DE2359942A1

DE2359942A1 - Dauerbremse fuer kraftfahrzeuge, insbesondere lastkraftwagen

Info

Publication number: DE2359942A1
Application number: DE19732359942
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl Ing Grabow
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1973-12-01
Filing date: 1973-12-01
Publication date: 1975-06-05
Also published as: GB1459886A

Description

2353942

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Da.'.m 98 53/k

Stuttgart ■' 30. November 1973

Dauerbremse für Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Bremsen von Kraftfahrzeugen, insbesondere von schweren Lastkraftwagen, niit Hilfe einer neben den Radbremsen wirksamen Dauerbremse.

Bei schweren Kraftfahrzeugen reichen die heute bekannten Bremssysteme für längere Gefällstrecken nicht oder nur sehr unvollkommen aus. Dies hat zur Folge, daß diese Kraftfahrzeuge auf längeren Gefällstrecken nur niedrige Geschwindigkeiten erreichen dürfen. Bei Fahrzeugen mit häufigem Anhalten, wie z. B. bei Stadtomnibussen oder dergl. -leiden die rein mechanischen Bremsen unter einer starken Abnutzung. Bs ist aus diesem Grunde bereits allgemein bekannt, diese Fahrzeuge rait sogenannten Dauerbremsen zu versehen. Diese Dauerbremsen - zu denen im Grunde auch die bekannte Motorbremse gehört - arbeiten «eist auf hydrodynamischer oder elektrischer Grundlage· Diese beiden Bremssystem* haben jedoch den Nachteil, daß ihre Bremswirkung bei kleinen Drehzahlen (niedriger Fahrgeschwintllgkeit) außerordentlich gering ist. Sie kommen allein schon aus diesem Grund als Anhaltebremsen nicht in

Es ist außerdem noch ein Bremssystem bekannt-, bei dem an Fahrzeugräder Öl durchflossene Lamellen- cd«r Scheibenbremsen angebaut sind. Dieses Systrem vermeidet an sich die Nacnteile der vorher geschilderten Bremssysteme, es ha* jedoch selbst einige recht schwerwiegende Nachtelle. So werden z. B. die ungefederten Massen unnötig vergrößert* Außerdem müssen flexible Ölleitungen zu den Bremsen verlegt werden. Und schließlich ist am Rad der Einbauraum begrenzt, was deswegen besonders unangenehm ist, weil infolge der niedrigen Raddrehzahl sich für eine bestimmte Bremsleistung meist ein relativ großes Bau-

509823/0510 " ²~

2359342

- 2 - Düira 9353/4

volumen ergeben würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend angegebenen Nachteile zu vermeiden. Es soll also eine Dauerbremse geschaffen werden, die auch bei kleinen Drehzahlen ein hohes Drehmoment abgibt und dabei trotzdem nicht viel Raum beansprucht. Es soll ferner ein System vorgeschlagen werden, das sich besonders gut zur Verwendung bei automatisch schaltenden Kraftfahrzeugg*etrieben eignet und das es außerdem gestattet, den !"."!üLer der Brennkraftmaschine zugleich auch zur Vernichtung der auftretenden Bremswärme heranzuziehen. Hierbei wird angestrebt, den Kühler selbst dabei nicht zu vergrößern.

Die gestellte Aufgabe wird bei den eingangs genannten Anordnungen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Abtrieb des Kraftfahrzeug-Wechselgetriebes als Dauerbremse eine druckmittelbetätigte \xnd kühlinitteldurchflutete Lamellen- oder Scheibenbremse zugeordnet ist, deren Betätigung in Abhängigkeit vom Bremspedal erfolgt und deren Durchflutungekreislauf über einen Kühler geführt ist und durch eine vom Antriebsmotor betriebene regelbare Pomp« gespeist wird. Dabei wirdtoeiter noch vorgeschlagen, daß dem Kühler ein Gebläse zugeordnet ist, dessen Antrieb von der regelbaren Pumpe gespeist wird.

Das vorgeschlagene System hat den Vorteil, daß sich die Brems· am Getriebe infolge der dort höheren Drehzahl ohne großen TXatzbedarf einbauen läßt. Ferner ist die Möglichkeit gegeben, die Kühlleistung dee Jtühlers durch Erhöhen der Gebläsedrehzahl bzw. durch Zu- und Abschalten des Gebläses zu erhöhen ■diese Erhöhung kann bis zu einer Lüfterleistung von -z. B. 20 PS getrieben werden - sodaß auch die erhöhte Brtiaswärme über den Kühler der Brenrikraftniaacliin« abgeführt werden kann. Außerdem läßt sich - wie die nachstehenden Ausführungen noch zeigen werden - das vorgeschlagene Bremssystem vorzüglich in ein automatisch schaltendes Fahrzeuggetriebe integrieren.

509823/0510

- 3 - Daim 9853/4

Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung ist unmittelbar an der G'etriebeabtriebswelle als Dauerbremse eine Lamellenbremse angeordnet, deren Druckplatte nach der Abtriebsaeite hin in einen ringförmigen Betätigungskolben übergeht,bzw. mit einem solchen in Verbindung steht, wobei die Lamellen an sich bekannte Nuten oder dergleichen für die Durchflutung mit dem von innen nach außen strömenden Kühlmittel aufweisen. Dabei kann erfindungsgemäß im, hinteren Getriebedeckel ein Ringzylinder zur Aufnahme des Betätigungskolbehs mit entsprechendem Druckanschluß und außerdem noch die Anschlüsse für das Kühlmittel angeordnet sein.

Für den bevorzugten Anwendungsfall bei einem mittels Servo- *. gliedern, z. B. Bremsen und Kupplungen,selbsttätig schaltenden Planetenräder-Wechselgetriebe schlägt die Erfindung vor, daß als Dauerbremse eine im Bremsbetrieb für die Gangschaltung nicht benötigte oder hiervon absperrbare Funktionsbremse des Getriebes und als regelbare Pumpe eine Pumpe des Getriebes, vorzugsweise die Primärpumpe desselben, dient. Da bei Planetenräder-Wechselgetrieben die Bremsen zum Abbremsen der Stützglieder dienen, kommen sie für den Zweck der Dauerbremse dann in Frage, wenn der betreffende Satz oder die betreffenden Sätze durchgekuppelt sind, d.h. also als Block umlaufen. Dies ist z. -B. in der Regel im direkten Gang des Getriebe» der Fall. Hier schlägt nun die Erfindung weiter vor, daß im Bremsbetrieb die automatische Getriebeschaltung so weit gesperrt wird, daß ein Herunterschalten des Getriebes in denjenigen Gang, in welchem die betreffende Bremse als "Schalt-bremse benötigt werden würde, gesperrt ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß die regelbare Pumpe über ein Regelventil sowohl den Getriebekreislauf ggf. einechließlich einer darin vorhandenen hydrodynamischen Einheit als auch den Durchf lutungskreislauf der Dauerbremse und deren Betätigung speist. In Erweiterung , diese» Gedankens kann an die regelbare Pumpe über eine Drossel noch in an sich bekannter Weise eine Servolenkung angeschlossen sein."

509823/051:0 λλ: ■ : - .

Daim 9β

Für die Betätigung der Dauerbremse schlägt die Erfindung vor, daß das Bremspedal über eine Feder auf das Betätigungsventil der Dauerbremse einwirkt und daß mit Hilfe der Federkraft der Druck zur Betätigung vom Pedal her einstellbar ist. Weiter wird vorgeschlagen, daß das Bremspedal über eine Feder auf ein im Durchflutungskreislauf liegendes Schaltventil ■wirkt, welches in Stellung "Bremse aus" den Eintritt' des Durchflutungskreislaufes und seinen Auetritt mit dem Kühlmittelspeicher und den Zulauf des Kühlmittels mit dem Kühlereintritt verbindet, und welches in Stellung "Bremse ein" den Eintritt des Durchflutungskreislaufes mit dem Zulauf und seinen Austritt mit dem Kühlereintritt verbindet. Zn dem geschilderten Fall des automatischen Fahrzeuggetriebes wird auch als Kühlmittel für die Dauerbremse das Getriebeöl verwendet, sodaß die Entlastung auch des Durchflutungskreislaufes stets nach dem Getriebesumpf hin stattfindet.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist dem Kühler ein von einem druckmittel-betätigten Motor angetriebener Lüfter zugeordnet und der Motor ist mittels eines von der Kühleraustrittstemperatur abhängigen Steuerventils ein- und ausschaltbar bzw. in seiner Drehzahl regelbar. Ferner kann erfindungegemäß im Durchflutungskreislauf ein Druckfühler angeordnet und durch diesen Druckfühler mittels eines Umschaltventile beim Überschreiten eines vorbestimmten Ilöchstdruckes die regelbare Pumpe in Richtung Null verstellbar sein. Zweckmäßigerweise können das Steuerventil und das Umschaltventil als Magnet-Ventile ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, daß die dazugehörigen Fühler als elektrische Impulsfühler ausgebildet sein können.

Einzelheiten der Erfindung zeigt das Ausführungsbeispiel der Zeichnung, die das Schaltschema einer erfindungsgemäßen Dauerbremse darstellt.

-Nach der Zeichnung ist unmittelbar euf der Abtriebswelle 10 eine Lamellenreibungsbremse 11 als Dauerbremse angeordnet.

509823/0510 "⁵V

2353942

- 5 - Uar.ni. 9853/4

Diese ist so ausgebildet, daß sie vom Kühlöl durchflutet werden kann. Für eine solche Durchflutung sind die Kamellen in an sich bekannter Weise mit Nuten oder dergleichen versehen. Der Eintritt 12 des Durchflutungskreislaufes liegt innen im hinteren Getriebegehäusedeckel 13 während der Austritt lk außen liegt, sodaß die Bremse 11 von innen nach außen vom Kühlö'l durchströmt wird. Für die Betätigung der Bremse ist an der Druckplatte 15 ein ringförmiger Kolben l6 angeordnet, der in den Hingzylinder 17 im hinteren Gehäusedeckel 13 eingreift. Das Druckmittel für die Betätigung wird über die Leitung lö zugeführt, die mit dem Betätigungsventil 19 in Verbindung steht, das seinerseits vom Bremspedal 20 her betätigt wird. In diese Verbindung ist eine Feder 21 eingeschaltet, sodaß deren Vorspannung geändert werden kann und damit mittels des Betätigungsventiles 19 der Betätigungsdruck und damit auch die Bremswirkung variiert werden können.

Für die Kühlöl- und Druckölversorgung ist dem Antriebsmotor des Fahrzeuges eine regelbare Ölpumpe 22 zugeordnet, die im vorliegenden Fall als eine hydrostatisehe Axialkolbenpumpe mit Schwenkgehäuse ausgebildet sein kann. Diese Pumpe 22 speist über ein Regelventil 23 und die Leitung 2k die gesarate Ölversorgung des Getriebes einschließlich der Durcliflutung und Kühlung der Lamellenbremse 11. Von dieser Pumpe 22 wird über eine Drossel 25 auch noch die Servolenkung 26 versorgt, der in bereits vorgeschlagener Weise ein Mengenbegrenzungsventil 27 und «in Höchstdruckventil 28 zugeordnet sind. Diese Teile brauchen hier jedoch nicht weiter zu interessieren.

Von der druckführenden Leitung 2k wird zunächst über ein Steuerventil 29 in noch näher zu beschreibender Weise der Durchflutungskreislauf 30 der Lamellenbremse 11 gespeist. Ferner wird aus dieser Leitung 2k über ein Druckregelventil. die gesamte Versorgung dee Getriebes mit Druckmittel für die Servoorgane bzw. auch für die ggf. vorhandene hydrodynamische Einheit gespeist. Ferner führt eine Leitung 32 zum Betätigungsventil 19 der Lamellenbremse 11 und von dieser weiter zu einem später noch zu beschreibenden Umschaltventil 33· VnU

509823/0510 .6 -

-G- Pain« 9853A

schließlich ist noch eine weitere Leitung 34 abgezweigt, die zum Verstellmechanismus 35 der Ölpumpe 22 führt.

Im Durchflutungskreislauf 30 der Lamellenbremse 11 ist ein Kühler 36 angeordnet, dem im Wasserkreislauf ein Temperaturfühler 37 zugeordnet ist. Dieser Temperaturfühler gibt beim Überschreiten einer bestimmten vorgegebenen Temperatur einen elektrischen Impuls ab und steuert so über die elektrische Leitung 3^ das als Magnetventil ausgebildete Steuerventil 29. Dem Kühler ist eine Bypass-Leitung mit einem weglosen Überdruckventil zugeordnet, um ihn vor zu hohem Druck zu schützen. Ferner ist dem Kühler 36 ein Lüfter 39 zugeordnet, der durch einen Ölmotor 40 angetrieben wird, der im vorliegenden Beispiel ebenfalls als hydrostatische Axialkolbenmaschine ausgebildet sein kann. Dieser Ölmotor 40 wird durch das Steuerventil 29 entweder ein- oder ausgeschaltet wie später noch erläutert werden wird. Zum Ausschalten bzw. Einschalten des ganzen Durchflutungskreislaufes 30 dient ein Schaltventil 4l, welches über eine Feder 42 mit dem Bremspedal 20 verbunden ist. Auch seine Funktion wird später noch genauer erläutert. Im Durchflutungskreislauf 30 ist noch ein Temperaturfühler 43 vorgesehen, der beim Überschreiten einer bestimmten Temperatur im Öl einen elektrischen Impuls abgibt und mit diesem über die elektrische Leitung 44 das Umschaltventil 33 steuert, welches ebenfalls als Magnetventil ausgebildet ist. Auch dessen Funktion wird nachstehend noch genauer beschrieben.

In der dargestellten Stellung ist das Bremspedal 20 betätigt, d. h. dem Druckmittel aus der Leitung 32 ist mittels des Betätigungsventiles 19 über die Leitung l8 der Weg zum Betätigen der Lamellenbremse 11 freigegeben. Diese ist also eingerückt und das Fahrzeug wird entsprechend dem ausgeübten Eremsmoment abgebremst. Der Temperaturfühler 37 am Kühler 36 hat infolge überhöhter Temperatur bereits angesprochen, sodaß das Steuerventil 29 angezogen hat. Dadurch gelangt das Druck- bzw. Kühlöl aus der Leitung 24 über das Steuerventil 29 und durch die Leitung 45 zum Ölmotor 40, der den Lüfter 39 antreibt.

509823/0510 - 7 -

- 7 - Daitn 9G5-3A

Vom Motor 40 aus gelangt dann das Drucköl über.das Rückschlagventil 46 an die Eingangsseite des .Schaltventile 4l» Dieses Schaltventil 4l wurde vom Bremspedal 20 in eine solche Stellung gebracht, daß das Öl nunmehr Über den Anschluß 47 in den Durchflutungskreislauf 3Ö eintreten kann. Es durchströmt nunmehr nacheinander die Lamellenbremse 11, dann den Kühler 36 und strömt über die Leitung 48 in den Sumpf zurück· Im Kühler 36 wird nunmehr die entstandene Bremsvürme vernichtet, wobei die Kühlerleistung durch den Lüfter 39 entsprechend erhöht wird.

Wenn die Bremswirkung erhöht werden soll, so wird das Bremspedal 20 noch weiter durchgedrückt und die Feder 21 stärker vorgespannt. Das Schaltventil 4l bleibt dabei infolge der Feder 42 in seiner Stellung stehen. Dadurch wird die Vorspannung am Betätigungsventil 19 erhöht, sodaß der Druck im Betätigungskreislauf ansteigen kann. Wenn dabei etwa die Temperatür im Durchflutungskreislauf 30 zu hoch steigen würde, gibt der Temperaturfühler 43 einen Impuls ab, durch welchen das Umschaltventil 33 i"· seine andere Stellung umgeschaltet wird. In dieser anderen Stellung gelangt Druck aus der Leitung 32 über die Leitung 49 auf die Rückseite des Schwenkraechanismus 35» sodaß die regelbare Ölpumpe 22 in Richtung Maximum verstellt wird, sodaß infolge größerer Menge die Temperatur wieder sinken kann.

Wenn jetzt infolge der hohen Lüfterleistung im Durchflutungskreislauf die Temperatur auch im Kühlwasser weiter absinkt, so fällt auch am Temperaturfühler 37 die Temperatur unter seinen Ansprechpunkt. Das als Magnetventil ausgebildete Steuerventil 29 fällt daher ab und schaltet in seine andere Stellung um. In dieser anderen Stellung gelangt das Drucköl aus der Leitung 24 über den*Anschluß 50 unmittelbar an den Eingang 47 des Schaltventils 4l, da der Ölmotor 40 infolge des Rückschlagventils 46 in dieser Richtung nicht mehr durchflossen werden kann. Der Lüfter 39 ist also abgeschaltet. Der Durchflutungskreislauf 30 wird aber in der bereits beschriebenen Weise auch jetzt noch durchströmt.

..;■■" 509823/051 0 "'.".

2359342

- 8 - Pt>im 9353/4

Wird das Bremspedal 20 losgelassen, so kehrt zunächst das Betätigungsventil 19 in seine unbetätigte Stellung zurück, d. h. also, der Betütigungskreielauf l8 wird drucklos· Die Lamellenbremse 11 wird also ausgerückt. Zugleich kehrt auch das Schaltventil 4l in seine andere (linke) Stellung zurück und der Eingang 47 wird vom Durchflutungskreislauf 30 abgeschaltet und dieser vielmehr in den Sumpf entlastet. In derselben Weise wird auch der Austritt Ik des Durchflutungi kreislaufes 30 über die Leitung 53 in den Sumpf entlastet. Der zweite Eingang 52 des Schaltventils 4l wird jetzt mit dem Kühler 36 verbunden, βοdaß nach wie vor das von der Ölpumpe 22 geförderte Öl gekühlt werden kann. Der Lüfter 39 und dessen Antriebsmotor 40 bleibt dabei natürlich ausgeschaltet, da hier die normale Kühlleistung völlig ausreicht.

509823/0510

Claims

- 9 - Palm

Daimler-Benz Aktiengesellschaft
Stuttgart

Ansprüche

. Einrichtung zum Bremsen von Kraftfahrzeugen, insbesondere von schweren Lastkraftwagen, mit Hilfe einer neben den Radbremse«, wirksam werdenden Dauerbremse, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abtrieb des Kraftfahrzeug-Wechselgetriebes als Dauerbremse eine druckmittelbetätigte und kühlmitteldurchflutete Lamellen- oder Scheibenbremse zugeordnet ist, deren Betätigung in Abhängigkeit vom Bremspedal erfolgt und deren Durchflutungskreislauf über einen Kühler geführt ist und durch eine vom Antriebsmotor getriebene regelbare^ Pumpe gespeist wird. ^;

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet," daß dem Kühler (36) ein Gebläse (39) zugeordnet ist, dessen Antrieb (4o) von der regelbaren Pumpe gespeist wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar an der Getriebeabtriebewelle".(.10) als Dauerbremse eine Lamellenbremse (Ii) angeordnet ist, deren Druckplatte (15) nach der Abtriebsseite hin in einen ringförmigen Betätigungskolben ( l6) übergeht bzw» mit einem solchen in Verbindung steht und daß die Lamellen an sich bekannte Nuten oder dergleichen für die Durchflutung mit dem von innen nach außen strömenden Kühlmittel aufweisen.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im hinteren Getriebedeckel (l8) ein Hingzylinder (17) zur Aufnahme des Betätigungskolbens (l6) mit entsprechendem Druckanschluß und die Anschlüsse (12, 14) für das Kühlmittel angeordnet sind.

- 10 -

50 982 3/ Ü5 10

- 10 - Daira 4

5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - k und mit einem mittels Servogliedern, z. B. Bremsen und Kupplungen, insbesondere selbsttätig schaltenden Planetenräder-Wechselgetriebe, dadurch gelcennzeiclinet, daß als Dauerbremse eine im Brer.isbetrieb für die Gangschaltung nicht benötig-te oder hiervon absperrbare Funktionsbremse des Getriebes und als regelbare Pumpe eine Pumpe des Getriebes vorzugsweise die Primärpumpe desselben dient.

6. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß die regelbare Pumpe (22) über ein Regelventil (23) sowohl den Getriebekreislauf ggf. einschließlich einer darin vorhandenen hydrodynamischen Einheit als auch den Durchflutungskreislauf (30) der Dauerbremse und deren Betätigung (l8) speist.

7· Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die regelbare Pumpe (22) über eine Drossel (25) noch in an sich bekannter Weise eine Servolenkung (26) angeschlossen ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß dae Bremspedal (20) über eine Feder (21) auf das Betätigungsventil (19) der Dauerbremse einwirkt und daß mit Hilfe der Federkraft der Druck zur Betätigung vom Pedal (20) her einstellbar ist.

9· Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremspedal (20) über eine Feder (42) auf ein im Durchflutungskreislauf liegendes Schaltventil (kl) einwirkt,,welches in Stellung "Bremse aus" den Eintritt des Durchflutungskreislaufes (30) und seinen Austritt mit dem Kühlmittelspeicher bzw. dem Sumpf und den Zulauf (52) des Kühlmittels mit dem Kühlereintritt verbindet, und welches in Stellung "Bremse ein" den Eintritt des Durchflutungskreislaufes (30) mit dem Zulauf (^7) und seinen Austritt (Ik) mit dem Kühlereintritt verbindet.

509823/0510 -11-

^; . ■ " . 2353942

- 11 - Daim 9353/4

IQ. Einrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß dem Kühler (36) ein von einem Druckmittel betätigten Motor (40) angetriebener Lüfter (39) zugeordnet und der Motor (40) mittels eines von der Kühleraustrittstemperatur abhängigen Steuerventils (29) ein- und ausschaltbar bzw. regelbar ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Durchflutungskreielauf (30J ein Temperaturfühler (43) angeordnet und durch diesen Temperaturfühler mittels eines Umschaltventil» .(33) beim Überschreiten einer bestimmten Öl-Temperatur die regelbare Pumpe (22) in Richtung Maximum verstellbar ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, - daß das Steuerventil (29) und das Umschaltventil (33) Magnetventile ausgebildet sind.

50982 3/üö10

A. Leerseite