DE9204417U1 - Druckmittelbetätigte Lenkbremsanlage für Kraftfahrzeuge mit Anhänger - Google Patents

Description

ANR: 1 001 523 Fe 1510 30.03.1992

Druckmittelbetätigte Lenkbremsanlage für Kraftfahrzeuge mit Anhänger

Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte Lenkbremsanlage für Kraftfahrzeuge mit Anhänger entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Mit derartigen Bremsanlagen werden beispielsweise Ackerschlepper ausgerüstet, um deren Wendigkeit im Gelände zu verbessern. Eine bekannte Lenkbremsanlage der angegebenen Art geht aus dem DE-Gbm 91 09 200 hervor. Bei dieser Bremsanlage ist der eine Kolben der Radbremszylinder vom Druck des Hauptbremszylinders des dem Radbremszylinder zugeordneten Bremspedals verschiebbar. Da die von einem Fahrer max. aufbringbare Pedalkraft aber bereits bei Normalbremsungen für die geforderte Bremswirkung nicht ausreicht, wird zur Erhöhung der Bremskraft sowohl bei einem Normal- als auch bei einem Lenkbremsvorgang der andere Kolben der Radbremszylinder als Servokolben mit von einer Pumpe geliefertem Druckmittel beaufschlagt. Damit bei Lenkbremsungen der Servokolben nur des vom Druck des betätigten Hauptbremszylinders angesteuerten Radbremszylinders zugeschaltet wird, erfolgt eine Zufuhr des Druckmittels zu diesem Kolben erst nach einer gewissen Verschiebung des pedaldruckgesteuerten Kolbens.

Nachteilig bei der bekannten Bremsanlage ist, da/3 ein Teil der

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gesamten Bremskraft unmittelbar aus der vom Fahrer aufgebrachten Pedalkraft resultiert. Eine Verdopplung des pedalgesteuerten Drucks geht daher nicht mit einer Verdopplung der gesamten Bremskraft einher. Ist die Bremsanlage beispielsweise auf die Verhältnisse bei Normalbremsungen ausgelegt, so bedeutet das, da/3 bei einer Lenkbremsung die max. vorgesehene Pedalkraft nicht ausreicht, um an dem abzubremsenden Rad eine für rasche Richtungsänderungen erforderliche Bremswirkung zu erzielen. Damit er die gewünschte Lenkbremswirkung erhält ist der Fahrer daher gezwungen, das Bremspedal übermäßig stark zu betätigen. Durch eine Auslegung der Anlage auf die Verhältnisse beim Lenkbremsen ließe sich dies zwar ändern. In diesem Fall würde aber bei Normalbremsungen die Bremswirkung insbesondere in unerwartet auftretenden Situationen zu stark ausfallen. Immer aber besteht hinsichtlich der Pedalbetätigungskraft je nach dem, ob es sich um einen Lenk- oder Normalbremsvorgang handelt, eine gewisse Diskrepanz, die es dem Fahrer erschwert, das Fahrzeug zu beherrschen.

Von dem aufgezeigten Stand der Technik ausgehend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die bekannte Bremsanlage so auszugestalten, daß beim Lenkbremsen keine höhere Bremskaft am Bremspedal benötigt wird wie bei Normalbremsungen.

Die Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, daß das

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von dem Druck der Hauptbremszylinder gesteuerte Ventil- ein Anhängersteuerventil- für die Betätigung der Radbremsen eines Anhängers an seinem Ausgang einen mit dem Steuerdruck veränderlichen Ausgangsdruck zur Verfügung stellt, da/3 der Druckraum des anderen Kolbens der Radbremszylinder ebenso wie der Druckraum des ersten Kolbens an die Ausgangsleitung des Ventils angeschlossen ist und da/3 zur Druckbeaufschlagung der Kolben Wegeventile vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von der Schaltstellung zweier das betätigte Bremspedal ermittelnder Schalter derart gesteuert sind, da/3 zur Ausführung einer Normalbremsung lediglich die radbremsnahen Kolben und zur Ausführung einer Lenkbremsung zusätzlich die radbremsfernen Kolben des durch das betätigte Bremspedal bestimmten Radbremszylinders beaufschlagt werden, wobei der radbremsferne Kolben seine Kolbenkraft auf den radbremsnahen Kolben überträgt.

Die Pedalkraft geht danach nicht direkt in die Bremskraft ein sondern wird zur Steuerung des bei den genannten Fahrzeugen sowieso vorhandenen Anhängersteuerventils benutzt. In Verein mit der voneinander unabhängigen Ansteuerung können anläßlich eines Normalbremsvorganges oder eines Lenkbremsvorganges ein bzw. zwei Kolben aktiviert werden. Dadurch ist es bei einfachem Aufbau der Bremszylinder möglich, bei gut dosierbarem Bremsdruck jedes abzubremsende Fahrzeugrad einer solchen Bremswirkung auszusetzen, die für den jeweiligen Bremsfall eine optimale Bremswirkung verspricht.

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Um in einfacher Weise festzustellen, ob eine Lenkbremsung oder Normalbremsung stattfinden soll, ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung mit jedem Bremspedal ein Hebel verschwenkbar, der einen Schalter und eine Schaltfahne trägt, wobei jeweils der Schalter des einen Bremspedals mit der Schaltfahne des anderen Bremspedals derart zusammenwirkt, da/3 beim gleichzeitigen Niedertreten beider Bremspedale beide Schalter unbetätigt bleiben, dagegen beim Niedertreten nur eines der Bremspedale lediglich der Schalter des betätigten Bremspedals durch die Schaltfahne des unbetätigten Bremspedals umgeschaltet wird.

Eine zweckmäßige Steuerung der Wegeventile ergibt sich durch das Kennzeichen des Anspruches 3.

Gemäß Anspruch 4 wird unter anderem ein dritter, federbelasteter Kolben vorgeschlagen, der nicht nur bei angezogener Handbremse die Radbremse betätigt sondern bei einer Lenkbremsung die Betätigungskraft der Kolben noch weiter heraufsetzt.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Eine Lenkbremsanlage für ein mit einem Anhänger betreibbares Zugfahrzeug,

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Fig. 2 eine Ansicht nach der Linie A-B in Fig. und

Fig. 3 ein Funktionsschema, aus der die Schaltstellung der schaltbaren Bauglieder der Bremsanlage in Abhängigkeit von der Bremsbetätigungsart wiedergegeben ist.

Die Lenkbremsanlage umfaßt nach Fig. 1 zwei Hauptbremszylinder 1,2, die im Bremsfall Bremsflüssigkeit in den hydraulischen Bremskreis 3 der Radbremsen 4 der Vorderräder des Kraftfahrzeuges einspeisen. Betätigt werden die Hauptbremszylinder 1,2 durch je ein Bremspedal 5,6. Beide Bremspedale 5,6 sind zur Ausführung von Normalbremsungen mittels einer nicht gezeigten Vorrichtung miteinander verriegelbar, und zur Ausführung von Lenkbremsungen in entriegeltem Zustand einzeln betätigbar.

Der Bremskreis 3 enthält ein Zuschaltventil 7, welches nur bei gleichzeitig betätigten Hauptbremszylindern 1,2, also anläßlich einer Normalbremsung, Bremsflüssigkeit zu den Radbremszylindern 8 der Vorderradbremse 4 leitet. Wird dagegen anläßlich einer Lenkbremsung nur einer der beiden Hauptbremszylinder 1,2 betätigt, so nimmt das Zuschaltventil 7 unter dem Einfluß des in einer der Leitungen des Kreises 3 aufgebauten Bremsdruckes eine Sperrlage ein, in der die Radbremszylinder 8 von der Versorgung mit Bremsflüssigkeit ausgeschlossen sind.

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Im Bremskreis 3 befindet sich weiter ein Wechselventil 9, dessen Ausgang an einen Steuereingang eines Anhängersteuerventils 10 angeschlossen ist. Die Ansteuerung des Anhängersteuerventils 10 erfolgt durch die Betätigung mindestens eines der Bremspedale 5,6 entsprechend den von den Hauptbremszylindern 1,2 im Bremskreis 3 aufgebauten Druck. Das Anhängersteuerventil 10 wird über Leitungen von einem Kompressor 11 oder einer anderen Druckmittelquelle mit Druckluft beliefert und stellt je nach dem Druck im Bremskreis 3 in seiner Ausgangsleitung 12 einen Druck von 7 bis 9 bar zur Verfügung. Die Ausgangsleitung 12 ist an einem fahrzeugsseitigen Kupplungskopf 13 angeschlossen, an den die Bremsanlage eines mitgeführten Anhängers ankuppelbar ist.

Neben der Versorgung der Bremsanlage des Anhängers dient das Anhängersteuerventil 10 nach der Erfindung zusätzlich dazu, die Radbremszylinder 14 der Hinterradbremse 15 des Kraftfahrzeuges mit Bremsdruckmittel zu beliefern. Die Radbremszylinder 14 weichen in ihrem Aufbau von denen der Vorderräder insofern ab, als sie nicht nur einen, sondern drei hintereinanderliegende Kolben enthalten.

Ein Radbremszylinder 14 besteht aus drei miteinander fest verbundenen Gehäuseteilen 14a, 14b, 14c, von denen das mittlere Gehäuseteil 14b eine den Zylinderinnenraum unterteilende Zwischenwand darstellt. Zwischen den Gehäuseteilen 14a,14b und

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14b,14c ist jeweils eine flexible Membrane 16,17 druckdicht eingespannt. Die Membran 16 übergreift den radbremsnahen Kolben 18 mit seinem verhältnismäßig großflächigen Kopf 18a und bildet zwischen der Stirnwand des Gehäuseteils 14a und dem mittleren Zylinderteil 14b zwei Arbeitsräume: unterhalb der Membran einen Gegendruckraum, in dem eine Rückholfeder 19 für den radbremsnahen Kolben 18 eingesetzt ist und oberhalb der Membran 16 einen Druckraum zur Druckbeaufschlagung des radbremsnahen Kolbens 18. In entsprechender Weise ist unterhalb der oberen Membran 17 ein Gegendruckraum ausgebildet, um den dort befindlichen radbremsfernen Kolben 20 in seine Ausgangslage zurückzuschieben, sowie oberhalb der Membran 17 eine Druckkammer, bei deren Beaufschlagung der im Gehäuseteil 14b geführte Kolben 20 in Richtung des radbremsnahen Kolbens 18 verschoben wird. Oberhalb des radbremsfernen Kolbens 20 ist im oberen Zylinderteil 14c ein weiterer, unter der Kraft einer vorgespannten Druckfeder 21 stehender Kolben 22 untergebracht, der bei Lenkbremsungen wirksam ist und die Feststellbremse aktiviert.

Anläßlich einer Normalbremsung, bei der die Radbremszylinder beider Fahrzeugseiten betätigt werden, sind lediglich die radbremsnahen Kolben 18, die in bekannter Weise über ein Gestänge 23 auf die zugeordnete Hinterradbremse 15 wirken, dosiert druckbeaufschlagt. Im Falle einer Lenkbremsung, bei welcher lediglich einer der Hauptbremszylinder 1,2 betätigt wird, erfolgt nur bei dem diesem Hauptbremszylinder 1,2

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zugeordneten Radbremszylinder 14 eine dosierte Druckbeaufschlagung auch des radbremsfernen Kolbens 20, dessen Kolbenkraft sich der Kolbenkraft des radbremsnahen Kolbens überlagert, so daß an dem betreffenden Fahrzeugrad gegenüber einer Normalbremsung wegen des gleichen Durchmessers der Kolben eine doppelte Bremswirkung auftritt. Der dritte, mittels der Druckfeder 21 im Bremssinn beaufschlagte Kolben 22 liegt am radbremsfernen Kolben 20 an und unterstützt im Falle einer Lenkbremsung die beiden Kolben 18,20 in ihrer Bremskraft. Bei abgestelltem Fahrzeug betätigt der Kolben 22 über die unbeaufschlagten Kolben 18,20 die nun als Feststellbremse wirkende Hinterradbremse 15.

Zur Steuerung des Druckaufbaus in den Druckräumen der Radbremszylinder 14 dienen elektromagnetisch betätigbare Wegeventile 25,26,27,25',26·,27· von denen die Wegeventile 25,26,25',26 ' in Leitungen liegen, die von der Ausgangsleitung 12 des Anhängersteuerventils 10 ausgehen. Der Gegendruckraum des Kolbens 20 ist über ein Wegeventil 27 bzw. 27' und ein Handbremsventil 28 unter Umgehung des Anhängersteuerventils an den Kompressor 11 angeschlossen. In seiner Ruhestellung schaltet das Wegeventil 25,25' den Druckraum des radbremsnahen Kolbens 18 frei zugänglich, das Wegeventil 26,26' sperrt den Druckraum zum radbremsfernen Kolben 20 ab und das Wegeventil 27,27' entlüftet den angeschlossenen Gegendruckraum.

Zur Ansteuerung der Wegeventile 25,26,27,25',26',27 ' sind zwei

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elektrische Schalter 29,30 vorgesehen, die mit dem Bremspedal 5 bzw. 6 verschwenkbar sind. Jedem Schalter 29,30 ist am jeweils anderen Bremspedal 5,6 eine Schaltfahne 31,32 zugeordnet, die, wie Fig. 2 zeigt, den betreffenden Schalter 29,30 solange unbetätigt läßt, wie die beiden Bremspedale 5,6 die gleiche relative Lage zueinander einnehmen, die den betreffenden Schalter jedoch betätigt, sobald nur das den Schalter 29,30 tragende Bremspedal 5,6 niedergetreten wird. Die elektrischen Schalter 29,30 liegen in je einem Steuerstromkreis, wobei die Steuerleitung des am rechten Bremspedal 5 befestigten Schalters 29 an das Wegeventil 25 für den Kolben 18 des auch in der Zeichnung linken Radbremszylinders 14 und das Wegeventil 26 für den Kolben 20 des rechten Radbremszylinders 14 angeschlossen ist. Entsprechendes gilt für den Steuerkreis des dem linken Bremspedal 6 zugeordneten elektrischen Schalters 30.

Damit im Fahrbetrieb des Fahrzeuges die auf den Kolben 22 wirkende Kraft der Druckfeder 21 unwirksam bleibt, ist der Gegendruckraum des Kolbens 20 über das Wegeventil 27,27' mit Druckmittel beaufschlagt, sobald das Handbremsventil 28 ausgeschaltet ist. Bei Lenkbremsung wird das der rechten Hinterradbremse 15 zugeordnete Wegeventil 27■ über den elektrischen Schalter 29 des rechten Bremspedals 5 angesteuert und die Druckfeder 21 stufenlos entlüftet. Sinngemäß gleiches gilt für das der linken Hinterradbremse 15 zugeordnete Wegeventil 27, das über den Schalter 30 des linken Bremspedals 6 gesteuert wird.

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Das Funktionsschema gemäß Fig. 3 zeigt in Abhängigkeit von der Bremsbetätigungsart, in welcher Weise die einzelnen steuerbaren Bauelemente der Lenk-/Bremsanlage angesteuert sind, wobei ein &khgr; für "angesteuert" und ein - für "nicht angesteuert" steht.

Im beschriebenen Ausführungsbeispiel besitzen die Kolben 18,20 der Bremszylinder 14 etwa gleichen Durchmesser. Eine technisch einfacher aufgebaute Bremsanlage kann realisiert werden, wenn auf die Hilfsfunktion des Kolbens 22 bei Lenkbremsungen verzichtet wird und der Durchmesser des Kolbens 20 entsprechend größer als der des Kolbens 18 ausgeführt wird. In diesem Fall können die Wegeventile 27 entfallen.

Claims (4)

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1. Druckmittelbetatigte Lenkbremsanlage für Kraftfahrzeuge mit Anhänger, mit zwei durch je ein Bremspedal einzeln oder gemeinsam betätigbare Hauptbremszylinder, die bei einer Betätigung einen mit der Pedalkraft veränderlichen Druck aufbauen, der zur Steuerung eines Ventils benutzt wird, über das ein von zwei Kolben eines Radbremszylinders der Radbremse eines angetriebenen Hinterrades mit von einer Fremdkraftquelle geliefertem Druckmittel beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Druck der Hauptbremszylinder (1,2) gesteuerte Ventil (Anhängersteuerventil (10)) für die Betätigung der Radbremsen eines Anhängers an seinem Ausgang einen mit dem Steuerdruck veränderlichen Ausgangsdruck zur Verfügung stellt, daß der Druckraum des anderen Kolbens (18) der Radbremszylinder (14) ebenso wie der Druckraum des ersten Kolbens (20) an die Ausgangsleitung (12) des Ventils (10) angeschlossen ist und da/3 zur Druckbeaufschlagung der Kolben (18,20) Wegeventile (25,26,27,25',26',27■) vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von der Schaltstellung zweier das betätigte Bremspedal (5,6)

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ermittelnder Schalter (29,30) derart gesteuert sind, da/3 zur Ausführung einer Normalbremsung lediglich die radbremsnahen Kolben (18) und zur Ausführung einer Lenkbremsung zusätzlich die radbremsfernen Kolben (20) des durch das betätigte Bremspedal (5,6) bestimmten Radbremszylinders (1,2) beaufschlagt werden, wobei der radbremsferne Kolben (20) seine Kolbenkraft auf den radbremsnahen Kolben (18) überträgt.

2. Lenkbremsanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß mit jedem Bremspedal (5,6) ein Schalter (29,30) und eine Schaltfahne (31,32) verschwenkbar sind, wobei jeweils der Schalter (29,30) des einen Bremspedals (5,6) mit der Schaltfahne (31,32) des anderen Bremspedals (5,6) derart zusammenwirkt, daß beim gleichzeitigen Niedertreten beider Bremspedale (5,6) beide Schalter (29,30) unbetätigt bleiben, dagegen beim Niedertreten nur eines der Bremspedale (5,6) lediglich der Schalter des betätigten Bremspedals (5,6) durch die Schaltfahne (31,32) des unbetätigten Bremspedals (5,6) umgeschaltet wird.

3. Lenkbremsanlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, da/3 das Wegeventil (25,25') in seiner Ruhestellung den Druckraum des ihm zugeordneten radbremsnahen Kolbens (18) mit der Ausgangsleitung (12) des Anhängersteuerventils (10) verbindet und das Wegeventil (26,26') in seiner Ruhestellung

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den Druckraum des ihm zugeordneten radbremsfernen Kolben (20) entlastet.

4. Lenkbremsanlage nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, da/3 der radbremsferne Kolben (20) durch Druckbeaufschlagung seines Gegendruckrauines unabhängig von dem radbremsnahen Kolben

(18) und gegen die Kraft eines dritten, im Bremssinn federbelasteten Kolbens (22) in seine bremswirkungslose Ausgangslage schiebbar ist.