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Vorrichtung zum Verhindern des Festbremsens Von Fahrzeugrädern Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zurr Verhindern des Festl>reniserils
der Räder von Fahrzeugen, insbesondere von Fahrzeugen mit einer durch Druckmittel
lx#-t i ti- 't en Bremsanlage.
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Beim Festbremsen eines Rades, d. 1i. beim Schleifen des Rades auf
der Fahrbahn, wird nicht nur die Bremskraft nicht mehr für (las Anhalttn des Fahrzeuges
ausgenutzt, sondern (lein Fahrzeugführer wird auch durch (las Aufhören der Drehung
des mit der Fahrbahn durch Reibung verbundenen Mades die Möglichkeit genommen, das
Fahrzeug mit Hilfe des Rades zti lenken. Andererseits wird die griilite Verringerung
cler Geschwindigkeit bei einem in Bewegung befindlichen Fahrzeug jeweils nur dann
erreicht, wenn die angewendete Bremskraft die oberste Grenze erreicht, bei der .sie
nicht mehr erhöht werden kann, ohiae daß das gebremste Rad an jeder weiteren Drehung
gehindert, also wird.
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Die der 1?rhndung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher in der Schaffung
einer Vc>rritlitring, die es ermöglicht, durch Anwendung einer möglichst starken
1.Ireinskraft die jeweils erreichbare: höchste Geschwindigkeitsverringerung zu erzielen,
ohne cla(i die Gefahr ,eines Festbremsens besteht.
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Vorrichtungen zuni Verbindern des Festbremsens
von
Fahrzeugrädern sind bereits iil größerer Zahl bekannt. Ein Teil dieser Vorrichtungen
wirkt gleichzeitig auf mehrere oder alle Fahrzeugräder, was den Nachteil mit sich
bringt, darf die unterschiedlichen Verhältnisse bei den einzelnen Rädern unberücksichtigt
bleiben und infolgedessen dass Festbremsen aller Räder nicht mit Sicherheit vermieden
wird. Es ist aber auch bereits bekannt, für jedes einzelne Rad eine eigene Vorrichtung
- zum Verhindern des Festbremsens des Rades vorzusehen. Diese bekannten Vorrichtungen
haben zum größf@n Teil den Mangel, daß sie bei Cberschreitung des Bremsdruckes,
bei dem ein Festbremsen erfolgen würde, wohl eine weitere Erhöhung des Bremsdruckes
verhindern, jedoch den in den Bremszylindern vorhandenen zu großen Druck nicht herabsetzen
oder aber diesen Druck unverzüglich auf den Betrag Null herabsetzen. Um diesen Mangel
und die sich hieraus ergebenden Nachteile zu vermeiden, ist bereits vorgeschlagen
worden, derartige Vorrichtungen mit einem Ventil in der Bremsleitung, einer Feder
zum Öffnen dieses Ventils und mit einer Überwachungseinrichtung auszubilden, die
für gewöhnlich das Ventil nicht )>eeinflußt und erst bei einer bestimmten Verzögerung
der Raddrehung das Ventil schließt, wobei gleichzeitig eine Kammer vorgesehen ist,
deren Rauminhalt sich heim Schließen des Ventils vergrößert und einen Teil des Druckmittels
aus dem Radhremszvlinder aufnimmt. Bei diesen bekannten Vorrichtun( gen, deren Überwachungseinrichtungen
vorzugsweise mit Schwund massen arbeiten, wird bei einer Verzögerung des laufenden
Rades erst das Ventil verstellt, und es muß die Trägheit verschiedener Massen sowie
die Spannung von Federn überwunden werden, ehe eine gewünschte Verstellung herbeigeführt
werden kann.
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Dagegen wird gemäß der Erfindung bei einer Vorrichtung zum Verhindern
des Festbremsens von Fahrzeugrädern mit an den einzelnen Rädern angeordneten, ein
Regelventil beeinflussenden Schwungmassen das durch eine Feder in Schließrichtung
belastete Regelventil 1)°i Drehung der Räder durch die Wirkung einer Schwungmasse
entgegen der Wirkung der Feder geöffnet. Diese Bitordnung, bei der die Schließbewegung
des Kegelventils durch die Spannung einer Feder hervorgerufen wird und in der gleichen
Richtung erfolgt wie die bei der Verzögerung des Rades (furch die Schwungtrassen
herbeigeführte Verstellbewegupg der überwachtings- . einrichtung, hat demnach eine
wesentlich bessere Wirkungsweise. Außerdem ],:antt auf einfachste @t'eise in der
Druckleitung ztt dein i Regelventil und crem Bremszylinder eine Kammer vorgesehen
werden, in der ein Kolben unter Wirkung der überwachungseinrichtung in der `Verse
verschiebbar ist, (1aß sich der Rauminhalt der Kammer beim Schließen des 12egelventi,l§
vergrößert und die Kammer infolgedessen einen Teil des Druckmittels aus dem Radbremszylinder
aufnehmen kann.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Welle, die
das Regelventil steuert und die Kammer mit dem Kolben beeinflußt, gegenüber den
an derselben Stelle umlaufenden Schwungmassen und der Antriebswelle verschiebbar,
jedoch auf Drehung gekuppelt ist, während die Verbindung der Antriebswelle mit den
Schwungmassen in bekannter Weise durch eine vorgespannte Spiralfeder erfolgt. Diese
Ausbildung der Vorrichtung, bei der also die Verstellung des Regelventils durch
eine längs verschiebliche Welle erfolgt, während die Schwungmassen keinerlei Längsbewegung
zu vollführen brauchen, ist vorteilhafter als die Ausbildung der bekannten, mit
Schwungmassen arbeitenden Vorrichtungen, bei denen die Schwungmassen außer einer
Drehbewegung auch eine Längsbewegung ausführen müssen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Verhindern
des Festbremsens von Fahrzeugrädern ist in der Zeichnung dargestellt. In dieser
zeigt Fig. i einen Teilschnitt durch die Bremstrommel eines Fahrzeuges hach Linie
i-i der r# ig r, -Fig. 2 einen Teilschnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1.
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Fig. 3 eine Endansicht auf einen Teil der Trommelrückwand gemäß der
Erfindung, Fig..l einen Schnitt durch die neuartige Bremsiiberwachungseinrichtung,
Fig. 5 und 6 Schnitte nach den Linien 5-5 und 6-6 der Fig.4 und Fig. 7 einen schematischen
Grundriß eines i U'agens mit einer hydraulischen Bremseinrichtung, die die Vorrichtung
gemäß der Erfindung enthält.
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Für jedes der Wagenräder ist eine Bremstrommel i i- vorgesehen, die
durch Schrauben 15 an einer Nabe 13 befestigt ist. Eine Deckplatte 17 schließt
die offene Seite der Trommel a1). Sie trügt einen Drehzapfen ic) für die.. zu den
Bremsbacken 23 führenden Lenkerar. Die Feder 25 stellt (las übliche Mittel
zum Zurückziehen der 13rems1)acl:en aus der Berührung mit der Bremstrontmel (rar.
Die Hacken können durch den üblichen Radbremszvlinder 2; mit Hilfe der aus dem Zylinder
(furch ein Druckmittel nach außen verschiebbaren Kolben mit Stiftest 29 auseinandergetrichen
und, in Berühntng mit der Bremstrommel
gebracht werden. Der Zylinder
sitzt an der Deckplatte: Im hinein der Trommel und mit der Radnabe-durch einen Keil
31 fest verbunden hie-findet sich ein Ring 33 mit Außenverzahnung Dieser Ring liegt
zwischen den Köpfen der Schrauben 15 und einer auf die Nabe aufgeschräubten Mutter
35. An der Deckplatte ist ein Gehäuse 39 mittels der Bofestigungsteile 37 angebracht.
Dieses Geliättse hat eine in das Trommelinnere ragende im Durchmesser abgesetzte
Verlängerung 41, die von Kugellagern d. (Fig. 4) getragen wird. Ferner enthält es
eine Welle q:5 mit einem Zähnrad.47 an ihrem Ende, das mit dem Ring 33 im Eingriff
steht. An dem durch Schrauben 5'1 am Gehäuse 39 gehaltenen Deckel 49 ist bei: 53
ein röhrenförmiger Ansatz 55' befestigt, dessen Zweck später beschrieben wird. Der
Ansatz 55 trägt einen mit ihm durch Schrauben 59 lösbar verbundenen Rohransatz 57.
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Die Welle q.5 enthält eine Bohrung 6i und ist mit einem Flansch 63
ausgestattet. In der Bohrung 61 ist eine Welle 65 gelagert, die gegenüber der Welle
¢5 längs verschieblich, jedoch nicht drehbar ist. Die Welle 65 trägt an dem aus
der Bohrung 61 herausragenden Ende ein SchraubengeNvinde 67.. Zwischen dem geschlossenen
- Boden des Gehäuses 39 und dessen Deckel 49 befindet sich eine Schwungmasse, die
aus zwei durch Schrauben 75 miteinander vereinigten Ringteilen 71 und 73 zusammengesetzt
ist und durchDrucklager 77 in seiner Lage gehalten wird. Der eine Schwungmassenteil
71 enthält ein Innengewinde, das mit dem Gewinde 67 der Welle E>5 zusammenarbeitet.
Der andere Teil 73 sitzt drehbar auf der Welle 65 und hat einem Flansch
79. Zwischen diesem Flansch und dem Flansch 63- der Welle 45 ist eine vor=
gespannte Spiralfeder 8i eingeschaltet: 11i dem Ansatz 55 ist ein Kaltion
83 vorschiebbar angeordnet. Zwischen diesem Kol-1>en und einem auf dem Ende
der Welle 65 aufgepreßten Bund 87 sind reibungsvermindernde Teile 85- angeordnet.
Der Iiolbeai 53 stößt gegen eine mit der Spindel eines Ventils 91 .durch
einen Stift verbundene. .Scheibe 89.
Eine Feder 95 sucht das Ventil 9i nach
seinem Sitz 93 hin. zu verschieben: Die Feder 95 ist in einer Kammer 97 untergebracht,
die mit einem mit Sch,raubenl;ewinde versebenen Aus11ß 9g und bei gcöffneteiii -Ventil
9i auch über 1tanäle 103 mit einer Kammer iöi in Verbindung stelit; an die sich
der finit Ansclilul@re«intle versehene I:inlaß Tos ..anschli.cl:3:t. Um die axialen
Verschiebungen rltr \\'elle6-5 ztt begrenzen, hat diese einen l@lanrh 107 finit
Vorsprüngen rog von inentfrrrin, die niit entsprechenden :@lisclilü,;,eli t l i
iii Aussparungen der einander gegeniillerliegenden. Flüchen der Teile 71 und. 73
der Schwungmasse in Eingfiff. kommen können.
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Bei io5 ist ein Rohr 113 angeschlossen, das niit der Druckmittelquelle,
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel finit dem üblichen Hauptdruckzylnder einer
hydraulischen Bremsanlage, verbunden ist. Vom Auslaß 99 geht ein Rohr i 15 nach
dem Einlaß 117 des zugehörigen . Radbrem.szylinders 27. Fig. 2 zeigt bei
irg dass übliche Entlüftungsventil des Bremszylinders.
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Wenn alle Teeile die in F ig. 4 gezeigte Lage .einnehmen, hält die
Welle 6$ entgegen denn Widerstand der Feder 95 das Ventil 9-i offen. Die Segmente
am Flansch 107 der Welle 65 stehen mit dem Teil 71 in Berührung, und die Hauptfeder
81 ist in solcher Richtung vor-,gespannt, daß sie die Schwungmassel auf der Welle
im Sinne einer Verstellung des Ventils in die Offenlage zu verdrehen sucht. Wenn
Blas Fahrzeug in Bewegung ist, dreht der u:inlaufende Zahnkranz dass Zahnrad, und
dadurch- werden die beiden Wellen 45 und 65 im Gehäuse 39 sowie die Schwungmassen
71,
73 in drehende Bewegung versetzt. Wird nun die Geschwindigkeit des Wagens
durch die Bremsen in normaler Weise vermindert, so wird der Bremsvorgang durch"
die geschilderte Einrichtung in keiner Weise gestört. Das Druckmittel wird von dem
Hauptdruckzylinder durch die Öffnung io5 in die Kaminei ioi geleitet und tritt durch
das offene Ventil 9i und die Kanäle 103 in die Kammer 97 und von da durch den Auslaß
99 und die Leitung 115 in den Radbremszylinder ein. Die Wagengeschwindigkeit vermindert
sich nun, da. bei jedem der Räder die Bremsbacken 23 sich reibend gegen die B-remstroinmeln,
ii legen.
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Wenn beim Bremsen die Reibung zwischen den- Bremsbacken und der Trommel
eines Rades: so groß geworden ist, däß sie wirkseiner wird als die Reibung zwischen
der Lauffläclie'deis Rades und der Fahrbahn, wie dies z. 13. vorkommen kann; wenn
das Rad auf eine schlüpfrige Stelle der Fahrbahnoberfläche gelangt, so hört das
"betreffende Rad auf, sich zu drehen. Mit dem Stillstehen des, Rades hört auch die
Drehung der Wellen 4.5 und 65 auf. Die Schwungmasse 71, 72 dreht sich jedoch vermöge
ihrer Trägheit weiter und@l),nvirkt durch die vorhandene Schrauhenverbindung eine
Verschiebung der Welle 65 nach rechts. Diese Beweg ingg wird durch Zusammentreffen
der Anschläge Zog, r i r begrenzt. Infolge der Verschiebung der #Velle kann die
Feder 95 das Ventil 9i schließen, so daß voni Hauptzylinder her kein weiteres
Druckmittel dem Radbreniszylinder zti#efiilirt werden kann. C3leichzeiti hat sich
rlv'- hauniinhalt rler halnnier r)7 vergrößert>
so daß Flüssigkeit
aus dem Radbreinszylinder zurück zu dieser Kammer fließen kann, wodurch sich der
Druck auf die Bremsbacken vermindert. Die Bremse wird dann durch die Feder 25 gelöst.
Mit dem Weiterdrehen der Schwungmasse erhöht sich die Spannung der Spiralfeder 8i.
Das Rad wird fast augenblicklich freigegeben und kommt infolge der Fortbewegung
des: Wageas wieder in Drehung. Das Zahnradgetriebe 33, 47 und die Feder Si kehren
nun die Bewegungsrichtung der Welle 65 um und fangen an, sie wieder nach links zu
verschieben unter. gleichzeitiger Verkleinerung des Fassungsraumes der Kammer 97
und Verdrängung ' des Druckmittels zurück nach dem Bremszvlinder. Dadurch erhöht
sich wieder die Bremskraft am Rade. Sollte diese hierbei so groß werden, daß das
Rad abermals zu gleiten beginnt, so wird dass Ventil 9i nicht geöffnet. IvVenn andererseits
aus irgendeinem Grunde, beispielsweise infolge Ausdehnung der Bremstrommel durch
Erhitzung, die NSenge der au der Kammer 97 verdrängten Flüssigkeit 'nicht ausreicht,
die Bremskraft so zu erhöhen, daß das Rad wieder schleift, so bewegt sich die Welle
65 weiter nach links und öffnet das Ventil für den Zutritt des Leitungsdruckes vom
Hauptzylinder her.
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Es ergibt sich hiernach eine «eitere charakteristische Eigenschaft
der beschriebenen selbsttätigen Überwachungseinrichtung. Der Reibungskoeffizient
zwischen Radreifen und Fahrbahn ändert sich mit * der Wagengeschwindigkeit, er isst
für höhere Geschwindigkeiten größer als für niedrigere. Wird nun die Bremse bei
hoher Wagengeschwindigkeit mit einer Kraft eingesetzt, die das Rad zum Stillstand
bringt, so muß der Regler nicht allein den Leitungsdruck wegnehmen, sondern ihn
dann auch wieder mit dem fortschreitenden Sinken der Wagengeschwindigkeit entsprechend
allmählich abnehmender Stärke wieder zulassen, um ein Wiedereinsetzen des Gleitens
der Räder zu verhüten. Diese Aufgabe erfüllt nur ein Regler sehr gut, der die Bremskraft
selbsttätig zum Einsetzen bringt, ohne das Ventil nach dem Hauptzylinder.zu öffnen.
Es ist klar, daß nur in diesem Falle jede Radbremse bis zur Grenze der Möglichkeit
die anderen Bremsen unterstützt, um den Wagen witrksam aufzuhalten. Jedes übermäßige
Bremsen, (las sonst ein oder beide Lenkräder zum Stillstand bringt und den Wagenführer
der Herrschaft über den Wagen beraubt, wird durch die Erfindung ausgeschlossen,
da bei dieser sofort die Bremse i eines solchenRades gelöst wird und dieses für
(las Lenken wieder 1>raticlil)ar *gemaclit wird. ' Um die Darstellung zu vereinfachen,
wurde die Erfindung so beschrieben, als ob ilireWirkung erst bei der Verminderung
der Radgeschwindigkeit von einem beträchtlichen Werte herab bis zum Festbremsen
des Rades einsetzte. ES muß aber darauf hingewiesen werden, daß die beschriebenen
Vorgänge nicht notwendigerweise erst dann einsetzen müssen, wenn das Rad tatsächlich
feststeht. Jede schnelle Verzögerung zwischen zwei Radgeschwindigkeiten ist offenbar
geeignet, die Bremse zu beeinflussen und dazu zu dienen, die genannten Schwierigkeiten
zu verhüten, ehe das Rad wirklich stillsteht. Das Ausschlaggeltende ist nämlich
das Ausmaß der Änderung der Geschwindigkeit. Geht diese Änderung allmählich vor
sich, so wird -die vorgespannte Feder 81 nicht überwunden, und die normale Tätigkeit
der Bremse wird nicht beeinflußt. Ändert sich jedoch die Geschwindigkeit sehr schnell
(ob nun das Rad dabei wirklich festgebremst wird oder nur im nächsten Augenblick
-festgebremst «erden würde), so tritt die Überwachungseinrichtung in Tätigkeit.