DE2914232A1 - Druckmittelbetaetigte bremsanlage mit automatischlastabhaengiger bremskraftregelung - Google Patents

Description

29H232 H.

Hannover, den 29.3.1979 WP 13/79

WABCO Fahrzeugbremsen GmbH

Druckmittelbetätigte Bremsanlage mit automatischlastabhängiger Bremskraftregelung

Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte, lastabhängig geregelte Zweikreisbremsanlage für luftgefederte oder mit hydraulischem Achsausgleich versehene Motorfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Bremsanlage ist durch die DE-OS 24 57 bekannt.

Automatisch-lastabhängige Bremskraftregler werden eingesetzt, um den Bremsdruck in den Bremszylindern dem

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jeweiligen Belastungszustand eines luftgefederten oder eines mit hydraulischem Achsausgleich versehenen Fahrzeugs anzupassen. Diese Anpassung geschieht selbsttätig, indem der jeweilige von der Achsbelastung abhängige Steuerdruck die Höhe des vom Bremsventil ausgesteuerten Bremsdruckes über den Bremskraftregler einstellt.

In den meisten Fällen wird nur die Bremskraft der Hinterachse geregelt, wobei der für den Bremskraftregler notwendige Steuerdruck von einem der beiden Hinterachsluftfederbälgen bzw. von einem der beiden hinteren hydraulischen Ausgleicheinrichtungen entnommen wird und über ein ZwAwegeventil dem Steuerkolben des Bremskraftreglers zugeleitet.

Je nach den Einsatzbedingungen eines Fahrzeugs können sowohl an der Hinterachse als auch an der Vorderachse die Lastleerverhältnisse so groß sein, daß entweder die Vorderradbremsen oder die Hinterradbremsen - je nach Gewichtsverteilung - überbremst oder unterbremst werden.

Die Mitregelung der Vorderachse durch ein vom lastabhängigen Regelventil der Hinterachse gesteuertes, gesondert angeordnetes Lastleerventil ist bekannt. Die Abhängigkeit vom Lastleerverhältnis der Hinterachse bleibt hier jedoch als großer Nachteil bestehen. Eine gleiche Verzögerung des Fahrzeugs bei jeder Belastung und gleichen Pedalweg ist nur bei optimaler Bremskraftverteilung durch den kostspieligen Aufwand einer automatisch-lastabhängigen Bremskraftregelung an allen Achsen zu erreichen.

Nachfolgend werden einige konkrete Beispiele über Fahrzeuge geschildert, deren Vorderrad- oder Hinterradbremsen aufgrund ihrer besonderen Einsatzbedingungen ständig überbremst bzw. unterbremst werden.

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Bei Omnibussen, welche im Stadtverkehr als öffentliches Verkehrsmittel eingesetzt sind, findet ein ständiger Wechsel der Fahrzeugbelastung statt, wobei im Extremfall der Fahrer das leere Fahrzeug an einer Haltestelle mit leichtem Pedaldruck zum Stillstand bringt und anschließend, nachdem eine große Zahl von durch die vordere Tür - es handelt sich um Einmannbetrieb - eingestiegenen Fahrgäste sich vorwiegend in der vorderen Bushälfte, also überwiegend die Vorderachse belastend, aufhalten, einen hohen Pedaldruck zum Abbremsen des Fahrzeugs aufbringen muß. Die Ursache liegt darin, daß infolge der nicht so stark belasteten geregelten Hinterachse ein verhältnismäßig niedriger Druck über den Bremskraftregler in die Bremszylinder eingesteuert wird, was zur Folge hat, daß die Hinterräder nicht stark genug im Verhältnis zum Gesamtgewicht des Fahrzeugs bremsen und der Fahrer gezwungen ist, durch hohen Pedaldruck eine ausreichende Bremswirkung über die Vorderradbremsen zu erzielen, was infolge ständiger Überbremsung der Vorderradbremsen einen hohen Bremsbelagverschleiß zur Folge hat.

In dem hier geschilderten Fall treten also zwei Kriterien auf, nämlich der große Bremsbelagverschleiß der Vorderradbremsen sowie der ständige Wechsel der vom Fahrer aufzubringenden Bremspedalkräfte.

Umgekehrt liegen die Verhältnisse bei Stadtbussen, welche den Fahrgasteinstieg hinten haben und die Fahrgäste, wie die Erfahrung lehrt, sich vorwiegend im hinteren Bereich des Busses aufhalten. Hier wird bei einer Bremsung infolge der hohen Belastung der geregelten Hinterachse ein der Achslast entsprechender hoher Druck über den Bremskraftregler in die Bremszylinder eingesteuert. Die Vorderräder der nicht stark belasteten ungeregelten Vorderachse können bei diesem Bremsvorgang infolge des geringen Reibwiderstandes blockieren.

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In beiden geschilderten Fällen kann eine Notbremsung des leeren Fahrzeugs zum Blockieren der Vorderräder führen, da die Räder der geregelten Hinterachse entsprechend der geringen Belastung gebremst werden, während in die Bremszylinder der ungeregelten Vorderachse der volle Bremsdruck eingesteuert wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine Anpassung der Bremskräfte beider Achsen an den Gesamtbeladungszustand zu erreichen, um einem übermäßigen Bremsbelagverschleiß, einem Blockieren der Vorderräder und einem ständigen Wechsel der vom Fahrer aufzubringenden Bremspedalkräfte entgegenzuwirken.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Durch die Erfindung ist ein Weg gefunden,die verhältnismäßig hohen Kosten, welche bei einer individuellen Regelung jeder Achse, d. h. bei Ausrüstung jeder Achse mit einem automat!sch-lastabhängigen Bremskraftregler entstehen würden zu senken.

Dabei wurde der in der bereits erwähnten DE-OS 24 57 beschriebene, mit einem aus zwei Luftfederbälgen gebildeten Mittelwert gesteuerte Bremskraftregler zur lastabhängigen Regelung nur eines Fahrzeugbremskreises- des Hinterachsbremskreises - eingesetzt.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Bremsschemas wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert.

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~ 8 Es zeigen:

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Fig. 1 Das Funktionsschema einer druckmittelbetätigten zweikreisigen Zwelleitunga-Bremsanlage

Fig. 2 Ein Zweikreis-Bremsventil

Entsprechend Fig. 1 wird die für den Betrieb der Bremsanlage benötigte vom Luftpresser 1 erzeugte Druckluft über ein Dreikreis-Schutzventil 2 und über Leitungen 3 und 4 in Vorratsbehälter 5 und 6 geleitet. Von diesen Behältern 5 und 6 führen Leitungen 7 und zu den Vorratsanschlüssen 9 und 10 eines Zweikreis-Motorwagen-Bremsventils 11. Der Bremskreis I des Bremsventils 11 steht mit einem Anschluß 12 über eine Leitung 13 mit dem Anschluß 14 eines automatischlastabhängigen Bremskraftreglers 15 in Verbindung, dessen Steueranschluß 16 mit den Betriebsbremszylindern 17 der Hinterachse verbunden ist. Der Steueranschluß 16 des Bremskraftreglers 15 steht außerdem über eine Leitung mit einem am Bremsventil 11 vorgesehenen Anschluß 12 in Verbindung. Zwischen dem Bremskreis II des Bremsventils 11 und den Betriebsbremszylindern 20 der Vorderachse besteht eine direkte Verbindung über Anschluß 21.

Anschlüsse 22 und 23 des Bremskraftreglera15 sind Über eine Leitung 27 mit dem Luftfederbalg 28 der Hinterachse der einen Fahrzeugseite bzw. über eine Leitung 29 mit dem Luftfederbalg 30 der Vorderachse der anderen Fahrzeugseite verbunden.

Bremsgeräte, welche mit der Funktion der Anhänger-Bremsanlage und der Feststell- bzw. Hilfsbremsanlage in Zusammenhang stehen, sind der Vollständigkeit halber im Schema dargestellt; da jedoch keine Beziehung zur

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erfindungsgemäßen Anlage besteht, wird in der Beschreibung nicht näher darauf eingegangen.

Das in Fig. 2 dargestellte Motorwagen-Bremsventil entspricht dem durch die Patentschrift 1 505 371 bekanntgewordenen zweikreisigen Steuerventil. Die aufgrund der erfindungsgemäßen Anlage notwendigen Änderungen dieses Gerätes werden in der nachfolgenden Beschreibung, welche sich in bezug auf Aufbau und Punktion auf in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anlage stehende Funktionen beschränkt, erläutert.

Das Ventilgehäuse 31 nimmt im oberen Teil den Bremskreis I und im unteren Teil den Bremskreis II auf, wobei jeder Kreis Ventilelemente zum Regeln des Druckmitteldurchflusses zwischen den entsprechenden Einlaß- und Auslaßöffnungen enthält.

Im oberen Teil des Gehäuses 31 ist eine Einlaßkammer 32 und eine Bremsluftkammer 33 angeordnet, wobei diese Kammern 32 und 33 durch einen festen Ventilsitz 34 getrennt sind. Der Ventilsitz 34 ist bei nichtbetätigter Bremse von einem kombinierten Einlaß- und Auslaßventilelement 35 geschlossen. Dieses Ventilelemnet 35 wird von dem radialen Flansch 36 am oberen Ende einer Ventilhülse 37 aufgenommen, welche in einem ringförmigen Abdichtring 38 verschiebbar angeordnet ist. Auf dem Steg dieses Abdichtringes stützt sich das untere Ende einer Feder 39 ab, deren oberes Ende im Eingriff mit dem radialen Flansch 36 der Ventilhülse 37 steht, um das Ventilelement 35 in abdichtenden Eingriff mit dem Ventilsitz 34 zu drücken.

Mit einem Bremspedal 40 hat über ein Federelement 41 ein Abstufungskolben 42, welcher in der Bremsluftkammer 33 verschiebbar gelagert ist, kraftschlüssig Verbindung. Bei nicht betätigter Bremse wird dieser Kolben 42 durch eine Feder 43» welche zwischen Boden

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der Kammer 33 und der unteren Fläche des Kolbens 42 angeordnet ist, in der oberen Stellung gehalten. Bei einer Abwärtsbewegung des Abstufungskolbens 42 kommt dieser mit dem Ventilelement 35 in abdichtenden Eingriff und öffnet die Verbindung zwischen Einlaßkammer 32 und Bremsluftkammer 33, so daß das Druckmittel über die Auslaßöffnung 12 zu dem Bremskraftregler fließen kann.

Im unteren Teil des Ventilgehäuses 31 ist eine Relais-Kammer 44 durch einen Relais-Kolben von einer zweiten Bremsluftkammer 45 getrennt. Der Relais-Kolben besteht aus einem äußeren Kolbenteil 46 und einem inneren Kolbenteil 47, welche untereinander verschiebbar angeordnet sind. Der innere Kolbenteil 47 wird bei nicht betätigter Bremse durch eine Feder 48 in Eingriff mit einer ringförmigen Fläche an dem oberen Ende des Kolbens 47 gedrückt, so daß, wenn der Relaiskammer 44 Druckmittel über den Anschluß 19 zugeleitet wird, die Kolbenteile 46 und 47 als eine Einheit nach unten bewegt werden. Wenn das untere Ende des Kolbens 47 mit einem unteren kombinierten Einlaß- und Auslaßventilelement 49 in Eingriff kommt, wird das Einlaßventil geöffnet, um die Vorratsleitung 8 über Anschluß 10 und die Bremsleitung über Anschluß 21 zu verbinden. Wenn sich der Druck in der Bremsluftkammer 45 aufbaut, wirkt er gegen die unteren Flächen der Kolben 46 und und bewegt sie nach oben als eine Einheit, bis die Einlaß- und Auslaßventilöffnungen 49 sich überdecken. Somit arbeitet dieses Ventil im wesentlichen wie das eingangs beschriebene Ventil im oberen Gehäuseteil.

Die Funktion des Motorwagen-Bremsventils wird nachfolgend im Zusammenhang kurz beschrieben:

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Durch Betätigen des Bremspedals bewegt sich über das Federelement 41 der Abstufungskolben 42 nach unten, verschließt den Auslaß 34a und öffnet den Einlaß 34. Dadurch werden die Bremszylinder 17 des ersten Kreises vom Vorratsanschluß 9 über die Kammern 32 und 33 und den Anschluß 12 je nach Stärke der Bremsbetätigung teilweise oder ganz belüftet.

Gleichzeitig baut sich in der Kammer 44 der über Anschluß 19 einströmende lastabhängig geregelte Druck oberhalb des Relaiskolbens 46 des zweiten Kreises auf. Der Relaiskolben 46 bewegt sich gegen die Kraft der Feder 48 nach unten und nimmt dabei den Kolben 47 mit. Hierdurch wird jetzt auch der Auslaß 50a geschlossen und der Einlaß 50 geöffnet. Druckluft strömt von dem Vorratsanschluß 10 über den Anschluß 21 in die Bremszylinder 20 des zweiten Kreises, die entsprechend dem lastabhängigen Druck in der Kammer 44 belüftet werden. Der sich in der Kammer 33 aufbauende Druck wirkt auf die Unterseite des Abstufungskolbens 42, der dadurch gegen die Kraft des Federelementes 41 nach oben bewegt wird, bis zu beiden Seiten des Kolbens 42 ein Kräfteausgleich entsteht. In dieser Lage sind der Einlaß 34 und der Auslaß 34a geschlossen (Abschlußstellung). In entsprechender Weise bewegen sich unter Wirkung des ansteigenden Druckes in der Kammer 45, der zusammen mit der Feder 48 von unten auf die Kolben 46 und 47 wirkt, die Kolben 46 und 47 nach oben, bis auch hier die Abschlußstellung erreicht ist, d. h. bis der Einlaß 50 und der Auslaß 50a geschlossen sind.

Auf eine ausführliche Funktionsbeschreibung des zwelkrelsig ansteuerbaren Bremskraftreglers wird verzichtet, da dieses Gerät durch die bereits erwähnte DE-OS 24 57 bekannt ist.

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Claims (2)

1. Hannover, den 29.3.1979 WP 13/79

   WABCO Fahrzeugbremsen GmbH

   Patentansprüche

   Druckmittelbetätigte, lastabhängig geregelte Zweikreisbremsanlage für luftgefederte oder mit hydraulischem Achsausgleich versehene Motorfahrzeuge, die folgende Merkmale umfaßt:

   a) zur Betätigung der Bremsanlage ist ein zweikreisiges Motorwagen-Bremsventil mit einer Betätigungseinrichtung vorgesehen, dessen erster Kreis den Hinterachsbremskreis und dessen zweiter Kreis den Vorderachsbremskreis steuert, wobei die Steuerung des Hinterachsbremskreises durch die Betätigung des Bremsventils ausgelöst wird und die Steuerung des Vorderachsbremskreises durch den im Hinterachsbremskreis aufgebauten Bremsdruck erfolgt;

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   b) Zur lastabhängigen Bremskraftregelung des Hinterachsbremskreises ist ein automatischlastabhängiger Bremskraftregler vorgesehen, dessen von zwei Fahrzeugachslasten abhängige Steuerung zweikreisig ist, wobei der lastabhängige Regelfaktor einen Mittelwert des aus zwei Luftfederbälgen entnommenen Druckes oder des Druckes zweier hydraulischer Ausgleichseinrichtungen darstellt;

   gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

   c) Der erste Steueranschluß (22) des Bremskraftreglers (15) ist mit einem der beiden Luftfederbälge (28) bzw. mit einem der hydraulischen Achsausgleichseiten der hinteren Fahrzeugachse verbunden und der zweite Steueranschluß (23) des Bremskraftreglers (15) steht mit dem auf der anderen Fahrzeugseite an der Vorderachse angeordneten Luftfederbalg (30) bzw. hydraulischen Achsausgleich in Verbindung}

   d) Die Steuerung des Vorderachskreises des Motorwagen-Bremsventils (11) erfolgt durch den lastabhängig geregelten Bremsdruck des Bremskraftreglers (15).
2. 2. Zweikreisiges Motorwagen-Bremsventil für eine Anlage nach Anspruch 1, das folgende Merkmale umfaßt:

   a) Die beiden Kreise (I und II) bestehen aus je einer mit je einem Vorratsbehälter (5 bzw. 6) verbundenen Einlaßkammer (32 bzw. 32a) und je einer Bremsluftkammer (33 bzw. 45), deren Trennung jeweils durch ein Einlaßventil (34, 35 bzw. 49, 50) erfolgt, wobei die Bremsluftkammer (33) des ersten Kreises mit einem Anschluß (12)für den Bremskraftregler (15) des

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   Hinterachsbremskreises versehen ist und die Bremsluftkammer (45) des zweiten Kreises mit einem Anschluß (21) für den Vorderachsbremskreis versehen ist;

   b) Für die Betätigung des Einlaßventils (34, 35) des Hinterachskreises mittels der Betätigungseinrichtung ist ein Abstufungskolben (42) vorgesehen;

   c) Für die Betätigung des Einlaßventils (49, 50) des Vorderachsbremskreises ist ein vom Bremsdruck des Hinterachsbremskreises über eine
   Relaiskammer (44) beaufschlagbarer Relaiskolben (46, 47) vorgesehen,

   gekennzeichnet durch folgende Merkmalet

   d) Die Relaiskammer (44) ist mit einem zusätzlichen Anschluß (19) für einen Steuerdruck, insbesondere den lastabhängig geregelten Bremsdruck des Hinterachsbremskreises, versehen.

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