DE3023482A1 - Druckluft-bremsanlage fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Druckluft-Bremsanlage für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckluft-Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem Vorderachsbremskreis und einem ggf. mit einem automatisch lastabhängigen Bremskraftregler ausgestatteten Hinterachsbremskreis, ferner mit ehern mindestens zwei Wiegekolben aufweisenden Mehrkreisbremsventil, dessen dem Vorderachsbremskreis zugeordneter Wiegekolben als Relaisventil über eine Leitungsverbindung auf einer Wirkfläche vom ausgesteuerten Bremsdruck des dem Hinterachsbremskreis zugeordneten Wiegekolbens beaufschlagbar ist

Eine derartige Druckluft-Bremsanlage ist aus der DE-AS 28 20 107 bekannt. Bei dieser Anlage wird der Bremsdruck verschiedener Achsen besonders feinfühlig an deren Belastungszustand unter Berücksichtigung der dynamischen Achslastverlagerung angepaßt. Eine Überbremsung der Vorderachse bei Teilbremsungen wird vermieden, jedoch die Bremsdruckuntersetzung bei weitergehenden Bremsungen in Richtung auf die Vollbremsung aufgehoben. In allen Fällen wirktysich der Einfluß eines automatisch lastabhängigen Bremskraftreglers auch auf den an der Vorderachse ausgesteuerten Bremsdruck aus. Der dem zweiten Bremskreis zugeordnete Relaiskolben besitzt mindestens zwei Teilwirkflächen, wobei in der Zuleitung zu einer dieser Teilwirkflächen ein Überströmventil mit Rückströmung eingeschaltet ist, welches erst bei einem bestimmten Steuerdruck öffnet. Nicht in jeder Bremsanlage ist ein automatisch lastabhängiger Bremskraftregler vorgesehen. Nicht jedes Zweikreis-Bremsventil besitzt einen Relaiskolben mit mehreren anströmseitig vorgesehenen Teilwirkflächen.

Aus der DE-PS 16 80 087 ist ein Drucksteuerventil für druckmittelbetätigbare Kraftfahrzeug-Bremsanlagen bekannt, bei dem der ausgesteuerte Druck an die infolge der dynamischen Achslastverlagerung aufzubringenden Bremskräfte angepaßt wird. Dies

bedeutet, daß im Teilbremsbereich eine Druckuntersetzung stattfindet, die in einem weiteren Bremsbereich gegen Vollbremsung hin aufgehoben wird. Dieses Drucksteuerventil weist neben einem Mehrstufenkolben mit zwei ansteuerseitig vorgesehenen Wirkflächen ein Überströmventil auf,welches in eine Umgehungsleitung zwischen den beiden ansteuerseitig vorgesehenen Wirkflächen eingeschaltet ist. Das Überströmventil besitzt einen Ventilkörper, der über eine Feder gehäuseseitig abgestützt ist. Die Kraft der Feder und damit die Öffnungskraft des Überströmventils kann eingestellt werden. Dieses Drucksteuerventil dient zur Steuerung des Vorderachs-Bremskreises bei einem Drucksteuerventil durchsteuernder Bauart, nicht bei ehern Relaisventil.

Aus der DE-AS 12 69 439 ist bereits ein Zweikreis-Bremsventil mit einem ersten Steuerkolben und einem zweiten als Stufenkolben ausgebildeten Relaiskolben bekannt, der zwei Teilwirkflächen aufweist, die dort aussteuerseitig vorgesehen sind. Damit ist es möglich, an zwei unterschiedlichen Verbrauchern, beispielsweise den Bremszylindern der Vorder- und der Hinterachse unterschiedliche Bremsdrücke auszusteuern.

Die DE-OS 22 48 923 zeigt eine Zweikreis-Bremsanlage mit einem Zweikreis-Bremsventil, dessen dem zweiten Kreis zugeordneter Relaiskolben mit nur einer Wirkfläche versehen ist. Im ersten Kreis, der der Hinterachse zugeordnet ist, ist ein lastabhängiger Bremskraftregler vagesehen. Der von diesem Bremskraftregler ausgesteuerte Druck einerseits und der von dem der Vorderachse zugekehrten zweiten Kreis des Bremsventils ausgesteuerte Druck andererseits werden je auf eine Wirkfläche eines Leerlastventiles gegeben, welches in durchsteuernder Bauart verwirklicht ist. Der am Bremskraftregler ausgesteuerte Druck beeinflußt damit auch den an der Vorderachse ausgesteuerten Bremsdruck. Das Leerlastventil ist dabei

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insbesondere dem Relaiskolben des Zweikreis-Bremsventiles nachgeordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der Bremsanlage der eingangs beschriebenen Art eine vereinfachte Bremsanlage zu schaffen, die besonders feinfühlig den Bremsdruck verschiedener Achsen in Teilbremsbereichen - also bei geringer dynamischer Achslastverlagerung - anpaßt. Die Überbremsung der Vorderachse bei Teilbremsungen soll dabei vermieden werden, jedoch die Bremsdruckuntersetzung bei weitergehenden Bremsungen in Richtung auf Vollbremsung hin aufgehoben werden.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in der Leitungsverbindung zu der Wirkfläche des dem Vorderachsbremskreis zugeordneten Wiegekolbens ein Drucksteuerventil durchsteuernder Bauart mit einem anströmseitig zwei Teilwirkflächeryaufweisenden Steuerkolben eingeschaltet ist, wobei in der Verbindungsleitung zwischen den beiden anströmseitigen Wirkflächen eiiyfederbelastetes Überströmventil mit Rückströmung vorgesehen ist, oder daß der dem Vorderachsbremskreis zugeordnete Wiegekolben des Zweikreis-Bremsventils mit der zweiten Teilwirkfläche des Steuerkolbens des Drucksteuerventils versehen ist, wobei auch hier in einer Verbindungsleitung zwischen den beiden anströmseitigen Teilwirkflächen am Wiegekolben ein federbelastetes Überströmventil mit Rückströmung angeordnet ist. Damit wird mit sehr einfachen Mitteln eine Überbremsung der Vorderachse bei Teilbremsungen vermieden, also in einem Zustand, bei welchem sich ohnehin die dynamische Achslastverlagerung nicht besonders auswirkt, so daß es auch nicht erforderlich erscheint, lange Leitungsverbindungen am Kraftfahrzeug vorzusehen, die nämlich erforderlich sind, wenn der von einem Bremskraftregler ausgesteuerte Druck für die

Bremszylinder der Hinterachse auch noch mitbestimmend für den an den Bremszylindern der Vorderachse ausgesteuerten Druck sein sollen. Die beiden angegebenen Lösungen unterscheiden sich in ihrer Wirkung nicht. Einmal kann jedoch besonders einfach ein übliches Zweikreis-Bremsventil mit einem Einfachkolben als Relaiskolben angewendet werden, wobei hier zweckmäßig an diese Einheit das Drucksteuerventil gemäß der DE-PS 16 80 087 angeflanscht wird. Zum anderen kann eine weitere Vereinfachung dadurch erzielt werden, daß der Steuerkolben des Drucksteuerventils mit dem Relaiskolben des Zweikreis-Bremsventils zusammengebaut wird. Die Leitungsverbindungen werden in beiden Fällen sehr kurz.

Der Steuerkolben des Drucksteuerventils kann in Betätigungsrichtung durch eine Feder vorgespannt sein, damit zu Beginn einer Bremsung sehr schnell eine Beaufschlagung des Relaiskolbens des Zweikreis-Bremsventiles stattfindet, ohne daß das Drucksteuerventil ansprechen muß.

Die Teilwirkfläche des Drucksteuerventils, an die das geöffnete Einlaßventil anschließt, ist vom ausgesteuerten Bremsdruck des ersten Wiegekolbens beaufschlagbar, wobei in dieser Leitung keinerlei Hindernisse vorgesehen sind.

Die Erfindung wird anhand zweier bevorzugter Ausführungsformen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Bremsanlage mit einem Querschnitt durch das Zwei-kreis-Bremsventil in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 die Bremsanlage mit einem Querschnitt durch das Zweikreis-Bremsventil in einer zweiten Ausführungsform mit angeflanschtem Drucksteuerventil und

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Fig. 3 ein Druckdiagramm der am Zweikreis-Bremsventil ausgesteuerten Drücke in Abhängigkeit von der Betätigungskraft.

Das Gehäuse 1 des in Fig. 1 dargestellten Zweikreis-Bremsventiles ist mehrteilig ausgebildet und nimmt in seinem oberen Teil einen Wiegekolben 2 und einen zugehörigen Doppelventilkörper 3 auf, die dem ersten Bremskreis zugeordnet sind. Im unteren Bereich des Gehäuses 1 ist ein Wiegekolben 4 vorgesehen, der mit dem zugehörigen Doppelventilkörper 5 zusammenarbeitet und dem zweiten Bremskreis zugeordnet ist. Der Wiegekolben 4 ist über die Dichtungen 6, 7, 8 und 9 auf seiner Ansteuerseite derart abgedichtet, daß die Wirkflächen 10 und 11 voneinander abgetrennt werden. Damit ist der Wiegekolben 4 als Mehrstufenkolben 4, 10, 11 ausgebildet, während der Wiegekolben 2 ein üblicher Wiegekolben ist.

Der Wiegekolben 2 ist über eine Feder 12 am Gehäuse 1 abgestützt und trägt einen Auslaßsitz 13, der mit dem Doppelventilkörper das Auslaßventil 3, 13 des ersten Bremskreises bildet. Der Wiegekolben 2 ist über den Stößel 14 und über die Federn 15', 15" kraftmäßig ansteuerbar, beispielsweise über eine nicht dargestellte Trittplatte. Der Doppelventilkörper 3 bildet mit einem eingezogenen Gehäuserand 16 das Einlaßventil 3, 16 des ersten Kreises. Der Doppelventilkörper 3 ist über die Feder 17 im Gehäuse 1 aufgehängt, so daß in Ausgangsstellung das Einlaßventil 3, 16 geschlossen ist. Der Raum 18 ist über den Anschlag 19 und die dort endende Leitung 20 mit Druckluft aus dem Druckluftbehälter 21 des ersten Kreises beaufschlagt. In den Druckluftbehälter 21 gelangt die Druckluft über ein Mehrkreisschutzventil 22.

Unter dem Wiegekolben 2 wird die Wiegekammer 23 gebildet, die in dauernder Verbindung mit dem Anschluß 24 steht, von dem eine

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Leitung 25 zu einem automatisch lastabhängigen Bremskraftregler 26 führt, der in üblicher Weise über ein Gestänge 27 entsprechend dem Beladungszustand des Fahrzeuges eingesteuert wird. Von diesem Bremskraftregler 26 gelangt Druckluft ansteuerseitig über die Leitung 28 zu dem Bremszylinder 29 der Hinterachse und zum anderen ansteuerseitig über eine Leitungsverbindung 30 an dem Zweikreisbremsventil zu dem Überströmventil 53. Eine Bohrung 31 führt von dem Überströmventil 53 zu der Steuerkammer 32. Das Überströmventil 53 besitzt einen kolbenartig geführten Ventilkörper 54, der von der Kraft der Feder 55 beeinflußt ist, die ihrerseits über die Stellschraube 56 einstellbar ist. Der Ventilkörper 54 wird in Verbindung mit einem eingezogenen Gehäuserand 57 in zwei Wirkflächen unterteilt. Die äußere Wirkfläche 58 wird von dem Druck aus dem Anschluß 30 beaufschlagt, so daß sich hieraus der Öffnungszeitpunkt des Überströmventils 53 ergibt. Bei Erreichen des eingestellten Öffnungsdruckes öffnet das Überströmventil 53 und geht aber in der Folge bei Druckerhöhung zunächst jeweils wieder in eine Schließstellung. Ab einem bestimmten weiteren Druck verbleibt es dann in der Offenstellung. Dann wird auch die zweite Wirkfläche 59 beaufschlagt, über die Bohrung 31 ist die Verbindung zur Steuerkammer 32 hergestellt, die der Wirkfläche 11 des Wiegekolbens 4 des zweiten Kreises zugeordnet ist. Ebenso führt ein Kanal 33 von dem Anschluß 24 bzw. der Wiegekammer 23 zu der Steuerkammer 34, die der Wirkfläche 10 des Mehrstufenkolbens 4, 10, 11 zugeordnet ist. Ein Kanal 60 mit Rückschlagventil 61 dient der vollständigen Entlüftung der Steuerkammer 32.

Es ist eine hohle Steuerstange 35 beweglich im Gehäuse 1 geführt und abgedichtet, die an ihrem unteren Ende den Auslaßsitz 36 des Auslaßventils 5, 36 des zweiten Kreises trägt. Die Steuerstange 35 geht nach oben durch bis in den Bereich des Wiegekolbens 2 bzw. dessen Auslaßsitz 13, wo hier ein Anschlag 37 gebildet ist, um den Wiegekolben 4 kraftmäßig zu

steuern, wie später noch ausgeführt wird. Die hohle Steuerstange 35 ist fest mit dem Mehrstufenkolben 4, 10, 11 verbunden bzw. einstückig mit diesem ausgeführt. Die Durchbrechung 38 dient Entlüftungszwecken. Die Steuerstange 35 bzw. der Wiegekolben 4 ist auf der Feder 39 abgestützt.

Das Einlaßventil 5, 4 0 des zweiten Kreises wird von dem Doppelventilkörper 5 und eiern vorspringenden Gehäuserand 40 gebildet. Der Doppelventilkörper 5 ist zu Entlüftungszwecken hohl ausgebildet und über die Feder 41 im Gehäuse aufgehängt. Die Entlüftungsöffnung 42 führt zur Atmosphäre, wobei hier ein Geräuschdämpfer 43 eingebaut sein kann. Der Geräuschdämpfer 43 kann nicht nur in derEntlüftungsleitung bzw. dem Auslaß angeordnet werden, sondern auch innerhalb eines Kolbens oder auch eines Ventilkörpers. Auch jedem der beiden Kreise kann ein eigener Geräuschdämpfer zugeordnet werden.

Von dem Mehrkreisschutzventil 22 aus wird auch der Druckluftvorratsbehälter 44 des zweiten Kreises gefüllt, und zwar in der Regel mit einem gleichhohen Druck wie ihn auch der Druckluftbehälter 21 aufweist, über die Leitung 45 steht Druckluft am Anschluß 46 und damit in dem Raum 47 vor dem geschlossenen Einlaßventil 5, 40 an. Unterhalb des Mehrstufenkolbens 4, 10, 11 ist die Wiegekammer 48 gebildet, die in dauernder Verbindung mit dem Anschluß 49 steht, der zu den Bremszylindern 50 der Vorderachse über die Leitung 51 führt.

Die Funktion der Bremsanlage gemäß Fig. 1 ist folgende:

Es ergibt sich in der Ausgangsstellug, in der der Stößel 14 nicht betätigt ist, die aus Fig. 1 ersichtliche Relativlage, wobei sowohl das Einlaßventil 3, 16 des ersten Bremskreises als auch das Einlaßventil 5, 40 des zweiten Bremskreises geschlossen sind, während die beiden Auslaßventile 3, 13 und 5,

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geöffnet sind. Die Bremszylinder 29, 50 sind dabei entlüftet. In den Räumen 18 und 47 steht ein etwa gleichhoher Vorratsdruck an. Bei einer Bremsung funktionieren die Teile des Zweikreis-Bremsventils, die dem ersten Bremskreis zugeordnet sind, in an sich bekannter Weise, d.h. in der Wiegekammer 23 und im Anschluß 24 wird ein Bremsdruck ausgesteuert, der über den Bremskraftregler 26 je nach Beladungszustand moduliert auf die Bremszylinder 29 der Hinterachse gegeben wird. Bei vollbeladenem Fahrzeug findet keine Untersetzung statt. Der am Zweikreis-Bremsventil ausgesteuerte Druck des ersten Bremskreises wirkt gleichzeitig über den Kanal 33 auf die Steuerkammer 34 ein, so daß zunächst bei Teilbremsungen und geschlossenem Überströmventil 53 entsprechend der Druckuntersetzung an dem Wiegekolben 4 des zweiten Kreises ein untersetzter Bremsdruck über die Leitung 51 zu den Bremszylindern 50 der Vorderachse ausgesteuert wird. Es wird auf Fig. 3 hingewiesen, die diesen ausgesteuerten Druck über der Betätigungskraft zeigt. Der am Anschluß 24 des Zweikreis-Bremsventils ausgesteuerte Druck steht nicht nur vor dem Bremskraftregler 26 sondern auch über den Kanal 33 in der Steuerkammer 34 und über die Leitungsverbindung 30 vor dem noch geschlossenen Ventilkörper 54 des Überströmventils 53. Ab einer bestimmten eingestellten Kraft über die Feder 55, die in Abhängigkeit von der Betätigungskraft gemäß Fig. 3 erreicht werden kann, befindet sich der Ventilkörper 54 des Überströmventils 53 in Abschlußstellung. Ab einer bestimmten Druckhöhe bewegt sich dann der Ventilkörper 54 des Überströmventils 53 in die Offenstellung und bleibt geöffnet, so daß dann die Kurve des an der Vorderachse ausgesteuerten Druckes über dem Hub wieder abknickt. Es findet dann an dem Wiegekolben 4 eine überlagerung der Steuerdrücke statt, wobei jeweils das Auslaßventil 5, 36 geschlossen und das Einlaßventil 5, 40 geöffnet wird. Es werden jeweils AbschlußStellungen erreicht. Bei Vollbremsung wird schließlich

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das Einlaßventil 5, 40 in geöffnetem Zustand verbleiben, was aber in Fig. 3 nicht mehr dargestellt ist. Fig. 3 zeigt aber, daß der zu den Bremszylindern 50 der Vorderachse ausgesteuerte Bremsdruck im Anfang, also bei Teilbremsungen, untersetzt ist, so daß damit eine Bremsdruckerniedrigung an der Vorderachse stattfindet und so eine Überbremsung an der Vorderachse verhindert werden kann.

Liegt kein Defekt in der Anlage vor, so verläuft der am Anschluß 24 ausgesteuerte Druck entsprechend der gestrichelten Linienführung in Fig. 3. Die strichpunktierte Linie zeigt einen Kurvenverlauf, der von dem Bremskraftregler 26 dann noch moduliert wird. Bei vollbeladenem Fahrzeug findet keine Untersetzung durch den Bremskraftregler 26 statt.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2besitzt zunächst viele Gemeinsamkeiten mit der Anlage gemäß Fig. 1. Jedoch besitzt der Wiegekolben 4 als einfach ausgebildeter Kolben hier nur eine Wirkfläche 62 zwischen den Dichtungen 6 und 8 mit Steuerkammer 63. Auch ist in dieser Anlage ein Bremskraftregler 26 nicht vorgesehen, obwohl er ohne weiteres auch in der Leitung 28 angeordnet sein könnte. Am Gehäuse 1 des Zweikreis-Bremsventils ist jedoch ein Drucksteuerventil 64 angeflanscht, welches in durchsteuernder Bauart ausgebildet ist. Es besitzt einen Steuerkolben 65, an dem anströmseitig durch die beiden Dichtungen 66 und 67 zwei Teilwirkflächen 68 und 6 9 gebildet sind, die eine erste Steuerkammer 70 und eine zweite Steuerkammer 71 abteilen. Eine Leitung 72 führt von der Leitung 25 bzw. unmittelbar von dem Anschluß 24 zum Anschluß 73 und damit zur ersten Steuerkammer 70. Eine Wiegekammer 74 steht über den Kanal 75 in dauernder Verbindung mit der Steuerkammer 63 des als Relaiskolben ausgebildeten Wiegekolbens 4 im Zweikreis-Bremsventil.

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Im Drucksteuerventil 64 ist an einem Einsatz 76 ein eingezogener Rand 77 vorgesehen, der einerseits zur Atmosphäre führt und andererseits mit dem Doppelventilkörper 78 das Auslaßventil 77, 78 des Drucksteuerventils 64 bildet. Der Doppelventilkörper 78 ist über die Feder 79 an dem hohl ausgebildeten Steuerkolben 65 aufgehängt. Ein eingezogener Rand 80 des Steuerkolbens 65 bildet mit dem Doppelventilkörper 78 ein Einlaßventil 78, 80. Über eine Feder 81 ist der Steuerkolben 65 in drucklosem Zustand derart vorgespannt, daß das Einlaßventil 78, 80 geöffnet ist. Mit Hilfe einer Gummiplatte 82 und Bohrungen 83 ist hier ein Rückschlagventil gebildet, welches der Entlüftung der Steuerkammer 63 nach Beendigung einer Bremsung dient. Von der ersten Steuerkammer führt eine Verbindungsleitung 84, 85 zu der zweiten Steuerkammer 71. In diese Verbindungsleitung istdas Überströmventil 53 mit Rückströmung eingeschaltet, welches bereits bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 Anwendung fand. Die Ausbildung im einzelnen kann unterschiedlich sein.

Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 2 ist derjenigen des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1 sehr ähnlich. Es ergbit sich grundsätzlich auch hier der ausgesteuerte Druckverlauf gemäß Fig. 3 für den Vorderachsbremskreis und den Hinterachsbremskreis.

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Claims (4)

YOUR REF. YOUR LETTER OUR REF. POTTERWEQ 6 Graubremse GmbH, Eppelheimer Str. 76, 6900 Heidelberg Druckluft-Bremsanlage für Kraftfahrzeuge Patentansprüche :

1.ι Druckluft-Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem Vorderzrchs-Bremskreis und einem ggf. mit einem automatisch lastabhängigen Bremskraftregler ausgestatteten Hinterachsbremskreis, ferner mit einem mindestens zwei Wiegekolben aufweisenden Mehrkreisbremsventil, dessen dem Vorderachs-Bremskreis zugeordneter Wiegekolben als Relaiskolben über eine Leitungsverbindung auf einer Wirkfläche vom ausgesteuerten Bremsdruck des dem Hinterachsbremskreis zugeordneten Wiegekolbens beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitungsverbindung (25, 72, 75) zu der Wirkfläche (62) des dem Vorderachs-Bremskreis zugeordneten Wiegekolbens (4) ein Drucksteuerventil (64) durchsteuernder Bauart mit einem anströmseitig zwei Teilwirkflächen (68, 69) aufweisenden Steuerkolben (65) eingeschaltet ist, wobei in der Verbindungsleitung (84, 85) zwischen den beiden anströmseitigen Wirkflächen (68, 69) ein federbelastetes Überströmventil (53) mit Rückströmung vorgesehen ist, oder daß der dem Vorderachs-

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Bremskreis zugeordnete Wiegekolben (4) des Zweikreisbremsventils mit der zweiten Teilwirkfläche (11) des Steuerkolbens (65) des Drucksteuerventiles (64) versehen ist, wobei auch hier in einer Verbindungsleitung (30) zwischen den beiden anströmseitigen Teilwirkflächen (10, 11) am Wiegekolben (4) ein federbelastetes Überströmventil (53) mit Rückströmung angeordnet ist.

2. Druckluft-Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (65) des Drucksteuerventils (64) in Betätigungsrichtung durch eine Feder (81) vorgespannt ist.

3. Druckluft-Bremsanlage nach Anspruch ϊ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilwirkfläche (68) des Drucksteuerventils (64) ,die an das geöffnete Einlaßventil (78, 80) anschließt, vom ausgesteuerten Bremsdruck des ersten Wiegekolbens (2) beaufschlagt ist.

4. Druckluft-Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (55) des Überströmventils (53) einstellbar/ausgebildet ist.