DE2263690C3 - Federspeicherbremseinrichtung für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Federspeicherbremseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Bremseinrichtung dieser Art sind der Druckluftteil und der hydraulische Teil vollständig voneinander getrennt (DT-OS 14 30 666). Während die μ Druckluft die Bremsen und Federspeicherbremseinrichtung betätigt, ist zusätzlich noch eine hydraulische Betätigung der Federspeicherbremseinrichtung möglich. Soll diese gelöst werden, so erfolgt dies durch eine vom Fahrer willkürlich betätigbare Pumpe, während andererseits das Einrücken der Federspeicherbremse durch das Umschalten eines Ventils erfolgt Ferner sind Scheibenbremsen bekannt, die mit Federspeicherbremseinrichtungen versehen sind (US-PS 36 17 096), Hierbei sind jedoch keine druckluftbetätigten Bremsen vorgesehen.

Die meisten vorhandenen Bremssysteme für schwere Fahrzeuge werden durch Druckluft betätigt und haben folglich einen durch Druckluft gelösten Federspeicher. Scheibenbremsen haben viele Vorteile gegenüber früheren, in Industriefahrzeugen verwendeten Bremsen. Scheibenbremsen benötigen jedoch zum Betätigen eine hydraulische Druckquelle. Um mit Scheibenbremsen ausgerüstete Fahrzeuge an nicht mit Scheibenbremsen ausgerüstete Fahrzeuge anzupassen, ist es wünschenswert, eine hydraulisch arbeitende Einrichtung vorzusehen, die durch Druckluft betätigt wird. Da federspeicherbetätigte Bremsen zum Lösen des Federspeichers einen druckmittelbetätigten Lösemechanismus benötigen, ist es notwendig, eine Einrichtung vorzusehen, die einen hydraulischen Bremslösedruck aus der vom Fahrzeugluftkompressor erzeugten Druckluft entwickeln kann. Eine derartige Einrichtung muß zum Aufrechterhalten des vorgegebenen Bremslösedrucks im Federspeicher während der Fahrt in der Lage sein, wiederholt Arbeitsspiele auszuführen.

Es ist daher die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, eine Einrichtung zu schaffen, die die vom Druckluftsystem des Fahrzeuges gelieferte Energie verwendet, um einen hydraulischen Druck zu entwikkeln, der zum Lösen der Federspeicherbremseinrichtung verwendet wird, wobei die Einrichtung einen verhältnismäßig einfachen Aufbau aufweisen soll.

Diese Aufgabe ist mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Auf diese Weise wird das für die Druckluftbremsen ohnehin benötigte Druckluftsystem in einfacher Weise auch für die Betätigung der Federspeicherbremseinrichtung von hydraulisch betätigten Breriisen herangezogen. Solche Verhältnisse sind beispielsweise bei Fahrzeugen anzutreffen, bei denen der Zugwagen mit hydraulisch betätigten Scheibenbremsen und der Anhänger mit druckluftbetätigten Bremsen versehen ist. Ferner wird ein Bremssystem mit einer einzigen Pumpeinrichtung geschaffen, die den Druckmittelbedarf auf allen Fahrzeugen unabhängig von der Zahl der Achsen befriedigen kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Federspeicherbremseinrichtung nach der Erfindung,

F i g. 2 einen Schnitt durch die Pumpeinrichtung der in Fig. 1 gezeigten Federspeicherbremseinrichtung.

Eine Pumpeinrichtung 10 hat ein Schaltventil 12 mit einer Einlaßöffnung 14, die an eine Druckluftquelle 16 angeschlossen ist, etwa an einen Druckluftbehälter, der durch den üblichen, nicht dargestellten, vom Fahrzeugmotor angetriebenen Luftkompressor des Fahrzeugs gefüllt wird. Das Schaltventil 12 hat ferner eine Auslaßöffnung 17, die an eine Einlaßöffnung 18 angeschlossen ist. Diese Einlaßöffnung steht in Verbindung mit einer Kammer 20 der Pumpeinrichtung 10.

In der Pumpeinrichtung 10 ist eine Druckkammer 22 gebildet, die ein Ende eines Kolbens 24 verschiebbar

und dichtend aufnimmt, während das andere Ende in die Kammer 20 ragt. Die Kammer 22 hat eine Auslaßöffnung 26 und eine Einlaßöffnung 28, die an einen Behälter 30 für hydraulisches Druckmittel angeschlossen ist. Durch die Bewegung des Kolbens 24 wird ein Ventil 32 betätigt. Dieses Ventil wird normalerweise offengehalten, um eine Verbindung zwischen dem Behälter 30 und der Kammer 22 zu ermöglichen. Wenn jedoch der Kolben 24 in Fig.2 über eine vorgegebene Strecke hinausbewegt wird, schließt das Ventil 32 und unterbricht die Druckmittel verbindung in die Kammer 22 über die Einlaßöffnung 28. Das Ventil 32 ist von üblicher, bei Hauptzylindern verwendeter Konstruktion und wird nicht weiter beschrieben. Eine in der Kammer 22 angeordnete Feder 34 drückt in F i g. 2 den Kolben 24 nach links. Das andere Ende des Kolbens 24 trägt eine bewegbare Wand 36. Eine biegsame Membran 38 verbindet die äußeren Umfangskanten der Wand 36 mit dem Gehäuse der Pumpeneinrichtung 10. Wenn sich der Kolben 24 und die Wand 36 in Fig. 2 nach rechts bewegen, rollt die biegsame Membran 38 auf dem Gehäuse ab. Die Wand 36 und die Membran 38 arbeiten zusammen und teilen die Kammer 20 in einen mit der Einlaßöffnung 18 in Verbindung stehenden, ersten Abschnitt 40 und in einen mit der Außenseite des Gehäuses in Verbindung stehenden, zweiten Abschnitt 42.

Das Schaltventil 12 hat ein Gehäuse 44, das eine Bohrung 46 aufnimmt. Innerhalb der Bohrung 46 ist verschiebbar ein Kolben 48 angeordnet, der ein Ventilelement 50 betätigen kann. Der Kolben 48 ist abgestuft zur Bildung einer Schulter 52, die durch eine Feder 56 in Berührung mit einem entsprechenden Abschnitt 54 des Gehäuses 44 gedrückt wird. Die Schulter 52 arbeitet mit der Wand des Gehäuses 44 zusammen und bildet dazwischen eine ringförmige Steuerkammer 58. Das Gehäuse 44 hat ferner in einem Ende eine Auslaßöffnung 60. Das Ventilelement 50 hat ein mittleres Teil 62 und zwei äußere Teile 64 und 66, die an gegenüberliegenden Seiten des mittleren Teils 62 angeordnet sind. Nicht dargestellte öffnungen ermöglichen eine Drtckmittelverbindung um den Umfang des Ventilelements 50 herum zwischen einer mit der Einlaßöffnung 14 verbundenen Einlaßkammer 68 und einer mit der Auslaßöffnung 17 verbundenen Auslaßkammer 70.

Im Gehäuse 44 ist auch eine zweite Bohrung 72 vorgesehen, die ein zweites Ventilelemcnt 74 verschiebbar aufnimmt. Seine Sitzfläche arbeitet mit der Bohrung 72 zusammen und teilt die letztere in eine Einlaßkammer 78 und eine Auslaßkammer 80. Die Einlaßkammer 78 ist an die Einlaßöffnung i4 angeschlossen. Ein Kanal 82 verbindet die Auslaßkammer 80 mit der Steuerkammer 58. Ein weiterer Kanal 34 verbindet den Kanal 82 mit dem Abschnitt 42 der Kammer 20. Eine Feder 86 drückt das Ventilelement 74 in dichtende Berührung mit einer Schulter 76 und verhindert normalerweise eine Verbindung zwischen der Einlaßkammer 78 und der Auslaßkammer 80. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß das Ventilelement 74 in die Kammer 20 ragt und von der biegsamen Membran 38 berührt werden kann, wenn sich der Kolben 24 um eine ausreichende Strecke verschiebt. Die Membran 38 drückt dann das Ventilelement 74 von der Schulter 76 weg und ermöglicht eine Verbindung zwischen der Einlaßkammer 78 und der Auslaßkammer 80.

Die Bremseinrichtung nach Fig. 1 und 2 weist ferner ein Steuerventil 88 mit einem Gehäuse 90 auf. das eine Bohrung 92 aufweist. Eine Einlaßöffnung 94 verbindet die Bohrung 92 mit der Auslaßöffnung 26 der Pumpeinrichtung 10, Eine Auslaßöffnung 96 verbindet die Bohrung 92 mit der im Scheibenbremssattel 98 untergebrachten hydraulisch lösbaren Federspeicherbremse. Ein Kolben 100 ist verschiebbar in einem Abschnitt 102 mit größerem Durchmesser der Bohrung 92 angeordnet und wird durch eine Feder 106 an eine Schulter 104 des Gehäuses 90 gedrückt Eine Kolbenstange 108 ragt durch ein in der Bohrung 92 angeordnetes, ringförmiges Verschlußstück 110 und ist gegenüber diesem abgedichtet, um eine Verbindung zwischen dem Abschnitt mit dem größeren Durchmesser der Bohrung 102 und dem Abschnitt mit kleinerem Durchmesser der letzteren zu verhindern. Zwischen dem Verschlußstück 110 und dem Ende des Kolbens 100 wird eine Druckkammer 112 abgeteilt, die über eine Einlaßöffnung 114 mit der Druckluftquelle 16 verbunden ist. Innerhalb der Bohrung 92 ist zwischen der Einlaßöffnung 94 und der Auslaßöffnung % ein Ventilsitz 116 angeordnet, der mit einer Kuge! 118 zusammenarbeiten kann. Diese Kugel :;ird von einer Feder 120 in Eingriff mit dem Sitz 116 gedrückt, um eine Druckmittelverbindung zwischen den Öffnungen 94 und 96 zu verhindern. Da jedoch die von der Feder 106 ausgeübte Kraft größer ist als die von der Feder 120 ausgeübte Kraft, hält die sich auch durch den Ventilsitz 116 erstreckende Kolbenstange 108 die Kugel 118 außer Eingriff mit dem Sitz 116, wenn der Kolben die Schulter 104 berührt. Eine Verbindung zwischen der Druckluftquelle 16 und den Einlaßöffnungen 114 und 14 wird von einem handbetätigten Steuerventil 25 gesteuert, das normalerweise eine Verbindung mit der Druckluftquelle 16 verhindert, aber vom Fahrer betätigt werden kann, um Druckmittel zu den Öffnungen 14 und 114 zu leiten.

Die in Fig. 1 und 2 gezeigte Einrichtung ist in der Stellung gezeigt, die sie bei Betätigung des Federspeicherbremszylinders einnimmt. In dieser Stellung hält die Kolbenstange 108 die Kugel 118 vom Ventilsitz 116 weggedrückt, damit der Strömungsmitteldruck im Federspeicherbremszylinder über die Bohrung 92, die Kammer 22 und die Einlaßöffnung 28 zum Behälter 30 hin abgebaut werden kann. Zum Anfahren des Fahrzeuges betätigt der Fahrer das Ventil 25, um den Öffnungen 14 und 114 Druckluft zuzuführen. Die Druckluft an der Einlaßöffnung 114 wird zur Kammer 112 geleitet, wo sie auf das Ende des Kolbens 100 wirkt und diesen in F i g. 1 gegen die Kraft der Feder 106 nach oben drückt. In diesem Fall drückt die Feder 120 die Kugel 118 in dichtende Berührung mit dem Ventilsitz 116, das Rückschlagventil schließt also, um eine Druckmittelverbindung von der Auslaßöffnung 96 zur Einlaßöffnung 94 zu verhindern, jedoch eine Druckmittelverbindung von der Öffnung 94 zur öffnung 96 zuzulassen. Zur gleichen Zeit hält die Feder 56 das Veritilelement 50 in der dargestellten Stellung, um eine Zufuhr von Druckluft an der Öffnung \4 um das Ventilelement 50 herum zur Auslaßöffnung 17 und dann durch die entsprechende Leitung in die Einlaßöffnung

bo 18 zuzulassen. Der Druck an der Einlaßöffnung 18 beaufschlagt die Wa .d 36 und drückt den Kolben 24 in F i g. 2 nach rechts. Wenn sich der Kolben 24 bewegt, schließt zuerst das Ventil 32 und beendet die Strömungsmittelverbindung vom Behälter 30 in die

hi Kammer 22. Eine weitere Bewegung des Kolbens 24 setzt dann das Strömungsmittel in der Kammer 22 unter Druck, das über den Ventilsitz 116 von der Kammer 22 in die BohrunE 92 und in den Federspeicherbremszylin-

der geleitet wird. Wenn sich die Wand 36 bewegt, rollt die Membran 38 auf der Wand des Gehäuses ab. Wenn sich die Membran 38 zum Bedecken des Kanals 84 um eine ausreichende Strecke bewegt hat, wird die Druckmittelverbindung zwischen der Steuerkammer 58 und der Außenseite des Gehäuses beendet. Wenn die Membran um eine zusätzliche Strecke abrollt, wird das Ventilelement 74 von der Schulter 76 weggedrückt und ermöglicht eine Druckluftverbindung von der Einlaßöffnung 14 in die Steuerkammer 58. Das unter hohem Druck stehende Druckmittel in der Steuerkammer 58 drückt den Kolben 48 gegen die Vorspannung der Feder 56 nach links. Wenn sich der Kolben 48 bewegt, drückt die Druckluft an der F.inlaßöffnung 14 auch das Ventilelement 50 nach links und ermöglicht, daß der äußere, elastische Teil 64 dieses Ventilclements einen in der Bohrung 46 ausgebildeten Ventilsitz 122 dichtend berührt. Hierdurch wird eine weitere Druckluftverbin-

j :_„i λ i?:«i„n«rr

UUlIg /.WLlClIf-Il UUI \-.\\l\nW\J\ IllUtfg

nung 17 verhindert. Wenn sich der Kolben 48 um eine weitere Strecke bewegt, bewegt sich das Ende des Kolbens vom äußeren Teil 64 des Ventilelements 50 weg. Hierdurch wird eine Druckluftverbindung zwischen der Entlüftungsöffnung 60 und der Auslaßkammer 70 über einen Kanal 124 ermöglicht, der sich axial durch den Kolben 48 erstreckt. Es wird daher der Abschnitt 40 der Kammer 20 zur Atmosphäre hin entlüftet. Hierdurch kann die Feder 34 den Kolben 24 und die Wand 36 in die in F i g. 2 gezeigte Stellung drücken. Wenn sich die Membran 38 wieder nach links bewegt, wird zuerst das Ventilelement 74 freigegeben und der Kanal 84 wird wieder geöffnet und entlüftet wiederum die Steuerkammer 58 zur Atmosphäre hin. Die Feder 56 drückt dann den Kolben 48 und das Ventilelement 50 in die gezeigte Stellung. Wenn das Strömungsmittel in der Kammer 22 durch die Bewegung des Kolbens 24 in F i g. 2 nach rechts unter Druck gesetzt wird, gelangt unter hohem Druck stehendes Strömungsmittel zu dem im Bremssattel 98 angeordneten Federspeicherbremszylinder über die Auslaßöffnung 26. die Einlaßöffnung 94. den Ventilsitz 116 in der Bohrung 92 und die Auslaßöffnung 96. Wenn sich jedoch der Kolben 24 in F i g. 2 nach links bewegt, wird der Federspeicherbretns zylinder infolge des Rückschlagventils 116, 118 nich entlüftet.

Wenn die Wand 36 wieder in die in Fig. 2 gezeigte Stellung gedrückt wird, wird die Druckluft wiederum in den Abschnitt 40 der Kammer 20 geleitet, was den Kolben 24 wieder in Fig. 2 nach rechts drückt. Es is darauf hinzuw :isen, daß die Druckhöhe in der Kammei 22 während der Bewegung des Kolbens 24 nach rechts die gleiche ist wie die Druckhöhe im hydraulischen Federspeicherbremszylinder. Die Pumpeinrichtung fährt in dieser Weise fort, bis die Druckhöhe im Federspeicherbremszylinder der Kraft das Gleichge wicht hält, die von der im Abschnitt 40 auf die Wand 36 wirkenden Druckluft ausgeübt wird. In diesem Fall steh der Kolben 24 im Gleichgewicht und bewegt sich nicht Wenn jedoch der hydraulische Druck im Federspeicher UpnmF-Milinrinr innKrnnrl el eic folir-if«l ιιτΚο I rioKc Q t lf (ΤΠ ΙΓ»ί

von irgendwie verursachten Temperaturänderunger abfällt, beginnt die Pumpeinrichtung 10 automatisch zi pumpen und hält den ßremslösedruck aufrecht. Wenr das Fahrzeug abgestellt wird und der Fahrer der Federspeicherbremszylinder betätigen will, wird da?

Steuerventil 25 in eine die Einlaßöffnungen 114 und 1 zur Atmosphäre hin entlüftende Stellung bewegt. Ir diesem Fall wird der Abschnitt 40 der Kammer 20 übe die öffnung 17. die Kammern 70 und 68. den Einlaß 1' und den Auslaß des Steuerventils 25 zur Atmosphäre hit

JO entlüftet. Die Feder 34 drückt den Kolben 24 nach link in die in der Zeichnung dargestellt Stellung, öffnet da; Ventil 32 und ermöglicht eine Verbindung zwischen dei Kammer 22 und dem Behälter 30. Gleichzeitig wird aucl der Luftdruck in der Kammer 112 entlüftet unc

3ϊ ermöglicht der Feder 106, den Kolben 100 in eint Stellung zu drücken, in der die Kugel 118 außer Eingrif mit dem Ventilsitz 116 gehalten wird. Der Feder speicherbremszylinder wird dann zum Behälter 30 hir entlüftet, so daß die Druckhöhe im Zylinder plötzlicl vermindert wird und der Federspeicherbremszylindei die Scheibenbremse betätigt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Federspeicherbremseinricbtiing für Fahrzeuge, mit einer hydraulisch lösbaren Federspeicherbremse, einet Pumpeinrichtung für das hydraulische Strömungsmittel, einem drucklosen Flüssigkeitsbehälter und einem Steuerventil, das aus einer ersten Stellung, in der die Federspeicherbremse mit dem Flüssigkeitsbehälter verbunden ist, in eine zweite to Stellung umschaltbar ist, in der diese Verbindung durch ein Rückschlagventil gesperrt ist, so daß hydraulisches Strömungsmittel unter dem von der Pumpeinrichtung erzeugten Druck der Federspeicherbremse zugeführt wird, dadurch ge-is kennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung (10) über ein Schaltventil (12) an eine Druckluftquelle (16) des Fahrzeugs angeschlossen ist, wobei das Schaltventil (12) den Kolben (24, 36) der Pumpeinrichtung (10) abhängig vom Strömungsmitteldruck in der Federspeicherbremse wiederholt mit Druckluft beaufschlagt und entlastet, bis ein ausreichender Bremslösedruck erzeugt ist, und daß das Steuerventil (88) durch einen druckluftbetätigten Kolben (100) gegen die Kraft einer Feder (106) in der zweiten Stellung gehalten ist und durch Entlüften der zum Steuerventil (88) führenden Druckluftleitung in die erste Stellung umschaltet.

2. Federspeicherbremseinrichtung nach Anspruch

1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckkammer (22) für das hydraulische Strömungsmittel der Pumpeinrichtung (10) zur hydraulischen Strömungsmittelverbindupg zwischen dem Flüssigkeitsbehälter (30) und dem Steuerventil (W) ein Ventil (32) vorgesehen ist, das vom Kolben (24, 36) der Pumpeinrichtung (10) abhängig von der Kolbenstellung derart umschaltbar ist, daß es beim Beaufschlagen des Kolbens mit Druckluft über das Schaltventil (12) geschlossen und durch eine den Kolben (24,36) beaufschlagende Feder (34) geöffnet wird.

3. Federspeicherbremseinrichtung nach Anspruch

2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (12) für die Beaufschlagung des Kolbens (24, 36) der Pumpeinrichtung (10) mit Druckluft abhängig von der Kolbenstellung derart umschaltbar ist, daß der der Druckkammer (22) gegenüberliegende, von einer Wand (36) des Kolbens (24, 36) abgeteilte Abschnitt (40) der Pumpeinrichtung (10) abwechselnd mit Druckluft beaufschlagt und entlüftet wird.

4. Federspeicherbremseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der von der Druckluftquelle (16) zu dem Schaltventil (12) und dem Steuerventil (88) führenden Leitung ein willkürlich betätigbares Steuerventil (25) vorgesehen ist.