen des Anhängers nicht aktiv sind, wenn das Auto zurücksetzt, verhindert die verriegelte Gasfeder, dass sich die Führungsschiene bewegt, so dass das Bremsen während des Rückwärtsfahrens vollständig verhindert wird.
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Wenn das Getriebe des Autos aus dem Rückwärtsgang wieder umgeschalten wird, wird der Strom zur Rückfahrleuchte unterbrochen, und die Rückstellfeder des Solenoids öffnet das Ventil, wodurch die normale Bremsfunktion wiederhergestellt wird.
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Als Sicherheitsmaßnahme kann ein extra Schalter in den Rückfahrleuchten-Schaltkreis eingesetzt sein, um ein ungesteuertes Sperren der Gasfeder, das durch mögliche Fehler im Rückfahrleuchten-Schaltkreis verursacht werden kann, bei der Vorwärtsfahrt zu verhindern.
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Bei der in der A gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist das Solenoidventil 17 im Kolben 5 aufgenommen, wobei Leiter 7, die dem Solenoid Strom zuführen, aus der Kolbenstange 8 geführt sind.
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B zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der Solenoid selbst außerhalb der Gasfeder liegt, während der Ventilteil in den Kolben eingebaut ist. Eine Ventilstange 9 überträgt die Bewegung der Solenoidscheibe auf das Ventil. Das Ventil öffnet/schließt eine Anzahl von Kanälen 11, welche die beiden Seiten des Kolbens verbinden.
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C zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das gesamte Solenoidventil 17 außerhalb der Gasfeder angebracht ist. Kanäle 11 von jeder Seite des Kolbens werden durch die Kolbenstange 8 aus dem Solenoidventil geführt.
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D zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher eine hydraulische Übertragung der Bremskräfte auf die Bremsen erfolgt. Die Führungsschiene 2 überträgt die Kräfte auf einen Hauptzylinder 16, der mit den Bremsen verbunden ist (d. h. mit Nehmerzylindern in jedem Rad), über Hydraulikleitungen 10.
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Da die Gasfeder der Erfindung mit dem Solenoid gesteuerten Ventil immer parallel mit der Führungsschiene in mechanischen Auflaufbremsen montiert ist, und parallel mit der Hauptpumpe bei hydraulischen Druckbremsen, funktioniert ist das Bremssystem zu 100% während des Fahrens, egal welche Leckage in der Gasfeder, dem Solenoid gesteuerten Ventil oder den Verbindungen auftritt. Die Gasfeder dient nur als Stoßdämpfer und Rückstellfeder während des Fahrens und als Schubstange während des Zurücksetzens. Dies betrifft sowohl mechanische als auch hydraulische Auflaufbremsen.
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Im Falle hydraulischer Druckbremsen nimmt die sperrbare Gasfeder, die parallel zum Hauptzylinder montiert ist, die gesamten Druckkräfte auf und der Hauptzylinder bleibt vollständig drucklos. Eine Leckage in der sperrbaren Gasfeder hat jedoch keinerlei Effekt auf den Bremseffekt.
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Durch Verwendung des erfinderischen Systems mit der sperrbaren Gasfeder ist die Verwendung der Rückmatic oder ähnlicher Bremssysteme nicht notwendig, und es können Trommelbremsen mit herkömmlichen Bremsklötzen genutzt werden, die den vollen Bremseffekt sowohl in Vorwärts- wie auch Rückwärtsrichtung erzielen, wenn die Handbremse eingesetzt wird.
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Ein Vorteil der Erfindung ist, dass bei Anhängern, die mit der original Gasfeder als Dämpfer ausgestaltet sind, diese leicht durch die sperrbare Gasfeder der Erfindung ausgetauscht werden kann, und die gleichen Vorteile hinsichtlich der Nichtaktivierung der Bremsen beim Zurücksetzen erzielt werden können.
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Das System mit dem Solenoid und dem Ventil, welches die Strömung des Gases durch oder um den Zylinder öffnet oder sperrt, kann auf verschiedene Art und Weise ausgestaltet werden, und in den beigefügten Zeichnungen sind schematisch einige Alternativen beispielhaft dargestellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- GB 1341724 B [0010]
- GB 2385102 B [0010]
