DE2812765C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung für den Anhänger eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist schon eine derartige Bremseinrichtung aus der DE-OS 20 55 801 bekannt, die mit einem 3-Wege-Stromregler und einem Vorsteuerventil arbeitet, an dessen Ventilglied der Anhänger-Bremsdruck sowie eine Bremskraft wirksam werden, wobei das Ventilglied in eine zum Tank geführte Steuerleitung geschaltet ist und darin einen Steuerdruck erzeugt, der zum Steuern eines Schließgliedes im Stromregler benutzt wird. Bei dieser Bremseinrichtung können unter bestimmten Betriebs­ bedingungen nicht alle Funktionen voll zufriedenstellend erfüllt werden. So kann bei andauerndem maximalem Bremsdruck und bei einer über dem Bremsdruck liegenden Druckbelastung im Verbraucheranschluß ein Leckölstrom zur Anhängerbremse auftreten, der dort eine unge­ wollte Drucküberhöhung verursacht. Zudem können beim Regeln des Bremsdruckes Reaktionsstöße auf das Bremspedal einwirken, die bei ungünstigen Bedingungen merklich spürbar sind. Zudem tritt beim Regeln des Bremsdruckes ein relativ häufiges Schalten auf.

Ferner ist aus der DE-OS 21 05 317 eine Bremseinrichtung für den Anhänger eines Fahrzeugs bekannt, die mit einem 2-Wege-Umschalt­ ventil und einem dieses vorsteuernden, den Anhängerbremsdruck regelnden Druckregelventil ausgerüstet ist, das parallel zum Umschaltventil in den Zulaufstrom geschaltet ist, und unmittelbar zwischen Zulauf und Bremsenanschluß liegt. Diese Bremseinrichtung kennt kein gegensinniges Steuern der Verbindungen zu zwei Verbrau­ cher-Anschlüssen und arbeitet in anderer Weise zur Bremsdruckerzeu­ gung. Dabei wird der Bremsenanschluß durch ein Druckbegrenzungsven­ til abgesichert, das jedoch lediglich eine Maximaldruckbegrenzung bewirkt und nicht irgendwelche Steuerfunktionen beeinflussen kann.

Ausgehend von der eingangs genannten Bremseinrichtung ist es Aufgabe der Erfindung, diese Bremseinrichtung so weiterzubilden, daß Druck­ überhöhungen im Bremskreis vermieden und ein weicheres Arbeiten er­ reicht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe ausgehend von der vorbekannten Bremsein­ richtung durch die im Anspruch 1 genannten kennzeichnenden Merkmale.

Die erfindungsgemäße Bremseinrichtung hat den Vorteil, daß auch bei einer Belastung des Weiterlaufs zum Verbraucher über den maximalen Bremsdruck hinaus, ein zur Anhängerbremse fließender Leckölstrom in den Rücklauf geleitet wird und nicht zu einer Überhöhung des maxi­ malen Bremsdruckes führt. Ferner ist von Vorteil, daß beim Regeln des Bremsdruckes das zu verschiebende Druckmittelvolumen geringer und damit der Reaktionsstoß auf das Bremspedal verringert wird. Zudem wird unter diesen Umständen die Häufigkeit der Schaltvorgänge verringert und damit eine ruhigere Arbeitsweise der Bremseinrichtung erreicht. Ferner baut diese Lösung einfach und ist jederzeit nach­ träglich in vorhandene Einrichtungen einbaubar.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Bremseinrichtung möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Bremseinrichtung,

Fig. 2 den Verlauf des maximalen Bremsdrucks bei Drucküberhöhungen im Weiterlauf zum Verbraucher für den Anmeldegegenstand im Vergleich zur vorbekannten Lösung abhängig von der Zeit sowie die

Fig. 3, 4 und 5 den Bremspedalweg s, den Anhängerbremsstrom Q bzw. den Anhängerbremsdruck p jeweils abhängig von der Zeit für den Anmeldegegenstand im Vergleich zur vorbekannten Lösung.

Die Fig. 1 zeigt eine Bremseinrichtung 10 mit einem für die hydraulische Betätigung geeigneten Bremsventil 11, das in einem Gehäuse 12 ein Umschaltventil 13 und ein letzteres vor­ steuerndes Vorsteuerventil 14 aufnimmt. Das Gehäuse 12 hat eine Längsbohrung 15, in der es das als Hohlschieber ausge­ bildete Schließglied 16 des Umschaltventils 13 aufnimmt. Der Längsbohrung 15 sind ein mit einer Pumpe 17 verbundener Ein­ laß 18, eine mit einem Verbraucher 19 verbundene, erste Kam­ mer 21, eine mit einer Anhängerbremse 22 verbundene, zweite Kammer 23 sowie eine Steuerkammer 24 zugeordnet. Die Steuer­ kammer 24 nimmt eine das Schließglied 16 in seine Schließ­ stellung drückende Feder 25 auf, hat über eine Drossel 26 mit dem Einlaß 18 und über eine über das Vorsteuerventil 14 geführte Steuerleitung 27 mit einem Rücklauf 28 Verbindung.

Der ersten Kammer 21 ist ein erster Auslaß 29 und der zwei­ ten Kammer 23 ein zweiter Auslaß 31 zugeordnet; zwischen beiden Kammern 21, 23 ist zwischen der Längsbohrung 15 und dem Schließglied 16 ein Ringspalt 32 ausgebildet. In einen von der zweiten Kammer 23 zum zweiten Auslaß 31 führenden Kanal 33 ist ein den zweiten Auslaß 31 absicherndes Rück­ schlagventil 34 eingebaut. Stromaufwärts von letzterem führt eine Querverbindung 35 zum Rücklauf 28, in die eine Drosselstelle 36 geschaltet ist.

Parallel zum Umschaltventil 13 ist im Gehäuse 12 das Vor­ steuerventil 14 angeordnet, das in einer Schieberhülse 37 ein Ventilglied 38, bestehend aus Ventilkolben 39 und Ven­ tilstößel 40, aufnimmt. Der Ventilkolben 39 hat eine Steuer­ kante 41 und steuert mit der zugeordneten Steuerkante 42 an der Schieberhülse 37 die Steuerleitung 27; der Ventilstößel 40 hat Steuerbohrungen 43 und beeinflußt mit ihnen die Ver­ bindung zum zweiten Auslaß 31 zum Rücklauf 28. Die Steuer­ bohrungen 43 sind mit den Steuerkanten 41 in an sich bekann­ ter Weise so abgestimmt, daß das Ventilglied 38 in der ge­ zeichneten Ausgangsstellung beide erwähnte Verbindungen of­ fen hält, in einer ersten Bremsstellung nur die Verbindung von der Anhängerbremse 22 zum Rücklauf 28 unterbricht und in einer zweiten Bremsstellung beide erwähnten Verbindun­ gen unterbricht. Auf das Ventilglied 38 wirkt einerseits an einer Stirnseite des Ventilstößels 40 der Bremsdruck ein, während es sich mit seinem anderen Ende an einem Brems­ druckbegrenzer 44 abstützt, der die maximal übertragbare Kraft durch die jeweilige Vorspannung seines Federpakets und eines gehäusefesten Anschlags 46 begrenzt. Auf den Bremsdruckbegrenzer 44 wirkt ein Stellkolben 45 ein, der über einen Steueranschluß 47 vom hydraulischen Druck im Bremskreis eines Zugwagens beaufschlagt wird.

Die Wirkungsweise der Bremseinrichtung 10 ist wie folgt:

Vorab sei bemerkt, daß bei nicht betätigter Bremse vom Ein­ laß 18 über die Drossel 26, die Steuerleitung 27 und das Vor­ steuerventil 14 ein Steuerölstrom zum Rücklauf 28 fließt und das Umschaltventil 13 öffnet. Das von der Pumpe 17 geförderte Öl wird somit zum Verbraucher 19, insbesondere einem Kraft­ heber eines Schleppers, geleitet. Die Anhängerbremse 22 ist zugleich über die Steuerbohrungen 43 zum Rücklauf 28 ent­ lastet.

Wird nun gebremst, so unterbricht das Ventilglied 38 den Steuer­ ölstrom und steuert die Steuerbohrungen 43 zu, worauf das Schließglied 16 den Weiterlauf zum Verbraucher 19 androsselt und dazu gegenläufig die Verbindung vom Einlaß 18 zur Anhän­ gerbremse 22 aufsteuert; das Schließglied 16 arbeitet dabei als Stromregler. Im zweiten Auslaß 31 wird ein Druck aufge­ baut, und zwar so groß, bis die daraus resultierende Kraft auf das Ventilglied 38 der jeweiligen entgegengesetzten Kraft in­ folge des Zugwagenbremsdruckes das Gleichgewicht hält bzw. ge­ ringfügig überwiegt und das Ventilglied 38 in seine erste Bremsstellung drückt, in der es den zweiten Anschluß 31 noch immer gegen den Rücklauf 28 absperrt, aber die Steuerleitung 27 wieder öffnet. Beim Halten dieses Bremsdruckes kann also das Schließglied 16 die Verbindung zum Verbraucher 19 wieder weiter aufsteuern.

Tritt dabei der in Fig. 2 gezeigte Fall ein, daß in der An­ hängerbremse 22 der maximale Bremsdruck p _max herrscht, wobei der Bremsdruckbegrenzer 44 am Anschlag 46 anliegt und der Druck in der ersten Kammer 21 infolge der Belastung des Verbrauchers 19 über den bei Vollbremsung herrschenden Bremsdruck noch wei­ ter steigt, so droht der über den Ringspalt 32 fließende Leck­ ölstrom in den Kanal 33 einzudringen. Dieser Leckölstrom kann aber vorher über die Drosselstelle 36 zum Rücklauf 28 ab­ strömen, so daß trotz hoher Belastung des Verbrauchers 19 ab Punkt 48 der Bremsdruck p _max nicht überschritten wird (ge­ strichelte Linie in Fig. 2, im Gegensatz zu dem leicht an­ steigenden Druckverlauf 49 - durchgezogene Linie in Fig. 2 - für die vorbekannte Lösung).

Anhand der Fig. 3 bis 5 soll nun der Beginn eines Bremsvor­ ganges anhand von Kennlinien veranschaulicht werden, wobei je­ weils als Funktion der Zeit in Fig. 3 der Weg s des Brems­ pedals im nicht gezeichneten Zugwagen, in Fig. 4 der Druck­ mittelstrom Q zur Anhängerbremse 22 und in Fig. 5 der Druck p in der Anhängerbremse 22 gezeigt sind. Dabei gelten für die vorbekannte Bremseinrichtung die durchgezogenen Linien und die gestrichelten Linien für den Anmeldegegenstand.

Beim Beginn eines Bremsvorgangs kommt am Punkt 50 in Fig. 3 die Steuerkante 41 an die Steuerkante 42 und sperrt den Steuerölumlauf, wodurch das Schließglied 16 aus seiner lin­ ken (bezogen auf Fig. 1) Endlage nach rechts bewegt wird und der Druck in der zweiten Kammer 23 ansteigt. Der Weg des Bremspedals endet am Punkt 51 (Fig. 3), während dabei der Bremsdruckbegrenzer 44 am Anschlag 46 anliegt. Wenn der Druck in der zweiten Kammer 23 das Rückschlagventil 34 überwindet, fließt ein Strom zum zweiten Auslaß 31. Fig. 4 zeigt dessen Anstieg bis zum Punkt 52; die Größe dieses Stroms begrenzt das als Stromregelschieber arbeitende Schließglied 16. Der vertikale Abstand 53 in Fig. 4 im Vergleich zur vorbekannten Lösung ergibt sich infolge des Verlustes durch die Drossel 36. Deren Größe ist zweckmäßig so ausgelegt, daß auch bei maxima­ lem Bremsdruck immer noch ein Strom zur Anhängerbremse 22 fließt und daß ihr Querschnitt deutlich größer ist als der hydraulische wirksame Querschnitt des Ringspalts 32. Der zum zweiten Auslaß 31 fließende Strom bewirkt, daß sich die Brems­ backen der Anhängerbremse 22 den zugeordneten Bremstrommeln nähern und schließlich im Punkt 54 anliegen (Fig. 4, 5). Nun steigt der Druck bis auf den gewollten Betrag; dieser Vor­ gang ist im Punkt 55 (Fig. 3, 4 und 5) beendet. Dabei hat sich die Stellung des Bremspedals nicht geändert. Im Gegen­ satz zur vorbekannten Lösung fällt zwischen den Punkten 54 und 55 der Strom stark ab, was durch die Drosselstelle 36 be­ wirkt wird. Demgegenüber bleibt dieser Strom beim Stand der Technik zwischen den entsprechenden Punkten 54′ und 55′ gleich groß (Fig. 4). Die Differenz 56 (Fig. 4) zwischen den Strö­ men ergibt sich aus der Forderung nach gleichen Ansprechzei­ ten 57 (Fig. 5) für den Anmeldegegenstand wie für die vor­ bekannte Lösung.

In der nun folgenden Phase wird das Ventilglied 38 vom Druck in der Anhängerbremse 22 nach rechts (bezogen auf Fig. 1) in Richtung seiner ersten Bremsstellung bewegt. Diese Bewegung setzt sich über den Bremsdruckbegrenzer 44 und den Stellkol­ ben 45 bis zum Bremspedal fort, was vom Fahrer als Reaktions­ stoß verspürt wird. Dieser Stoß ist umso unangenehmer, je größer der Strom ist, der nach Punkt 55 bzw. 55′ (Fig. 4) auf das Ventilglied 38 einwirkt. Bei Punkt 58 hat die Steuer­ kante 41 wieder die Steuerkante 42 erreicht, worauf sich das Schließglied 16 nach links (bezogen auf Fig. 1) in Bewegung setzt. Der in den Kanal 33 gelieferte Strom läßt nach und bei Punkt 59 (Fig. 4) fließt kein Öl mehr über das Rück­ schlagventil 34. Die Bewegung am Ventilglied 38 und auch am Bremspedal hört damit auf. Die durchgezogene Linie in Fig. 4 zeigt den gleichen Sachverhalt für die vorbekannte Lösung zwischen den entsprechenden Punkten 58′ und 59′. Die schraf­ fierte Fläche 61 zwischen den Punkten 58, 59 ist ein Maß für das in diesem Zeitraum in den Kanal 33 gelieferte Druckmit­ tel beim Anmeldegegenstand. Diese Volumen 61 ist wesentlich kleiner als das vergleichbare Volumen 61′ bei der vorbekann­ ten Lösung. Zusätzlich, infolge des kleineren Ölstroms beim Punkt 58, ergibt sich eine Differenz 62 im Reaktionsstrom, was die Stärke des Reaktionsstoßes auf das Bremspedal wesentlich verringert. Außerdem führt das kleinere Volumen 61 im Ver­ gleich zu Volumen 61′ zu einer Differenz 63 im Reaktionsweg. Die Arbeitsweise des Bremspedals wird somit für den Fahrer dadurch stoßärmer und unempfindlicher gegen Schwingungen, so daß die Drosselstelle 36 bei niedrigen Drücken schwach und bei hohen Drücken da­ gegen stark zur Wirkung kommt.

Insbesondere kann der Anmeldegegen­ stand auch bei Bremsventilen anderer Bauart verwirklicht wer­ den, bei denen die Bremsenseite ein vollständig abschließba­ res Druckmittelvolumen darstellt, in dem der Bremsdruck ge­ regelt wird. Anstelle des einen Verbrauchers 19 können auch mehrere Verbraucher angeschlossen sein.

Claims (3)

1. Bremseinrichtung für den Anhänger eines Fahrzeugs, die einen von einer Druckmittelquelle gespeisten Hydraulikkreis mit einem Verbrau­ cher, insbesondere einem Kraftheber, ein Vorsteuerventil, das abhängig von der zum Bremsen des Fahrzeugs aufgewandten Kraft Druckmittel aus dem Hydraulikkreis in eine Anhängerbremse steuert und ein Schließ­ glied aufweist, auf welches die Kraft einer Feder und ein Steuerdruck einwirken, und um die Verbindung zwischen einem an die Druckmittelquelle angeschlossenen Einlaß und einem ersten, mit dem Verbraucher verbunde­ nen und einem zweiten, mit der Anhängerbremse verbundenen Auslaß in einander entgegengesetzter Weise auf- bzw. zuzusteuern, wobei das Schließglied eine mittlere Arbeitsstellung aufweist, in der der Einlaß mit beiden Auslässen Verbindung hat, wobei die Bremseinrichtung eine vom Einlaß über eine Drosselstelle und ein dem Schließglied zugeordnetes Vorsteuerventil zum Rücklauf abgezweigte Steuerleitung umfaßt, die abhängig von der zum Bremsen des Fahrzeugs aufgewandten Kraft beeinflußbar ist und eine Steuerkammer am Schließglied unter einen davon abhängigen Druck setzt und bei der das Vorsteuerventil mit seinem Ventilglied zusätzlich eine Verbindung von der Anhängerbremse zum Rücklauf steuert und auf das Ventilglied in Schließrichtung eine von der Fahrzeugbremskraft abhän­ gige Kraft und in Öffnungsrichtung eine von der Anhängerbremskraft ab­ hängige Kraft einwirken, wobei das Ventilglied des Vorsteuerventils in einer Ausgangsstel­ lung die Anhängerbremse und die dem Schließglied zugeordnete Steuerkammer mit dem Rücklauf verbin­ det, in einer ersten Bremsstellung die Anhängerbremse vom Rücklauf trennt und die Steuerkammer mit dem Rücklauf verbindet und in einer zweiten Bremsstellung beide Verbindungen zum Rücklauf sperrt, dadurch gekennzeichnet, daß von der Verbindung zwischen Schließglied (16) und zweitem Auslaß (31) zur Anhängerbremse (22) eine Querverbindung (35) zum Rücklauf (28) abzweigt und daß in diese Querverbindung (35) eine Drosselstelle (36) geschaltet ist.

2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, mit einem den zweiten Auslaß ab­ sichernden Rückschlagventil in der Verbindung zwischen Schließglied und zweiten Auslaß, dadurch gekennzeichnet, daß die Querverbindung (35) stromaufwärts vom Rückschlagventil (34) abzweigt.

3. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Drosselstelle (36) gleich oder größer ist als der Querschnitt des Ringspaltes (32).