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Hydraulische Brems- und
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Lenkbremseinrichtung Die Erfindung betrifft eine'hydraulische Brems-
und Lenkbremseinrichtung für Kraftfahrzeuge mit zwei einzeln oder gemeinsam pedalbetätigbaren
Tandemhauptzylindern, bei der j-eweils zwei der Arbeitskammern jedes Tandemhauptzylinders
in hydraulischer Verbindung mit jeweils einer Radbremse einer Fahrzeugachse stehen.
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Es ist bereits ein Hauptzylinder mit drei Arbeitsräumen bekannt (US-PS
2732918), bei dem drei Kolben hintereinanderliegend in der Zylinderbohrung angeordnet
sind, wobei alle Kolben gleiche Durchmesser aufweisen und von Druckfedern in ihre
Ausgangspositionen gedrückt werden. Der bekannte Hauptzylinder ist für eine mehrkreisige
Sicnerheitsbremsanlage vorgesehen und trägt dafür Sorge, daß bei Ausfall eines Bremskreises
entweder der Vorderachsbremskreis und eine Hinterradbremse oder aber beide Hinterradbremsen
funktionsfähig bleiben. Eine Einrichtung, die geeignet ist, einen Druck- oder Volumenausgleich
zu ermöglichen, ist dabei nicht vorhanden.
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Weiterhin ist eine -Lenkbremseinrichtung für hydraulisch bremsbare
Schlepper mit zwei den HauptbremszylindeL wal weise mit dem linken oder rechten
Hinterradbremszylinder verbindenden Steuerventilen bekannt (DE-AS-1480204), bei
der außerdem zwei mit dem gemeinsamen Haupt:bremszylinder.
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gekuppelte, je einem Steuerventil zugeordnete Bremspedal* vorgesehen
sind, die in bremsfreier Stellung die Ventile
geschlossen halten
und zur Straßenfahrt miteinander starr verbindbar sind, wobei ein weiteres in einer
Leitung vom -Hauptbremszylinder zu Vorderradbremszylindern angeordnetes, eine im
Uffnungssinne wirkende Feder aufweisendes Steuerventil vorgesehen ist, das von jedem
der beiden Pedale in der bremsfreien Stellung gegen die Kraft der Feder in Schließstellung
gehalten wird. Diese bekannte Lenkbremsanlage hat den Nachteil, daß im Falle einer
defekten Leitung oder eines defekten Radbremszylinders eine Abbremsung des Fahrzeuges
nicht mehr möglich ist.
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Schließlich ist eine Bremseinrichtung zum Lenk- oder Allradbremsen
von zweiachsigen Fahrzeugen bekannt (AT--PS-293897), die zwei Hauptbremszylinder
aufweist, die über eine Verbindungsleitung miteinander verbunden sind, wobei die
Verbindungsleitung mit zwei gekuppelten Ventilen versehen ist, die sich bei gemeinsamer
Bremsbewegung der Kolben beider Hinterradhauptbremszylinder gegenseitig in Offenstellung
halten, wogegen ein einzeln bewegter Kolben das seinem Hauptbremszylinder zugeordnete
Ventil schließt-. Auch diese bekannte Einrichtung hat den Nachteil, daß sie keine
Sicherheit bei einer defekten Bremsleitung oder einem defekten Radbremszylinder
bietet.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische
Brems- und Lenkbremseinrichtung zu schaffen, die bei. vierrãdyebremeten Fahrzeugen
eine Lenkbremsung ermöglicht und gleichzeitig die Sicherheit einer Zweik reisbremsanlage
gewährleistet. Die Bremseinrichtung soll außerdem einen besonderen Bremskreis für
eine Anhängerbremsanlage aufweisen, der unabhängig vom Hydraulik-
kreis
der Zugfahrzeugbremse arbeitet, so daß in jedem Falle eine Abbremsung des Hängers
möglich ist. Schließlich soll die Einrichtung so ausgebildet sein, daß stets gleicher
Bremsdruck bei gleicher Fußkraft erzeugt wird.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß jeweils einer der
hintereinanderliegend angeordneten Kolben an seiner Mantelfläche eine Ausnehmung
aufweist, oder mit der Zylinderbohrung einen Ringraum bildet, der mit einer Kammer
im Kolben verbunden ist, die mit dem Arbeitsraum vor dem Kolben durch eine Öffnung
in Verbindung steht, die vom Kopfteil eines Stößels verschließbar ist, der sich
in der Druckphase an einem ortsfesten Anschlag, beispielsweise am Bodenteil des
Zylindergehäuses, abstützt und die Öffnung, die den Arbeitsraum vor dem Kolben mit
der Kammer freigibt, verbindet, wobei die jeweilige Aus-nehmung oder der Ringraum
eines Tandemhauptzylinders über eine Öffnung in der Zylinderwandung und eine Druckleitung
mit der entsprechenden Ausnehmung oder dem Ringraum des anderen Tandemhauptzylinders
verbunden ist. Bei einer Ausführungsform, die sich besonders für eine Bremsund Lenkbremsanlage
für ein Zugfahrzeug mit Hänger eignet, weisen einer oder beide Tandemhauptzylinder
drei Kolben auf, die zusammen mit dem jeweiligen Hauptzyl indergehäuse drei Arbeitsräume
einschließen, wobei jeweils der auf dem dem Bremspedal abgekehrten Ende jedes Tandemhauptzylinders
vorgesehene Arbeitsraum über eine Druck leitung mit einem Anhängerbremsventil verbunden
ist und jeweils der mittlere der dre-i hintereinanderliegend angeordneten Kolben
an seiner Mantelfläche eine Ausnehmung aufweist oder mit der Zylinderbohrung einen
Ringraum
bildet, der mit einer Kammer im Kolben verbunden ist, die mit dem Arbeitsraum vor
dem Kolben durch eine Öffnung in Verbindung steht, die vom Kopfteil eines Stößels
verschließbar ist, der sich in der Druckphase an einem ortsfesten Anschlag beispielsweise
am Bodenteil des Zylindergehäuses abstützt und die Öffnung, die den Arbeitsraum
vor dem Kolben mit der Kammer verbindet, freigibt, wobei die jeweilige Ausnehmung
oder der Ringraunt eines Tandemhauptzylinders über eine öffnung in der Zylinderwandung
und eine Druckleitung mit der entsprechenden Ausnehmung oder dem Ring raum des anderen
Tandemhauptzylinders verbunden ist.
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Vorzugsweise ist der mit dem Anhängerbremsventil in Verbindung stehende
Arbeitsraum von einem Ringkolben gebildet, der dichtend in einem Ringraum im Bodenteil
des Zylindergehäuses eintaucht, wobei der vom Ringkolben uingriffene Teil des Zylindergehäuses
den Anschlag für den Stößel, der mit dem mittleren Kolben zusammenwirkt, bildet.
Mit Vorteil ist der Druckmittelauslaß für die eine Bremsleitung mit dem Druckmittelauslaß
für die andere Bremsleitung eines Tandemhauptzylinders durch eine Zweigleitung verbunden1
wobei in die Zweigleitung ein erstes Ventil eingeschaltet ist, dessen- Steuerkolben
mit einem Dichtsitz zusammenwirkt, dessen vom Druck am Druckmittelauslaß beaufschlagte
im Schließsinne wirksame Querschnittsfläche kleiner ist als die im Öffnungssinne
wirksame Fläche seines vom Druck am Druckmittelauslaß beaufschlagen Kopfteiles,
wobei in die Zweig leitung hinter dem Kopfteil ein zweites Ventil eingeschaltct-.
ist, dessen Steuerkolben den Durchlaß vom Druckmittelauslaß zur Zweig leitung und/oder
zur Bremsleitung für die Vorderrad-
bremse öffnet oder schließt,
und dessen Steuerkolben über ein mit dem Bremspedal koppelbares Stellglied bewegbar
ist.
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Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten. zu.
Zwei davon sind in den anhängenden Zeichnungen schematisch wiedergegeben und zwar
zeigen: Fig. 1 Eine Lenkbremseinrichtung mit zwei Hauptbremszylindern, wobei einer
der Hauptbremszylinder drei Kolben in Tandemanordnung aufweist.
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Fig. 2 Einen einzelnen Hauptbremszylinder für eine Lenkbremseinrichtung,
der im wesentlichen denjenigen nach Fiy. 1 entspricht, jedoch mit einem zu&ätzlichen
Druckausgleichsventil versehen ist.
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Der in Fig. 1 (in der unteren Zeichnungshälfte) dargestellte Tandemhauptzylinder
4 der Brems- und Lenkbremseinrichtung weist eine Zylinderbohrung 5 auf, in der die
Kolben 3, 1 und 12 hintereinander liegend längsverschieb~ bar angeordnet sind. Die
Längsverschiebbarkeit der drei Kolben 3, 1., 12 ist jeweils begrenzt durch Federringe
6, 7, 8, die in Nuten in der Zylinderbohrung 5 eingesetzt sind. Die Kolben 3, 1,
12 werden jeweils durch Druckfedern 9, 10, 11 im drucklosen Zustand in ihre Ausgangspositionen
(in der Zeichnung ist diese Position rechts) am entsprechenden Federring 6, 7, 8
gehalten. im topf-fòrmig ausgebildeten Kolben 1 ist ein von einer Druckfeder 17
beaufschlagter Stößel 18 angeordnet, dessen eines Ropfteil als Ventilkörper 19 ausgebildet
ist, der in der in der Zeichnung dargestellten Ausgangsposition den Druck-
mitteldurchgang
20 vom Arbeitsraum Y zum Nachlaufbehälter 21 offen hält. Uber den Auslaß 24 und
die Bremsleitung 25 ist der Arbeitsraum Y an die linke Hinterachsbremse 26 (HAL)
angeschlossen. Der Kolben 3 steht mit der Betätigungsstange des Bremspedals 39 in
Verbindung und schließt einen Arbeitsraum X ein, der über den Auslaß 22 mit der
linken Vorderachsbremse (VAL) 27 über eine Bremsleitung 23 verbunden ist. Der sich
über die Druckfeder 9 am Bodenteil 36 des Tandemhauptzylinders 4 abstützende Kolben
12 schließt einen Arbeitsraum Z ein, der über die Druck leitung 29 mit dem Anhängerbremsventil
30 (ABV) verbunden ist.
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Der Arbeitsraum Y steht außer mit der Radbremse 26 über die Druckleitung
31 mit dem Arbeitsraum Y' des zur Brems- und Lenkbremsanlage gehörenden zweiten
gleichartig ausgebildeten Tandemhauptzylinders 4' in Verbindung, so daß gewährleistet
ist, daß der Druck in den Ringräumen 32, 32' und über die radialen Bohrungen 33,
33' auch in den Kammern -34, 34' bei beiden Tandemhauptzylindern 4, 4' stets gleich
groß ist.
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Um sicherzustellen, daß der Kolben 3 nach jedem Arbeitshub zuverlässig
seine (in der Zeichnung gezeigte) Ausgangsstellung wieder einnimmt, ist er über
einen Bolzen 35, dessen verdicktes Kopfteil 36 in eine Federhülse 37 eingreift,
an die Feder 11 gefesselt, wobei die Federhülse 37 sich an der Stirnfläche 38 des
Kolbens 1 abstützt.
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Die Brems- und Lenkbremsanlage gemäß Fig. l arbeitet wie folgt: Bei
gleichzeitiger Betätigung beider Bremspedale 39, 39' baut sich in den Arbeitsräumen
X, Y, Z bzw. X',
Y', der beiden Tandemhauptzylinder 4, 4' ein Bremsdruck
auf, der über die Bremsleitungen 23, 25 und 23', 25' auf die Bremsen 26, 27 bzw.
26'-, 27' der Vorder- und der Hinterachse (HAR, HAL und VAR, VAL) wirkt und diese
betätigt. Gleichzeitig wird über die Druckleitung 31 die die Ringräume 32, 32' der
beiden Hauptzylinder miteinan der verbindet; sichergestellt, daß der Druck in allen
Arbeitsräumen X, Y, Z bzw. X', Y', gleich groß ist (nachdem der Ventilkörper 19
bzw. 19' den Druckmitteldurchgallg 20 bzw. 20' zum Nachlaufbehälter 21 bzw. 21'
verschlossen hatj. Bei Ausfall des an den Arbeitsraum X bzw. X' angeschlossenen
Vorderachsbremskreises fällt nur jeweils die eine über die Bremsleitung 23 bzw.
23' angeschlossene.
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Radbremse 27 bzw. 27' aus, da sich nach Uberwindung des Spiels s bzw.
s' der bremspedalseitige Kolben 3 bzw. 3' Uber die Federhülse 37 bzw. 37' unmittelbar
auf dem Kolben 1 bzw. 1' abstützt und diesen in Betätigungsrichtung (Pfeilrichtung
A) verschiebt. Bei Ausfall des an den Arbeitsraum Y bzw. Y' angeschlossenen Hinterradbremskreises
bleibt die Bremswirkung des Vorderradbremskreises 27 bzw. 27' sowie die Ansteuerung
des Anhängerbremsventils 30 erhalten.
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Die vorstehend beschriebene Brems- und Lenkbremsanlage hat den Vorteil,
daß auch bei Ausfall der gesamten Zugfahrzeugbremse die Bremsanlage des hänger voll
wirksam bleibt, da bei defekter Zugfahrzeugbremsanlage die Kolben 3, 3' und 1, 1',
die für den Druckaufbau an den Radbremsen 26, 26' und 27, 27' Sorge traJen, nach
dem überwinden eines bestimmen (in Kauf au nehmenden) Leerweges s + 1 bzw. s' +
1' den für den Druckaufbau im
Arbeitsraum 1 vorgesehenen Kolben
12 in Pfeilrichtung A unmittelbar (und ohne'die in den Arbeitsräumen X und Y sonst
vorhandenen Druckmittelsäulen) mechanisch beaufschlagt.
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Soll eine Lenkbremsung erfolgen, ist kein Anhänger am Kraftfahrzeug
angehängt, so daß die Ansteuerung des Anhängerbremsventils nicht erforderlich ist
bzw. dieses keine Funktion ausübt.
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Bei Betätigung nur eines Bremspedals 39 (beispielsweise) zur Erreichung
einer Lenkbremsung wird nur die an dem zugehörigen Tandemhauptzylinder 4 angeschlossene
Hinterradhremse 26 (VAL) betätigt, weil das über die Druckleitung 31 auf den Ringraum
32' des anderen Tandemhauptzylinders 4' einwirkende Druckmittel weder eine Verschiebung
des Kolbens 1' bewirkt, noch über die Bremsleitung 25' auf die interachsbremse (HAR)
26' einwirken kann, da der Stößel 18' bzw. dessen als Ventilkörper wirkendes Kopfteil
40' den Druckmitteldurchgang bei 41' verschließt und das Druckmittel aus Raum X
über den Auslaß 22 die Bremsleitungen 23, 82 und 23' sowie den Auslaß 22' in den
Raum X' und von dort über das Schnüffelloch 83' zum Nachlaufbehälter 64' fließt
und somit ein Druckaufbau an den Vorderradbremsen 27 bzw. 27' nicht möglich ist.
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Der in Fig. 2 dargestellte Tandemhauptzylinder 45 gleicht im wesentlichen
denjenigen (4 bzw. 4') nach Fig. 1, jedoch mit dem Unterschied, daß zur Erzeugung
gleicher
Drücke bei gleichen Fußkräften zwischen die AuslaBöfEnungen
44 und 46 ein Ventil eingeschaltet ist, daß zwei Steuerkolben 42, 43 aufweist, die
einen Druckausgleich ermöglichen. Es ist klar, daß für eine Brems- und enkbremsanlage
jeweils zwei Tandemhauptbremszylider des vorstehend beschriebenen Typs vorgesehen
sind und daß diese in der in Fig. 1 dargestellten Art und Weise miteinander verbunden
werden müssen. Werden bei derart verschalteten Tandemhauptzylinder 45 beide Aggregate
gleichzeitig betätigt, so baut sich der Arbeitsdruck in den Arbeitsräumen X", Y",
Z" vor den Kolben 47, 48, 49 auf, wobei die Steuerkolben 42, 43 auf ihren Dichts-itzen
50, 51 gehalten werden, so daß ein Druck- oder Volumenausgleich zwischen den Räumen
X" und Yt nicht stattfindet. Auch ein Ausfall des an das Anhängerbremsventil 52
(ABV) angeschlossenen Druckkreises hat keinen Einfluß auf den Schließzustand der
Steuer kolben 42, 43.
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Bei Ausfall des an den Arbeitsraum Y" angeschlossenen Bremskreises
für die Hinterachse werden die Steuerraume 53, 54 drucklos. Da der Steuerkolben
43 durch den im Steuer raum 55 herrschenden Druck auf seinen Dichtsitz 51 gepreßt
wird, bleibt auch der Steuerraum 56 druck los.
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-Auch bei Ausfall des an den Arbeitsraum X angeschlossenen Bremskreises
für die Vorderachse kann aus dem Auslaß 44 kein Druckmittel in die Bremsleitung
57 übertreten, da der im Steuerraum 53 herrschende Bremsdruck den Steuerkolben 42
auf seinen Dichtsitz 50 preßt; Werden die beiden Tandemhauptzylinderpedale voneinander
getrennt, so daß die Tandemhauptzylinder einzeln betätigt bar sind, und wird zusätzlich
der Steuerkolben 43 mit
Hilfe des Stellgliedes 59 nach rechts auf
den Dichtsitz 58 gedrückt und damit die Verbindung zu den Vorderradbremsen unterbrochen,
dann kann sich bei Betätigung des Bremspedals GO im Arbeitsraum X" ein Druck aufbauen,
der den Steuerkolben 42 von seinem Dichtsitz 50 abhebt, so daß eine Druckmittelverbindung
zwischen den Steuerräumen 55 und 53 hergestellt wird, wodurch die linke Hinterachsbremse
61 (HAL) von beiden Tandemhauptzylinder-Bremskreisen beaufschlagt wird. Dadurch
wird erreicht, daß der Bremsdruck bei der Lenkhremsung bei gleicher Fußkraft dem
Bremsdruck mit zwei gebremsten Rädern entspricht.
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