DE2315250B2 - Drackluft-Bremsanlage für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckluft-Bremsanlage für Fahrzeuge, mit einer über ein Betriebsbremsventil betätigbaren Betriebsbremse und einer über ein Parkbremsventil betätigbaren Federspeicher-Parkbremse, in deren zum Federspeicherbremszylinder führende Bremsleitung eine Drosselstelle eingeschaltet ist.

Bei der aus der DE-OS 19 24 339 bekannten Druckluft-Bremsanlage liegt zwischen dem'von Hand betätigbaren Parkbremsventil und dem Federspeicher-Bremszylinder in der Bremsleitung eine einschaltbare Drosselstelle, deren Wirkungsweise vom Druck in der Bremsleitung bestimmt ist. Bei Betätigung der Parkbremse wird die Bremsleitung vom Parkbremsventil entlüftet, worauf die Speicherfeder des Federspeicherbremszylinders die Bremsen anzieht. Bei diesem normalen Bremsvorgang mit intakter Bremsleitung kommt die verzögernde Wirkung der Drosselstelle nicht zur Geltung, da der Federspeicherbremszylinder bereits bei einer relativ geringen Druckabsenkung in der Bremsleitung die Bremsen betätigt. Eine durch die Drosselstelle zeitlich verzögerte Bremsung erfolgt jedoch dann, wenn beispielsweise durch Bruch der Bremsleitung ein schlagartiger Druckabfall entsteht. Ein vom Druck in der Bremsleitung beaufschlagter Kolben, der unter einer entgegengesetzt wirkenden Federvorspannung steht, schiebt in diesem Falle einen Drosselstift in einen Leitungsdurchgang und verzögert somit den Druckverlust im Federspeicherbremszylinder. Auf diese Weise wird verhindert, daß beispielsweise während der Fahrt durch Bruch der Bremsleitung ein schlagartiges Abbremsen erfolgt Trotz dieses Sicherheitsmerkmals zeigt diese bekannte Bremsanlage den Nachteil, daß die lediglich zum Sichern eines stillstehenden Fahrzeuges konzipierte Parkbremse sowohl beim Bruch der entsprechenden Bremsleitung als auch bei versehentlichem Betätigen des Parkbremsventils das gesamte Fahrzeug abbremsen muß. Zum einen ist die Bremswirkung durch die Federkraft der Fede. jpeicher-Parkbremse begrenzt Andererseits wird die relativ schwach gebaute Parkbremse einschließlich zugeordneter Bauteile beim Abbremsen eines rollenden Fahrzeugs übermäßig verschlissen und beansprucht Falls bei einem Fahrzeugsystem, das aus Zugmaschine und

'■5 Anhänger besteht ein derartiger Bruch der Bremsleitung auftritt, können sich für den Fahrer gefährliche Situationen ergeben, wenn zwar die rollende Zugmaschine durch die Parkbremse abgebremst wird, der ungebremste Anhänger jedoch zu schieben beginnt

In der DE-OS 22 56 772 ist eine Druckluft-Bremsanlage für Kraftfahrzeuge vorgeschlagen, bei der zur Sicherung eines Fahrzeugs an stark abfallendem Gelände die Parkbremse gleichzeitig von der Betriebsbremse unterstützt werden soli, indem bei Betätigung des Parkbremsventils in die Parkbremsstellung der absinkende Druck in der Bremsleitung zum Federspeicherbremszylir-der gleichzeitig das Betriebsbremsventil in die Bremsstellung umsteuert Würde jedoch bei dieser Bremsanlage die Parkbremse mehrfach betätigt,

JO bevor das Fahrzeug vollständig zum Stillstand gekommen ist, würde die gleichzeitig mit der Betriebsbremse angelegte Parkbremse überbeansprucht und relativ hohem Verschleiß unterworfen werden, da sie im allgemeinen für derartige Beanspruchungen nicht

J5 ausgelegt ist

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Druckluft-Bremsanlage zu schaffen, bei der nach Betätigung des Parkbremsventils auch ein in Fahrt befindliches Fahrzeug sicher abgebremst werden kann, ohne daß die

•«ο Parkbremse übermäßigem Verschleiß oder übermäßiger Beanspruchung unterworfen ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Druckluftbremsanlage der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß bei Betätigung des Parkbremsventils in die Parkbremsstellung die Drosselstelle unabhängig vom Druck in der Bremsleitung wirksam ist und ein auf den absinkenden Druck in der Bremsleitung ansprechendes Umschaltventil das Betriebsbremsventil in die Bremsstellung umsteuert

Auf diese Weise wird erreicht, daß bei Betätigung des Parkbremsventils der absinkende Druck in der Bremsleitung das Betriebsbremsventil in die Bremsstellung umschaltet und damit zuerst die Betriebsbremsen angelegt werden. Die Drosselstelle bewirkt ein verzögertes Ansprechen des Federspeicherbremszylinders; die Parkbremsen werden dann erst angelegt, wenn das rollende Fahrzeug durch die Betriebsbremsen bereits stark abgebremst ist. Vorteilhafterweise wirkt das Betriebsbremsventil bei angekuppeltem Anhänger auch

M) auf diesen Fahrzeugteil, so daß beispielsweise ein Schlepper mit schwer beladenem Anhänger sowohl auf der Straße als auch abseits vom Fahrweg bei Betätigung des Parkbremsventils sicher abgebremst wird, ohne daß durch den Schub eines ungebremsten Anhängers eine gefährliche Fahrsituation auftreten könnte und/oder die Parkbremsen einer übermäßigen Belastung ausgesetzt wären. Durch die kombinierte Wirkung von Betriebsbremsen und Parkbremsen kann auch bei starkem

Gefälle ein schweres Fahrzeug sicher gehalten werden.

Aufgrund der in Anspruch 2 wiedergegebenen Merkmale wird erreicht daß beim Lösen der Parkbremsen, also beim Druckbeaufschlagen der Bremsleitung, die Drosselstelle über ein parallel geschaltetes Rückschlagventil wirksam umgangen wird und damit die Parkbremsen unverzögert gelöst werden. Während nach Betätigung des Parkbremsventils in die Parkbremsstellung, also beim Entlüften der Bremsleitung, das Einrücken der Parkbremse durch die Drosselstelle ι ο so lange verzögert wird, bis die Betriebsbremsen eingerückt sind, erfolgt bei Betätigung des Parkbremsventils in die Bremsfreigabestellung das Strömen von Druckluft vom Parkbremsventil zum Federspeicherbremszylinder im wesentlichen ungedrossek und damit unverzögert Auf diese Weise läßt sich vermeiden, daß der Fahrer nach Betätigung des Parkbremsventils in die Bremsfrsigabestellung sein Fahrzeug bereits in Bewegung setzt während die Parkbremse noch nicht völlig außer Eingriff gebracht ist.

Die Merkmale des Anspruchs 3 begehen sich auf eine vorteilhafte Ausgestaltung des Umschaltventil.

Besonders vorteilhaft erweist sich die Verwendung einer derartigen Bremsanlage bei einem aus Zugfahrzeug und Anhänger bestehenden Kraftfahrzeugzug. >~>

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Druckluft-Bremsan'.age für ein Zugfahrzeug mit «1 Anhänger,

Fig.2 einen Vertikalschnitt durch das in Fig. I verwendete Zweikreis-Betriebsbremsventil und F i g. 3 den Schnitt längs der Linie 11l-lll ir/ F i g. 2.

Auf der linken Seite der gestrichelten Linie 11 in r. Fig. 1 sind diejenigen Bauelemente der Druckluft-Bremsanlage dargestellt, die auf einem Zugfahrzeug angebracht sind, während die Bauelemente auf der rechten Seite der gestrichelten Linie 11 am Anhänger montiert sind. Die dargestellte Druckluft-Bremsanlage -411 läßt sich insbesondere bei einer abseits der Straße einsetzbaren Fahrzeugausrüstung, wie beispielsweise bei Zug-Schürffahrzeugen verwenden.

Das Zugfahrzeug besitzt einen Motor oder eine andere geeignete Krafteinheit 12 und ein Getriebe 13 -r, mit einer Ausgangswelle 14, der e^:ne Parkbremse 16 zugeordnet ist. Die Krafteinheit 12 treibt einen Luftkompressor 17 an, der über eine Leitung 19, in die ein Rückschlagventil 21 eingesetzt ist, Druckluft zu einem Hauptvorratsbebälter 18 liefert; das Rückschlag- ίο ventil 21 verhindert ein Rückströmen von Luft dann, wenn zwischen dem Kompressor 17 und dem Rückschlagventil eine Unterbrechung auftreten sollte.

Ein zweiter Vorratsbehälter 22 ist über eine Leitung 23, in die ein Rückschlagventil 24 eingesetzt ist, zur v> Druckluftaufnahme mit dem Hauptvorratsbehälter 18 verbunden; das Rückschlagventil 24 verhindert,daß Luft vom zweiten Vorratsbehälter 22 zum Hauptvorratsbehälter 18 strömt. Für den Luftkomprecsor 17 ist ein Regler 26 vorgesehen, der den Druck im Hauptvorrats- «> behälter 18 über eine Leitung 27 erfaßt. Der Hauptvorratsbehälter 18 liefert über eine Leitung 31 Druckluft zu einer Vorratsbehälter-Zuführöffnung 28 eines Zweikreis-Betriebsbremsventils 29, das mittels Pedal betätigt wird; der zweite Vorratsbehälter 22 t.5 liefert über eine Leitung 33 Luft zu einer Vorratsbehälter-Zuführöffnung 32. Der Hauptvorratsbehälter 18 versorgt auch einen dritten Vorratsbehälter 36 auf dem Anhanger über eine zeitung 37 mit Druckluft; in die Leitung 37 ist ein Rückschlagventil 38 eingesetzt, das eine Rückströmung in der Leitung 37 vom Behälter 36 verhindert.

Wenn das Betriebsbremsventil 29 durch Niederdrükken eines Pedals 41 betätigt wird, wird die Zuführöffnung 32 mit einer Abgabeöffnung 42 verbunden, im. über eine Leitung 44 ein Druckluftsteuersigna! zu einem Not- bzw. Sicherheits-Relaisventil 43 zu liefern. Die Zuführöffnung 28 liefert ebenfalls Druckluft zu einer Abgabeöffnung 46, womit weiterhin über eine Leitung 49 und Verzweigungen 51 und 52 den Druckkammern

47 von Bremsbetätigungsgliedem 48 des Zugfahrzeugs Luft zugeführt wird. Die Stange 53 des Bremsbetätigungsgliedes 48 ist durch eine (nicht gezeigte) geeignete Einrichtung mit einer Zugfahrzeugbremse verbunden. Wenn an die Steueröffnung 56 des Sicherheits-Relaisventils 43 Steuerdruck angelegt wird, führt dieses Ventil Druckluft vom Behälter 36 über Leitungen 57; 58 und Verzweigungen 61; 62 den Bremsbetätigungsgliedern

48 am Anhänger zu. Eine Notstc\ieröffnung 63 des Sicherheits-Relais-Ventils 43 ist über tine Leitung 64 und die Leitung 37 mit dem Hauptvorratsbehälter 18 verbunden. Wenn der an der Notsteueröffnurg 63 anliegende Druck unter einen vorbestimmten Pegel fällt, verbindet das Sicherheits-Relaisventil 43 automatisch den Behälter 36 mit den Bremsbetätigungsgliedern 48 und rückt dadurch die Bremsen an den Anhängerrädern ein.

Die Parkbremse 16 wird durch eine Speicherfeder 66 angelegt, die gegen einen Kolben 67 eines Federspeicherbremszylinders 68 wirkt. Der Kolben 67 besitzt eine mit ihm starr verbundene Kolbenstange 69, deren freies Ende mit einem Parkbremsen-Einrückhebel 71 schwenkbar verbunden ist. Der Federspeicherbremszylinder 68 besitzt eine durch einen Zylinder 73 und den Kolben 67 definierte Druckkammer 72, die über eine Bremsleitung 77 mit einem manuell betätigten Parkbremsventil 76 verbunden ist. In der Bremsleitung 77 liegt eine Strömungssteuereinrichtung 78 mit parallelen Leitungen 7«» und 81, bei der eine Drosselstelle 82 in die Leitung 7° und ein Rückschlagventil 83 in die Leitung 81 eingesetzt sind. Die Strömungssteuereinrichtung 78 arbeitet funktionsmäßig wie ein Drossel-Rückschlagventil; sie ermöglicht eine relativ unbehinderte Strömung vom Parkbremsventil 76 durch das Rückschlagventil 83 zur Druckkammer 72 des Federspeicherbremszylinders 68; jedoch muß eine Entlüftungsströmung von der Druckkammer 72 vollständig durch die Drosselstelle 82 hindurch, so daß ein langsames Entlüften und langsames Einrücken der Parkbremse durch die Speicherfeder 66 bewirkt wird. Wird das Parkbrenuventil 76 nach oben in seine Entlüftungsstellung g2zogen, dann wird die Bremsleitung 77 mit dem Auslaß verbunden und die Leitung 86 auf der VorratsbehcJterseite des Parkbremsventils wird gesperrt.

Wie sich im einzelnen aus F i g. 2 und 3 erkennen läßt, umfaßt der obere Teil des Betriebsbremsventils 29 eine Not- oder Sicherheitseinrichtung mit einer Steueröffnung 87, die durch eine Leitung 88 mit der Abgabe- oder Parkbremsseite des Parkbremsventils 76 verbunden ist Eine Vorratsbehälter-Zuführöffnung 89 der Sicherheitseinrichtung des Betriebsbremsventils 29 ist mit den Vorratsbehältern 18 und 22 über eine Leitung 91 und Ver/weigungsleitun ;en 92 und 93 verbunden. Die Verzweigungsleitungen 92 und 93 enthalten Rückschlagventile 94 und 96, die ein Strömen von Druckluft zwischen den Behältern 18 und 22 verhindern

Nach Fig.2 umfaBt das Zweikreis-Betriebsbremsventil 29 einen Betätigungskolben 101, der über eine am Pedal 41 drehbar angebrachte Rolle 102 betätigt wird; das Pedal 41 ist über einen Schwenkzapfen 103 mit dem Ventil verbunden. Eine Abwärtsbewegung des Betäti- '> gungskolbens 101 bewirkt, daß zwei verschiebbare Ventilelemente 104 und 106 nach unten in Anlage an hohle Ventilkörper 107 und 108 verschoben werden, um EntlUftungsöffnungen 109 und 111 abzuschließen, und daß die Ventilkörper 107 und 108 von ihren Sitzflächen in abheben, um die Vorratsbehälter-Zuführöffnung 32 mit der Abgabeöffnung 42 und die Vorrat^behälter-Zufiihröffnung 28 mit der Abgabeöffnung 46 zn verbinden. Im dargestellten Zustand des Betriebsbremsventils wird die Luft von den Vorratsbehältern 18 und 22 abgesperrt und ι > sind die Abgabeöffnungen 42 und 46 mit der Atmosphäre verbunden, wodurch die Rremsbctätigungsglieder 48 in Lösestellung sind.

Nach Fig. 3 umfaßt das Betriebsbremsventil eine automatisch arbeitende Sicherheitseinrichtung 121, die :u die mit der Leitung 88 verbundene Steueröffnung 87, die an die Leitung 91 angeschlossene Vorratsbehälter-Zuführöffnung 89 und eine Entlüftungsöffnung 122 aufweist. Die Sicherheitseinrichtung 121 umfaßt eine Arbeits-Druckkammer 123, die dann, wenn sie unter r> Druck gesetzt ist, eine Bewegung der Ventilelemente 104 und 106 in Abwärtsrichtung in eine Bremsstellung hervorruft. Die Druckluftzuführung zur Druckkammer 123 und die Entlüftung der Druckkammer 123 wird durch ein Umschaltventil 124 mit einem zweiteiligen m Ventilglied 126 mit Ventilteilen 127 und 128 gesteuert, die durch nicht dargestellte Schraubgewinde starr miteinander verbunden sind. Das Umschaltventil 124 wird durch eine Schraubenfeder 129 in die dargestellte Stellung federvorgespannt. Der Ventilteil 127 umfaßt r> einen Sitz 131 und eine Bohrung 132, in welcher ein Vertiefungen aufweisender, durchmesserreduzierter Abschnitt 133 eines Ventilelementes 134 angeordnet ist. Das Ventilelement 134 umfaßt eine Scheibe 136 an seinem linken Ende, die, so wie es dargestellt ist, die Entlüftungsöffnung 122 an einem Ventilsitz 148 verschließt, und ein Scheibenteil 137 an seinem anderen Ende, das gegen die Wirkung einer kleinen Schraubenfeder 138 von seinem Ventilsitz weggehalten ist. In der in Fig. 3 dargestellten Stellung des Umschaltventils 124 π wird über die Vorratsbehälter-Zuführöffnung 89, eine Kammer 141, Öffnungen 142, eine Innenkammer 143, die Vertiefungen 144 im dnrchmesserreduzierien Abschnitt 133, eine Kammer 146 und über einen Durchgang 147 Druckluft zur Arbeits-Druckkammer V) 123 geliefert. Diese Stellung des Umschaltventils 124 liegt dann vor, wt-nn der Druck an der Steueröffnung 87 unter einen vorbestimmten Wert fällt. Dies tritt in zwei Situationen auf: zum einen dann, wenn das Parkbremsventil 76 seine Parkbremsen-Lösestellung einnimmt, die in F i g. 1 dargestellt ist und der Druck im Hauptvorratsbehälter 18 unter einen vorbestimmten Wert (etwa 75% des normalen Betriebsdruckes) abfällt; und ebenfalls dann, wenn die Parkbremse sich in ihrer Bremsstellung befindet wo die Steueröffnung 87 mit dem Auslaß durch t>o das manuell betätigte Parkbremsventil 76 verbunden ist

Unter normalen Betriebsbedingungen liegt der Druck in der Steueröffnung 87 und in einer gegen die Federvorspannung wirkenden Druckkammer 150 oberhalb des für eine Sicherheitsbetätigung vorbestimmten Minimalwertes, so daß das Umschaltventil 124 nach rechts verschoben ist; somit sitzt der Scheibenteil 137 auf dem Sitz 131 auf und die Scheibe 136 ist von ihrem Ventilsitz 148 abgehoben; dadurch ist eine Luftströmung von der Vorratsbehälter-Zuführöffnung 89 zur Arbeits-Druckkammer 123 verhindert und die Arbeits Druckkammer 123 ist über den Durchgang 147, die Kammer 146 und die Entlüftungsöffnung 122 mit dem Auslaß verbunden. Die Sicherheitseinrichtung 121 umfaßt eine Luftablaßeinrichtung für langsames Entlüf ten in Form eines Keramikstopfens 151, der in einet Bohrung 152 durch einen mit Gewinde versehenen Bauteil 153 gehalten wird, welcher einen zentralen Kanal 154, der durch ihn hindurchläuft, aufweist. Diese Eigenschaft eines langsamen Entlüftens ist insbesondere dann nützlich, wenn man den Bremsdruck von der Betriebsbremsen wegnehmen will und die Parkbremse 16 das Fahrzeug an seiner Stelle halten soll. Dies is insbesondere bei einem Druckluft/Hydraulik-Systen erwünscht, wo die Druckluft-Bremsbetätigungsglieder 48 hydraulische Hauptzylinder betätigen. Bei einiger Druckluft-Hydraulik-Systemen können die Dichtungs teile des hydraulischen Bremssystems herausgedrück werden, wenn sie für längere Zeit durch die Druckluft Bremsbetätigungsglieder 48 in einem Bremseinrückzu stand gehalten werden.

Es folgt nun die Beschreibung der Betriebsweise der dargestellten Druckluft-Bremsanlage.

Wenn die Bedienungsperson das Fahrzeug parker und die Parkbremsen anlegen will, bringt sie da« Fahrzeug normalerweise zum Stillstand und schalte dann o'as manuelle Parkbremsventil 76 in seine Entlüftungsstellung. Dadurch wird die Druckkammer 7 des Federspeicherbremszylinders 68 entlüftet und die Betriebsbremsen werden durch Betätigung der Sicher hebeeinrichtung 121 des Zweikreis-Betriebsbremsven tils eingerückt. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer entweicht der Luftdruck in der Arbeits-Druckkammer 123 der Sicherheitseinrichtung 121 durch die in Forrr des Keramikstopfens 151 vorgesehene Luftablaßvor richtung. Auf diese Weise werden die Behälter 18 und 2Ί langsam entlüftet. Wenn das Fahrzeug wieder in Betriet genommen wird, bleibt die Parkbremse durch die Speicherfeder 66 eingerückt, bis der Fahrer da Parkbremsventil 76 in dessen Luftabgabestellung dargestellt in Fig. 1, schaltet, und der Druck dei Bremsanlage zumindest 76% des normalen Werte« erreicht hat.

Wenn der Druck im Hauptvorratsbehälter Ii nachläßt, wird der verringerte Druck im llauptvorrats behälter an der Steueröffnung 87 der Schutzeinrichtung 121 des Betriebsbremsventils 29 erfaß! und da: Betriebsbremsventil wird betätigt, so daß Druckluft vorr Vorratsbehälter 22 die Bremsbetätigungsgiieder 4* de; Zugfahrzeuges betätigt. Der Vorratsbehälter 22 hefen ebenfalls Luftdruck zur Steueröffnung 56 des Sicher heits-Relaisventils 43, so daß die Anhängerbremsei durch Zuführung von Druckluft zu den Anhängerbrems betätigungsgliedern 48 vom Behälter 36 eingerück werden. Unabhängig davon, welcher Luftdruck in Hauptvorratsbehälter verbleibt wird dieser mit der Bremsbetätigungsgliedern 48 am Zugfahrzeug verbun den. Ebenfalls überwindet die Speicherfeder 66 dei Parkbremse bei genügend abfallendem Luftdruck in Vorratsbehälter 18 die durch die Druckluft in dei Druckkammer 72 ausgeübte Kraft und legt di« Parkbremse an.

Wenn der Fahrer das Fahrzeug parken und die Parkbremse anlegen will und er zufällig, bevor da: Fahrzeug zum Stillstand gebracht worden ist da: Parkbremsventil 76 in dessen Entlüftungsstelluns

bewegt, in der die Parkbremse eingerückt wird, dann werden die Betriebsbremsen durch die Tätigkeit der Schutzeinrichtung 121 unmittelbar eingerückt, bevor die Parkbremse 16 angelegt wird, da die Drosselstelle 82 in der Bremsleitung 77 das Anlegen der Parkbremse 16 durch die Speicherfeder 66 verzögert. Auf diese Weise wird die Sicherheit im Fahrzeugbetrieb erhöht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 Patentansprüche:

1. Druckluft-Bremsanlage für Fahrzeuge, mit einer über ein Betriebsbremsventil betätigbaren Betriebsbremse und einer über ein Parkbremsventil betätigbaren Federspeicher-Parkbremse, in deren zum Federspeicherbremszylinder führende Bremsleitung eine Drosselstelle eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betätigung des Parkbremsventils (76) in die Parkbremsstellung die Drosselstelle (82) unabhängig vom Druck in der Bremsleitung (77) wirksam ist und ein auf den absinkenden Druck in der Bremsleitung (77) ansprechendes Umschaltventil (124) das Betriebsbremsventil (29) in die Bremsstellung umsteuert

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Drosselstelle (82) ein Rückschlagventil (83) geschaltet ist, das beim Druckbeaufschlagen des Federspeicherbremszylinders (68} seine Offenstellung einnimmt und bei Betätigung des Parkbremsventils (76) in die Parkbremsstellung geschlossen ist

3. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (124) die Be- und Entlüftung einer im Betriebsbremsventil (29) angeordneten Arbeits-Druckkammer (123) steuert und hierzu ein auf der einen Seile von einer Schraubenfeder (129) und auf der anderen Seite vom Druck in der Bremsleitung (77) beaufschlagtes Ventilglied (126) aufweist

4. Bremsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Verwendung bei einem -uus Zugfahrzeug und Anhänger bestehender. Kraftfahrzeugzug.