DE3523101A1 - Lenkbremsanlage fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Lenkbremsanlagen dienen beispielsweise dazu bei Ackerschleppern während der Feldarbeit den Wendekreis zu verkürzen.

Dazu wird zusätzlich zum Lenkeinschlag das kurven­ innere Rad der ungelenkten Achse abgebremst.

Die gesetzlichen Bestimmungen besagen, daß bei nor­ maler Straßenfahrt die Räder einer Achse nur gleich­ zeitig abbremsbar sein dürfen.

In der DE-PS 9 40 626 und dem Zusatzpatent 9 42 192 ist eine Lenkbremsanlage offenbart, bei der in dem Brems­ kreis zwischen dem Hauptzylinder und den Radzylindern der Hinterachse ein Schalthahn angeordnet ist, der von Hand so verstellt werden kann, daß entweder beide Räder oder jeweils nur ein Rad abgebremst werden. Unvorteilhaft an dieser Lösung ist, daß vor jeder Bremsung der Hahn erst in die gewünschte Position gedreht werden muß.

Es sind auch Lösungen bekannt geworden, bei denen jedem Radzylinder der Hinterachse ein eigener Haupt­ zylinder mit zugehörigem Bremspedal zugeordnet ist. Eine derartige Lösung ist beispielsweise in der EP-OS 42 668 offenbart. Hier werden die Bremspedale bei normaler Straßenfahrt starr miteinander verbunden, während bei Feldarbeit jedes Hinterrad über das entsprechende Bremspedal einzeln abgebremst werden kann.

Nachteilig ist hierbei der hohe Bauaufwand der zum Erhalt der Funktionsfähigkeit betrieben werden muß und die Möglichkeit, daß die Pedale verwechselt bzw. versehentlich gleichzeitig betätigt werden.

Aus der DE-OS 21 38 501 ist eine Lenkbremsanlage bekannt geworden, die sowohl mit nur einem Bremspedal als auch mit nur einem Hauptzylinder auskommt und bei der den Radzylindern jeweils ein Steuerventil zuge­ ordnet ist. Diese Steuerventile stehen mit der Len­ kung derart in Wirkverbindung, daß bei äußerstem Lenkeinschlag nur der Radzylinder des kurveninneren Hinterrades mit Bremsdruck versorgt wird, während ansonsten bei einer Bremsung beide Radzylinder mit demselben Bremsdruck beaufschlagt werden.

Unbefriedigend ist hierbei, daß die Unterstützung der Lenkbewegung erst nach dem größtmöglichen Lenkrad­ einschlag einsetzen kann und der durch die beiden Steuerventile bedingte Bauaufwand.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Lenkbremsanlage zu schaffen, die eine jederzeitige Unterstützung der Lenkbewegung durch abbremsen des entsprechenden Hinterrades gewährleistet, die mit wenigen Bauteilen insbesondere mit nur einem Brems­ pedal auskommt und die kostengünstig zu realisieren ist, ohne den aufgezeigten Nachteilen zu folgen.

Die Lösung der Aufgabe ist dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs zu entnehmen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Ansprüchen 2- 5.

Anhand nachfolgender Figuren soll die Erfindung erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 das Funktionsschema der erfindungsgemäßen Lenkbremsanlage

Fig. 2 ein weiteres Funktionsschema der Lenk­ bremsanlage

Fig. 3 das Steuerventil gemäß Fig. 1 in seiner Grundstellung im Längsschnitt

Fig. 4 einen Schnitt durch das Steuerventil aus Fig. 3 entlang der Linie A-B

Fig. 5 einen weiteren Längsschnitt des Steuer­ ventils aus Fig. 3

Fig. 6 das Steuerventil gemäß Fig. 2 im Längs­ schnitt

Fig. 7 das Steuerventil gemäß Fig. 2 mit integrier­ ten Druckbegrenzern

Fig. 1 zeigt schematisch die erfindungsgemäße Lenk­ bremsanlage und die Anordnung ihrer Bauteile. Sie besteht aus:

dem Bremspedal 1 mit nachgeschaltetem Bremskraft­ verstärker 2 und Hauptzylinder 3, dem Steuerventil 4, sowie den Radzylindern 8, 8 a der zur Lenkbremsung vorgesehenen, hier nicht dargestellten Rädern einer Achse.

Das Steuerventil 4 ist in der Nähe der Lenksäule 6 angeordnet und kann über einen Bolzen 5 ent­ sperrt werden, um eine separate Druckbeaufschla­ gung jedes einzelnen der Radzylinder 8, 8 a zu ermöglichen.

An der Lenksäule 6 sind zwei Torsionsfedern 7, 7 a gegensinnig befestigt, deren freie Enden rechts und links an die, beidseitig aus dem Gehäuse des Lenkbremsventils 4 herausragende, Ventilschalt­ stange 9 angreifen. Bei Geradeausfahrt sind die Kräfte beider Federn 7, 7 a gleich groß und die Ventilstellung so, daß beide Radzylinder 8, 8 a bei einer Bremsung mit (demselben) Bremsdruck beaufschlagt werden.

Bei Drehung der Lenksäule 6 wird die der Dreh­ richtung entgegenstehende Torsionsfeder 7 bzw. 7 a gespannt. Die daraus resultierende Krafterhöhung verschiebt die Ventilschaltstange 9 so, daß nur noch der Radzylinder 8 bzw. 8 a des kurveninneren Rades der nicht gelenkten Achse im Bremskreis liegt.

Es ist selbstverständlich, daß ebenso eine Lösung denkbar wäre, bei der anstelle einer Lenksäule 6 ein Lenkstockhebel vorgesehen ist, der über entsprechende Druck- oder Zugfedern mit dem Lenkbremsventil 4 verbunden ist.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Funktionsschema der Lenkbremsanlage. Das Steuerventil 4 b ist hier so in den Hydraulikkreis eines Schleppers integriert, daß es über den zur Lenkhilfe vorhandenen Kreis angesteuert wird. Die komplette Anlage besteht im wesentlichen aus:

dem Hauptzylinder 3 b, dem Bremskraftverstärker 2 b, dem Steuerventil 4 b, dem Abschaltventil 28 für die Vorderachse und den zur Lenkhilfe notwendigen Bau­ teilen Lenkungsgeberventil 29 , Lenkungsnehmerzylinder 27 und dem Druckerzeugungs-Aggregat 30.

Das Abschaltventil 28 und das Lenkungsgeberventil 29 gehören zum Stand der Technik und können von ver­ schiedenen Herstellern bezogen werden; darum sei ihre Funktionsweise nur prinzipiell erläutert:

Wird das Abschaltventil 28 über die vom Steuerventil 4 b kommenden Anschlüsse 31, 32 gleichzeitig druck­ beaufschlagt, wird dieser Bremsdruck an die Vorder­ achse weitergeleitet, bei nur einseitiger Belastung sperrt das Abschaltventil 28 den vorderen Bremskreis. Das Lenkungsgeberventil 29 wird permanent vom Druck­ erzeugungs-Aggregat 30 belastet. Je nach Drehrichtung der Lenksäule 6 b wird der anstehende Druck entweder in die linke oder die rechte Kammer des Lenkungs­ nehmerzylinders 27 geleitet und dient so zur Lenk­ unterstützung.

Das Steuerventil 4 b ist über die Leitungen 33 a, 34 a mit dem Lenkungsgeberventil 29 verbunden. Bei ent­ sperrtem Bolzen 5 b und einer Drehung der Lenksäule 6 b wird die Schaltstange 9 b des Steuerventils 4 b in eine seiner Endlagen verschoben. Wird nun die Bremse betätigt, wird der sich im Hauptzylinder 3 b aufbau­ ende Druck über das Steuerventil 4 b in eine der Leitungen 31, 32 geleitet. Durch die einseitige Belastung schaltet das Abschaltventil 28 die vorderen Radzylinder aus dem Bremskreis und nur das kurven­ innere Hinterrad wird abgebremst. Da das Lenkungs­ geberventil 29 schon bei geringen Lenkwinkeln an­ spricht, kann eine Lenkbremsung unabhängig vom Lenk­ einschlag durchgeführt werden.

Aus Fig. 3, die einen Längsschnitt des Steuerventils 4 zeigt, geht dessen Funktionsweise deutlich hervor. Im wesentlichen besteht das Lenkbremsventil 4 aus den beiden stufenförmig durchgebohrten Gehäusehälften 11, 12 mit den Anschlüssen 15, 15 a für die hier nicht gezeigten Radzylinder, dem Anschluß 16 für den nicht gezeigten Hauptzylinder und aus der mit Absätzen 13, 13 a, 14 versehenen Ventilschaftstange 9, an deren beiden aus dem Gehäuse herausgeführten Enden die in Fig. 1 gezeigten Torsionsfedern 7, 7 a angreifen. Am Absatz 14 der Ventilschaltstange 9 ist eine Aus­ drehung 17 angebracht, in die ein im Gehäuse 11 geführter Bolzen 5 so gedreht werden kann, daß er die Ventilschaltstange 9 in der Grundstellung blockiert. - Die Absätze 13, 13 a dienen zur Aufnahme von Axial­ dichtungen 10, 10 a die sich beim Verschieben der Ventilschaltstange 9 an die durch die Stufenbohrungen 19, 19 a gebildeten Flächen in den Gehäusehälften 11, 12 anlegen können und damit den Durchgang zum An­ schluß 15 bzw. 15 a dichtend verschließen.

Bei blockierter Ventilschaltstange 9 oder im ent­ sperrten Zustand bei Geradeausfahrt, bei der beide Enden der Schaltstange 9 mit gleich großer Federkraft belastet werden, wird bei einer Bremsbetätigung der Bremsdruck über den Anschluß 16 durch den aus den Stufenbohrungen 19, 19 a in den Gehäusehälften 11, 12 gebildeten Raum zu den Anschlüssen 15 und 15 a und somit an beide Räder weitergeleitet.

Wird bei entsperrter Ventilschaltstange 9 die Lenk­ säule 6 gedreht, so wird die der Drehbewegung ent­ gegenstehende Torsionsfeder 7, 7 a stärker gespannt (Fig. 1) und drückt, auf das entsprechende Ende einwirkend, die Ventilschaltstange in eine ihrer Endstellungen. Die Axialdichtung 18 bzw. 18 a ver­ schließt dabei den durchmesserkleineren Abschnitt der Stufenbohrung 13, 13 a und der Bremsdruck wird nur an den dem kurveninneren der Radbremszylinder 8, 8 a zugeordneten Anschluß 15 bzw. 15 a weitergeleitet.

Aus Fig. 4 geht hervor, daß die Gehäusehälfte 11 ein Sackloch 26 aufweist in dem ein Sicherungsbolzen 5 drehbar geführt ist.

Der Sicherungsbolzen 5 ist an seinem vorderen Ende 5 a abgeflacht. Zum Blockieren der Ventilschaltstange 9 wird der Bolzen 5 aus seiner dargestellten Lage heraus um 180° gedreht, so daß die Rundung des Bol­ zenendes 5 a in die Ausdrehung 17 des Absatzes 14 eingreift, wodurch ein Verschieben der Schaltstange 9 unmöglich gemacht wird.

Aus dem in Fig. 5 gezeigten Schnitt des Steuer­ ventils 4 geht hervor, daß die beiden Gehäusehälften 11, 12 durch Schrauben 20 und einen eingelegten O-Ring 21 dichtend miteinander verbunden sind.

Die Ventilschaltstange 9 ist senkrecht zur Längsachse in ihrem durchmessergrößten Bereich durchbohrt. In dieser Bohrung sind eine Druckfeder 23 und die Kugeln 18 so geführt, daß sie in Verbindung mit der Gehäusehälfte 11 zur Zentrierung der Ventilschalt­ stange 9 dienen. Vorteilhaft an dieser Ausgestaltung ist, daß durch die Stärke der Druckfeder 23 die zum Verstellen der Ventilschaltstange 9 notwendige Kraft vorgewählt werden kann.

Die radiale Abdichtung der Ventilschaltstange 9 übernehmen O-Ringe 36, die in an der Schaltstange 9 ausgebildeten Umfangsnuten sitzen und in den klei­ neren Abschnitten der Stufenbohrungen 19, 19 a der Gehäusehälften 11, 12 angeordnet sind. Am Gehäuse­ umfang aufgesetzte Dichtmanschetten 25, die in eben­ falls an der Schaltstange 9 ausgebildete Nuten grei­ fen, dienen der Staubabdichtung.

Fig. 6 zeigt das Steuerventil 4 b gemäß Fig. 2. Die Verstellung der Ventilschaltstange 9 b geschieht durch den für die Lenkhilfe vorgesehenen Servodruck, der über die Anschlüsse 33 a bzw. 34 a (je nach Lenk­ raddrehung) am Steuerventil 4 b anliegt. Um zu ver­ hindern, daß Bremsflüssigkeit in den Servokreis gelangt, sind die Kolben der Ventilschaltstange 9 b mit Nutringen 38 versehen.

Wie schon zuvor beschrieben wird die Ventilschalt­ stange 9 b bei jeder Lenkbewegung verschoben (sofern sie nicht durch den Bolzen 5 blockiert ist) und da der Servodruck sofort ansteht ist dies unabhängig von der Größe des erzielten Lenkwinkels.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausgestaltungsform des Steuerventils 4 b gemäß Fig. 2. Um die auf die Schalt­ stange 9 c wirkenden Kräfte nicht unnötig hoch werden zu lassen und gleichzeitig ein feinfühliges Anspre­ chen zu ermöglichen ist das Ventil mit Druckbegren­ zern 22, 22a versehen.

Die Wirkungsweise der Druckbegrenzer 22, 22 a sei nur kurz erläutert.

Der mit einem Kegelsitz 24 versehene Kolben 37 wird durch die Kraft der Feder 38 von seinem Dichtsitz gehoben und in geöffneter Stellung gehalten. Solange der von der Steuerleitung (SL) kommende Druck einen bestimmten Wert nicht überschreitet, wirkt dieser Steuerdruck auf die Ventilschaltstange 9 c. Sowie der Steuerdruck den durch die Wahl der Feder 38 vorher­ bestimmbaren Betrag überschreitet, wird der Kolben 37 auf seinen Sitz gepreßt, so daß die Bauteile des Steuerventils 4 c vor Überlastung geschützt sind.

Claims (5)

1. Lenkbremsanlage für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Ackerschlepper, bei denen die Räder der nicht gelenkten Achse abhängig von der Lenkradstellung entweder einzeln kurveninnen oder zusammen ab­ bremsbar sind, gekennzeichnet durch die Kombina­ tion folgender Merkmale, daß:

• a. ein einzelnes Steuerventil (4, 4 b) in Wirk­ verbindung mit der Lenkeinrichtung des Fahr­ zeugs steht, welches
• b. eine verschiebbare Stange (9, 9 b) aufweist, die durch Federkraft oder hydraulisch ansteuerbar ist und
• c. welches unabhängig von der Größe des durch die Lenkbewegung erzielten Lenkwinkels be­ tätigbar ist.

2. Lenkbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zur Verstellung der Schaltstange (9) des Steuerventils (4) vorgesehenen Federn (7, 7 a) an der Lenksäule (6) des Fahrzeugs gegensinnig befestigbare Torsionsfedern oder am Lenkstockhebel befestigbare Zug-/Druckfedern sind.

3. Lenkbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Steuerventil (4 b) durch den Servo- oder hydrostatischen Lenkdruck betätigbar ist.

4. Lenkbremsanlage nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstange (9, 9 b) des Steuerventils (4, 4 b) in ihrer Grundstellung arretierbar ist.

5. Lenkbremsanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (4) in seine Grundstellung zentrierbar ist.