DE60024788T2

DE60024788T2 - Nockenaktiviertes hydraulisches Bremssystem

Info

Publication number: DE60024788T2
Application number: DE60024788T
Authority: DE
Inventors: James Timothy ROTZ; E. Thomas HUBICZ; A. William FAY; A. Dan TAMBURRINO; R. Dana EDWARDS; J. William BROWN
Original assignee: United Defense LP
Current assignee: United Defense LP
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 2000-03-06
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2020-03-07
Also published as: IL145258A; ZA200107295B; US6155652A; ES2251981T3; EP1159179A1; AU3722700A; DE60024788D1; JP2002538041A; WO2000051865A1; IL145258A0; EP1159179B1; DK1159179T3; ATE312740T1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf hydraulische Bremssysteme im Allgemeinen und besonders auf solche Systeme, die für Schwerfahrzeuge besonders geeignet sind.
Hintergrund der Erfindung
Vorherige Bremssysteme für Schwerfahrzeuge verwendeten ein mechanisches Bremsen, das das Verlangsamen des Fahrzeugs mit einem hydraulischen Bremssystem initiierte, das nachfolgend aktiviert wurde, um das Fahrzeug ganz zu stoppen, wie offenbart in dem US-Patent 4,088,209. Die Aktivierung des hydraulischen Bremssystems neigt dazu, die Kräfte im Gestänge umzukehren, das an das Bremspedal angeschlossen ist, wobei sie die Kompression ändert, die während des mechanischen Anfangsbremsens auftritt, zu einer Spannung oder zu einer ziehenden Kraft, wenn das hydraulische Bremssystem in Angriff genommen wird. Als eine Folge war die Empfindung, die vom Bediener gespürt wurde, dass das Bremspedal seine Umdrehung oder seinen Anschlag ohne irgendeine zusätzliche Bemühung durch den Bediener beendet. Infolgedessen wurde dem Bediener das gewünschte „Fühlen" des Bremsbetriebs entzogen, und die Bemühung zu bremsen tendierte dazu, schwierig zu steuern zu sein, und produzierte dabei häufig Stopps, die plötzlich, d.h. nicht glatt waren.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein hydraulisches Bremssystem bereit, das durch eine Nocke aktiviert wird, die durch Eingabe vom bedienerkontrollierten Pedal gedreht wird und am Abstandsring eines modulierenden Ventils eingreift, angeordnet, um hydraulischen Druck zum Lamellenbremspack zu übertragen. Die No cke ist mit einem Profil versehen, damit der hydraulische Druck, der auf dem Lamellenbremspack angewendet wird, direkt mit der Position des Pedals zusammenhängt. Der Druck, der auf das Lamellenbremspack gerichtet ist, nimmt all-mählich und gleichmäßig zu, wenn das Pedal niedergedrückt wird, um eine entsprechende Bremskraft anzuwenden, um das Fahrzeug zu einem glatten und kompletten Halt zu bringen. Diese Erfindung stellt folglich ein nockenaktiviertes hydraulisches Bremssystem bereit, das die vorher erwähnten Mängel des Standes der Technik beseitigt, das angeordnet ist, um das Fahrzeug, auf welchem es angebracht ist, zu einem kompletten Halt zu bringen, sogar mit komplettem Verlust der hydraulischen Energie, das auf vorhandenen Fahrzeugen leicht nachgerüstet werden kann und das verhältnismäßig einfach und billig herzustellen, anzubringen und zu warten ist. Diese und viele andere Merkmale und die begleitenden Vorteile davon werden einfacher ersichtlich von der Durchsicht der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und der begleitenden Zeichnungen.
Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine bildhafte Ansicht der Nocke, des hydraulischen Ventils, welches die Nocke aktiviert, und des verbundenen Mechanismus, der gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert und angeordnet ist.
2 ist ein gesamtes Diagramm des nockenaktivierten hydraulischen Bremssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
Auf 1 bezugnehmend ist dort eine Grundplatte 10 gezeigt, die an der Unterseite eines vorhandenen Teils des Fahrzeugrahmens hinter und nahe dem Bremspedal (nicht gezeigt) befestigt ist, das von dem Bediener des Fahrzeugs oder dem Fahrer betätigt wird. Ein Paar Lagerblöcke 12 und 14 ist an der Grundplatte 10 befestigt und stützt eine Welle 16 drehbar, an der eine Nocke 18 mit einem Schlüssel befestigt wird, damit die Nocke sich mit der Welle dreht. Arme 20 und 22 sind an jedem Ende der Welle 16 angebracht. Ein Schäkel 24 ist schwenkbar mit dem freien Ende des Arms 20 durch einen Stift 26 verbunden. Ein Stab 39 ist an einem Ende an dem Schäkel 24 und an seinem anderen Ende an dem Gestänge angebracht, das mit dem Bremspedal verbunden ist, und ist angeordnet, um eine Spannungskraft auf den Schäkel 24, d.h. in der Richtung des Pfeils, auszuüben, wenn das Bremspedal niedergedrückt wird. Die eingesteckte Verbindung des Schäkels 24 mit dem Arm 20 ermöglicht es dem Bremspedal, sich in Antwort auf eine Reduzierung der Bedienereingabe sofort neu zu positionieren. Ein Schäkel 32 ist mit dem Arm 22 durch einen Stift 34 verbunden, der sich durch den Arm erstreckt und in die Schlitze 36 herauserstreckt, die in den gegenüberliegenden Seiten des Schäkels gebildet sind. Ein Stab 38 ist an dem Schäkel 32 befestigt und angeordnet, wie vollständiger im Folgenden erklärt werden wird, um Bremsen zur Verfügung zu stellen, wenn hydraulischer Druck verloren ist.
Ein modulierendes Ventil, im Allgemeinen bei 40 angezeigt, ist an einem Träger befestigt, der an der Grundplatte 10 angebracht ist, und hat einen Ventilkörper 42 mit einem Abstandsring 44, der darin umkehrbar und außerhalb des Körpers vorgespannt ist. Ein Schäkel 46 ist an dem freien Ende des Abstandsrings 44 befestigt. Ein Stift 48 erstreckt sich zwischen den Seiten des Schäkels 46 und bringt eine Rolle 50 drehbar an, die in Kontakt mit der Nocke 18 durch die nach außen führende Vorspannung, welche auf den Ventilabstandsring 44 ausgeübt wird, gehalten ist. Die Rolle 50 dient folglich als ein Schlepphebel.
Wie in der 2 gezeigt, wird hydraulische Flüssigkeit unter Druck durch das Rohr 51 zu dem Einlasskanal 52 des modulierenden Ventils 40 durch eine hydraulische Pumpe 54 geliefert, die Flüssigkeit durch das Rohr 56 von einem Vorratsbehälter 58 abzapft. Die Pumpe 54 kann durch jede mögliche Energiequelle angetrieben werden, aber wird vorzugsweise durch einen Elektromotor angetrieben, damit im Falle des Motorausfalls zumindest vorübergehend hydraulischer Druck für das Bremsen vorhanden ist; wobei der Elektromotor durch die Batterie des Fahrzeugs gespeist wird. Es kann auch wünschenswert sein, einen Akkumulator zum gleichen Zweck weg vom Rohr 51 abzuzweigen, falls die Pumpe 54 oder ihre Energiequelle ausfallen sollte. In der herkömmlichen Weise wird ein Druckablassventil 60 zwischen dem Rohr 51 und dem Vorratsbehälter 58 angeschlossen. Ein Rückleitungsrohr 62 schließt den Rücklaufanschluss 64 auf dem Ventil 40 an den Vorratsbehälter 58 an. Der Anschluss 66 auf dem Ventil 40 ist durch das Leitungsrohr 68 an den Anschluss 69 eines hydraulischen Aktuators angeschlossen, der im Allgemeinen bei 70 angezeigt wird. Der Aktuator 70 hat einen Kolben 72, der reziprok innerhalb eines Zylinders 74 ist. Das Gesicht des äußeren Endes des Kolbens 72, d.h. das Ende, das allgemein als das Stabende gekennzeichnet ist, ist mit einer Bohrung versehen, durch die sich der Stab 38 erstreckt. Ein rohrförmiges Ansatzstück 76 ist am Ende des Zylinders 74 gegenüber dem Zylinder 72, d.h. dem Ende, das allgemein als Kopfende, vorgesehen und erstreckt sich nach innen davon. Das innere Ende des Zylinders 72 hat einen nach außen vorstehenden Flansch, der mit der Innenfläche der äußeren Wand des Zylinders 74 abdichtend eingreifbar ist, und einen nach innen vorstehenden Flansch, der mit der Außenseite des hohlen rohrförmigen Ansatzstücks 76 abdichtend eingreifbar ist. Eine Druckfeder 82 ist zwischen den Flansch 78 des Kolbens 72 und dem Stabende des Zylinders 74 zwischengesetzt und bringt den Aktuator 70 zu einer eingestürzten Position. Der Aktuator 70 umfasst folglich einen hohlen Kolben und einen Zylinder, durch den sich ein Leitungssatz 30 erstreckt. Der Leitungssatz 30 umfasst eine äußere Hülle 31 und ein inneres Kabel 33, das an einer schweren Scheibe 84 befestigt ist, die normalerweise in das äußere Gesicht des Kolbens 72 eingreift, um als ein Kraftübertragungselement zu wirken, wenn das Kabel 33 gespannt ist. Der Stab 38 ist auch an der Scheibe 84 mit einer Verbindung wie der kugelförmigen Universalverbindung 81 befestigt, welche in den Stab 38 eingefügt ist, um Abgleich für kleine Abweichungen zwischen der Achse des Stabs 38 und des hohlen Kolbens und Zylinders zu gewähren.
Das Ende des inneren Kabels 33 gegenüber seiner Verbindung mit der Scheibe 84 ist an einem Hebel angesteckt, der an einer Querwelle 86 zwischen seinen Enden angebracht ist, wobei die Querwelle sich im Wesentlichen über die Breite des Fahrzeugs erstreckt und auf dem Rahmen des Fahrzeugs an jedem Ende gezapft ist. Ein Übertragungshebel ist an jedem Ende der Querwelle angebracht, wobei ein solcher Hebel bei 88 gezeigt wird. Betätigungsstäbe, von denen einer bei 90 gezeigt wird, sind zwischen jedem der Übergangshebel und dem Betätigungshebel eines Bremskupplungspacks in den Endantrieben des Fahrzeugs eingesteckt. Einer der Betätigungshebel wird bei 92 zur Betätigung seines verbundenen Kupplungspacks 94 gezeigt. Jeder der Bremskupplungpacks ist herkömmlich und enthält im Wesentlichen drei Platten, wobei die mittlere geerdet ist und die zwei äußeren an der Endantriebsachse angebracht sind, die mechanisch zusammengedrückt werden, um die Rotation der Endantriebsachse zu verlangsamen oder zu stoppen, während der Betätigungshebel 92 durch den Betätigungsstab 90 gedreht wird. Die Betätigungshebel, wie z.B. 92, sind normalerweise in einer Position vorgespannt, in der die Platten der Kupplungspacks gelöst sind.
Wenn kein Bremsen ausgeführt wird, ermöglicht es die Nocke 18 dem Abstandsring 44, die Position einzunehmen, die in der 2 gezeigt wird, wobei der Einlasskanal 52 komplett blockiert wird und der Kanal 66 mit dem Rückkanal 64 verbunden wird. In dieser Bedingung ist der Zylinderkanal 69 in vollständiger Kommunikation mit dem Vorratsbehälter 58, was es der Druckfeder 82 erlaubt, den Kolben 72 völlig zurückzuziehen. So gibt es keine Kraft auf oder keine Versetzung der Scheibe 84, und der Aktuatorhebel 92 kann durch seine eigene interne Vorspannung auf eine völlig freigegebenen Position, d.h. kein Bremsen, verschoben werden. Jedes Drücken des Bremspedals durch den Bediener wird eine Spannungskraft auf den Stab 39 ausüben, was den Hebel 20 und die damit verbundene Welle 16 verursacht, sich zu drehen. Die Nocke 18 wird auch drehen, was den Abstandsring 44 des Ventils 40 versetzt und den Zuführungskanal 52 mit dem Kanal 66 verbindet. Die Nocke hat ein Profil, das die Bewegung des Abstandsrings gerade unterhalb der Bruchstelle des modulierenden Ventils initiiert und einen schnellen Anfangsaufstieg hat, was es erlaubt, fast sofort genügend Druck zu liefern, um die Friktion in dem System zu überwinden. Das Profil oder der Aufstieg ist danach glatt und allmählich, bis volle Unterdrückung des Abstandsrings 44 in das Ventil 40 erreicht ist. Das Profil der Nocke 18 bleibt dann konstant, um jede Möglichkeit des Beschädigens des Ventils zu vermeiden. Wenn das Pedal niedergedrückt wird, wird hydraulische Flüssigkeit von der Pumpe 54 zu dem Aktuator 70 geleitet, was bewirkt, dass der Kolben 72 sich ausdehnt. Die Ausdehnung des Kolbens 72 bewirkt, dass die Scheibe 84 und das Kabel 33, an denen er angebracht ist, sich nach links bewegen, wie in der 2 gezeigt. Die Bewegung des Kabels 33 wird zur Folge haben, dass jeder der Aktuatorhebel 92 gedreht wird, um eine bremsende Wirkung auszuüben. Weil das Ventil 40 ein modulierendes Ventil ist, hängt das Niveau des Bremsens immer mit der Position des Pedals zusammen, weil die Menge des Drucks mit der Position der Nocke 18 zusammenhängt. So kann ein Fahrer das Pedal zu irgendeiner Stelle in seinem Spielraum niederdrücken, das Pedal in dieser Position halten und ein entsprechendes Niveau des Bremsens erreichen. Der Fahrer kann dann das Pedal in eine andere Position bringen, und das Niveau des Bremsens wird sich entsprechend ändern.
Normalerweise, d.h. wenn hydraulischer Druck vorhanden ist, wird die Anwendung des Bremsens durch den Kolben 72 verursacht, der in die Scheibe 84 eingreift, die an dem Kabel 33 angebracht ist. Unter solchen Bedingungen folgt der Arm 22, der sich mit der Welle 16, dem Schäkel 32 und dem Stift 34 dreht, einfach der Bewegung, die durch den Kolben 72 verursacht wird, und bewegt sich innerhalb des Schlitzes 36 des Schäkels 32. Jedoch, nach Verlust des hydraulischen Drucks, bleibt der Kolben 72 zurückgezogen, und die Rotation des Arms 22 verursacht den Stift 34, mit der Unterseite des Schlitzes 36 zu kontaktieren. Die Bewegung des Stabs 38, die notwendig ist, die Bremsen zu betätigen, resultiert dann aus fortgesetzter Rotation des Arms 22. Wenn dieses auftritt, bewegt sich die Scheibe 84 weg vom Gesicht des Kolbens 72, da die Scheibe an dem Stab 38 angebracht ist und es keine direkte Verbindung zwischen dem Stab 38 und dem Kolben 72 gibt. So hat der Fahrer die Fähigkeit, das Fahrzeug zu einem kompletten Halt zu bringen, selbst wenn kein hydraulischer Druck vorhanden ist.
Wie hierin verwendet, ist schweres Fahrzeug vorgesehen diejenigen zu meinen, welche zwanzig Tonnen oder mehr wiegen, wie z.B. der schwere HERCULES-Rettungswagen.
Während eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hierin offenbart worden ist, können verschiedene Modifikationen und Änderungen dazu vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, abzuweichen.

Claims

Bremssysteme, welches durch ein Bedienerpedal gesteuerte wird, für ein Fahrzeug, welches ein mechanisch betätigtes Bremskupplungspack, welches zum Bremsen des Fahrzeugs angeordnet ist, aufweist, umfassend: ein modulierendes hydraulisches Ventil (40), eine hydraulische Pumpe (54) zum Versorgen des Ventils (40) mit hydraulischer Flüssigkeit unter Druck; einen hydraulischen Aktuator (70), welcher unter Druck ausfahrbar und verbunden ist, um Druck von dem Ventil (40) zu empfangen; einen Betätigungsstab (90), welcher, wenn er gespannt ist, verbunden ist, das Bremskupplungspack (94) anzuwenden, und ein Kraftübertragungselement (88), welches an dem Stab (90) befestigt und durch den Aktuator (70) eingreifbar ist, zum Spannen des Stabs (90), wenn der Aktuator (70) ausgefahren wird, wobei die Bremskraft bezogen ist auf die Position des Pedals, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem weiter eine Nocke (18) umfasst, welche drehbar durch das Pedal zum Bedienen des Ventils (40) ist.
Bremssystem nach Anspruch 1, wobei das Ventil (40) ein druckmodulierendes Ventil ist.
Bremssystem nach Anspruch 2, und weiter umfassend: eine drehbare Achse (16), welche an der Nocke (18) befestigt ist; einen ersten Arm (20), welcher an der Achse (16) befestigt ist; einen ersten Schäkel (24), welcher an dem ersten Arm (20) angesteckt ist; einen Bedienungsstab (39), welcher an dem ersten Shäkel (24) befestigt und mit dem Pedal verbunden ist, zum Drehen der Achse (16) als Antwort auf die Bewegung des Pedals.
Bremssystem nach Anspruch 3, wobei der hydraulische Aktuator (70) aufweist: einen Zylinder (74), welcher ein rohrförmiges Ansatzstück hat; einen Kolben (72) mit einem äußeren Ende, welches ein Loch aufweist, das sich dadurch gegenseitig in dem Zylinder (74) erstreckt, und einen Stab (38), welcher sich durch das rohrförmige Ansatzstück (76) und das Loch erstreckt.
Bremssystem nach Anspruch 4, und weiterhin aufweisend: einen zweiten Arm (22), welcher an der Achse (16) zum Drehen damit befestigt ist; und einen zweiten Schäkel (32), welcher an dem zweiten Arm (22) angesteckt und an dem Stab (38) befestigt ist, wobei der Stab (38) in der Abwesenheit von hydraulischem Druck durch Drehung der Achse (16) gespannt ist.
Bremssystem nach Anspruch 5, und weiter umfassend: ein Gelenk (81), welches im Stab (38) zwischen dem Zylinder (74) und dem zweiten Schäkel (82) zwischengeschaltet ist.
Bremssystemn für ein Fahrzeug mit einem Paar von Spuren, von denen jede durch einen Endantrieb mit einem Bremskupplungspack angetrieben wird, welches durch einen Betätigungshebel (92) mechanisch betätigt wird, um das Fahrzeug zu bremsen, wobei das Fahrzeug ein von einem Fahrer bedientes Pedal zur Anwendung davon hat und das System umfasst: ein Ventil (40) mit einem versetzbaren Abstandsring (44); einen hydraulischen Aktuator (70), welcher ausfahrbar und verbunden ist, um hydraulische Flüssigkeit unter Druck von dem Ventil (40) zu empfangen; ein Kraftübertragungselement (88), welches mit dem Aktuator (70) angreifbar ist; und einen Betätigungsstab (90), welcher an dem Element (88) befestigt und mit den Betätigungshebeln (92) verbunden ist, um in Reaktion auf Absinkung des Pedals die Bremse zu betätigen, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem weiter umfasst: eine Basisplatte (10), welche an dem Fahrzeug befestigt ist; eine Achse (16), gelagert auf und unterstützt durch die Basisplatte (10); eine Nocke (18), welche an der Achse (16) angebracht ist; einen Nockenstößel (50), welcher durch den Abstandsring (44) getragen wird und an der Nocke (18) angreift; und einen ersten Arm (20), welcher an der Achse (16) angebracht und mit dem Pedal verbunden zur Drehung der Achse (16) in Reaktion auf eine Bewegung des Pedals ist.
Bremssystem nach Anspruch 7, wobei das Ventil (40) ein druckmodulierendes Ventil ist.
Bremssystem nach Anspruch 8, wobei der Aktuator (70) umfasst: einen Zylinder (74), welcher verbunden ist, um hydraulische Flüssigkeit vom Ventil (40) zu empfangen und ein rohrförmiges Ansatzstück hat; und einen Kolben (72), der ein äußeres Ende aufweist, das ein Loch aufweist, welches dadurch gegenseitig innerhalb des Zylinders ist, und der unter hydraulischem Druck ausziehbar ist; wobei das Element (88) mit dem äußeren Ende und dem Stab (38), welcher sich durch das Loch und das rohrförmige Ansatzstück (76) erstreckt, eingreifbar ist.
Bremssystem nach Anspruch 9, und weiter aufweisend: einen zweiten Arm (22), welcher an der Achse (16) angebracht ist; und einen zweiten Schäkel (24), welcher an dem zweiten Arm (22) angesteckt ist und mit dem Stab (38) verbunden ist; wodurch Drehung der Achse (16) in der Abwesenheit von hydraulischem Druck dem zweiten Arm (22) erlauben wird, den Stab (38) zu spannen, wenn die Achse (16) durch das Pedal zum Betätigen der Bremsen gedreht wird.
Bremssystem nach Anspruch 10, und weiter aufweisend ein Gelenk (81), welches in dem Stab (38) zwischen dem zweiten Schäkel (32) und dem Kolben (72) zwischengeschaltet ist, um eine ungehinderte Bewegung des Stabs (38) innerhalb des Lochs und des rohrformigen Ansatzstücks (76) zu erlauben.