DE4315877A1 - Bremseinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer hydraulischen Betriebsbremse und einer als Notbremse aktivierbaren Hilfsbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung für Kraftfahrzeu­ ge mit einer über ein Bremspedal betätigten hydraulischen Be­ triebsbremse und einer zusätzlichen Hilfsbremse, bei der die Hilfsbremse bei Ausfall der Betriebsbremse durch das Brems­ pedal der Betriebsbremse als Notbremse aktivierbar ist. Solche Bremsen sind beispielsweise bekannt aus DE-GM 69 25 834, FR 21 86 373 und US 34 51 501. Bei all diesen Bremsen wird die Hilfsbremse bei Ausfall der Betriebsbremse erst bei einem bis an den Endanschlag durchgetretenen Bremspedal ausgelöst. Mit der als Notbremse in diesen Fällen aktivierten Hilfsbremse ist kein gezieltes dosiertes Bremsen möglich. Sobald die Hilfs­ bremse als Notbremse aktiviert ist, löst diese vielmehr eine bezüglich der wirksam werdenden Bremskraft nicht mehr beein­ flußbare Bremsung des Fahrzeuges aus. Bei den bekannten Ein­ richtungen ist es lediglich zum Teil möglich, die Hilfsbremse von Hand während der Notbremsung zu inaktivieren.

Hiervon ausgehend beschäftigt sich die Erfindung mit dem Pro­ blem, bei Ausfall der Betriebsbremse automatisch eine von der Hilfsbremse ausgehende dosierbare Notbremsung über das Be­ triebsbremspedal selbst zu ermöglichen. Das Bremspedal soll hierbei insbesondere nicht mehrmals getreten werden müssen, sondern die Hilfsbremse soll direkt bei Ausfall der Betriebs­ bremse automatisch ohne Abheben des Fußes von dem Pedal akti­ viert werden.

Eine grundsätzliche Lösung dieses Problems zeigt eine gat­ tungsgemäße Bremseinrichtung mit den kennzeichnenden Merkma­ len des Anspruchs 1 auf. Danach erfolgt die Aktivierung bzw. Zuschaltung der Hilfsbremse als Notbremse bei Ausfall der hy­ draulischen Betriebsbremse durch das Bremspedal bereits in ei­ nem noch erheblichen Abstand des Bremspedals vor dessen Endan­ schlagstellung. Damit kann der nach Zuschaltung der Hilfsbrem­ se noch verbleibende Resthub des Bremspedales zum bremskraft­ mäßig dosierten Zuschalten der Hilfsbremse bzw. Anziehen, falls die Hilfsbremse eine Feststellbremse ist, ausgenutzt werden. Über den Resthub kann die Hilfsbremse in aktiviertem Zustand also von dem Bremspedal in ähnlicher Weise betätigt werden, wie dies üblicherweise bei einer Handbremsbetätigung einer Feststellbremse von Hand erfolgt.

Zur Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung ist aus dem Bremspedal ein Mitnehmer zur Aktivierung der Hilfsbremse aus­ fahrbar, der bei weiterem Durchtreten des Bremspedales über den Resthub über einen außerhalb des Bremspedals gelagerten Hebel die Schwenkbewegung des Bremspedales in eine Zustellbe­ wegung für die Hilfsbremse überträgt. Die Kraftübertragung zwischen dem durch den Mitnehmer betätigten Hebel und einem Betätigungsgestänge oder Seilzug der Hilfsbremse erfolgt über eine Kulissenführung zwischen dem Hebel und dem Betätigungsge­ stänge bzw. Seilzug der Hilfsbremse.

Das Ausfahren des Mitnehmers aus dem Bremshebel erfolgt in di­ rekter Abhängigkeit des Betriebsbremsdruckes und zwar für den Fall, daß der Betriebsbremsdruck trotz betätigten Bremspedals unterhalb eines für eine Bremsung erforderlichen Druckes liegt. Der Antrieb des Mitnehmers erfolgt dabei durch einen Stellmotor, der über eine Steuerleitung mit einer Stelle der Betriebsbremsleitung verbunden ist, an der bei einer Betäti­ gung des Bremspedales der für eine wirksame Bremsung notwendi­ ge Bremsdruck anstehen müßte. Damit der Mitnehmer nur dann ausgefahren werden kann, wenn auch unter Berücksichtigung des Bremspedalspieles tatsächlich bereits ein ausreichend hoher Bremsdruck in der Bremsleitung anstehen müßte, ist eine Betä­ tigung des Stellmotors für den Mitnehmer durch die Steuerlei­ tung erst ab einer vorgebbaren durchgetretenen Anfangshubstel­ lung des Bremspedales, bei dem eine Bremswirkung in jedem Fall schon gegeben sein müßte, möglich.

Die Steuerleitung kann beispielsweise ein Stromkreis mit zwei Schaltern sein. Der erste dieser Schalter befindet sich an der auf die Räder des Fahrzeuges wirksamen Bremsleitung und wird in Abhängigkeit des in der Bremsleitung tatsächlich herrschen­ den Bremsdruckes geschaltet. Die Ermittlung des Bremsdruckes erfolgt zweckmäßigerweise über eine Druckmembran, durch deren Integration in den Schalter ein Membrandruckschalter gegeben ist. Der zweite Schalter ist ein mechanischer die Hubstellung des Bremspedals erfassender Taster.

Der erste Schalter ist bei einem Druck in der Bremsleitung un­ terhalb des für eine Bremsung notwendigen Bremsdruckes ge­ schlossen. Bei Vorhandensein des notwendigen Betriebsbrems­ druckes öffnet dieser Schalter dagegen. Der zweite als Taster ausgebildete Schalter ist bei unbetätigtem Bremspedal geöffnet und schließt ab einer vorbestimmbaren Hubstellung des für eine Bremsung betätigten Bremspedales. Auf diese Weise ist durch die Schaltung gewährleistet, daß bei über eine bestimmte Hub­ stellung hinaus betätigtem Bremspedal und in der Bremsleitung fehlendem Betriebsbremsdruck der Mitnehmer automatisch ausge­ fahren wird. Dieses Ausfahren erfolgt derart schlagartig, daß bei weiterem Durchtreten des Bremspedales die Hilfsbremse an­ gezogen wird, wobei die Bremskraft mit zunehmenden Bremshub ansteigt. Sobald die Hilfsbremse durch das Ausfahren des Mit­ nehmers also aktiviert ist, wird bei der erfindungsgemäßen Lö­ sung die Hilfsbremse über den am Bremspedal verbleibenden Resthub so angezogen wie dies üblicherweise auch bei Handbetä­ tigung einer beispielsweise Feststellbremse geschieht.

Der Stellmotor für den Mitnehmer kann beispielsweise ein Hub­ magnet sein.

Alternativ kann der Stellmotor für den Mitnehmer auch ein Pneumatikmotor sein, der über ein Magnetventil durch die elek­ trische Steuerleitung aktiviert wird. Der Pneumatikmotor ist vorzugsweise ein Unterdruckmotor, der mit dem bei einem Kraft­ fahrzeugmotor in der Regel ohnehin vorhandenen Unterdruckspei­ cher verbunden ist.

Die Erfindung ist grundsätzlich zum Einsatz für Ein- oder Mehrkreis-Bremssysteme geeignet.

Bei einem Zweikreis-Bremssystem ergeben sich für einen zweck­ mäßigen Einsatz der Erfindung verschiedene vorteilhafte Mög­ lichkeiten.

So ist es grundsätzlich möglich, die Hilfsbremse als Notbremse bereits bei Ausfall eines beliebigen der beiden vorhandenen Bremskreise zu aktivieren. Hierzu ist es lediglich erforder­ lich, in den Bremsleitungen beider Bremskreise jeweils einen der vorstehend beschriebenen ersten Schalter vorzusehen.

Durch Vorsehen je eines ersten Schalters in beiden Bremskreis­ leitungen und gleichzeitiges in Reihe schalten der beiden er­ sten Schalter läßt sich erreichen, daß die Hilfsbremse erst nach Ausfall beider Betriebsbremskreise aktiviert wird.

Falls die Hilfsbremse bereits bei Ausfall nur eines der beiden Bremskreise aktiviert werden soll, hängt es unter anderem von der konstruktiven Ausgestaltung der hydraulischen Bremsanlage ab, ob derjenige Bremskreis vorbestimmt werden kann, bei des­ sen Ausfall die Notbremsung greift, während sie bei Ausfall des anderen Bremskreises inaktiv bleibt. Wirkt die Hilfsbremse nur auf die Räder eines Bremskreises, so ist eine Aktivierung der Hilfsbremse in der Regel nur dann sinnvoll, wenn gerade dieser Bremskreis ausfällt, da anderenfalls die Betriebs- und die Hilfsbremse auf die gleichen Räder einwirken würden.

Ist die Bremshydraulikanlage beispielsweise so gestaltet, daß bei Ausfall des einen der beiden Bremskreise, der insbesondere derjenige für die Vorderachse sein soll, der zweite Brems­ kreis, d. h. hier für die Hinterachse, erst nach einem gewis­ sen Blindhub des Bremspedals wirksam wird, so kann der als Taster für die Erfassung der Hubstellung des Bremspedals aus­ gebildete Taster der Steuerleitung für den Mitnehmer so einge­ stellt sein, daß er erst bei Wirksamwerden des allein über­ wachten Bremskreises - hier des Hinterachsbremskreises - wirksam ansprechen kann.

Zweckmäßige Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung darge­ stellt und werden anhand dieser Darstellung nachfolgend noch näher erläutert werden.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine Bremseinrichtung mit zwei Bremskreisen und einer elektromotorischen Mitnehmerbetätigung an dem Brems­ pedal,

Fig. 2 eine ebenfalls Zweikreis-Bremseinrichtung, bei der die Mitnehmerbetätigung alternativ über einen elek­ trisch angesteuerten Pneumatik-Stellmotor erfolgt.

Ein Betriebs-Bremspedal 1 ist kraftübertragend mit einem hy­ draulischen Bremszylinder 2 verbunden. Der Bremszylinder 2 wirkt auf zwei Bremskreise, von denen derjenige für die Hin­ terachse von der Bremsleitung 3 und der derjenige für die Vor­ derachse von der Bremsleitung 4 versorgt wird.

Mit dem Bremszylinder 2 ist das um eine Achse 5 schwenkbar gelagerte Bremspedal über ein Gestänge 6 verbunden. In einer gegenüber dem Bremspedal 1 ortsfesten parallel zur Achse 5 verlaufenden Achse 7 ist ein Winkel-Hebel 8 in einer zur Schwenkebene des Bremspedals 1 parallelen Ebene schwenkbar ge­ lagert. An dem einen Ende dieses Winkel-Hebels 8 ist der Seil­ zug 9 einer als Hilfsbremse eingesetzten Feststellbremse ange­ lenkt. Diese Anlenkung ist durch einen mit dem Ende des Seil­ zuges 9 verbundenen Stift 10, der in ein Langloch 11 des Win­ kel-Hebels 8 eingreift, gegeben, wobei der Stift 10 in dem ge­ genüber dem Bremspedal 1 unbeweglichen Gehäuse ebenfalls in einem Langloch 12 geführt ist. Durch die beiden Langlöcher 11 und 12 und den gemeinsam in diesen gleitenden Stift 10 des Seilzuges 9 ist zwischen dem Winkel-Hebel 8 und dem Seilzug 9 eine Kulissenführungs-Verbindung realisiert.

Mit dem Bremspedal 1 kraftschlüssig verbindbar ist der Winkel- Hebel 8 an seinem dem Langloch 11 entgegengesetzten Ende über einen aus dem Bremspedal 1 ausfahrbaren Mitnehmer 13, der hier als Koppelbolzen ausgebildet ist. Der kraftschlüssige Verbund des Bremspedales 1 über den Mitnehmer 13 mit dem Winkel-Hebel 8 bewirkt, daß Zustellbewegungen des Bremspedales 1 automa­ tisch auf die Feststellbremse einwirken und zwar in bezug auf die bei der Feststellbremse ausgelöste Bremskraft größenmäßig proportional des Zustellweges, den das Bremspedal 1 im kraft­ schlüssigen Verbund mit der Feststellbremse zurückgelegt hat.

Der Zeitpunkt, ab welchem ein kraftschlüssiger Verbund zwi­ schen Bremspedal 1 und Feststellbremse gegeben ist, d. h. ab wann die Feststellbremse als Notbremse bei Ausfall der Be­ triebsbremse fungiert, wird durch das Ausfahren des Mitnehmers 13 bestimmt. Auf die Festlegung dieses Zeitpunktes wird weiter unten noch näher eingegangen werden. Zunächst soll dargelegt werden, wie und in welcher Abhängigkeit der Bremseinrichtungs­ zustände der in dem Bremspedal 1 gelagerte Mitnehmer 13 betä­ tigt wird.

Bei der Ausführung der Bremseinrichtung nach Fig. 1 erfolgt die Ansteuerung elektrisch und die Betätigung elektromotorisch über einen Hubmagneten 14. Die elektrische Ansteuerung des dauerhaft an die Masse des Kraftfahrzeuges gelegten Hubmagne­ ten 14 erfolgt über eine elektrische an die Bordspannung des Fahrzeuges angeschlossene Steuerleitung 15. In dieser Steuer­ leitung 15 sind in Reihe geschaltet ein erster Schalter 16 und ein zweiter Schalter 17. Der erste Schalter 16 ist ein Mem­ brandruckschalter, der in Abhängigkeit des in der Bremsleitung 3 herrschenden Bremsdruckes schaltet. Dabei ist der Schalter so eingerichtet, daß er bei einem Druck in der Bremsleitung 3 unterhalb eines als Betriebsbremsdruck vorgegebenen Druckwer­ tes geschlossen ist. Der zweite Schalter 17 wird von einem me­ chanischen Taster 18, der durch die Stellung des Bremspedales 1 gesteuert wird, betätigt. Die Betätigung erfolgt in der Wei­ se, daß der Taster 18 den zweiten Schalter 17 bei einem über einen bestimmten Anfangshub x hinausgehenden Bremshub des Bremspedals 1 schließt. Bei einer durch die beiden Schalter 16 und 17 geschlossenen Steuerleitung 15 fährt der Hubmagnet 14 den Mitnehmer zur Erzielung eines kraftschlüssigen Verbundes mit dem Winkel-Hebel 8 aus dem Bremspedal 1 aus.

Als Stellmotor für den Mitnehmer 13 kann anstelle eines Hub­ magneten 14 auch ein pneumatischer Unterdruckmotor 19 ent­ sprechend der Darstellung in Fig. 2 benutzt werden. Die elek­ trische Steuerleitung 15 bleibt in diesem Falle unverändert. Zur Betätigung des Unterdruckmotors 19 wirkt die elektrische Steuerleitung 15 in jenem Fall auf ein elektromagnetisches Drei/Zwei-Wege-Umschaltventil 20, durch das ein Unterdruck­ speicher 21 des Kraftfahrzeugmotors 22 auf den Unterdruckmotor 19 zur Einwirkung bringbar ist.

Die bis auf die unterschiedlichen Stellmotoren für den Mitneh­ mer 13 in den beiden in den Figuren dargestellte gleiche Bremseinrichtung arbeitet mit einem Bremszylinder, der so aus­ gelegt ist, daß bei Ausfall des Vorderachsbremskreises, der über die Bremsleitung 4 versorgt wird, der Hinterachsbrems­ kreis über die Bremsleitung 3 erst nach einem gewissen Blind­ hub des Bremspedales 1 seinen notwendigen vollen Betriebs­ bremsdruck erhält.

Die in dem Ausführungsbeispiel dargestellte Bremseinrichtung ist für diesen Fall so ausgelegt, daß der Taster 18 den zwei­ ten Schalter 17 erst nach Durchlaufen dieses Blindhubes, der in der Zeichnung dem Stellweg x entspricht, schließt. Dadurch kommt eine automatische Aktivierung der Feststellbremse bei einem Ausfall nur des vorderen Bremskreises mit einem dauer­ haften Druckabfall in der Bremsleitung 4 absichtlich noch nicht zustande. In einem solchen Fall erfolgt die Bremsung noch ohne Zuschaltung der Feststellbremse allein mit dem Hinterachsbremskreis über die Bremsleitung 3. Fällt dagegen durch einen in der Bremsleitung 3 feststellbaren dauerhaften Druckabfall der Hinterachsbremskreis bei noch intaktem Vorder­ achsbremskreis aus, spricht die erfindungsgemäße Notbremsung automatisch an. In diesem Fall unterstützt die aktivierte Feststellbremse bei für den Vorderachsbremskreis noch voll wirksamem Bremspedal 1 durch dessen Kraftschluß mit der Fest­ stellbremse als zusätzliche Bremsunterstützung mit.

Die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel angegebenen Zu­ schaltbedingungen für die hier als Hilfsbremse wirkende Fest­ stellbremse stellen lediglich eine der verschiedenen in den Ansprüchen angegebenen Möglichkeiten dar. Selbstverständlich sind bei einem grundsätzlich gleichen Aufbau der Bremseinrich­ tung auch alle anderen nach den Ansprüchen möglichen Schal­ tungsarten in ähnlich einfacher Weise realisierbar. Unter­ schiedlich ist lediglich jeweils die Ausgestaltung und An­ bindung der Steuerleitung sowie die Schaltwerte für die Schal­ ter in der Steuerleitung.

Claims (14)

1. Bremseinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer über ein Bremspedal betätigten hydraulischen Betriebsbremse und einer zusätzlichen Hilfsbremse, bei der die Hilfsbremse bei Ausfall der Betriebsbremse durch das Bremspedal der Betriebsbremse als Notbremse aktivierbar ist, gekennzeichnet durch die Merk­ male:

• (a) die Aktivierung der Hilfsbremse ist bereits bei einer Stellung des Bremspedals (1) gegeben, in der das Bremspedal (1) noch mindestens einen Resthub (y) bis zu dessen Endan­ schlag besitzt,
• (b) der Resthub (y) dient als Betätigungsweg für das Anzie­ hen der Hilfsbremse,
• (c) die Bremskraft der Hilfsbremse ist dem von dem Bremspe­ dal (1) nach Aktivierung der Hilfsbremse zurückgelegten Betä­ tigungsweg gleichsinnig proportional.

2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremspedal (1) zur Aktivierung der Hilfsbremse mit ei­ nem ausfahrbaren Mitnehmer (13) versehen ist, über den die Hilfsbremse in aktiviertem Zustand kraftschlüssig an das Bremspedal (1) angelenkt ist.

3. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als kraftübertragendes Mittel zwischen einem mechanischen Betätigungsmittel (9) der Hilfsbremse und dem Bremspedal (1) ein Hebel (8) in einer zur Schwenkachse (5) des Bremspedals (1) parallelen Achse (7) außerhalb des Bremspedals (1) drehbar gelagert ist und an seinem einen Ende von dem in einem schwen­ kenden Bereich des Bremspedals (1) angebrachten Mitnehmer (13) ergreifbar und an seinem anderen Ende über eine Kulissenfüh­ rung (10, 11, 12) mit dem mechanischen Betätigungsmittel (9) der Hilfsbremse verbunden ist.

4. Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (13) des Bremspedals (1) bei nicht betätig­ tem Bremspedal (1) eingefahren und nur bei betätigtem Bremspe­ dal (1) bei fehlendem bzw. nicht ausreichendem Betriebsbrems­ druck ausfahrbar ist, wozu eine den Betriebsbremsdruck dem Mitnehmer (13) bzw. einem diesen betätigenden Stellmotor (14, 19) übertragende Steuerleitung (15) erst ab einem vorgege­ benen Bremshub (x) des Bremspedals (1) für eine solche Über­ tragung freigeschaltet ist.

5. Bremseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (15) ein bei Fahrzeugbetrieb permanent an eine Stromquelle angeschlossener Stromkreis mit zwei Unter­ brecher-Schaltern (16, 17) ist, von denen die Stellung des er­ sten (16) durch den Druck in der zu überwachenden Bremsleitung (3) und diejenige des zweiten (17) durch die Hubstellung des Bremspedals (1) bestimmt ist, wobei der erste Schalter (16) bei einem unterhalb des Betriebsbremsdruckes liegenden Wert geschlossen und der zweite Schalter (17) bei unterhalb eines vorgegebenen Bremspedal-Hubweges (x) geöffnet ist.

6. Bremseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schalter (16) ein Membrandruckschalter ist.

7. Bremseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor des Mitnehmers (13) ein Hubmagnet (14) ist.

8. Bremseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor für den Mitnehmer (13) ein über ein Magnet- Umschaltventil (20) steuerbarer Pneumatikmotor ist.

9. Bremseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Pneumatikmotor ein Unterdruckmotor (19) ist.

10. Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Zweikreisbetriebsbremse, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsbremse nach Ausfall mindestens eines der beiden Bremskreise (3, 4) aktiviert ist.

11. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit einer Zweikreisbetriebsbremse, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsbremse erst nach Ausfall beider Bremskreise (3, 4) aktiviert ist.

12. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsbremse nur bei Ausfall eines vorbestimmten einzi­ gen Bremskreises (3 oder 4) aktiviert ist.

13. Bremseinrichtung nach Anspruch 12, bei der das Brems­ pedal (1) bei Ausfall eines ersten Bremskreises (4), bei dem die Hilfsbremse nicht aktiviert wird, einen konstruktiv vorge­ gebenen Blindhub (x) ohne vollen Bremsdruckaufbau in dem zwei­ ten Bremskreis (3) zurücklegt, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite in Abhängigkeit der Hubstellung des Bremspedals (1) betätigte Schalter (17) erst nach Überschreiten des Blind­ hubes (x) schließt.

14. Bremseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskreis, der als einziger bei Druckausfall die Hilfsbremse über das Bremspedal (1) aktiviert, der Hinterachs­ bremskreis (3) ist.