DE2940836C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsanordnung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Unter einer Sicherheitsbremse wird dabei eine Bremse verstanden, die in Abwesenheit von Lösekräften selbsttätig durch Federwirkung angezogen wird.

Eine Bremsanordnung der eingangs angegebenen Art ist aus der US-PS 31 98 086 bekannt. Dabei wird in üblicher Weise über ein Bremssteuerventil, welches von einer Druckmittelquelle versorgt wird, ein Bremssignal zu einem ersten Stellglied geleitet, um einen Hebel einer Bremse zu verschwenken und damit die Bremse im Sinne einer Betriebsbremsung anzuziehen. Es ist ein zweites Stellglied vorgesehen, welches ebenfalls mit dem Hebel der Bremse in Wirkverbindung steht und in dem ein oder mehrere stark dimensionierte Bremsfedern angeordnet sind, die in Abwesenheit eines Lösedrucks die Bremse im Sinne einer Notbremsung oder einer Feststell- bzw. Parkbremsung anziehen. Zur Überführung der Bremsfedern in die Lösestellung wird der Maximaldruck der Druckmittelquelle eingesetzt. Da sich das zweite Stellglied, welches die Bremsfeder enthält, bei einer Betriebsbremsung in der Lösestellung befinden muß, müssen gleichzeitig zwei verschiedene Drücke am ersten und zweiten Stellglied angewendet werden, wozu es unabdingbar ist, zwei nicht miteinander in direkter Verbindung stehende Leitungen zwischen der Druckmittelquelle und den Stellgliedern vorzusehen. Dies bedeutet für ein Zugfahrzeug mit einem Anhänger hinsichtlich der Anhängerbremse, daß zwischen Zugfahrzeug und Anhänger auch zwei Leitungen vorgesehen sein müssen, wenn nicht eine gesonderte Druckmittelquelle auf dem Anhänger angeordnet wird.

Aus der DE-OS 27 08 629 ist eine Druckmittelbremseinrichtung, insbesondere für Schienenfahrzeuge, bekannt, bei der über eine einzige Leitung mit einem darin angeordneten Bremssteuerventil sowohl ein Betriebsbremszylinder wie auch ein Federspeicherbremszylinder und auch noch ein gesondertes Steuerventil angesteuert werden. Dieses Steuerventil dient zur Beeinflussung einer Verriegelungseinrichtung zwischen Betriebsbremszylinder und Federspeicherbremszylinder. Die Speicherfeder des Federspeicherbremszylinders kann nur durch einen sehr hohen Bremsdruck, wie er bei einer Vollbremsung vorliegt, zusammengedrückt und damit aktiviert werden. Der gesamte Bereich von kleinen Bremsdrücken bis zum Maximalbremsdruck steht für die Betriebsbremse zur Verfügung. Der aktivierte Federspeicherbremszylinder zieht die Bremse bei Ausfall des Druckmittels und dem damit verbundenen Lösen der Verriegelungseinrichtung durch die Kraft seiner Speicherfeder an.

Die Erfindung geht von der Problematik aus, eine Bremsanordnung bereitzustellen, welche bei einfachem Aufbau eine große Betriebssicherheit aufweist und sich insbesondere für Fahrzeuge mit Anhänger eignet.

Dies wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 niedergelegten Merkmale erreicht.

Unter Anwendung einer einzigen Leitung zwischen dem Bremssteuerventil und zwei auf die Bremse einwirkenden Stellgliedern, die immer dem gleichen, jedoch in der Höhe variablen Druck unterliegen, wird der zur Verfügung stehende Druckbereich bis zum Maximaldruck durch zwei festlegbare Druckpegel in drei Bereiche unterteilt, wobei der untere Druckbereich einer Feststell- bzw. Parkbremsung zugeordnet ist, der mittlere Druckbereich zwischen den beiden Druckpegeln für die Lösestellung der Feststellbremse genutzt wird und nur der dritte, obere Druckbereich für die Aussteuerung der Betriebsbremse eingesetzt wird.

Dies vereinfacht die Konstruktion der Bremsanlage erheblich, insbesondere, wenn sie bei einem Traktor mit Anhänger verwendet werden soll. Die Druckmittelquelle und das Bremssteuerventil werden dabei auf dem Traktor montiert und der verbleibende Rest der Anordnung auf dem Anhänger. Zur Verbindung ist lediglich eine Druckleitung erforderlich.

Weitere Einzelheiten und bevorzugte Ausführungsformen der Bremsanordnung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Zwei Ausführungsformen der Erfindung sind im folgenden als Beispiel anhand der schematischen Zeichnungen im einzelnen erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine erste Bremsanordnung für einen Traktor mit Anhänger, welche zwei Stellglieder aufweist, und zwar an den einander gegenüberliegenden Enden eines schwenkbaren Hebels und

Fig. 2 einen Teil einer zweiten Ausführungsform der Bremsanordnung.

Gemäß Fig. 1 weist die Bremsanlage eine Druckmittelquelle 10 mit einer Pumpe auf, welche die Flüssigkeit aus einem Sumpf 11 ansaugt. Über eine Leitung 13 fördert die Pumpe die Druckflüssigkeit an ein Bremssteuerventil 12. Dieses liefert die Druckflüssigkeit je nach Betätigung mit verschieden hohen Drücken in die Bremsanlage. An den Auslaß des Bremssteuerventils 12 sind Leitungen 14a, 14 und 15 angeschlossen, während das Druckmittel über eine Leitung 32 vom Bremssteuerventil 12 zum Sumpf 11 zurückgeführt wird. Die Druckmittelquelle 10, der Sumpf 11 und das Bremssteuerventil 12 sind zweckmäßig auf dem Traktor untergebracht.

Die Bremsanlage des Anhängers ist mit Bremsen 16 ausgestattet, von denen nur eine schematisch in den Zeichnungen dargestellt ist. Es können dabei die verschiedensten Bremsen zum Einsatz gelangen; die dargestellte Bremse ist eine Sicherheitstrommelbremse, die durch Federn angezogen wird, wie es im weiteren beschrieben ist.

Ein erstes Stellglied 23 in Form einer hydraulischen Kolbenzylindereinheit wirkt auf das Ende 24 eines Hebels 19 ein. Diese Kolbenzylindereinheit wird über die Leitung 14 mit Druckflüssigkeit versorgt. Auf das andere Ende 25 des Hebels 19 wirkt ein zweites Stellglied 26 in Form einer Kolbenzylindereinheit ein, die an die Leitung 15 angeschlossen ist. Zwischen Kolben 28 und Zylinder 29 des Stellglieds 26 ist eine starke Druckfeder 27 angeordnet, um Verschiebungen des Kolbens 28 innerhalb des Zylinders 29 bei solchen Drücken zu verhindern, die unter einem vorgewählten Wert, einem ersten Druckpegel, liegen.

Zum Anziehen der Bremse 16 wirkt auf den Hebel 19 eine genügend starke Bremsfeder 30 ein. Sie bewirkt eine Schwenkung des Hebels 19 im Uhrzeigersinn um einen Lagerzapfen 31 des Kolbens 28 am Hebel 19, so daß eine Stange 17 in Richtung des Pfeils X angezogen wird.

Der durch ein Pedal betätigte Hauptbremszylinder des Traktors, der die Bremsen des Traktors und die des Anhängers steuert, erzeugt ein Bremssignal Y für das Bremssteuerventil 12. Dieses Bremssignal veranlaßt das Bremssteuerventil 12, Druckflüssigkeit in die Leitungen 14 und 15 zu leiten, deren Druck proportional dem vom Hauptbremszylinder erzeugten Druck ist. Das Bremssteuervenil 12 leitet außerdem diesen Druck zu den Traktorbremsen, die über eine Leitung 34 an das Bremssteuerventil 12 angeschlossen sind. Das Bremssteuerventil 12 enthält vorzugsweise eine Verzögerungsvorrichtung, welche sicherstellt, daß zunächst die Anhängerbremsen und erst danach die Traktorbremsen anziehen, um die Gefahr des Auflaufens des Anhängers zu vermeiden.

Andererseits ist es auch möglich, daß das Bremssteuerventil 12 nur die Anhängerbremsen steuert, wobei das Bremssignal Y mechanisch, durch Flüssigkeitsdruck oder durch andere Signale Übertragen werden kann, und zwar proportional zum Bremsdruck der Traktorbremsen.

Das Bremssteuerventil 12 kann aber auch so eingerichtet sein, daß es ein weiteres Bremssignal Z von einer nicht dargestellten Handbremse am Traktor oder am Anhänger aufnehmen kann. Dieses Signal verringert den Druck in der Anhängerbremse, so daß die Bremsen durch die Bremsfeder 30 angezogen werden.

Die Bremsanordnung arbeitet in folgender Weise:

Die Teile der Bremsanlage, welche auf dem Anhänger montiert sind, sind mit denen des Traktors durch einen Schnellanschluß in der Leitung 14a verbunden. Falls auf dem Anhänger eine Handbremse vorgesehen ist, besteht eine lösbare Verbindung von der Handbremse zum Bremssteuerventil 12.

Wenn die Pumpe der Druckmittelquelle nicht arbeitet, was bei einem Ausfall vorkommen kann oder der Fall ist, wenn der Traktormotor abgeschaltet ist, werden die Leitungen 14 und 15 nicht mit Druck beaufschlagt, so daß die Bremse durch die Bremsfeder 30 angezogen wird, welche den Hebel 19 um den Lagerzapfen 31 schwenkt und die Stange 17 in Richtung des Pfeils X bewegt. In gleicher Weise werden die Bremsen auch angezogen, wenn im Bremssystem eine Störung auftritt, woraufhin der oben beschriebene Vorgang abläuft.

Wenn der Traktor läuft, fördert die Pumpe der Druckmittelquelle 10 Druckflüssigkeit zum Bremssteuerventil 12. Bei angezogener Handbremse gibt diese ein Steuersignal Z zum Bremssteuerventil 12, so daß die Druckflüssigkeit entweder zurück in den Sumpf geleitet oder über eine Leitung 33 zu anderen Hilfseinrichtungen des Traktors gefördert wird, wenn sie nicht zum Bremsen benötigt wird.

Nach Lösen der Handbremse leitet das Bremssteuerventil 12 Druckflüssigkeit in die Leitungen 14 und 15, und zwar bei einem ersten Druckpegel von etwa 10 bar. Dieser Druck beaufschlagt die beiden Stellglieder 23 und 26. Die Druckfeder 27 ist dabei ausreichend stark bemessen, um zu verhindern, daß sich der Kolben 28 im Zylinder 29 bewegt. Der Druck ist aber gerade so hoch, daß er durch Einwirkung auf das erste Stellglied 23 die Wirkung der Bremsfeder 30 aufhebt, so daß der Hebel 19 um den Lagerzapfen 31 verschwenkt wird, bis er gegen einen Anschlag 2 stößt, so daß die Bremsen vollständig gelöst sind. Während der Bewegung des Hebels 19 zum Lösen der Bremse bewegt sich ein Bolzen 21 des Hebels 19 in einem Schlitz 22.

Bei einem ersten Druckpegel von etwa 20 bar in den Leitungen 14 und 15 kann somit die Bremsfeder 30 die Bremsen nicht mehr anziehen, so daß diese durch das erste Stellglied 23 in gelöster Stellung gehalten werden.

Möchte der Traktorfahrer die Bremsen des Traktors und des Anhängers anziehen, so betätigt er das Bremspedal des Traktors und erzeugt ein Bremssignal Y, welches proportional zum gewünschten Bremseffekt ist. Dieses Signal wird zum Bremssteuerventil 12 übertragen, welches daraufhin die Leitungen 14 und 15 mit einem entsprechend hohen Druck beaufschlagt. Die Bremsanlage ist dabei so eingerichtet, daß der den Leitungen 14 und 15 zugeführte Druck in Abhängigkeit vom Signal Y mindestens bei oder über einem vorherbestimmten zweiten Druckpegel von etwa 15 bar liegt, wobei der Maximalwert in Abhängigkeit vom Wert des Signals Y bei etwa 125 bar liegen kann.

Wenn der Druck über diesen zweiten Druckpegel den Leitungen 14 und 15 zugeführt wird, hält das erste Stellglied 23 das Ende 24 des Hebels 19 gegen den Anschlag 2 und in dem zweiten Stellglied 26 wird der Kolben 28 verschoben, indem bei dem höheren Druck die Druckfeder 27 zusammengedrückt wird. Der Hebel 19 wird demzufolge durch das Stellglied 26 verschwenkt, wobei der Anschlag 2 als Lagerpunkt dient. Durch dieses Verschwenken des Hebels 19 wird die Stange 17 erneut in Richtung des Pfeils X gezogen. Die Bremswirkung ist dabei proportional zum Wert des Bremssignals Y.

Beim Freigeben des Bremspedals wird die Druckflüssigkeit über die Leitung 32 zurück zum Sumpf 11 geführt und kann dann von der Pumpe über die Leitung 33 zu anderen Einrichtungen gefördert werden. Die Bremsfeder 30 zieht die Bremsen automatisch an, sobald bei einer Störung der Druck in den Stellgliedern 23 und 26 unter den ersten Druckpegel von etwa 10 bar fällt. Die hier beschriebene Einrichtung ist also eine einfache und wirksame Bremsanlage, welche sich insbesondere für Anhänger eignet, die mit Sicherheitsbremsen ausgestattet sind und bei denen die Bremswirkung proportional zu der des Zugfahrzeugs ist. Die Anlage kann auch mit einer Handbremse versehen werden, die so eingerichtet ist, daß sich die Bremsen während der Benutzung des Anhängers anziehen lassen, wobei dabei das zweite Stellglied 26 und die Bremsfeder 30 im gleichen Sinn auf den Hebel 19 einwirken, wodurch eine gute Bremswirkung gewährleistet ist.

Verschiedene Abänderungen der oben beschriebenen Bremsanordnung sind denkbar. Beispielsweise läßt sich der Handbremshebel in der Nähe des Fahrersitzes anordnen, so daß die Möglichkeit besteht, die Anhängerbremsen mit Hilfe des Handbremshebels anzuziehen und ohne dabei die Bremsen des Traktors zu betätigen. Dies erhöht die Sicherheit in gewissen Fahrzuständen, beispielsweise beim Bergabfahren.

Außerdem können Hilfsvorrichtungen vorgesehen sein, mit denen die Anhängerbremsen von Hand gelöst werden können, die dabei die Bremsfeder 30 übersteuern. Solche Einrichtungen erlauben es, den Anhänger von Hand zu bewegen, wenn er vom Traktor getrennt ist. Außerdem wird dadurch ein Anschieben oder Anschleppen des aus Traktor und Anhänger gebildeten Zugs ermöglicht. Dazu wird zweckmäßigerweise am Ende des Hebels 19 ein Handgriff 35 vorgesehen, mit welchem der Hebel 19 gegen die Bremsfeder 30 so bewegt werden kann, um die Bremsen zu lösen. Eine Rastvorrichtung 36 kann dann den Hebel 19 in der Stellung für gelöste Bremsen festhalten. Sie ist vorzugsweise so eingerichtet, daß sie den Hebel 19 automatisch freigibt, sobald die Bremsanordnung betätigt wird.

In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform der Bremsanordnung dargestellt, bei der die Funktionen der Stellglieder 23 und 26 von einer baulich vereinigten Einheit 40 übernommen werden. Der übrige Teil der in Fig. 2 nicht dargestellten Bremsanlage entspricht dem in Fig. 1 dargestellten in Aufbau und Funktion.

Die Stange 17 ist über einen Bolzen 41 mit einem Hebel 42 verbunden, welcher in einem Gelenk 43 schwenkbar am Anhänger gelagert ist. Die Einheit 40 ist mit einem Zapfen 44 am Anhänger angelenkt. Sie umfaßt einen Zylinder 45 mit einer inneren Kammer 46, in welcher sich eine Bremsfeder 47, ein erstes Stellglied 48, ein zweites Stellglied 49 und eine Druckfeder 50 befinden.

Der Kolben des zweiten Stellglieds 49 ist mit dem Hebel 42 durch eine Stange 51 verbunden, welche durch eine Dichtung 52 im Gehäuse hindurchgeführt ist.

Die Leitung 14a führt die Druckflüssigkeit vom Bremssteuerventil 12 in die Kammer 46, in der eine Dichtung 53 den Kolben des ersten Stellglieds 48 umfaßt und dadurch verhindert, daß die Druckflüssigkeit in den Kammerteil gelangt, in welchem sich die Bremsfeder 47 befindet. Eine Entlüftungsöffnung 54 stellt sicher, daß sich der Kolben des ersten Stellglieds 48 frei in der Kammer 46 verschieben läßt.

Wenn in der Leitung 14a ein Druck herrscht, der unter dem ersten Druckpegel von etwa 10 bar liegt, drückt die Bremsfeder 47 den Kolben des ersten Stellglieds 48, welcher auf dem Kolben des zweiten Stellglieds 49 aufliegt, nach unten, so daß die Stange 51 aus dem Zylinder 45 herausgeschoben wird, was gegen die Wirkung der Druckfeder 50 erfolgt, so daß die Bremsen über den Hebel 42 und die Stange 17 angezogen werden.

Die wirksame Kolbenfläche 48a des Kolbens des ersten Stellglieds 48 ist so bemessen, daß bei Erreichen eines Drucks in der Kammer 46 von mindestens 10 bar der Kolben aufwärts gegen die Bremsfeder 47 bewegt wird, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Die Bremsfeder 47 kann dadurch keine Bremskraft mehr auf den Hebel 42 über die Stange 51 ausüben.

Liegt der Kammerdruck über dem ersten Druckpegel und unter dem zweiten Pegel von etwa 15 bar, so bleiben die Kolben miteinander in Anlage. Die Stange 51 bleibt dabei in den Zylinder 45 eingefahren, so daß die Bremsen gelöst bleiben. Wie bereits gesagt, sind die Bremsen vollständig gelöst, wenn der Druck in der Kammer einen Wert von etwa 10 bar überschreitet.

Die Oberfläche des Kolbens des zweiten Stellglieds 49, die auf dem Kolben des ersten Stellglieds 48 aufliegt, ist mit Nuten 55 o. dgl. versehen, welche durch gestrichelte Linien dargestellt sind, die sicherstellen, daß der Druck in der Kammer die Kolbenfläche des Kolbens des zweiten Stellglieds 49 beaufschlagen kann.

Die effektive Fläche des Kolbens des zweiten Stellglieds 49, welche dem Druck der Kammer 46 ausgesetzt ist, und die Eigenschaften der Druckfeder 50 sind so gewählt, daß, wenn der Druck in der Kammer einen Wert von etwa 15 bar erreicht, der Kolben des zweiten Stellglieds 49 freikommt und nach unten bewegt wird, um die Bremsen anzuziehen.

Wenn der Druck in der Kammer 46 über den zweiten Druckpegel von etwa 15 bar in Abhängigkeit vom Bremssignal Y ansteigt, wie es bereits anhand von Fig. 1 beschrieben worden ist, wird gebremst. Der Druck in der Kammer 46 kann dabei in Abhängigkeit vom Bremssignal Y bis auf einen Maximalwert von etwa 125 bar ansteigen, was einen weiten Bremsdruckbereich ergibt und wodurch eine genaue Steuerung der Bremsen gewährleistet ist.

Der Hebel 42 ist mit einem Handgriff 56 versehen, welcher eine ähnliche Funktion hat wie der Handgriff 35 in Fig. 1, und mit einer Rastvorrichtung ausgestattet, die einen Bolzen 57 aufweist, welcher hinter eine federnde Raste 58 greift, um dadurch den Hebel 42 in gelöster Stellung festhalten zu können. Steigt der Druck in der Kammer 46 an, um die Bremsen zu lösen, wenn die Bremsanordnung wieder eingeschaltet wird, so nimmt die Reibungskraft zwischen dem Bolzen 57 und einer Fläche 58a der Raste 58 ab, die durch die Bremsfeder 47 bestimmt wurde. Dies erfolgt so lange, bis die Raste 58 durch eine Feder 59 nach rechts gezogen und der Bolzen 57 dadurch freigegeben wird, so daß die Bremsanordnung wieder in normaler Weise arbeiten kann.

Die beschriebene Bremsanordnung kann nicht nur auf einem Traktor Anwendung finden, sondern in allen ähnlich gelagerten Fällen, beispielsweise bei Zugfahrzeugen wie Lastwagen o. dgl. Die Bremsanordnung wurde hier für einen Betrieb mit einer hydraulischen Steuerung beschrieben. Selbstverständlich kann auch ein pneumatisch arbeitendes Steuersystem Anwendung finden.

Claims (5)

1. Bremsanordnung zur Steuerung einer Sicherheitsbremse für Fahrzeuge, insbesondere mit Anhänger, mit einer Druckmittelquelle (10), einem mit der Druckmittelquelle verbundenen Bremssteuerventil (12), dssen Ausgangsdruck proportional zur gewünschten Bremswirkung ist, einer Bremsfeder (30; 47), welche die Bremse (16) bei Abwesenheit eines zum Lösen der Bremse (16) ausreichenden Druckmitteldrucks anzieht, einem ersten druckmittelbetätigten Stellglied (23; 48), welches eine der Bremsfeder (30; 47) entgegenwirkende Kraft erzeugt, und einem zweiten druckmittelbetätigten Stellglied (26; 49) welches die Bremse (16) entgegen der Kraft einer Druckfeder (27, 50) in Abhängigkeit des vom Bremssteuerventil (12) ausgesteuerten Ausgangsdrucks anzieht, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das erste als auch das zweite Stellglied (23; 48 bzw. 26; 49) über eine gemeinsame Leitung (14a) mit dem Steuerventil (12) verbunden sind, so daß beide stets dem gleichen Druckmitteldruck ausgesetzt sind, daß das erste Stellglied (23; 48) oberhalb eines ersten Druckpegels in der gemeinsamen Leitung (14a) die Kraft der Bremsfeder (30; 47) aufhebt, so daß die Bremse (16) gelöst ist, daß das zweite Stellglied (26; 49) bei Überschreiten eines zweiten, höheren Druckpegels in der gemeinsamen Leitung (14a) die Bremse (16) anzieht, und daß das Steuerventil (12) so ausgelegt ist, daß der Ausgangsdruck im Fahrbetrieb zwischen dem ersten und dem zweiten Druckpegel und bei Vorliegen eines Bremssignals (Y) über dem zweiten Druckpegel liegt.

2. Bremsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stellglieder (23; 26) jeweils an den Enden (24, 25) eines Hebels (19) angelenkt sind, der etwa in seiner Mitte in einem Schlitz (22) derart gehalten ist, daß er vom ersten Stellglied (23) entgegen der Wirkung der Bremsfeder (30) um einen Lagerzapfen (31) bis zu einem Anschlag (2) verschwenkt wird, während das zweite Stellglied (26) den Hebel (19) zum Anziehen der Bremse (16) in entgegengesetzter Richtung schwenkt, wobei der Anschlag (2) als Lagerung wirkt.

3. Bremsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stellglieder (48; 49) zu einer Einheit (40) vereinigt sind, in welcher die beiden Kolben der Stellglieder (48; 49) in einer gemeinsamen Kammer (46) arbeiten, welche über die gemeinsame Leitung (14a) mit dem Bremssteuerventil (12) verbunden ist.

4. Bremsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben des ersten Stellglieds (48) in der Kammer (46) dichtend geführt und auf seiner wirksamen Kolbenfläche (48a) dem Druckmitteldruck und auf der anderen Seite der Kraft der Bremsfeder (47) ausgesetzt ist, und daß der in der Kammer (46) angeordnete Kolben des zweiten Stellglieds (49) über eine Stange (51), einen Hebel (42) und eine Stange (17) mit der Bremse (16) verbunden ist, wobei dieser Kolben in Löserichtung durch die Druckfeder (50) beaufschlagt ist.

5. Bremsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vorhandensein einer Hand- oder Feststellbremse diese an das Bremssteuerventil (12) derart angeschlossen ist, daß beim Anziehen ein Signal gegeben wird, den Ausgangsdruck unter dem ersten Druckpegel zu halten.