DE2044864A1 - Fahrzeug Radbremsanordnung - Google Patents

Description

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Augsburg, den 9· September 1970

Der Minister für Technologie in der Regierung Ihrer Majestät der Königin der Vereinigten Königreiche von Großbritannien M und Nordirland, Millbank Tower, Millbank, London S.W.l,

England

Fahrzeug-Radbremsanordnung

Die Erfindung betrifft Fahrzeug-Radbremsanordnungen und bezieht sich insbesondere auf Geräte zur Verhinderung des Schleudern^, welche das Bremsmoment selbsttätig verringern, wenn infolge Blockierens der Fahrzeugräder das Fahrzeug zu schleudern beginnt.

Wenn bei einem Straßenfahrzeug die Bremsen angelegt

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werden, so wird den Fahrzeugrädern ein Bremsmoment mitgeteilt, durch welches das Bremsschild oder eine andere Bremsbacken-Tragvorrichtung in entgegengesetztem Sinne gedreht wird wie durch das Drehmoment, welches durch den Kraftschluß zwischen den Reifen und der Fahrbahn verursacht wird, übersteigt das Bremsmoment das durch den Kraftschluß der Fahrzeugräder hervorgerufene Moment, so blockieren die Räder, doch werden dieselben wieder frei, sobald das Bremsmoment aufhört oder in genügendem Maße verringert wird.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die erforderliche Verminderung des Bremsmomentes selbsttätig und außerordentlich schnell zu erreichen, wenn zu Beginn des Schleuderns der Kraftschluß beträchtlich abnimmt .

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe beinhaltet die Erfindung eine Fahrzeug-Radbremsanordnung, welche gemäß der Erfindung durch ein mit Bezug auf das Fahrzeugfahrgestell begrenzt drehbares Bremsschild bzw. andere Bremsbacken-Tragvorrichtung, ferner durch Mittel, mit deren Hilfe das Bremsschild während des Bremsens einem Drehmoment unterworfen wird, welches in entgegengesetztem Sinne wirkt

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wie das auf das Bremsschild wirkende, von der Bremskraft in Verbindung mit dem Kraftschluß zwischen Rad und Fahrbahn herrührende Drehmoment und welches das Bremsschild zurückdreht, wenn dessen Reaktionsmoment infolge des durch beginnendes Gleiten hervorgerufenen Kraftschlußverlustes zwischen Rad und Fahrbahn vermindert wird, und endlich durch infolge dieser Rückdrehung des Bremsschildes wirksam werdende Mittel zur Verminderung der Bremskraft bis zur Wiederher- . ■& stellung des Kraftschlusses zwischen Rad und Fahrbahn gekennzeichnet ist.

Der Ausdruck "Fahrbahn" wird im Zuge dieser Darlegungen in Verbindung mit jeglichen Flächen gebraucht, auf welchen das betreffende Fahrzeug fährt. Die Ausdrücke "Vorwärtsdrehung" und "Rückwärtedrehung" beziehen sich jeweils auf den Drehsinn, welchen die Fahrzeugräder durchlaufen, wenn das Fahrzeug ohne zu schleudern entweder vorwärts oder rückwärts fährt. Der Ausdruck "Bremsmoment" bezeichnet ein % Drehmoment, welches auf das betreffende Fahrzeugrad wirkt und folglich beim Anlegen der Bremsen das Bremsschild rückwärts dreht.

Das genannte Gegenmoment kann entweder mittels hydraulischer oder pneumatischer Einrichtungen oder mittels eines

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geeigneten Mechanismus auf das Bremsschild aufgebracht werden, je nachdem, welches System sich in Verbindung mit der betreffenden Bremsanordnung am besten eignet, auf welche die Erfindung Anwendung finden soll. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, welche sich zur Anwendung in Verbindung mit strömungsmittelbetätigten Bremsmitteln eignet, wird das auf das Bremsschild aufzubringende Gegenmoment mittels eines durch Strömungsmitteldruck beaufschlagten Kolbens erzeugt, welcher bei Nachlassen der Reaktion des Bremsschildes infolge des Beginnens des Gleitens zwischen dem betreffenden Fahrzeugrad und der Fahrbahn das Bremsschild rückwärts dreht, wobei diese Bewegungen des Kolbens und des Bremsschildes von der Tätigkeit eines Entlastungsventils begleitet werden, welches den die Bremsmittel betätigenden Strömungsmitteldruck schnell abbaut. Eine derartige Anordnung eignet sich entweder für hydraulische oder für pneumatische Bremssysteme, wobei vorteilhafterweise der genannte Kolben in einem, in den Strömungsmittelkreislauf zwischen dem Hauptzylinder und dem Radbremszylinder einbezogenen Hilfszylinder untergebracht ist. Dieser Hilfszylinder kann starr an einem festen Teil der betreffenden Radachse oder des Achsgehäuses in der Nähe des Bremsschildes angeordnet sein und mit dem Kolben kann ein Gestänge verbunden sein, welches mit einem Bauteil zusammenwirkt, das wiederum einen Teil des Bremsschildes darstellt oder starr

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mit dem Bremsschild verbunden ist. Vorzugsweise ist eine Feder vorgesehen, welche dem auf den Kolben wirkenden Strömungsmitteldruck entgegenwirkt und so stark vorgespannt ist, daß sie eine Bewegung des Kolbens und damit des Bremsschildes verhindert, bevor mit dem Anlegen der Bremsbacken begonnen wird.

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Radbremsanordnung, welche sich insbesondere zum Gebrauch in Verbindung mit mechanischen Bremssystemen eignet, wird das genannte Gegenmoment mittels einer Feder erzeugt, welche auf das Bremsschild oder ein daran befestigtes Teil einwirkt und welche beim Anliegen der Bremsen zunächst durch die Vorwärtsdrehung des Bremsschildes zusammen mit dem zugehörigen Fahrzeugrad vorgespannt wird. Gleichzeitig ist gemäß der Erfindung Vorsorge getroffen, daß durch diese Vorwärtsdrehung des Bremsschildes das mechanische übersetzungsverhältnis der Fahrzeug-Radbremsanordnung vergrößert wird, so daß die von einem bestimmten Bremspedaldruck herrührende Bremskraft erhöht wird. Wird sodann wegen des sich verringernden Kraftschlusses das Bremsschild rückwärts gedreht, so wird das mechanische Übersetzungsverhältnis der Radbremsanordnung verringert und dadurch zum Zwecke der Wiederherstellung des Kraftschlusses die Bremskraft vermindert.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Anwendung der Erfindung ist ein von dem Bremsschild betätigtes Betätigungsglied mittels eines Gelenkes an einem Hebel angelenkt, welcher die Bremsmittel über einen an demselben Gelenk angeschlossenen Mechanismus betätigt, wobei dieses Gelenk längs des Hebels verschiebbar ist, so daß eine Vorwärtsdrehung des Bremsschildes das Gelenk in Richtung zur Schwenkachse des Hebels hinbewegt und dadurch das mechanische übersetzungsverhältnis des Hebels vergrößert und damit gleichzeitig die Bremskraft der Bremsanordnung erhöht. Eine Rückwärtsdrehung des Bremsschildes kehrt diese Wirkung um und vermindert die Bremskraft der Bremsanordnung.

Es ist wesentlich, daß das Anlegen der Bremsen sowohl von einer Vorspannung der Einrichtung zur Verminderung der Bremskraft als auch der Anlage des Gegenmomentes an das Bremsschild begleitet wird. Das Bremsschild arbeitet also als Fühler, welcher die genannte Vorspannung zwecks Verminderung des Bremsmomentes gestattet, sobald das durch das Bremsmoment und den Kraftschluß auf das Bremsschild ausgeübte Drehmoment zu Beginn des Gleitens zwischen Rad und Fahrbahn vermindert wird.

Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden

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nunmehr nachstehend unter Bezug auf die anliegenden Zeichnungen in ihren Einzelheiten beispielsweise beschrieben. In den Zeichnungen stellen dar:

Fig. 1 eine schematische Teil-Seitenan

sicht einer mechanischen Bremsanordnung gemäß der Erfindung für ein Straßenfahrzeugrad, Jj

Fig. 2 eine Einzelheit der Anordnung in

Fig. 1, in Richtung des Pfeiles II gesehen,

Fig. 3 eine teilweise aufgebrochene

schematische Teilseitenansicht einer hydraulischen Bremsanordnung nach der Erfindung für ein Straßenfahrzeugrad,

Fig. 4 einen Teilschnitt der in Fig. 3

gezeigten Bremsanordnung in etwas größerem Maßstab,

Fig. Ma eine Einzelheit der in Fig. 4

gezeigten Anordnung,

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Pig. 5 eine der Fig. 3 ähnliche Seiten

ansicht einer pneumatischen Bremsanordnung nach der Erfindung und

Fig. β einen Teilschnitt der in Fig. 5

gezeigten Anordnung in etwas

größerem Haßstab.

Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten mechanischen bremsanordnung nach der Erfindung ist an einem Breinsschild 2 oder einer anderen Bremsbacken-Tragvorrichtung einer Fahrzeugbremsenanordnung ein Hebel 1 nach außen ragend befestigt und das vorzugsweise kugelig oder zylindrisch ausgebildete Außenende la dieses Hebels 1 ragt in eine Ausnehmung 3a einer Kolbenstange 3 hinein, welche an einem Kolben H befestigt ist, der in einem zugehörigen μ. Zylinder 5 verschiebbar angeordnet ist. Dieser Zylinder 5 ist an einem Fahrzeugteil, beispielsweise einem Achsgehäuse angebracht, welches sich zusammen mit dem zugehörigen Fahrzeugrad 16 vertikal verschieben, nicht jedoch mit diesem zusammen drehen kann. Das Bremsschild 2 kann sich in begrenztem Maße relativ zum Fahrzeugfahrgestell drehen, wobei eine in dem Zylinder 5 angeordnete Feder 6 einer Vorwärtsdrehung des Bremsschildes 2 entgegenwirkt. Die Feder liegt zwischen dem Kolben 4 und dem vom Hebel 1 abge-

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legenen Zylinderende und ist so ausgelegt, daß sie dem beim Anlegen der Bremsen auf das Bremsschild ausgeübten Drehmoment das Gleichgewicht hält.

Die Kolbenstange 5 durchsetzt den Zylinder 5 vollständig und hält mit ihrem vom Hebel 1 abgelegenen Ende ein Kulissenstück 7» in welchem sich ein Bogenschlitz 8 befindet, der auf eine Schwenkachse 9 zentriert ist, welch letztere die Achse der Kolbenstange 3 an der vom Zylinder abgelegenen Seite des Kulissenstückes 7 senkrecht schneidet. Diese Achse 9 ist außerdem die Schwenkachse eines Winkelhebels 10, dessen Schwenkachse in einem am Zylinder 5 angebrachten Bock 18 gelagert ist. Ein Arm 10a des Winkelhebels 10 ist in aus Fig. 2 ersichtlicher Weise gegabelt und die beiden Gabelschenkel weisen Schlitze 11 auf, welche sich mit ihren Längsachsen mit Bezug auf die Schwenkachse radial erstrecken. Ein in dem Bogenschlitz 8 des Kulissenstückes 7 verschiebbarer Zapfen 12 ragt außerdem durch diese beiden Schlitze 11 der Gabelschenkel 10a des Winkelhebels hindurch, wobei diese beiden Gabelschenkel jeweils beiderseits des Kulissenstückes 7 liegen. Der längs des Bogenschlitzes 8 de3 Kulissenstückes 7 verschiebbare Zapfen kann sich außerdem längs der Schlitze 11 der Gabelschenkel 10a des Hebelarms 10 verschieben. Auf dem Zapfen 12 ist außerdem eine Gabel 13 gelagert, die am einen Ende einer Zug-

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stange Ik befestigt ist, deren anderes Ende an einem Bremsbacken-Betätigungshebel 15 angelenkt ist, welch letzterer übliche Bremsbacken in üblicher V/eise betätigt. Einzelheiten der Bremsbacken sind nicht dargestellt, ebensowenig wie deren Betätigungsmechanismus, da diese Teile nicht an der Erfindung teilhaben. Der andere Hebelarm 10b des Winkelhebels 10 ist an ein Gestänge 17 angelenkt, welches in bekannter Weise mit einem Bremspedal in Verbindung steht und das Anlegen und Lösen der Bremsen bewirkt.

Vor dem Anlegen der Bremsen wird das Bremsschild 2 durch die über den Kolben 4, die Kolbenstange 3 und den Hebel 1 wirkende Feder 6 in ihrer in Fig. 1 im Uhrzeigersinn gelegenen äußersten Rückwärtsdrehstellung gehalten. Beim Anlegen der Bremsen verschwenkt sich der Winkelhebel 10 entgegen dem Uhrzeigersinn und führt den Zapfen 12 längs des Bogenschlitzes 8 in dem Kulissenstück 7 und betätigt dadurch die Bremsbacken über die Zugstange l4 und den Betätigungshebel 15. Gleichzeitig bewirkt das durch die Bremskraft in Verbindung mit dem Kraftschluß zwischen dem Rad 16 und der Fahrbahn auf das Bremsschild 2 wirkende Drehmoment eine Vorwärtsdrehung desselben, welche ihrer seits über den Hebel 1, die Kolbenstange 3 und den Kolben eine Zusammendrückung der Feder 6 bewirkt. Die davon her-

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rührende Verschiebung der Kolbenstange 3 bewirkt, daß der Zapfen 12 längs der Schlitze 11 im Hebelarm 10a des Winkelhebeis 10 in Richtung zur Schwenkachse 9 des Hebels verschoben wird, wodurch das mechanische Übersetzungsverhältnis der Bremsanordnung infolge Verkürzung des wirksamen Hebelarmes vergrößert wird. Dies bedeutet, daß die bei einem bestimmten iSremspedaldruck wirksame Bremskraft vergrößert wird.

Besinnt das Fahrzeugrad Io auf der Fahrbahn zu gleiten, so daß der Kraftschluß verringert wird, so verringert sich auch das von diesem Kraftschluß herrührende Vorwärtsdrehmoment auf das Bremsschild 2 und die Feder 6 bewirkt eine Rückwärtsdrehung des Bremsschildes 2, wobei sich gleichzeitig die Kolbenstange 3 verschiebt und den Zapfen 12 längs der Führungsschlitze 11 von der Schwenkachse 9 des Winkelhebels 10 weg verschiebt, wodurch das mechanische Übersetzungsverhältnis des Hebels 10 verkleinert und damit eine sehr schnelle Verringerung der Bremskraft erzielt wird, so daß ebenso schnell der Kraftschluß zwischen Rad und Fahrbahn wieder hergestellt wird. Die Verringerung des mechanischen Übersetzungsverhältnisses bewirkt gleichzeitig eine Rückbewegung des Bremspedals, so daß die Bremse erneut betätigt werden kann und eine nach den jeweiligen

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Verhältnissen erforderliche mehrfache Bremsung vorgenommen werden kann.

Es ist klar, daß die soeben beschriebene Anordnung in vielfacher Weise abgewandelt werden kann, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird. So kann beispielsweise die Druckfeder 6 durch eine an der anderen Seite des Kolbens 4 angeordnete Zugfeder ersetzt werden. Die Zugstange 14 und das Gestänge 17 können durch auf Druck beanspruchte Elemente ersetzt sein oder aber das Gestänge 17 kann durch eine hydraulische Verbindung zum Bremspedal ersetzt sein. Obwohl die genannte Feder und der erwähnte Zylinder in Verbindung mit der Koppelung zwischen dem Bremsschild und dem Winkelhebel 10 dargestellt und beschrieben sind, können diese selbstverständlich auch getrennt für sich vorgesehen sein und beispielsweise über einen dem Hebel 1 ähnlichen Hebel jeweils für sich auf das Bremsschild einwirken, wobei in diesem Falle der Hebel 1 über ein Verbindungsglied mit dem Zapfen 12 verbunden sein kann, welches ähnlich der Kolbenstange 3 wirkt und mit einem Kulissenstück 7 versehen ist, aber nur in einfachen Führungen geführt ist.

Beim Rückwärtsfahren des Fahrzeugs verbleibt das Bremsschild in seiner rückwärtigen Grenzdrehstellung, da in

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diesem Pall das Bremsmoment im Rückwärtsdrehsinn wirkt. Polglich gelten unter diesen Bedingungen die normalen Bremsverhältnisse. Bei den im Rückwärtsgang ohnehin normalerweise stets üblichen geringen Geschwindigkeiten ist ohnehin ein Schleudern des Fahrzeugs kaum wahrscheinlich.

Die bisher beschriebene mechanische Bremsanordnung nach der Erfindung stellt ein Proportionalsystem dar, bei welchem das beim Bremsen auf das Bremsschild ausgeübte Drehmoment von der Feder aufgenommen wird und folglich bei jeglichem Kraftschlußverlust zwischen Rad und Fahrbahn eine im wesentlichen sofortige Reaktion erzeugt wird.

Die in den Fig. 3, 4 und 4a dargestellte Bremsanordnung nach der Erfindung ist für den Gebrauch in Verbindung mit hydraulischen Bremssystemen bestimmt und weist wie die zuvor beschriebene Ausführungsform einen Hebel la auf, der am Bremsschild 2a befestigt ist und sich von diesem radial nach außen erstreckt. Das Bremsschild 2a kann relativ zum Fahrzeugfahrgestell begrenzt Drehbewegungen ausführen und trägt Bremsbacken 21, welche in diesem Falle mittels eines RadbremsZylinders 22 hydraulisch betätigt werden. Die Bremsflüssigkeit wird dem Radbremszylinder 22 über ein Zuführungsrohr 23 zugeführt, welches Verbindung mit einem nicht dar-

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gestellten Hauptzylinder hat. Die Zuführung der Bremsflüssigkeit erfolgt über eine Druckkammer 2k in einem Hilfszylinder 25, wobei die Druckkammer 2k über einen Schlauch 26 Verbindung mit dem Radbremszylinder 22 hat. Im Hilfszylinder 25 ist ein mit einer Dichtungsmanschette versehener Kolben 27 verschiebbar, welcher mit Bezug auf die Druckkammer 2k eine verschiebbare V/an dung darstellt, welche eine Vergrößerung des Volumens der Druckkammer 2k entgegen der Wirkung einer Druckfeder 29 ermöglicht, welch letztere im Hilfszylinder 25 an der von der Druckkammer 2k abgelegenen Seite des Kolbens 27 angeordnet ist. Die Druckfeder 29 stützt sich an einem Zylinderdeckel 30 ab, welcher den Hilfszylinder nach außen abschließt. Eine am Kolben 27 befestigte Kolbenstange 31 ragt durch eine Axialbohrung des Zylinderdeckels 30 hindurch und ist an dem Hebel la angelenkt. Eine Verschiebung des Kolbens in Richtung zur Druckkammer 2k hin und folglich eine Vorwärtsdrehung des Bremsschildes 2a entgegen dem Uhrzeigersinn in Fig. k wird durch einen Anschlagbund 35 begrenzt, der am Kolben 27 gebildet ist und am Ende des Hubes dieses Kolbens an der Außenfläche des Zylinderdeckels 30 anschlägt. Das Eindringen von Schmutz in das Innere des Hilfszylinders 25 wird durch eine Dichtungsmanschette 32 verhindert, welche einerseits die Kolbenstange 32a und andererseits den Hilfszylinder 25 bei 32b abdichtet. Am Hebel la ist eine Zugfeder 33 angelenkt, deren anderes Ende an einem Haltebock 3*1 angelenkt ist, mittels

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welch letzterem der Hilfszylinder 25 an einem nicht gezeigten Teil des Achsgehäuses oder des betreffenden Achsschenkels befestigt ist._/Diese Zugfeder drückt den Hebel la in Anlage an die Kolbenstange 31.

i*lit Bezug auf den Hilfszy linder 25 ist ein kleinerer Zylinder 36 in einem Gehäuse 18 radial angeordnet, dessen Inneres mit der Druckkammer 24 über eine zu diesem Zylinder koaxiale Bohrung 37 Verbindung hat. Innerhalb des Zylinders ist ein Kolben 38 verschiebbar angeordnet, welcher eine Dichtungsmanschette 39 und einen Schaft 40 aufweist, welch letzterer in Richtung zur Bohrung 37 hin von dem Kolben absteht. Der Kolben 38 wird durch eine zwischen ihm und der die Bohrung 37 beherbergenden Wandung angeordnete Feder ¹Jl von dieser Bohrung weggedrängt. An das Außenende des Zylinders 36 schließt sich ein zylindrisches Führungsrohr 42 an, dessen Achse parallel zur Achse des Hilfszylinders 25 verläuft. Das Außenende des Zylinders 36 ist offen und hat über eine Bohrung 36a, die zum Zylinder 36 koaxial verläuft und deren Durchmesser gleich dem Durchmesser dieses Zylinders ist, Verbindung mit dem Inneren des Führungsrohres 42. In dem Führungsrohr ist ein Rastzapfen 43 verschiebbar angeordnet, welcher eine Ventilraste darstellt. Normalerweise liegt der Schaft 40 an der inneren Stirnwandung des Zylinders 36 an und schließt mittels einer zwischen dem

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Kolben 38 und dem Rastzapfen 43 angeordneten Kugel 44 die Bohrung 37 ab. Durch axiale Verschiebung des Rastzapfens 43 kann eine Raste 45, welche seitlich an diesem Rastzapfen angeordnet ist, in Durchdeckung mit der Kugel gebracht werden, wodurch die Kugel 44, der Kolben 38 und der Schaft 40 durch die Wirkung der Feder 41 nach außen gedrückt werden und die Bohrung 37 geöffnet wird. Der Rastzapfen 43 und der Kolben 27 des Hilfszylinders 25 sind über einen Hebel 46 miteinander verbunden, welcher bei 47 im Gehäuse 48 schwenkbar gelagert ist und sich zwischen dem Hilfszylinder 25 und dem Führungsrohr 42 erstreckt, Die beiden Enden des Hebels 46 ragen durch die Wandungen des Zylinders 25 und des Führungsrohres 42 hindurch und in Ausnenmungen 49 und 50 des Kolbens 27 bzw. des Rastzapfens hinein, so daß eine Verschiebung des Kolbens 27 im Sinne einer Vergrößerung des Volumens der Druckkammer 24 von einer Verschiebung des Rastzapfens 43 in entgegengesetzter Richtung begleitet wird, welche das Bestreben hat, die Raste 45 in Durchdeckung mit der Kugel 44 zu bringen. Einer solchen Verschiebung des Rastzapfens 43 wirkt eine schwache Rückholfeder 51 entgegen, welche zwischen diesem Rastzapfen und der Stirnwandung des Führungsrohres angeordnet ist. An dem von der Feder 51 abgelegenen Ende ist der Rastzapfen 43 mit einer Verlängerungsstange 52 versehen, welche über eine Bohrung 53 in der Stirnwandung des Führungsrohres 42 nach

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außen ragt und mit einem längsgeschlitzten Kulissenstück versehen ist, innerhalb dessen Längsschlitz das Außenende des Hebels la in Längsrichtung dieser Verlangerungsstange verschiebbar ist. Das Ende des Führungsrohres, durch welches die Verlängerungsstange 52 nach außen ragt, ist durch eine Dichtungsmanschette 56 abgedichtet.

Wenn die Bremsen angelegt werden, ist unter normalen Bedingungen der Druck der auf den Kolben 27 wirkenden Bremsflüssigkeit nicht hoch genug, als daß das Reaktionsmoment (Vorwärtsdrehmoment) des Bremsschildes überwunden werden könnte. Tritt jedoch ein Gleiten ein, und nimmt folglich der Kraftschluß zwischen Rad und Fahrbahn ab, so wird der Kolben 27 entgegen dem nunmehr verminderten Reaktionsmoment des Bremsschildes 2a verschoben und dreht das Bremsschild rückwärts, wobei die Feder 29 zusammengedrückt wird. Diese Verschiebung des Kolbens 27 wird von einer Verschiebung des Rastzapfens 43 unter der Wirkung des Hebels 46 begleitet und bringt die Raste 45 in Durchdeckung mit der Kugel 44, worauf der Kolben 38 und der Schaft 40 sich nach außen verschieben und die Ventilbohrung 37 freigeben. Infolge des nunmehr erfolgenden Ausstoßes von Bremsflüssigkeit aus der Druckkammer 24 in den Zylinder 36 hinein, wird der Bremsdruck augenblicklich abgebaut. Der Kolben 27 kehrt infolgedessen unter der Wirkung der Feder

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Hi

in seine Normalstellung zurück, wobei er in dieser Bewegung durch einen gegebenenfalls noch vorhandenen Rest-Bremsdruck unterstützt wird, und die Ventilbohrung 37 wird wieder geschlossen. Da der Abbau des Bremsdruckes sich sehr rasch vollzieht, erzeugt die Rückkehr des Kolbens 27 in seine Normalstellung auch eine Rückstellung des Bremspedals, so daß die Bremsen erneut betätigt werden können und, wenn das Schleudern sich fortsetzt, der Vorgang beliebig oft wiederholt werden kann.

Damit vermieden wird, daß fortgesetzter Druck auf das Bremspedal einen so schnellen Wiederaufbau des Bremsdruckes bewirkt, daß das Entlastungsventil nicht mehr wirksam zu arbeiten vermag, kann zwischen das Einlaßrohr 23 und die Druckkammer 24 ein kleines Absperrventil zwischengeschaltet sein. Zu diesem Zweck ist an der von dem Kolben 27 abgelegenen Seite der Druckkammer 24 eine Ventilkammer 57 gebildet, welche über eine mit dem Hilfszylinder 25 koaxiale Bohrung 58 Verbindung mit dar Druckkammer 24 hat. An den Kolben 27 ist ein Ventilschaft 29 angesetzt, welcher axial durch die Bohrung 58 hindurch in die Ventilkammer hineinragt, wo er mit einem Bund 60 versehen ist. Auf dem Ventilschaft 59 ist ein den Bund 60 umfangendes büchsenförmiges Ventilschließelement 6l angeordnet, welches in axialer Richtung längs des Ventilschaftes 59 um einen kleinen

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Betrag verschiebbar ist, wobei diese Bewegung durch den Bund 60 begrenzt wird. Diese Anordnung ist in Fig. Ha erkennbar» Wird der Kolben 27 durch den Bremsflüssigkeitsdruck so verschoben» daß das Entlastungsventil wirksam wird, dann verschieben sich zusammen mit diesem Kolben der Schaft 59 und das an diesem angebrachte Schließelement 61 und in dem Augenblick, in welchem das Entlastungsventil wirksam wird, befindet sich das Schließelement 61 ~m in ganz kurzem Abstand von der die Bohrung 58 enthaltenden Wandung. In dem Augenblick, in welchem das Entlastungsventil wirksam wird, erzeugt der plötzliche Druckabfall der in der Druckkammer 2¹* befindlichen Bremsflüssigkeit einen Druckunterschied an den beiden Stirnflächen des Schließelements 6L, welches sich folglich in axialer Richtung länge des Schaftee 59 ^so verschiebt, daß die Bohrung verschlossen wird. Danach kann eine Druckwirkung auf die Bremsen erst dann wieder ausgeübt werden, wenn der Kolben zumindestens schon teilweise in seine Normalstellung ™

zurückgekehrt ist und dadurch das Absperrventil wieder geöffnet wird. Es ist ohne weiteres erkennbar, daß das Zeitintervall zwischen dem Lösen und dem Wiederanlegen des Bremsdruckes durch entsprechende Bemessung des Absperrventils festgelegt werden kann. Um zu jedem Zeitpunkt einen möglichen Druckaufbau im Zylinder 36 zu verhindern, ist ein ein einfaches Kugelventil 63 enthaltender Kanal 62

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zwischen dem Zylinder 36 und der Ventilkammer 57 vorgesenen.

wenn das Fahrzeug rückwärts fährt, bewirkt eine Anlage der ßremsbacken eine Rückwärtsdrehung des Bremsschildes 2a so lange, bis das Ende 55 des Hebels la den oberen ocnlitzrand des Kulissenstückes 54 berührt. Dadurch werden der Rastzapfen 43, der Kolben 27 und der Entlastungsventilkolben 38 in ihren Normalstellungen festgelegt und danach wirkt die ganze Anordnung als normale hydraulische Bremsanordnung, da der Druckentlastungsmechanismus unwirksam geworden ist. Werden in diesem Zustande die Bremsen gelöst, so kehren der Hebel la und das Bremsschild 2a unter der wirkung der Zugfeder 33 in die in den Zeichnungen dargestellten Stellungen zurück.

Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Radbremsanordnung nach der Erfindung eignet sich zum Gebrauch in Verbindung mit pneumatischen Bremssystemen und ist hinsichtlich ihres prinzipiellen Aufbaues identisch mit der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Radbremsanordnung, docn unterscheidet sie sich von dieser hinsichtlich der Betätigungsart des Druckentlastungsventils, welches in diesem Falle einen Kniehebelmechanismus aufweist. Außerdem wird in diesem Fall

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die Drehung des BremsSchildes durch einen Kolben unter Zwischenschaltung eines Hebels vorgenommen, welcher ein bestimmtes mechanisches Übersetzungsverhältnis liefert.

Die Bremsluft wird einem nicht dargestellten Radbremszylinder über einen Einlaß 64 zugeführt, welcher Verbindung mit einem ebenfalls nicht dargestellten Bremspedal-Steuerventil hat. In einem Gehäuse 66, in welchem auch ein Hilfszylinder 67 mit darin angeordnetem Kolben 68 und einer Rückdruckfeder 71 ähnlich wie bei der in Fig. 4 dargestellten hydraulischen Anordnung untergebracht ist, befindet sich außerdem auch ein Bremsluft-Auslaß 65. Der Druck der Bremsluft wirkt über eine Öffnung 69 und eine Druckkammer 70 entgegen der Wirkung einer Feder 71 auf den Kolben 68. Am Kolben 68 ist eine Kolbenstange 72 befestigt, welche den Zylinder 67 durchsetzt und am Ende eines Hebels 73 bei angelenkt ist. Die Anordnung ist gegen das Eindringen von Schmutz durch eine Gamasche 105 abgedeckt. Am kürzeren Arm 77 des Hebels ist ein Zapfen 78 befestigt, welcher in einen Schlitz 79 hineinragt, welch letzterer sich in einem radial vom Bremsschild 2b abstehenden Vorsprung 80 befindet, welcher seinerseits von einem am Bremsschild befestigten Teil 81 gehalten wird. Das Gehäuse 66 und ein Schwenkzapfen des Winkelhebels sind starr an einem festen Teil 75 eines Achsschenkels befestigt. Die Bewegung des Kolbens 68 in

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Richtung zur Druckkammer 70 wird durch einen Anschlagbund 74 begrenzt, welcher auf der Kolbenstange 72 befestigt ist und an die Außenfläche der Stirnwandung des Zylinders anschlägt. Abgesehen von der Zwischensetzung des Winkelhebels zwischen die Kolbenstange 72 und den Ansatz 80 am ßremsschild, entspricht diese Anordnung im wesentlichen der in Fig. 4 gezeigten hydraulischen Anordnung. Das Entlastungsventil ist jedoch nach einem anderen Prinzip aufgebaut. Außer dem Einlaß 64, über welchen die Bremsluft in das Gehäuse 66 eintritt, und den Auslässen 65 und 69, über welche die Bremsluft zum Radbremszylinder und zur Druckkammer 70 gelangt, ist in der Nähe des Einlasses 64 auch noch eine Auslaßöffnung 82 angeordnet. Der Lufteinlaß 64 und der Luftauslaß 82 sind jeweils innerhalb des Gehäuses mit Ventilsitzen 83 und 84 versehen, die jeweils auf Tellerventile 85 und 86 ausgerichtet sind. Die Ventilschäfte dieser Tellerventile werden in Führungen 87 geführt, welche sich in einem Bügel 88 befinden, welch letzterer in geeigneter Weise in dem Gehäuse 66 befestigt ist. Diese Ventilschäfte greifen über geeignete Querzapfen 89 in Gabelschlitze 92, welch letztere sich an den beiden Enden eines doppelärmigen Hebels 90 befinden, welcher einen Teil eines T-förmigen Betätigungshebels 91 bildet, der in der Mitte des doppelarmigen Hebels 90 im Gehäuse gelagert- ist. Der Schaft 93

OP.!G:NAL !NSPICTED - 22 -

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des T-fÖrmigen Betätigungshebels 91 ragt durch einen Schlitz 94 hindurch in ein Teil 95 hinein, welches an einer Kolbenstange 96 befestigt ist, die ihrerseits am Kolben 68 angebracht ist. Das freie Ende dieses Schaftes ist kugelig an einen Federteller 97 einer Kniegelenkfederanordnung angelenkt, deren anderer Federteller 98 kugelig an einem festen Teil 99 der Wandung des Gehäuses 66 angelenkt ist. Die beiden Federteller 97 und 98 werden von einer zwischen ihnen eingespannten Kniegelenkfeder 100 auseinandergehalten.

Beim Anlegen der Bremsen wird der Kolben 68 mit dem Bremsluftdruck beaufschlagt und versucht folglich das Bremsschild 2b unter der Wirkung des Winkelhebels 73, 77 rückwärts zu drehen, doch ist normalerweise das durch die Bremswirkung auf das Bremsschild ausgeübte Drehmoment groß genug, um eine solche Drehung zu verhindern. In dem Augenblick , in welchem der Kraftschluß zwischen den Rädern und der Fahrbahn aufgehoben wird und folglich die Reaktionswirkung des Bremsschildes sich verringert, verschiebt sich der Kolben 68 längs des Zylinders 67 und dreht das Bremsschild rückwärts, wobei die Feder 71 zusammengedrückt wird. Zur gleichen Zeit verschiebt sich das geschlitzte Kulissenstück 95 zusammen mit dem Kolben 68 so lange, bis es den

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Schaft 93 des T-förmigen Betätigungshebels berührt und den Kniegelenkmechanismus betätigt, welcher sodann das Einlaßventil 85 schließt und das Auslaßventil 86 öffnet, was ein Lösen der Bremsen zur Folge hat. Nach dem Lösen des Bremsdruckes kehren der Kolben 68 und das Bremsschild 2b unter der Wirkung der Feder Jl und einer einerseits an dem festen Teil 75 und andererseits am Bremsschild 2b befestigten Feder 101 in ihre Normalstellungen zurück. Die Rückkehr des Kolbens 68 in seine Normalstellung bewirkt eine Betätigung der Kniegelenkanordnung in umgekehrter Richtung, so daß nunmehr das Auslaßventil 86 geschlossen und das Einlaßventil 64 geöffnet wird, so daß nunmehr die Bremsen erneut angelegt werden können, falls das Fahrzeug noch schleudern sollte. Der Vorgang kann dann beliebig oft wiederholt werden.

Fährt das Fahrzeug rückwärts, so bewirkt ein Anlegen der Bremsen zuerst eine Rückwärtsdrehung des Bremsschildes, bis ein an dem am Bremsschild befestigten Teil 81 vorgesehener Anschlag 102 an den Rand eines mit nachgiebigem Material 103a ausgekleideten Schlitzes 103 anschlägt, welch letzterer in einem Ansatz 104 des Armes 73 des Winkelhebels gebildet ist. Der Schlitz 79, in welchen der Zapfen 78 des anderen Armes des Winkelhebels 73, 77 hineinragt, ist länglich, so daß er diese erste Drehung des Bremsschildes zuläßt. Nach dieser

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ersten Drehung verriegelt die Anlage des Anschlages 102 am Rand des Schlitzes 103 eine weitere Bewegung des Hebels 73» 77 und verhindert dadurch die Betätigung des Entlastungsmechanismus, so daß die Bremsen in normaler Weise wie bei einem pneumatischen Bremssystem üblicher Art betätigt werden können. Beim Lösen der Bremsen in diesem Zustand wird das Bremsschild 2b durch die Wirkung der Zugfeder 101 in die in den Zeichnungen dargestellte Lage zurückgedreht.

Es wird bemerkt, daß die einzelnen hier beschriebenen Vorrichtungen jeweils nur beispielsweise dargelegt sind und daß zahlreiche Abwandlungen dieser Vorrichtungen möglich sind, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird. So können beispielsweise bei den hydraulischen oder pneumatischen Geräten der Hilfszylinder und der zugehörige Entlastungsventilmechanismus in einer Einheit zusammengefaßt sein, welche außerdem den Radbremszylinder enthält und am Bremsschild befestigt ist und mit diesem zusammen drehbar ist. In diesem Falle würde die Kolbenstange an ein festes Teil angelenkt sein, welches ein Teil des Achsgehäuses sein kann oder an diesem befestigt sein kann.

Im Rahmen der Erfindung liegt außerdem der Austausch

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der verschiedenen beschriebenen Anordnungen untereinander. So könnte beispielsweise ein hydraulisch betätigter Kolben zur Änderung des mechanischen Übersetzungsverhältnisses eines oder mehrerer Teile eines mechanischen Systems verwendet werden oder es könnte eine Federanordnung dazu verwendet werden, in Zusammenwirkung mit einem Strömungsmittelbremssystem das Gegenmoment auszuüben. Außerdem sind verschiedene Entlastungsventilanordnungen möglich, wobei das beschriebene Kniehebelsystem beispielsweise auch leicht in Verbindung mit einem hydraulischen Bremssystem Anwendung finden könnte, so daß in diesem Falle als Entlastungsventil und am Strömungsmitteleinlaß Tellerventile vorgesehen wären. Durch eine derartige Anordnung könnte ein sonst gegebenenfalls vorzusehendes Absperrventil in Fortfall kommen. Bei dem beschriebenen pneumatischen System könnte ein entsprechend umkonstruiertes Schnappventil Anwendung finden. Eine weitere Möglichkeit bestünde in der Verwendung von solenoidbetätigten Ventilen in jedem Strömungsmittelsystem, wobei die Verschiebung des Kolbens bzw. die Drehung des Bremsschildes dazu verwendet werden könnten, die erforderlichen Schalter zu betätigen.

In allen Fällen kann die erfindungsgemäße Radbrems anordnung so konstruiert sein, daß sie zu den verschiedensten

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Pahrzeugarten und Bremssystemen paßt, wobei in jedem
Einzelfall ein oder mehrere Parameter, beispielsweise die Hebelverhältnisse, die Kolbenflächen und die Federstärken verändert werden müssen. Obwohl die Erfindung oben in Verbindung mit Trommelbremsen beschrieben worden ist, ergibt sich ohne weiteres, daß die erfindungsgemäße Radbremsanordnung auch ebensogut und ohne erhebliche konstruktive
Abänderung in Verbindung mit Scheibenbremsen Anwendung
finden kann.

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Claims (14)

1. 20U864

   Patentansprüche

   ( 1. fahrzeug-Radbremsanordnung, gekennzeichnet durch ein mit Bezug auf das Fahrzeugfanrgestell begrenzt drehbares Bremsschild (2 bzw. 2a bzw. 2b) bzw. andere Bremsbacken-Tragvorricntung, ferner durch Mittel (6 bzw. 29 bzw. 71)j mit deren Hilfe das Bremsschild während des Bremsens einem Drehmoment unterworfen wird, welches in entgegengesetztein Ginne wirkt wie das auf das Bremsschild wirkende, von der Bremskraft in Verbindung mit dem Kraftschluß zwischen Rad (16) und Fahrbahn herrührende Drehmoment und welches das Bremsschild zurückdreht, wenn dessen Keaktionsrnoment infolge des durch beginnendes Gleiten hervorgerufenen Kraftschlußverlustes zwischen Rad und Fahrbahn vermindert wird, und endlich durch infolge dieser Rückdrehung des Bremsschildes wirksam werdende Mittel (7, 10 bzw. HO, M, 45 bzw. 85 ... 98) zur Verminderung der Bremskraft bis zur Wiederherstellung des Kraftschlusses zwischen Rad und Fahrbahn.
2. 2. Fahrzeugbremsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausübung des auf das Bremsschild (2a bzw. 2b) wirkenden Gegenmomentes ein unter Strömungsraittel-

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   beaufschlagung stehender Kolben (27 bzw. 68) vorgesehen ist (Fig. 3 bis 6).
3. 3. Fahrzeugbremsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem auf den Kolben (27 bzw. 68) wirkenden Strömungsmitteldruck entgegenwirkende Kolbenbelastungsfeder (29 bzw. 71) vorgesehen ist, die so stark vorgespannt ist, daß der Kolben sich nicht bewegen kann, bevor das von der Bremskraft herrührende Drehmoment auf das Bremsschild (2a bzw. 2b) wirkt (Fig. 3 bis 6).
4. 4. Fahrzeugbremsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Kolben (27 bzw. 68) eine Kolbenstange (31 bzw. 72) verbunden ist, welche den auf den Kolben wirkenden Strömungsmitteldruck auf ein starr am Bremsschild (2a bzw. 2b) angebrachtes Element (la bzw. 73) überträgt (Fig. 3 bis 6).
5. 5. Fahrzeugbremsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine auf das Bremsschild (2) wirkende, das auf das Bremsschild wirkende Gegenmoment ausübende Feder (6), die gespannt wird, wenn das Bremsschild sich bei angelegter Bremse zusammen mit dem Fahrzeugrad (16) vorwärts dreht (Fig. 1 und 2).

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6. 6. Fahrzeugbremsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit strömungsmittelbetätigten Bremsmitteln, gekennzeichnet durch ein Druckentlastungsventil (38 bzw. 85, 86), welches wirksam wird, wenn das Bremsschild (2a bzw. 2b) sich bei Gleitbeginn zu drehen beginnt, und das den auf die Bremsmittel wirkenden Strömungsmitteldruck rasch abbaut (Fig. bis 6).
7. 7. Fahrzeugbremsanordnung nach Anspruch 6 und einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckentlastungsventil (38 bzw. 85, 86) dann wirksam wird, wenn der mit dem Bremsschild (2a bzw. 2b) zusammenwirkende Kolben (27 bzw. 68) sich zu bewegen beginnt (Fig. 3 bis 6).
8. 8. Fahrzeugbremsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Kolben (27 bzw. 68) in einem Hilfszylinder (24 bzw. 67) angeordnet ist, der mit dem Strömungsmittelkreislauf der Radbremsanordnung verbunden ist, so daß er beim Anlegen der Bremse mit dem in diesem Kreislauf herrschenden Strömungsmitteldruck beaufschlagt wird (Fig. 3 bis 6).
9. 9. Fahrzeugbremsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Kolben (27) mit

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   einem Rastenmechanismus (45) verbunden (46) ist, der normalerweise das genannte, im Strömungsmittelkreislauf der Radbremsanordnung befindliche Entlastungsventil (38) entgegen der Wirkung einer Ventilfeder (41) geschlossen hält, und welcher infolge der Bewegung des Kolbens bei Gleitbeginn aus seiner Normalstellung herausbewegt wird und dadurch eine öffnung des Entlastungsventils bewirkt (Fig. 3 und 4).
10. 10. Fahrzeugbremsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Kolben (68) mit einem durch einen Kniegelenkmechanismus (89 ... 99) betätigten Entlastungsventil (85, 86) verbunden ist, welcher das Entlastungsventil öffnet, sobald sich der Kolben bei Gleitbeginn bewegt (Fig. 5 und 6).
11. 11. Fahrzeugbremsanordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein im Strömungsmittelkreislauf befindliches, von dem genannten Kniehebelmechanismus (89 ... 99) betätigtes Absperrventil (85), welches geschlossen wird, wenn das Entlastungsventil (86) geöffnet wird, so daß ein Wiederanlegen der Bremse verhindert ist, bevor das Entlastungsventil voll wirksam geworden ist (Fig. 5 und 6).
12. 12. Fahrzeugbremsanordnung nach Anspruch 11 und einem

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    der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Absperrventil (63) von dem genannten Kolben (27) betätigt wird (Fig. 3 und 4).
13. 13. Fahrzeugbremsanordnung nach einem der Ansprüche

    bis 12, gekennzeichnet durch eine mit dem genannten Kolben (27) verbundene Rückholfeder (33) _a die bewirkt, daß der Kolben bei seiner Rückbewegung das Entlastungsventil (38) schließt und das gegebenenfalls vorhandene Absperrventil (63) wieder öffnet (Fig. 3 und 4).
14. 14. Fahrzeugbremsanordnung nach Anspruch 11 oder 12 mit pneumatisch betätigten Bremsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Entlastungsventil (86) in die Außenatrnosphäre öffnet (Fig. 5 und 6).

    15· Fahrzeugbremsanordnung nach einem der Ansprüche bis 5, gekennzeichnet durch i-littel (7, 10), welche bei Rückwärtsdrehung des bremsschildes (2) das mechanische Übersetzungsverhältnis der Bremsanordnung ändern und dadurch die Bremskraft verändern (Fig. 1 und 2).

    Ib. Fahrzeugbremsanordnung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch ein von; Bremsschild (2) betätigtes Ver-

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    : φ: i.

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    bindungsglied (3) _a welches über ein Gelenk (12) mit einem Hebel (10) verbunden ist, der seinerseits über einen an dasselbe Gelenk angeschlossenen Mechanismus (14) Bremsbacken betätigt, wobei dieses Gelenk bei Rückwärtsdrehung des Bremsschildes von dem genannten Verbindungsglied längs des genannten Hebels von dessen Schwenkachse (9) wegverschoben wird, so daß das mechanische Übersetzungsverhältnis dieses Hebels und damit dasjenige der Radbrems- W anordnung verkleinert wird (Fig. 1 und 2).

    17· Fahrzeugbremsanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Verbindungsglied eine durch Drehung des Bremsschildes (2) axial verschiebbare Verbindungsstange (3) ist, deren eines Ende an das Bremsschild angelenkt (la, 3a) ist und deren anderes Ende (7) einen auf die Schwenkachse (9) des genannten Hebels (10) zentrierten Bogenschlitz (8) aufweist, in welchem das Gelenk (12) geführt ist, mittels welchem die genannte Verbindungsstange an den Hebel angelenkt ist, derart, daß bei Verschwenkung des Hebels um seine Schwenkachse das Gelenk in dem Bogenschlitz gleitet (Fig. 1 und 2).

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