DE2152993A1

DE2152993A1 - Auflaufbremse fuer anhaengerfahrzeuge

Info

Publication number: DE2152993A1
Application number: DE2152993A
Authority: DE
Inventors: Hans Gruener; Heinz Nicolay
Original assignee: Graubremse 6900 Heidelberg GmbH; Graubremse GmbH
Current assignee: Bergische Achsen Kotz Soehne
Priority date: 1971-10-25
Filing date: 1971-10-25
Publication date: 1973-05-03
Also published as: IT969726B; US3870128A; GB1408038A; SE401485B; FR2157903B1; NL7214370A; FR2157903A1; ES407930A1; DE2152993B2

Description

Firma Graubremse GmbH, 69 Heidelberg, Eppelheimerstraße 76

Auflaufbremse für Anhängerfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine Auflaufbremse für Anhängerfahrzeuge mit einer im Deichselrohr verschiebbaren Zugstange und einer daran angreifenden und auf die Bremse einwirkenden Kraftübertragungseinrichtung, wobei zwischen Deichselrohr und Zugstange eine Vorrichtung zur Dämpfung von Stößen und Schwingungen vorgesehen ist. Auflaufbremsen dieser Art dienen dazu, den Anhänger fahrgerecht mit dem Zugfahrzeug zu verbinden, die Auflaufwirkung des Anhängers in eine lastabhängige Bremswirkung umzusetzen und die Stöße und Schwingungen beim Anfahren und Bremsen zu dämpfen. Darüberhinaus ist es erforderlich, daß derartige Auflaufbremsen eine Ansprechschwelle aufweisen, so daß die Bremswirkung erst nach Überschreitung dieser Ansprechschwelle einsetzt. Ferner ist eine Federung beim Beschleunigen erwünscht.

fcs sind Einrichtungen zur Dämpfung von Stößen und Schwingungen bei Auflaufbremsen bekannt, die hydraulisch oder auch mechanisch arbeiten. Überwiegend werden hydraulische Dämpfer eingesetzt, die als sogenannte Stoßdämpfer bekannt sind

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und wirkungsmäßig zwischen Deichselrohr und Zugstange eingeschaltet werden. Stoßdämpfer dieser Art sind kompliziert und aufwendig in ihrer Herstellung, im Betrieb störanfällig und müssen bei auftretenden Verschleißerscheinungen ersetzt werden. Die bekannten mechanisch arbeitenden Dämp f ung s einrieb, tutig en setzen ebenfalls eine komplizierte Ausbildung voraus, die sich insbesondere auf die Ausgestaltung der Zugstange und des Deichselrohres auswirkt. Während der Anzugsbewegung findet eine unerwünschte kontinuierliche Kraftzunahme statt.

Es ist dem gegenüber die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu beheben und bei einfachster baulicher Ausgestaltung der eingangs geschilderten Auflaufbremse eine optimale Wirkung in den einzelnen Betriebszuständen zu erreichen. Es ist insbesondere erforderlich, sowohl während der Brems- als auch in der Anzugsbewegung, im wesentlichen eine konstante Reibkraft zu erzeugen. Darüberhinaus muß eine merkliche Ansprechschwelle gegen den zu frühen Einsatz der Anhängerbremse vorhanden sein. Die Dämpfungseinrichtung soll während der Beschleunigung nach Möglichkeit gleichzeitig als 4nzugsfeder wirken.

Erfindungsgemäß wird dies durch eine Auflaufbremse der eingangs beschriebenen Art erreicht, die sich dadurch kennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Dämpfung von Stoßen und Schwingungen ein mechanisch wirkendes Reibglied aufweist, welches im Deichselrohr oder einem Teil davon unter ständiger Vorspannung zwischen zwei Anschlägen begrenzt verschieblich gelagert ist und über seine an der Zugstange angepreßten Reibfläche mit dieser in Wirkverbindung steht. Es versteht sich, daß die Ausbildung in äquivalenter Weise auch so gestaltet sein kann, daß das Reibglied an der Zugstange oder einem Teil davon begrenzt verschieblich gelagert ist, während seine Reibfläche dem Deichselrohr oder einem

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Teil davon zugekehrt ist. Die Entfernung der beiden Anschläge am Deichselrohr in Verbindung mit der Länge und Geometrie des Beibgliedes ist bestimmend für die Größe der ständigen Vorspannung des Reibgliedes. Diese Vorspannung ist als eine Grund-Vorspannung zu verstehen. Während verschiedener Betriebszustände, insbesondere beim Beschleunigen aus der Bremsstellung heraus, kann die Vorspannung erhöht sein. Diese Vorspannung ist dann als eine Befcriebs-Vorspannung zu verstehen.

Zwecks Bildung einer Ansprechschwelle ist die Zugstange mit einem weiteren Anschlag versehen, der so ausgebildet und relativ zu den Anschlägen am Deichselrohr so angeordnet ist, daß beim Erreichen des Freiziehens des Anhängers die begrenzte Verschiebung des Reibgliedes verkürzt wird, Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, daß das Reibglied im Sinne der Erhöhung der Reibkraft weiter verformt wird. Gleichzeitig wird damit eine Federwirkung wätirend der Anzugsbewegung erreicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform, die mit besonderen Vorteilen verbunden ist, ist der Anschlag der Zugstange allein zur Übertragung der Zugkraft zwischen Zugfahrzeug und Anhänger ausgebildet. Ein zusätzlicher, bisher üblicher mechanischer Anschlag zwischen Zugstange und Deichselrohr, der die Dämpfungsvorrichtung wirkungsmäßig umgeht, ist damit nicht mehr erforderlich.

Die begrenzte Verschiebung des Reibgliedes im Bereich des Deichselrohres oder eines Teiles davon ist einstellbar. Diese Einstellung, die beispielsweise durch eine Schraubverbindung realisiert werden kann, dient gleichzeitig zur Einstellung bzw. Aufbringung der Grund-Vorspannung. Der Anschlag am Deichselrohr, auf dem sich das Reibglied während des Frei-

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Ziehens des Anhängers abstützt, ist zwecks Erhöhung der Reibkraft keilförmig ausgebildet; das Reibglied weist eine korrespondierende Anlagefläche auf. Die Ausbildung der keilförmigen Fläche und der korrespondierenden Anlagefläche ist an sich beliebig. Wesentlich ist nur, daß die Anpreßkraft des Reibgliedes im Bereich der Reibfläche durch die Keilwirkung erhöht wird« Andererseits ist der Anschlag am Deichselrohr, auf dem sich das Reibglied während der Bremsbewegung des Anhängers abstützt, zwecks Erniedrigung der Reibkraft nachgiebig ausgebildet oder mit Freiräumen zur Aufnahme des Teiles der Masse des Reibgliedes versehen. Der Anschlag kann beispielsweise in seinem wesentlichen Teil nach Art einer Tellerfeder ausgebildet, sein. Zweckmäßig ist darüberhinaus eine Ausbildung dieses Anschlages in der Weise, daß die Reibung zwischen Reibglied und Deichselrohr bzw. einem Teil davon möglichst gering gehalten wird.

Die Ausbildung des Reibgliedes im einzelnen, insbesondere im Bereich der Reibfläche bzw. der Oberfläche kann in verschiedener Weise durchgeführt sein, je nach dem fallweise Zu erreichenden Zweck und der gewünschten Charakteristik des Reibgliedes, So kann die Reibfläche beispielsweise gewellte oder gezahnte Oberfläche.aufweisen. Zwecks Erzeugung einer richtungsabhängigen Reibkraft ist eine asymmetrische Ausbildung vorteilhaft.

Der Gegenstand der Erfindung läßt die verschiedensten konstruktiven Ausführungen und mehrere äquivalente Abwandlungen zu, von denen einige in den beiliegenden Zeichnungen verdeutlicht sindο Es zeigen:

Fig. 1 die wesentlichen Teile einer ersten Ausführ ung s fο rm

Fig. 2 die wesentlichen Teile einer leicht abgewandelten Ausführungsform

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Fig. 3 ein Indikatordiagramm der Dämpfungseinrichtung gemäß Fig.1 oder 2,

Fig. 4-7 verschiedene Stellungen der Dämpfungseinrichtung bei verschiedenen Fahrzuständen und

Fig. 8-10 verschiedene Ausführungsformen des Reibgliedes.

Die Ausführungsbeispiele der Auflaufbremse gemäß Fig.1 und 2 weisen in ihren wesentlichsten Teilen eine Zugstange 1 und ein Deichselrohr 2 auf, die vorzugsweise rohrförmig ausgebildet und ineinander geführt sind. Mit dem Deichselrohr 2 ist eine Lagerstange 3 fest verbunden. Das Reibglied 4 ist im Bereich der Lagerstange 3 begrenzt verschiebbar gelagert. Hierzu sind die Anschläge 5 und 6 vorgesehen. Der Anschlag 5 weist eine Keilfläche 7 auf, die mit der Anlagefläche 8 des Reibgliedes 4 korrespondiert bzw. auf diese abgestimmt ist. Der Anschlag 5 kann mit Hilfe der Stellmutter 9 relativ auf der Lagerstange 3 verschoben, eingestellt und gekontert bzw. sonst wie befestigt werden. Zwischen dem Reibglied 4 und dem Anschlag 6, der vorzugsweise durch einen Absatz an der Lagerstange 3 gebildet ist, ist eine Mitnehmerscheibe 10 vorgesehen, die eben, wie in Fig. 2 gezeigt, oder nach Art einer Tellerfeder unter Bildung eines oder mehrerer Freiräume 11 , wie in Fig. 1 dargestellt, sein kann.

Die Zugstange 1 weiat an ihrem, dem Deichselrohr 2 zugekehrten Ende einen Anschlag 12 auf, der beispielsweise in Form einer gelochten Scheibe ausgebildet ist, die die Lagerstange 3 am Spiel umfaßt und im übrigen mit der Zugstange 1 verschweißt ist. Wesentlich ist, daß dieser Anschlag 12 so im Bereich des Anschlages 6 angeordnet vorgesehen ist, daß er, unter Anlage an der Mitnehmerscheibe 10,diese von dem Anschlag 6 abheben und damit das Reibglied 4 weiter zusammendrücken bezw, vorspannen kann. An dem Anschlag 12 liegt andererseits der Übersetzungshebel 13 an, der außermittig zur Längsachse des Deichselrohres bzw. neben der Lagerstange 3 angeordnet ist.

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Der Übersetzungshebel 13 ist an der Konsole 14 drehbar gelagert. An der Bohrung 15 greift das Bremsgestänge für die Radbremse an. Mit der Konsole ik bzw. dem Deichselrohr 2 ist die Befestigungsplatte 16 verbunden, die ihrerseits wiederum am Rahmen des Anhängerfahrzeuges befestigt ist.

Die in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungen unterscheiden sich insbesondere durch die Aiisbildung des Endes der dem Deichselrohr 2 zugekehrten Zugstange 1. Während Fig. 1 eine Zugstange zeigt, die an ihrem Ende nach außen umgebogen ist und eine Ansatzfläche 17 für den Dämpfungsring 1ö bildet, zeigt Fig 2 eine nach innen umgebogene Zugstange 1 mit daran befestigtem Anschlag 12, so daß keine zusätzliche Kraftübertragung zwischen Zugstange 1 und Deichselrohr 2 möglich ist, die nicht über das Reibglied gem. Fig. 2 geführt wird.

Obwohl die Figuren 1 und 2 nur Ausbildungen zeigen, bei denen die Zugstange 1 rohrförmig ausgebildet und im Deichselrohr 2 geführt ist, sind selbstverständlich auch äquivalente Ausführungsformen möglich, bei denen beispielsweise die Zugstange 1 den größeren Durchmesser aufweist und das Deichselrohr 2 aufnimmt. Das Reibglied kann dann in entsprechender Weise an der Zugstange 1 bzw» einem Teil davon befestigt sein. Es sind auch Ausführungsformen denkbar, die keine besondere Lagerstange 3 aufweisen, sondern bei denen das Deichselrohr oder die Zugstange 1 direkt als begrenzt verschiebliches Lager für das Reibglied 4 ausgebildet sind.

Die Wirkungswd.se der in Fig. 1 und 2 gezeigten Auf lauf brems en werden anhand der Figuren 3-7 erläutert. Fig. 3 zeigt das Indikatordiagramm einer dimensionslosen Reibkraft. Auf der Ordinate ist die diensionslose Reibkraft kg* aufgetragen, also das Verhältnis von kg Reibkraft zu kg Anhängergewicht.

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Auf der Abzisse ist der Auflaufweg aufgetragen. Im Tndikatordiagramm gem. Pig. 3 sand verschiedene Betriebszustände der Auflaufbremse gezeigt, wobei die nachfolgenden Figuren 4-7 die zugehörige Stellung der Einzelteile relativ zueinander zeigen.

Punkt A entspricht der Stellung Fig. k und zeigt die Fahrsteilung.

Punkt B entspricht der Stellung Fig. 5 und zeigt eine Zwischenstellung der Bremsbewegung.

Punkt C entspricht ebenfalls der Darstellung in Fig. 5 und zeigt den Umkehrpunkt von der Brems- in die Anztigsbewegung.

Punkt D entspricht der Darstellung Fig. 6 und zeigt eine Zwischenstellung während der Anzugsbewegung.

Pnrkt E entspricht der Darstellung in Fig. 7 und stellt das Ende der Anzugsbewegung aus der Bremsstellung dar.

Der in Fig. 3 gezeigte Kurvenverlauf gibt die Reibkraft wieder.

Ausgehend von der Fahrstellung gem. Punkt A, der eine Ansprechschwelle von etwa 2 - h <f~. dimensionsloser Reibungskraft zugeordnet ist, wird die Ansprechschwelle bei beginnendem Bremsvorgang überschritten. Die Höhe der Ansprechschwelle wird durch die Grundvorspannung des Reibgliedes h innerhalb der Anschläge 5 und 6 zuzüglich der Vorspannung durch die " Zugkraft bestimmt; die zuzügliche Vorspannung ergibt sich daraus, daß sich die Mitnehmerscheibe 10 nicht mehr am Anschlap h sondern am Anschlag 12 abstützt.

Während der Bremsbewegung, für die Punkt R in Übereinstimmung mit Fir. ^r) eine ZwJ sch en st ellung darstellt, bewegt aicfi die

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Zugstange 1 relativ zu dem in den Fig. 4-7 konstant
festgehaltenen Deichselrohr 2. Damit kommt die Mitnehmerscheibe 10 vom Anschlag 12 frei und mit dem Anschlag 6
zur Anlage, weil eine Reibungskraft von der Zugstange 1
auf das Reibglied 4 und von dort auf die Lagerstange 3
übertragen wird. Gleichzeitig löst sich die Verformung
des Reibgliedes 4 um einen gewissen Betrag von Anschlag 5 weg. Um dies zu venfeutlichen sind die Fig. 4 und 5 genau untereinander gezeichnet. In diesem Bewegungsablauf liegt Gleitreibung vor, die, wie die Kurve in Fig. 3 angibt, im wesentlichen konstant über dem Auflaufweg ist. Die
dimensionslose Reibkraft beträgt etwa 1 $.

Für den Punkt C ist der Umkehrpunkt von der Brems- in die Anzugsbewegung dargestellt. Es gelten im wesentlichen die gleichen Verhältnisse wie sie schon in Fig. 5 dargestellt sind. Die geringfügige Abnahme der Reibkraft macht sich
in der Stellung der Teile relativ zueinander nicht bemerkbar.

In Fig. 6 ist eine Zwischenstellung in der Anzugsbewegung gem. Punkt D dargestellt. Die Zugstange 1 überträgt wiederum Reibungskraft auf das Reibglied 4, diesmal aber in umgekehrter Richtung. Hierdurch wird das Reibglied 4 auf den Anschlag 5 bzw. dessen Keilfläche 7 gezogen, wobei eine
entsprechende Verformung des Reibgliedes stattfindet. Die Verformung kann so wei gehen, daß das andere Ende des Reibgliedes von dem Anschlag 6 bzw. der Mitnehmerscheibe 10
frei kommt. Um die hierbei übertragbare Reibkraft in
Abhängigkeit von der Geschwindigkeit möglichst groß zu machen, weist der Anschlag 5 im Gegensatz zur Ausbildung des Anschlages 6 eine Keilfläche 7 auf. Die Neigung des Keilwinkels kann experimentell bestimmt werden, je nach der gewünschten Erhöhung der Reibkraft. Im, in Fig. 3 gezeigten Diagramm, weist die erhöhte dimensionslose Reibkraft an dieser Steile etwa 50 - 60 4> auf.

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Mit zunehmender Anzugsbewegung fährt die Zugstange 1 relativ aus dem Deichselro.hr aus, bis der Anschlag 12 die Mitnehmerscheibe 10 hinterfaßt und damit das Reibglied 4 zusätzlich verdichtet bzw. vorspannt. Das Ende dieser Zugbewegung entspricht Punkt E und der in Fig. 7 gezeigten Stellung. Durch die Verdichtung des Reibgliedes 4 wird nochmals eine sprunghafte Erhöhung der dimensionslosen Reibkraft auf etwa 100 <■'■> erreicht.

Die in Fig. 3, im Bereich des Punktes E gezeigte Spitze stellt dabei die Anzugsfederwirkung aus der Anzugsbewegung heraus dar. Damit wird dem Reibglied 4 gleichzeitig die Funktion der sonst bekannten Anzugsfeder gegeben.

Sobald das Fahrzeug in entsprechender Bewegung ist, fällt die Anzugsfederwirkung bzw. die dimensionslose Reibkraft zusammen und stellt sich auf die Anspreehschwelle ein.

Wesentlich für die Vorrichtung zur Dämpfung von Stößen und Schwingungen ist die unterschiedliche Ausbildung der Anschläge 5, 7 bzw. 6,10. Der Anschlag 5 am Deichselrohr 2 bzw. einem Teil davon, auf dem sich das Reibglied 4 während des Freiziehens (vergleiche Fig. 6) des Anhängers abstützt, ist zwecks Erhöhung der Reibkraft keilförmig ausgebildet. Das Reibglied 4 weist eine zur Keilfläche 7 korrespondierende Anlagefläche b auf, wobei, je nach den gewünschten Verhältnissen, eine Flächen- oder punktförmige Berührung sinnvoll ist. In Verbindung mit der Ausgestaltung des Anschlages können auch kombinierte Keilwinkel zur Anwendung gelangen, so daß sich das Reibglied 4, wie beispielsweise in Fig. 7 dargestellt, an zwei verschiedenen Stellen des Anschlages 5 abstützen kann. Der andere Anschlag 6 ist in Verbindung mit der Mitnehmerscheibe 10 gerade so ausgebildet, daß möglichst keine Erhöhung sondern eine Erniedrigung der Reibkraft dann eintritt, wenn sich das Reibglied während der Bremsbewegung des Anhängers auf diesem Anschlag abstützt (vergleiche Fig. 5).

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Dabei ist es möglich, die Mitnehmerscheibe 10 beispielsweise nach Art einer Tellerfeder auszubilden, so daß diese nachgiebig ausgestaltet ist. Es ist auch möglich, die Mitnehmerscheibe 10, wie in Fig. 1 dargestellt, an sich starr auszubilden und Freiräume 11 vorzusehen, in die ein Teil der Masse des Reibgliedes k, in der in Fig. 5 gezeigten Stellung, so ausweichen kann, daß die Reibkraft entlastet b?:w. erniedrigt wird.

Iu den Fig« b bis 10 sind mehrere Ausbildungsformen des Reibgliedes 4 dargestellt. Einerseits können die Anlageflächen 8 unterschiedliche Neigung aufweisen. Andererseits kann die Reibfläche des Reibgliedes 4 glatt (pig.o), gewellt (Fig. 9) und gezahnt (Fig.10) ausgebildet sein. Die Ausführungsbeispiele nach Fig. ö und 9 zeigen eine symmetrische Ausbildung der Oberfläche, Fig. 10 zeigt eine asymmetrische Ausbildung, so daß die übertragbare Re'ibungskraft reibungsabhängig ist.

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Claims

Patentansprüche t

K 1.Vuf lauf bremse für Anhängerfahrzeuge mit einer im ^—W<rlcUseIrohr verschiebbaren Zugstange und einer daran angreifenden und auf die Bremse einwirkenden Kraftübertragungsed nrichtung, wobei zwischen Deichselrohr und Zugstange eine Vorrichtung zur Dämpfung von Stößen und Schwingungen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein mechanisch wirkendes Reibglied (4) aufweist, welches im Deichselrohr (2) oder einem Teil davon (3) unter ständiger Vorspannung zwischen zwei Anschlägen (5j 6) begrenzt verschiebbar gelagert ist und über seine an die Zugstange (1) angepreßte Reibfläche mit dieser in Wirkverbindung steht.

2. Auflaufbremse für Anhängerfahrzeuge nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Bildung«einer Ansprechschwelle die Zugstange (1) mit einem weiteren Anschlag (.12) versehen ist, der so ausgebildet und relativ zu den Anschlägen (5» 6) am Deichselrohr (2) so angeordnet ist, daß beim Erreichen des Freiziehens des Anhängers die begrenzte Verschiebung des Reibgliedes (h) verkürzt wird.

3· Auflaufbremse für Anhängerfahrzeuge nach Anspruch und 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (12) der Zugstange (1) allein zur Übertragung der Zugkraft zwischen Zugfahrzeug und Anhänger ausgebildet ist.

k. Auflaufbremse für Anhängerfahrzeuge nach Anspruch bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die begrenzte Verschiebung des Reibgliedes (h) und damit die Vorspannung desselben einstellbar ist.

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5· Auflaufbremse für Anhängerfahrzeuge nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (5) am Deichselrohr (2), auf dem sich das Reibglied (4) während des Freiziehens des Anhängers abstützt, zwecks Erhöhung der Reibkraft keilförmig ausgebildet ist und das Reibglied (4) eine korrespondierende Anlagefläche (8) aufweist.

6. Auflaufbremse für Anhängerfahrzeuge nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (6, 1θ) am Deichselrohr (2), auf dem sich das Reibglied (4) während der Bremsbewegung des Anhängers abstützt, zwecks Erniedrigung der Reibkraft nachgiebig ausgebildet oder mit Frei— räumen (11) zur Aufnahme eines Teiles der Masse des Reibgliedes (4) vorgesehen ist.

7β Auflaufbremse für Anhängerfahrzeuge nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibglied (4) eine gewellte oder gezahnte Reibfläche aufweist.

8₀ Auflaufbremse für Anhängerfahrzeuge nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Reibfläche zwecks Erzeugung einer richtungsabhängigen Reibkraft asymmetrisch ausgebildet ist.

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