DE2820107B2

DE2820107B2 - Druckluft-Bremsanlage für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2820107B2
Application number: DE19782820107
Authority: DE
Inventors: Hans 6803 Edingen Gruener; Wolfgang Dipl.-Ing. 6800 Mannheim Mueller
Original assignee: Graubremse 6900 Heidelberg GmbH
Current assignee: Graubremse 6900 Heidelberg GmbH
Priority date: 1978-05-09
Filing date: 1978-05-09
Publication date: 1980-03-06
Also published as: DE2820107A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine öruckluft-Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem Vorderachs-Bremskreis und einem mit einem automatisch lastabhängigen Bremskraftregler ausgestatteten Hinterachs-Bremskreis, ferner mit einem mindestens zwei Wiegekolben aufweisenden Mehrkreisbremsventil, in dem der dem Vorderachs-Bremskreis zugeordnete Wiegekolben als Mehrstufenkolben ausgebildet ist, dessen eine Wirkfläche vom ausgesteuerten Druck des Hinterachs-Bremskreises und dessen weiiere Wirkfläche von dem ausgesteuerten Druck des Bremskraftreglers beaufschlagt ist.

Eine derartige Druckluft-Bremsanlage ist aus der DE-AS 25 48 973 bekannt. Bei dem Mehrkreisbremsventil dieser bekannten Bremsanlage wird der ausgesteuerte Bremsdruck über den ganzen Hubbereich der Betätigung gleichförmig behandelt, d. h. bei leerem Fahrzeug entsprechend gleichförmig untersetzt; der Einfluß des automatisch lastabhängigen Bremskraftreglers wirkt sich dabei auf eine Teilwirkfläche des Mehrstufenkolbens aus. Mit dieser Art der Steuerung des Vorderachs-Bremsdruckes ist die Gefahr verbunden, daß bei Teilbremsungen die Vorderachse des Fahrzeuges überbremst wird, weil sich die dynamische Achslastverlagerung in solchen Teilbremsbereichen nur vergleichsweise wenig auswirkt.

Aus der DE-PS 16 80 087 ist ein Drucksteuerventil für druckmittelbetätigbare Kraftfahrzeug-Bremsanlagen bekannt, bei dem der ausgesteuerte Druck besser angepaßt wird, und zwar an die infolge der dynamischen Achslastverlagerung aufzubringenden Bremskräfte. Dies bedeutet, daß im Teilbremsbereich eine Druckuntersetzung stattfindet, die in einem weiteren Bremsbereich gegen Vollbremsung hin aufgehoben wird. Dieses Drucksteuerventil weist neben einem Mehrstufenkolben mit zwei ansteuerseitig vorgesehenen Wirkflächen ein Überströmventil auf, welches in eine Umgehungsleitung zwischen den beiden ansteuerseitig vorgesehenen

Wirkflächen eingeschaltet ist. Das Überströmventil besitzt einen Ventilkörper, der über eine Feder gehäuseseitig abgestützt ist Die Kraft der Feder und damit die Öffnungskraft des Überströmventils kann eingestellt werden. Dieses Drucksteuerventil dient zur Steuerung des Vorderachs-Bremsdruckes bei einem Drucksteuerventil durchsteuernder Bauart, nicht bei einem Relaisventil. Es zeigt zwar die Anwendung im Hinblick auf die dynamische Achslastverlagerung, jedoch nicht bei einer solchen Bremsanlage, bei der auch die Vorderachse bereits einem Einfluß des automatisch lastabhängigen Bremskraftreglers unterliegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsanlage zu schaffen, die besonders feinfühlig den Bremsdruck verschiedener Achsen an deren Belaid siungszustand unter Berücksichtigung der dynamischen Achslastverlagerung anpaßt. Dabei muß insbesondere eine Überbremsung der Vorderachse bei Teilbremsungen vermieden, jedoch die Bremsdruckuntersetzung bei weitergehenden Bremsungen in Richtung auf die Ji) Vollbremsung aufgehoben werden.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in der Zuleitung zu der weiteren Wirkfläche oder bei Anordnung einer dritten Wirkfläche am Mehrstufenkolben in deren Zuleitung ein Überströmventil mit Rückströmung eingeschaltet ist. Damit ergibt sich eine Erniedrigung des Bremsdruckes an der Vorderachse beim Anbremsen bzw. bei Teilbremsungen, die bei weitergehenden Bremsungen in Richtung auf die Vollbremsung aufgehoben wird. Der Mehrstufenkolben ist rls Relaiskolben ausgebildet, so daß das Überströmventil an einer der Wirkflächen dieses Mehrstufenkolbens wirksam wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind drei Wirkflächen an dem Mehrstufenkolben angeordnet,

4^r> wobei das Überströmventil zwischen die erste und die dritte Wirkfläche eingeschaltet ist. Dies bringt den zusätzlichen Vorteil, daß auch im Bereich der Anbremsung bzw. von Teilbremsungen ein Einfluß des über den Bremskraftregler modulierten ausgesteuerten Druckes an dem Bremsdruck der Vorderachse merkbar ist.

Das Überströmventil kann mit dem Mehrkreisbremsvenlil baulich vereinigt sein, wodurch sich eine einfache Gestaltung des Mehrkreisbremsventiles und damit der gesamten Anlage ergibt.

"i") Auch der dem Hinterachs-Bremskreis zugeordnete Wiegekolben kann als Mehrstufenkolben mit mindestens zwei Wirkflächen ausgebildet sein, wobei dann in der Zuleitung zu einer dieser Wirkflächen ein Überströmventil angeordnet sein kann. Die Wirkfläche kann auch auf der Seite der Wiegekammer vorgesehen sein, so daß damit eine besondere Charakteristik erreichbar ist.

Die Erfindung wird anhand von zwei bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Es zeigt

b5 F i g. 1 die erfindungsgemäße Bremsanlage mit einem Querschnitt durch das Zweikreis-Bremsventil in einer ersten Ausführungsform,
F i g. 2 die erfindungsgemäße Bremsanlage mit einem

Querschnitt durch das Zweikreis-Bremsventil in einer zweiten Ausführungsform,

Fig.3 ein Druckdiagramm des zur Vorderachse ausgesteuerten Druckes über dem Hob des Zweikreis-Bremsventiles gemäß F i g. 1 und

Fig.4 ein Druckdiagramm des zur Vorderachse ausgesteuerten Druckes über dem Hub des Zweikreis-Bremsventiles gemäß F i g. 2.

Das Gehäuse 1 des in F i g. 1 dargestellten Zweikreis-Bremsvfntils ist mehrteilig ausgebildet und nimmt in seinem oberen Teil einen Wiegekolben 2 und einen zugehörigen Doppelventilkörper 3 auf, die dem ersten Bremskreis zugeordnet sind. Im unteren Bereich des Gehäuses 1 ist ein Wiegekolben 4 vorgesehen, der mit dem zugehörigen Doppelventilkörper 5 zusammenarbeitet und dem zweiten Bremskreis zugeordnet ist. Der Wiegekolben 4 ist über die Dichtungen 6, 7,8 und 9 auf seiner Ansteuerseite derart abgedichtet, daß die Wirkflächen 10 und 11 voneinander ab jetrennt werden. Damit ist der Wiegekolben 4 als Mehrstufenkolben 4, 10, 11 ausgebildet, während der Wiegekolben 2 ein üblicher Wiegekolben ist.

Der Wiegekolben 2 ist über eine Feder 12 am Gehäuse 1 abgestützt und trägt einen Auslaßsitz 13, der mit dem Doppelventilkörper 3 das Auslaßventil 3, 13 des ersten Bremskreises bildet. Der Wiegekolben 2 ist über den Stößel 14 und die zwischengeschaltete Kugelfeder 15 (Fig. 2) oder über die Federn 15', 15" (Fig. I) kraftmäßig ansteuerbar, beispielsweise über eine nicht dargestellte Trittplatte. Der Doppelventilkörper 3 bildet mit einem eingezogenen Gehäuserand 16 das Einlaßventil 3, 16 des ersten Kreises. Der Doppelventilkörper 3 ist über die Feder 17 im Gehäuse 1 aufgehängt, so daß in Ausgangsstellung das Einlaßventil 3, 16 geschlossen ist. Der Raum 18 ist über den Anschluß 19 und die dort endende Leitung 20 mit Druckluft aus dem Dmckluftbehälter 21 des ersten Kreises beaufschlagt. In den Druckluftbehälter 21 gelangt die Druckluft über ein Mehrkreisschutzventil 22.

Unter dem Wiegekolben 2 wird die Wiegekammer 23 gebildet, die in dauernder Verbindung mit dem Anschluß 24 steht, von dem eine Leitung 25 zu einem automatisch lastabhängigen Bremskraftregler 26 führt, der in üblicher Weise über ein Gestänge 27 entsprechend dem Beladungszustand des Fahrzeuges eingesteuert wird. Von diesem Bremskraftregler 26 gelangt Druckluft aussteuerseitig über die Leitung 28 einmal zu dem Bremszylinder 29 der Hinterachse und zum anderen an den Anschluß 30 an dem Zweikreisbremsvenlil und damit zu dem Überströmventil 53. Eine Bohrung 31 führt von dem Überströmventil 53 zu der Steuerkammer 32. Das Überströmventil 53 besitzt einen kolbenartig geführten Ventilkörper 54. der von der Kraft der Feder 55 beeinflußt ist, die ihrerseits über die Stellschraube 56 einstellbar ist. Der Ventilkörper 54 wird in Verbindung mit einem eingezogenen Gehäuserand 57 in 2:wei Wirkflächen unterteilt. Die äußere Wirkfläche 58 wird von dem Druck aus dem Anschluß 30 beaufschlagt, so daß sich hieraus der Öffnungszeitpunkt des Überströmventils 53 ergibt. Bei Erreichen des eingestellten Öffnungsdruckes öffnet das Überströmventil 53 und geht aber in der Folge bei Druckerhöhung zunächst jeweils wieder in eine Schließstellung. Ab einem bestimmten weiteren Druck verbleibt es dann in der Offenstellung. Dann wird auch die zweite Wirkfläche 59 beaufschlagt. Über die Bohrung 31 ist die Verbindung zur Steuerkammer 32 hergestellt, die der Wirkfläche U des Wiegekolbens 4 des zweiten Kreises zugeordnet ist. Ebenso führt ein Kanal 33 von dem Anschluß 24 bzw. aer Wiegekammer 23 zu der Steuerkammer 34, die der Wirkfläche 10 des Mehrstufenkolbens 4,10,11 zugeordnet ist

Es ist eine hohle Steuerstange 35 beweglich im Gehäuse 1 geführt und abgedichtet, die an ihrem unteren Ende den Auslaßsitz 36 des Auslaßventils 5, 36 des zweiten Kreises trägt Die St?uerstange 35 geht nach oben durch bis in den Bereich des Wiegekolbens 2

ίο bzw. dessen Auslaßsitz 13, wo hier ein Anschlag 37 gebildet ist, um den Wiegekolben 4 kraftmäßig zu steuern, wie später noch ausgeführt wird. Die hohle Steuerstange 35 ist gemäß F i g. 1 fest mit dem Mehrstufenkoiben 4, 10, 11 verbunden bzw. einstückig mit diesem ausgeführt Die Durchbrechung 38 dient Entlüftunigszwecken des ersten Kreises. Die Steuerstange 35 bzw. der Wiegekolben 4 ist auf der Feder 39 abgestützt.

Das Einlaßventil 5, 40 des zweiten Kreises wird von dem Doppelventilkörper 5 und einem vorspringenden Gehäuserand 40 gebildet. Der Doppelventilkörper 5 ist zu Entlüftungszwecken hohl ausgebildet und über die Feder 41 im Gehäuse aufgehängt. Die Entlüftungsöffnung 42 führt zur Atmosphäre, wobei hier ein Geräuschdämpfer 43 eingebaut sein kann. Der Geräuschdämpfer 43 kann nicht nur in der Entlüftungsleitung bzw. dem Auslaß angeordnet werden, sondern, wie Fig. 2 zeigt, auch innerhalb eines Kolbens oder auch eines Ventilkörpers. Auch jedem der beiden Kreise

to kann ein eigener Geräuschdämpfer zugeordnet werden.

Von dem Mehrkreisschutzventil 22 aus wird auch der

Druckluftvorratsbehälter 44 des zweiten Kreises gefüllt, und zwar in der Regel mit einem gleichhohen Druck wie ihn auch der Druckluftbehälter 21 aufweist. Über die

s^r> Leitung 45 steht Druckluft am Anschluß 46 und damit in dem Raum 47 vor dem geschlossenen Einlaßventil 5, 40 an. Unterhalb des Mehrstufenkolbens 4, 10, 11 ist die Wiegekammer 48 gebildet, die in dauernder Verbindung mit dem Anschluß 49 steht, der zu den Bremszylindern 50 der Vorderachse über die Leitung 51 führt.

Die Funktion der Bremsanlage gemäß Fig. 1 ist folgende:

Es ergibt sich in der Ausgangsstellung, in der der Stößel 14 nicht betätigt ist, die aus F i g. 1 ersichtliche

4^r) Relativlage, wobei sowohl das Einlaßventil 3, 16 des ersten Bremskreises als auch das Einlaßventil 5, 40 des zweiten Bremskreises geschlossen sind, während die beiden Auslaßventile 3, 13 und 5, 36 geöffnet sind. Die Bremszylinder 29, .50 sind dabei entlüftet. In den

ίο Räumen 18 und 47 steht ein etwa gleichhoher Vorratsdruck an. Bei einer Bremsung funktionieren die Teile des Zweikreis-Bremsventils, die dem ersten Bremskreis zugeordnet sind, in an sich bekannter Weise, d. h. in der Wiegekammer 23 und im Anschluß 24 wird

π ein Bremsdruck ausgesteuert, der über den Bremskraftregler 26 je nach Beladungszustand moduliert auf die Bremszylinder 29 der Hinterachse gegeben wird. Bei vollbeladenem Fahrzeug findet keine Untersetzung statt Der ausgesteuerte Druck P\ des ersten Bremskrei-

bo ses wirkt gleichzeitig über den Kanal 33 auf die Steuerkammer 34 ein, so daß zunächst bei Teilbremsungen und geschlossenem Überströmventil 53 entsprechend der Druckuntersetzung an dem Wiegekolben 4 des zweiten Kreises ein untersetzter Bremsdruck über

in die Leitung 51 zu den Bremszylindern 50 der Vorderachse ausgesteuert wird. Es wird auf Fig. 3 hingewiesen, die diesen ausgesteuerten Druck P2 über dem Hub zeigt. Der von dem Bremskraftregler 26

ausgesteuerte Druck Pi steht auch über die Leitung 28 und den Anschluß 30 vor dem noch geschlossenen Ventilkörper 54 des Überströmventils 53. Ab einer bestimmten eingestellten Kraft über die Feder 55, die in Abhängigkeit vom Hub gemäß F i g. 3 bei unterschiedlichen Wegen des Bremsventils erreicht werden kann, je nach dem ausgesteuerten Druck des Bremskraftreglers 26, befindet sich der Ventilkörper 54 des Überströmventils 53 in Abschlußstellung. Dies sind die in F i g. 3 dargestellten steilen Kurvenstücke. Ab einer bestimmten Druckhöhe bewegt sich dann der Ventilkörper 54 des Überströmventils 53 in die Offenstellung und bleibt geöffnet, so daß dann die Kurve des ausgesteuerten Druckes P₂ über dem Hub wieder abknickt. Es findet dann an dem Wiegekolben 4 eine Überlagerung der Steuerdrücke statt, wobei jeweils das Auslaßventil 5,36 geschlossen und das Einlaßventil 5,40 geöffnet wird. Es werden jeweils Abschlußstellungen erreicht, wie dies das Diagramm gemäß F i g. 3 zeigt. Bei Vollbremsung wird schließlich das Einlaßventil 5, 40 in geöffnetem Zustand verbleiben, was aber in Fig.3 nicht mehr dargestellt ist. F i g. 3 zeigt aber, daß der zu den Bremszylindern 50 der Vorderachse ausgesteuerte Bremsdruck P₂ im Anfang, also bei Teilbremsungen untersetzt ist, so daß damit eine Bremsdruckerniedrifung an der Vorderachse stattfindet und so eine Überbremsung an der Vorderachse verhindert werden kann.

Liegt kein Defekt in der Anlage vor, so verläuft bei vollbeladenem Fahrzeug der ausgesteuerte Druck P₂ entsprechend der durchgezogenen Linienführung und bei leerem Fahrzeug entsprechend der gestrichelten Linienführung in F i g. 3. Die strichpunktierte Linie zeigt einen Kurvenverlauf gemäß einer Teilbeladung. Bei vollbeladenem Fahrzeug findet keine Untersetzung durch den Bremskraftregler 26 statt, so daß die Wirkfläche 10 von dem ausgesteuerten Druck Pi am ersten Bremskreis direkt beaufschlagt wird. Solange dieser Druck niedriger ist als der eingestellte Druck an dem Überströmventil 53, wird der ausgesteuerte Druck P₂ untersetzt. Bei Erreichen der Abschlußstellungen des Übprströmventils 53 steigt der ausgesteuerte Druck in starkem Maße an, da jetzt auch die Wirkfläche U zusätzlich beaufschlagt wird. Bei vollbeladenem Fahr zeug und Erreichen der Öffnungsstellung des Ventilkör pers 54 des Überströmventils 53 wird eine Übersetzung von 1 :1 erzielt. Dies bedeutet, daß auch dei ■> ausgesteuerte Druck P₂ gleich dem Steuerdruck P₁ is bzw. verläuft. Ist das Fahrzeug jedoch nur teilbeladet oder leer, dann wird auch in solchen Situationen eir entsprechend untersetzter Druck an den Bremszylin dem 50 der Vorderachse ausgesteuert, da die Einfluß nähme des Bremskraftreglers 26 nicht überwunden bzw ausgeschaltet werden kann.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist de Mehrstufenkolben 4,10,11 freifliegend und dichtend au der Steuerstange 35 gelagert. Zusätzlich besitzt di Steuerstange 35 noch einen we'teren Wiegekolben 60 dessen Durchmesser gleich dem Maximaldurchmessei des Wiegekolbens 2 gewählt werden kann. Dei zusätzliche Wiegekolben 60 besitzt einen Anschlag 61 auf den sich der Mehrstufenkolben 4,10,11 aufsetzt, dei freifliegend und dichtend auf der Steuerstange 3 gelagert ist. Der zusätzliche Wiegekolben 60 ist mit de hohlen Steuerstange 35 einstückig ausgebildet. De Mehrstufenkolben 4, 10, 11 besitzt nicht nur di Wirkflächen 10 und 11, sondern auch noch eine dritte Wirkfläche 62. Die zweite Wirkfläche 11 wird über de ausgesteuerten Druck des Bremskraftreglers 26 über di Leitung 28 direkt beaufschlagt. Das Überströmventil 5; ist hier zwischen die erste Wirkfläche 10 und die drittf Wirkfläche 62 eingeschaltet.

Mit der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ergibt siel ein ausgesteuerter Bremsdruck Pi an den Bremszylin dem 50 der Vorderachse, wie er in F i g. 4 dargestellt is Der Einfluß des Bremskraftreglers 26 bezüglich de ausgesteuerten Druckes P₂ ist derart jederzeit vorhan den, insbesondere aber in kleinen Teilbremsbereichen Das Überströmventil 53 ist infolge seiner Schaltung nicht in der Lage, den Einfluß des Bremskraftreglers 2( im Teilbremsbereich zu unterdrücken.

Ansonsten wird aber eine ähnliche Charakteristi!

erreicht, wie dies bereits an dem Ausführungsbeispie der Fig. 1 und dem Diagramm der Fig. 3 erläuter wurde.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckluft-Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem Vorderachs-Bremskreis und einem mit einem automatisch lastabhängigen Bremskraftregler ausgestatteten Hinterachs-Bremskreis, ferner mit einem mindestens zwei Wiegekolben aufweisenden Mehrkreisbremsventil, in dem der dem Vorderachs-Bremskreis zugeordnete Wiegekolben als Mehrstufenkolben ausgebildet ist, dessen eine Wirkfläche von ausgesteuerten Druck des Hinterachs-Bremskreises und dessen weitere Wirkfläche von dem ausgesteuerten Druck des Bremskraftreglers beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung zu der weiteren Wirkfläche (U) oder bei Anordnung einer dritten Wirkfläche (62) am Mehrstufenkolben (4) in deren Zuleitung ein Überströmventil (53) mit Kückströmung eingeschaltet ist.

2. Druckluft-Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung von drei Wirkflächen (10,11,62) an dem Mehrstufenkolben (4) das Überströmventil (53) zwischen die erste (10) und die dritte Wirkfläche (62) eingeschaltet ist.

3. Druckluft-Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Überströmventil (53) mit dem Mehrkreisbremsventil baulich vereinigt ist.

4. Dnickluft-Bremsanluge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch der dem Hinterachs-Bremskreis zugeordnete Wiegekolben (2) als Mehrstufenkolben mit mindestens zwei Wirkflächen ausgebildet ist und in der Zuleitung zu einer dieser Wirkflächen ein Überströmventil (53) angeordnet ist.