DE2735748A1

DE2735748A1 - Dauerbrems-betaetigungseinrichtung fuer pneumatisch-mechanisch betaetigte scheibenbremsen an lastzuegen

Info

Publication number: DE2735748A1
Application number: DE19772735748
Authority: DE
Inventors: Georg Sontheimer
Original assignee: BERATUNG VERWALT TREUHAND; BVT BERATUNGS- VERWALTUNGS- und TREUHANDGESELLSCHAFT MBH
Current assignee: Bvt Beratungs- Verwaltungs- und Treuhandgesellsch
Priority date: 1977-08-09
Filing date: 1977-08-09
Publication date: 1979-02-22
Also published as: IT1097961B; FR2399934A1; SE7808534L; NL7808135A; IT7825711A0; US4210368A

Description

PATENTANWALT NGOLSTADT/DONAU, 3 Q 1977

DIPL-ING 0.O.J.3//

POSTFACH 230

RITZ SCHNELL· telefon to u 185 ρ

Anmelder: BVT Beratungs-, Verwaltungs- und Treuhandgesellschaft mbH, Im Winkel 1, U000 Düsseldorf 22

Dauerbrems-Betätigungseinrichtung für pneumatisch-mechanisch betätigte Scheibenbremsen an Lastzügen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dauerbrems-Betätigungseinrichtung für pneumatisch-mechanisch betätigte Scheibenbremsen an Lastzügen, bei der am jeweiligen Fahrzeug (Zugfahrzeug oder Lastanhänger) mit einem Magnetventil gearbeitet wird, das zur gleichzeitigen Einschaltung beider Dauerbremsanlagen eines Lastzuges (Zugfahrzeug und Lastanhänger) an die Einschaltvorrichtung der Zugwagen-Dauerbremse, vorzugsweise Motorbremse, angeschlossen ist.

Bei Kraftfahrzeugen und Anhängern über neun to Gesamtgewicht schreibt der Gesetzgeber eine für Dauerbremsungen geeignete Bremseinrichtung vor, die bestimmte Leistungen erfüllen muß, daß solche Fahrzeuge gefahrlos auch lange Gefällestrecken befahren können. Bei Kraftfahrzeugen haben sich dazu insbesondere Motorbremsen bestens bewährt. Problematisch wird es nur, wenn es sich um Lastzüge handelt, bei denen die anteil-

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mäßige Verteilung der zu erbringenden Dauerbremsleistung auf Zugwagen und Anhänger nicht immer gewährleistet ist. Dies beruht in erster Linie darauf, daß die Bremsleistung der Anhängnr-Dauerbremse bis jetzt nicht konstant gehalten werden kann. In der Praxis hat sich herausgestellt, daß es schwierig ist, die Bremsleistung der pneumatisch-mechanisch betätigten Radbremsen bei Dauerbremsungen auf einen konstanten Wert zu bringen.

Bei Trommelbremsen besteht die Schwierigkeit darin, daß die Bremsleistung bei Dauerbremsungen mehr und mehr abfällt, da hier die Bremstrommel beim Erwärmen durch die b-eim Bremsen erzeugte Bremswärme im Durchmesser, je nach Wärmeanfall zum Teil erheblich, größer wird, dadurch die Bremsbacken der Ausweitung nacheilen müssen, wodurch der Bremszylinderhub sich verlängert, was eine entsprechende Verminderung der Bremszylinderkraft zur Folge hat.

Bei Scheibenbremsen besteht die Schwierigkeit darin, daß die Bremsleistung bei Dauerbremsungen mehr und mehr ansteigt, da hier die Bremsscheibe beim Erwärmen durch die beim Bremsen erzeugte Bremswärme in der Dicke, je nach Wärmeanfall zum Teil erheblich, größer wird, dadurch die Bremsbacken entsprechend der Schwellung zurückgedrängt werden müssen, wodurch nicht nur der Bremszylinderhub sich verkürzt, was eine entsprechende

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Erhöhung der Bremszylinderkraft zur Folge hat, sondern außerdem durch die nun entgegengesetzt wirkenden Reibkräfte der mechanischen Betätigungsorgane die Anpreßkraft der Bremsbacken verstärkt wird.

Bei Talfahrten sollte aber die Dauerbremsleistung weder abfallen noch ansteigen, um das Fahrzeug mit gleichmäßiger Geschwindigkeit den Berg herabzubringen. Der Idealfall ist eine gleichmäßige Dauerbremsleistung.

Was die Dauerbremseinrichtung bei pneumatisch-mechanisch betätigten Trommelbremsen betrifft, läßt sich nichts tun, um den Abfall an Bremsleistung zu verhindern. Der Gesetzgeber hat dem Rechnung getragen und ihn für Dauerbremsungen von 6 km Länge auf HO % begrenzt. Um nun aber diesen Abfall in der Praxis auszugleichen, muß hier von Zeit zu Zeit mit der Betriebsbremse nachgeholfen werden, die auf die gleichen Bremsteile wirkt, wie die Dauerbremse, Dadurch steigt die Belastung insbesondere der Bremstrommel an, was sich durch eine hohe Trommel-Temperatur bemerkbar macht, die unter Umständen so sehr ansteigt, daß am Ende des Gefälles die Bremsleistung der heißen Bremse nicht mehr ausreicht, das Fahrzeug zum Stillstand zu bringen, beziehungsweise die heiße Bremstrommel den Anpreßdruc^ der Bremsbacken nicht mehr aushält und zerspringt, wie oft schon passiert ist und zu außergewöhnlichen Verkehrsgefährdungen führt.

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Was die Dauerbremseinrichtung bei pneumatisch-mechanisch betätigten Scheibenbremsen betrifft, würde durch den großen Anstieg der Bremsleistung das Fahrzeug immer langsamer. Um diesen Anstieg auszugleichen, muß der Fahrer die Dauerbremsanlage beider Fahrzeuge fortwährend ab- und zuschalten, was zu einer sich fortwährend ungleichmäßig verändernden Verteilung der Dauerbremsleistung auf die beiden Fahrzeuge (Motorwagen und Anhänger) führt, die zur Folge hat, daß die Kräfte auf die Verbindungsteile der beiden Fahrzeuge (vorzugsweise Zuggabel) sich fortwährend ändern, indem der Anhänger zum einen Mal aufläuft und zum anderen Mal am Zugwagen zerrt, also stößt und rüttelt. Außerdem wird der Fahrer eines solchen Lastzuges überlastet. Auch führt die ungleichmäßig sich ändernde Verteilung der Dauerbremsleistung, die sich insbesondere zu Ungunsten der Anhängerbremsen auswirkt, zur Oberlastung der Anhängerbremsen, was sich durch eine hohe Scheiben-Temperatur bemerkbar macht, die unter Umständen so sehr ansteigt, daß am Ende des Gefälles die Bremsleistung der heißen Bremse nicht mehr ausreicht, das Fahrzeug zum Stillstand zu bringen, was zu Verkehrsgefährdungen führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dauerbrems-Betätigungseinrichtung für pneumatisch-mechanisch betätigte Scheibenbremsen zu finden, die es ermöglicht, in engen Grenzen schwankende gleichmäßige Dauerbremswerte zu erzielen, die auf langen Bremsstrecken weder erheblich ansteigen, noch erheblich ab-

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fallen, also dem Idealfall am nächsten liegen. Zur Aufgabe der Erfindung gehört es auch, die Einrichtung so zu gestalten, daß ihre Kosten tragbar begrenzt sind, sie sicher funktioniert und eine lange Lebensdauer aufweist, wobei die letzte Aufgabe auch für die Bremsen selbst gilt.

Diese Aufgaben werden bei einer Dauerbrems-Betätigungseinrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß in einer Steuerleitung zwischen der Einschaltvorrichtung der Zugwagendauerbremse (Motorbremse) und einem Magnetventil des zum Beispiel Anhängers ein Intervall-Löseschalter vorgesehen ist. Diese erfinderische Maßnahme führt durch das gleichmäßige kurze Abschalten nur der Anhänger-Dauerbremse zu den erwünschten gleichmäßigen Bremswerten des gesamten Lastzuges. Die Anordnung vermeidet dabei sowohl eine fortwährend ungleichmäßig sich verändernde Verteilung der Bremskräfte auf die beiden Fahrzeuge des Lastzuges mit seinen Folgen, als auch zu hohe Temperaturen der Bremsscheiben mit deren Folgen und außerdem auch einen vorzeitigen Verschleiß der Bremsbeläge, wobei die Mehrkosten, gemessen an den Gesamtkosten der üblichen Bremsanlage sehr gering sind.

Der zuletzt erwähnte Vorteil ist vor allem dann gegeben, falls, wie nach der Erfindung vorgesehen, beim Intervall-Löseschalter die Einschaltdauer lang und die Ausschaltdauer kurz bemessen ist. Ähnliches gilt auch für den Fall, falls nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Intervall-

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Lösescnalter von einer Zeituhr gebildet ist, die einen Umschaltkontakt antreibt. Zweckmäßig ist es auch, daß der Intervall-Löseschalter mit seinen Einzelrelais bzw. Einzelteilen eine abgeschlossene Baueinheit bilden. Diese zu einer in einem Schutzkasten untergebrachte zusammengefai5te Baueinheit gewährleistet eine beschadigungsfreie Unterbringung im Fahrzeug.

Durch die Verwendung von Scheibenbremsen und die Anordnung des Intervall-Löseschalters wird ein gleichmäßig wirkendes Dauerbremsen bei Lastanhängern und damit beim gesamten Lastzug erreicht, wodurch die Temperaturen der Bremsteile, insbesondere der Bremsscheibe, in für die Werkstoffe tragbaren und ungefährlichen Größen gehalten werden können, sowie das Stoßen des Anhängers auf den Zugwagen beim Befahren von Gefällestrecken vermieden und der Fahrer entlastet ist, also durch die vorliegende Erfindung auch die angestrebte Verkehrssicherheit wesentlich verbessert wird.

In der Zeichnung ist ein Beispiel der Erfindung veranschaulicht; es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Dauerbrems-

Betätigungseinrichtung;
Fig. 2 ein Arbeitsdiagramm, wie es der Gesetzgeber fordert bzw. zuläßt und bei einer Dauerbremsung mit Trommelbremsen zu erreichen ist;

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Fig. 3 ein Arbeitsdiagramm bei einer Dauerbremsung mit Scheibenbremsen ohne die erfindungsgemäße

Betätigungseinrichtung und Fig. 4 ein Arbeitsdiagramm bei einer Dauerbrensur.g mit Scheibenbremsen mit einer erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, ist ein Dauerbrems-Magnetventil 1 in üblicher Weise über eine Leitung 2 an einen nicht dargestellten Luftbehälter und über eine Leitung 3 an die einzelnen Bremszylinder der Scheibenbremsen eines Lastanhängers angeschlossen. Da es sich um ein Magnetventil handelt, erfolgt die Steuerung elektrisch, so daß ein Minus-Anschluß und ein Plus-Anschluß vorhanden sind.

Bei üblicher Anordnung würde der Plusanschluß M- der z.B. Zugwagen-Motorbremse direkt zur Klemme 5 des Magnetventils und von dort über die Klemme und Leitung 6 zum Minusanschluß laufen. Im vorliegenden Fall, also gemäß der Erfindung bei Verwendung eines Intervall-Löseschalters 8, ist die Klemme mit einem Schaltrelais 9 verbunden und über eine Klemme 10 an die Klemme 5 herangeführt, wobei im Normalfall, also beim Bremsen der Strom der z.B. Zugwagen-Motorbremse von der Anschlußklemme 4 über einen untere« der Wirkung eines Magneten stehenden Kontaktarm 12 zu der Anschlußklemme 10 fließt, wobei

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gleichzeitig der Strom in ein Zeitrelais 13 fließt, das über eine Leitung 14 zeitweise den Magneten 11 mit Strom speist. Der Magnet 11 und das Zeitrelais 13 sind über entsprechende Leitungsverbindungen 15 mit der Minusklemme 16 verbunden. Bei einer bevorzugten Einstellung des Zeitrelais 13 wird der Stromfluß von 4 über 12, 10 und 5 zum Magnetventil 1 für längere Zeit (ca. einhalb bis eineinhalb Minuten) aufrechterhalten, das heißt, es wird gebremst. Nach dieser Zeit fließt vom Zeitrelais 13 Strom über 14 zu 11, so daß der Schaltarm 12 sich löst und mit einem Blindkontakt 17 in Verbindung kommt, wodurch für mehrere Sekunden (ca. drei Sekunden) kein Strom mehr zum Magnetventil 1 fließt und dadurch die Dauerbremsung unterbrochen wird. Dieses Wechselspiel wiederholt sich fortlaufend, solange wie die Zugwagen-Dauerbremse eingeschaltet ist.

Im Diagramm gemäß Fig. 2 erkennt man, daß mit 8 % Bremsleitung - bezogen auf den Bodendruck - angefangen wird und diese nach einer Fahrstrecke von 6000 m in 720 Sekunden, also bei 30 km/h auf 5 % absinkt. Die Temperatur hat sich dabei von 100° auf 450 C erhöht. In einem solchen Fall ist eine Arbeit von ca. 1 650 000 mkp geleistet worden, was einer Leistung von ca. 30 PS entspricht. Wenn eine Bremse ein solches Diagramm aufweist, entspricht sie der Mindestforderung gemäß der Straßenverkehrszulassungsordnung .

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Das Diagramm nach Fig. 3 einer Scheibenbremse mit üblicher Dauerbrems-Betätigungseinrichtung zeigt eine wesentlich andere Gestaltung. Zwar wird auch hier mit 8 % Bremsleistung angefangen und die Bremsung mit ca. 5 % beendet, jedoch ergeben sich im ersten Drittel und im mittleren Bereich bei gleicher Gesamtwegstrecke und gleicher Fahrzeit enorme Spitzenleistungen, welche die Temperatur von 100 auf 7 50° ansteigen läßt. Ebenso erhöht sich die geleistete Arbeit auf ca. 3 500 000 mkp, was einer Leistung von ca. 6 3 PS entspricht, also eine Steigerung auf mehr als das Doppelte bedeutet, was sich für den praktischen Fahrbetrieb sehr unangenehm, insbesondere durch ungleichmäßige Fahrgeschwindigkeiten, bemerkbar macht und die Aufmerksamkeit des Fahrers zu sehr in Anspruch nimmt, der andauernd mit der Bremse arbeiten muß.

Diese untragbaren Verhältnisse sind entscheidend geändert, wenn der Intervall-Löseschalter 8 verwendet wird, der eine Baueinheit bildet. Damit ergeben sich Verhältnisse gemäß Fig. 4. Das Leistungsdiagramm ist hier in eine Vielzahl von Teilen aufgegliedert, die zwar auch eine ansteigende Tendenz zeigen, jedoch aufgrund der Kürze der Zeit nicht ins Gewicht fallen. So steigt z.B. bei gleicher Fahrstrecke und Geschwindigkeit, wie in Fig. 3 eingetragen, die Temperatur von 100° lediglich auf 550° C an, was durchaus beherrschbar ist. Ebenso beträgt die geleistete Arbeit nur mehr ca. 1 900 000 mkp und die Leistung ca. 3 5 PS, was tragbar ist. In Fig. H ist

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ii ausgegangen worden, daß 9 χ 70 Sekunden gebremst und 9 ;< ? r.eKunden pausiert wird, wobei sich eine Restbremsung von 63 Sekunden ergibt. Bei einer Anfangsbremsung von 8 % Bremsleistung ist am Ende des Diagramms gegenüber den Resultaten in Fig. ? und 3 eine Verbesserung zu verzeichnen, indem ein Endv.ert von 8 % erzielt wird, also kein Bremswertabfall eintritt. Der zulässige Niedrigstwert von 5 % wird hier nie unterschritten. Die Verhältnisse können noch verbessert werden, wenn man die Intervalle ändert. Bei z.B. einer Bremszeit von nur 30 Sekunden wird der Niedrigstwert ca. 6,5 %. Der Intervall-Löseschalter 8 ist jedenfalls ohne Zweifel das geeignetste Mittel, für pneumatisch mechanisch betätigte Scheibenbremsen auf langen Bremsstrecken eine gleichmäßige Dauerbremswirkung zu erzielen und der darüber hinaus vorzügliche, alle Probleme lösende Eigenschaften hat.

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L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche

, Iy Dauerbrems-Betät.igungseinrichtung für pneumatisch-mechanisch betätigte Scheibenbremsen an Lastzügen, bei der am jeweiligen Fahrzeug mit einem Magnetventil gearbeitet wird, das zur gleichzeitigen Einschaltung beider Dauerbremsanlagen eines Lastzuges an die Einschaltvorrichtung der Zugwagendauerbremse angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Steuerleitung (4, 5) zwischen der Einschaltvorrichtung der Zugwagendauerbremse (Motorbremse) und einem Magnetventil (1) des zum Beispiel Anhängers ein Intervall-Löseschalter (8) vorgesehen ist.
2. Dauerbrems-Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Intervall-Löseschalter (8) die Einschaltdauer lang und die Ausschaltdauer kurz bemessen ist.
3. Dauerbrems-Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Intervall-Löseschalter (8) von einer Zeituhr gebildet ist, die einen Umschaltkontakt antreibt.
4. Dauerbrems-Betätigungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Intervall-Löseschalter (8) mit seinen Einzelrelais (9, 13) bzw. Einzelteilen eine abgeschlossene Baueinheit bilden.

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5. Dauerbrems-Betätigungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß der Intervall-Löseschalter (8) untersdxedlich lange und veränderbare Schließ- und Öffnungszeiten aufweist, wobei ein Schalttakt von dreißig Sekunden für BremsIeistung und drei Sekunden für Unterbrechung der Bremsleistung als bevorzugt gilt.

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