DE3440081A1

DE3440081A1 - Bremsanlage fuer schwerlastfahrzeuge

Info

Publication number: DE3440081A1
Application number: DE19843440081
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr.-Ing. 6200 Wiesbaden Kahrs
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1984-11-02
Filing date: 1984-11-02
Publication date: 1986-05-07
Also published as: DE3440081C2

Description

Bremsanlage für Schwerlastfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsanlage für Schwerlastfahrzeuge, mit einer fußbetätigbaren Betriebsbremse und einer manuell betätigbaren Reibungsbremse als Feststellbremse, deren Reibelemente über ein manuell betätigbares Regelventil mit Schieber und ein dem Regelventil nachgeschaltetes Betätigungsglied betätigbar sind.
Bei einer bekannten im Handel erhältlichen Bremsanlage dieser Art ist die Betriebsbremse ebenfalls eine Reibungsbremse. Wenn diese Betriebsbremse über eine längere Zeit betätigt werden muß, z.B. über eine längere Gefällstrecke, besteht die Gefahr einer Überhitzung der Betriebsbremse.
Man hat daher auch schon bei Schwerlastfahrzeugen eine Betriebsbremskombination angewandt (DE-OS 21 20 734), die aus einer durch das Kühlsystem des Fahrzeugs gekühlten hydrodynamischen Strömungsbremse und einer Reibungsbremse in Form einer Scheibenbremse besteht. Hierbei wird durch eine Regeleinrichtung eine Aufteilung des gesamten Bremsmoments auf beide Bremsen in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit bewirkt, und zwar derart, daß die Strömungsbremse mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit einen geringeren Anteil des Gesamtbremsmoments übernimmt. Auch bei einer solchen Betriebsbremskombination ist noch mit einer erheblichen Erhitzung und Abnutzung der Reibungsbremse zu rechnen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsanlage der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei der die Betriebsbremse auch bei längeren Tal fahrten einem geringeren Verschleiß unterliegt und thermisch weniger belastet ist.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Betriebsbremse eine hydrodynamische Strömungsbremse ist und daß der Schieber des Regelventils in Abhängigkeit von der durch einen Vergleicher ermittelten Differenz zwischen einem Sollwert und einem Istwert des Bremsdrucks der Betriebsbremse nur dann, wenn der Sollwert den Istwert um einen vorbestimmten Betrag überschreitet, im Sinne eines Wirksamwerdens der Reibungsbremse verstellbar ist.
Bei dieser Lösung ist die Reibungsbremse stets außer Betrieb, solange der Bremsdruck der Strömungsbremse, der dem Bremsmoment weitergehend proportional ist, den gewünschten Wert aufweist und die Reibungsbremse nicht von Hand betätigt wird. Die Strömungsbremse wirkt daher im gesamten Fahrgeschwindigkeitsbereich bis zur Fahrgeschwindigkeit 0 allein als Betriebsbremse, wobei die Reibungsbremse im Normalfalle überhaupt nicht eingesetzt wird. Die Reibungsbremse braucht lediglich im Stillstand betätigt zu werden, wobei sie als Feststellbremse wirkt.
Wenn dagegen die Strömungsbremse vollständig oder teilweise ausfällt, so daß der Sollwert ihres Bremsdrucks den Istwert des Bremsdrucks über den vorbestimmten Wert hinaus überschreitet, wird selbsttätig die Reibungsbremse entsprechend zugeschaltet, so daß sie nunmehr allein, in diesem Falle als Notbremse, wirksam ist.
Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß der Kolben einer Kolben-Zylinder-Druckwaage in Abhängigkeit vom Soll-Betätigungsdruck der Betriebsbremse gegen die Kraft einer Feder und gegen eine vom Ist-Bremsdruck der Betriebsbremse abhängige Kraft auf den Schieber des Regelventils einwirkt. Dies ergibt auf einfache Weise eine mechanische Ausbildung des Vergleichers.
Sodann kann ein manuell betätigbares Stellglied über eine Feder auf den Schieber des Regelventils gegen die Kraft des Kolbens im Druckwaagenzylinder einwirken und der Ausgangsdruck des Regelventils auf den Schieber im Sinne einer Gegenkopplung zurückgekoppelt sein. Diese Ausbildung ermöglicht eine einfache Betätigung des Regelventils durch das manuell betätigbare Stellglied, so daß der Bremsdruck der Reibungsbremse der von Hand bewirkten Einstellung des Handbremsen-Stellgliedes proportional ist. Andererseits wird bei einem Ausfall der Strömungsbremse die Einstellung der Reibungsbremse übersteuert und die Reibungsbremse voll wirksam.
Sodann kann der Ausgangsdruck des Regelventils die Feststellbremse gegen die Kraft einer Feder lösen. Bei einem Ausfall des Regelventils und/oder des Fluiddrucks, der über das Betätigungsglied auf die Feststellbremse wirkt, wird dann die Feststellbremse zwa.gsläufig durch die Federkraft angezogen.
Die Zeichnung stellt ein Symbolschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremsanlage für ein Kettenfahrzeug dar.
Als Reibungsbremse ist eine Voll-Scheibenbremse 1 für die eine Laufkette vorgesehen. Eine weitere (nicht dargestellte) Scheibenbremse ist für die andere Laufkette vorgesehen. Die Scheibenbremse 1 hat Bremselemente, die durch ein Betätigungsglied 2 abgestellt (gelüftet) werden. Das Betätigungsglied 2 ist eine Kolben-Zylinder-Anordnung, deren Kolben 3 im Zylinder 4 durch die Kraft einer Feder 5 das Abstellen bewirkt. Der Ausgangsdruck eines Regelventils 6 wirkt gegen die Kraft der Feder 5 auf den Kolben 3, um die Bremselemente zu lösen und damit abzustellen.
Das Regelventil 6 hat einen Schieber, der auf der einen Seite durch ein manuell verstellbares Stellglied in Form einer Kulisse 7 über eine die Kontur der Kulisse 7 abfahrende Rolle 8 und eine Feder 9 und auf der anderen Seite durch den Kolben 10 eines als Kolben-Zylinder-Anordnung ausgebildeten Vergleichers 11, einer sogenannten Druckwaage, und den Druck des Ausgangsfluids des Regelventils 6 sowie die Kraft einer Rückstellfeder 12 belastet ist. In der dargestellten Endlage des Schiebers des Regelventils 6 ist das Regelventil 6 vollständig geöffnet, so daß es das Ausgangsfluid einer Pumpe 13, das dem Eingang des Regelventils 6 über ein Rückschlagventil 14 zugeführt wird, ungehindert in die Zylinder 4 durchläßt. In der anderen Endlage des Schiebers des Regelventils 6 kann das Fluid ungehindert aus den Zylindern 4 in den Tank abfließen. In einer Zwischenlage des Schiebers des Regelventils 6 entspricht der Ausgangsdruck des Regelventils 6, aufgrund der durch die Rückkopplung des Ausgangsdruck auf den Schieber bewirkten Gegenkopplung, der Lage des Schiebers.
Der Fluiddruck eines über ein Bremspedal 15 betätigbaren Bremszylinders 16 steuert zum einen ein Füll- oder Betätigungsventil 17 einer hydrodynamischen Strömungsbremse 18 und gleichzeitig in entgegengesetztem Sinne ein Entleerventil 19 der Strömungsbremse 18. Die Strömungsbremse-18 hat einen Stator 20 mit Leitblechen und einen mit Schaufeln versehenen Rotor 21. Der Rotor 21 ist auf einer die Laufketten antreibenden Welle 22 drehfest angeordnet und rotiert bei Betätigung der Bremse in dem durch die Pumpe 13 über das Füllventil 17 in das Gehäuse des Stators 20 gefüllten Fluid (Ö1).
Der in der Strömungsbremse herrschende Fluiddruck, der dem durch die Strömungsbremse 18 auf die Welle 22 ausgeübten Bremsmoment entspricht, wird über eine Leitung 23 in den Zylinder 24 des Vergleichers 11 auf die eine Seite des Kolbens 10 geleitet, die zusätzlich unter dem Druck einer Feder 25 steht. Der Fluiddruck des Bremszylinders 16 wird über eine Leitung 26 und ein Drosselventil 27, z.B. eine Blende, auf die andere Seite des Kolbens 10 in den Zylinder des Vergleichers 11 geleitet.
Die entgegengesetzt auf den Kolben 10 wirkenden Fluiddrücke sind bei störungsfreiem Betrieb der Strömungsbremse 18 zueinander proportional. Durch entsprechende Bemessung der Feder 25 und der Flächen des Kolbens 10 ist dafür gesorgt, daß bei fehlerfreier Funktion der Strömungsbremse 18 auf die federbelastete Seite des Kolbens 10 eine größere Kraft als auf die andere Kolbenseite ausgeübt wird. Der Kolben 10 nimmt daher eine Endlage ein, in der er den Schieber des Regelventils 6 nicht betätigt. Ferner ist durch die erwähnte Bemessung der Feder 25 und der Flächen des Kolbens 10 dafür gesorgt, daß bei einem teilweisen Ausfall der Strömungsbremse 18 in dem Maße, daß die auf den Kolben 10 in Richtung auf den Schieber des Regelventils 6 ausgeübte Kraft einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, der auch bei einem vollständigen Ausfall der Strömungsbremse 18 überschritten würde, der Kolben 10 entsprechend der Differenz der auf ihn ausgeübten Fluiddruckkräfte ausfährt und das Regelventil 6 unter Übersteuerung der manuellen Einstellung der Kulisse 7 betätigt.
Dadurch wird das Druckfluid aus dem Zylinder 4 des Betätigungsgliedes 2 abgelassen und die Reibungsbremse 1 durch die Kraft der Feder 5 wirksam.
Die Drossel 27 in Verbindung mit der Feder 25 ergibt eine Totzeit, um Zeit für das Füllen der Strömungsbremse 18 und deren Momentenaufbau zu gewinnen.
Durch die Übersteuerung der Handbetätigung der Reibungsbremse 1 bei einem teilweisen oder vollständigen Ausfall der Strömungsbremse 18 wirkt die Reibungsbremse 1 zugleich als Notbremse.
Anstelle des mechanischen Vergleichers 11 kann auch ein elektronischer Vergleicher vorgesehen sein, z.B.
ein analog oder digital arbeitendes Rechenelement, dem über Umformer dem Soll- und Ist-Druck der Strömungsbremse 8 entsprechende elektrische Signale zugeführt werden und der, wenn die Differenz von Soll- und Istwert einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, ein elektromagnetisch ausgebildetes Regelventil anstelle des dargestellten Regelventils 6 betätigt.
Die Notbremsfunktion erst wirksam werden zu lassen, wenn die Differenz von Soll- und Istwert des Bremsdrucks der Strömungsbremse 18 einen Schwellenwert überschreitet, hat den Vorteil, daß geringfügige Bremsdruckschwankungen nicht sofort zur Auslösung der Notbremsfunktion führen und die Reibungsbremse 1 im Normalfalle nicht anspricht, so daß sie auch nicht übermäßig belastet wird.

Claims

Patentansprüche 1. Bremsanlage für Schwerlastfahrzeuge, mit einer fu8-betätigbaren Betriebsbremse und einer manuell betätigbaren Reibungsbremse als Feststellbremse, deren Reibelemente über ein manuell betätigbares Regelventil mit Schieber und ein dem Regelventil nachgeschaltetes Betätigungsglied betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsbremse (18) eine hydrodynamische Strömungsbremse ist und daß der Schieber des Regelventils (6) in Abhängigkeit von der durch einen Vergleicher (11) ermittelten Differenz zwischen einem Sollwert und einem Istwert des Bremsdrucks der Betriebsbremse (18) nur dann, wenn der Sollwert den Istwert um einen vorbestimmten Betrag überschreitet, im Sinne eines Wirksamwerdens der Reibungsbremse (1) verstellbar ist.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (10) einer Kolben-Zylinder-Druckwaage (11) in Abhängigkeit vom Soll-Bremsdruck der Betriebsbremse (18) gegen die Kraft einer Feder (25) und gegen eine vom Ist-Bremsdruck der Betriebsbremse (18) abhängige Kraft auf den Schieber des Regelventils (6) einwirkt.
3. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein manuell betätigbares Stellglied (7) über eine Feder (9) auf den Schieber des Regelventils (6) gegen die Kraft des Kolbens (10) im Druckwaagenzylinder (24) einwirkt und der Ausgangsdruck des Regelventils (6) auf den Schieber im Sinne einer Gegenkopplung zurückgekoppelt ist.
4. Anlage nach einem der Ansprtiche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsdruck des Regelventils (6) die Feststellbremse (1) gegen die Kraft einer Feder (5) löst.