DE8905939U1

DE8905939U1 - Hydraulische Auflaufbremsvorrichtung

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Publication number: DE8905939U1
Application number: DE8905939U
Authority: DE
Original assignee: Knott GmbH
Current assignee: Knott GmbH
Priority date: 1989-05-12
Filing date: 1989-05-12
Publication date: 1989-07-27

Description

ANDRAE · FLÄCH ■ HAUG KNEISSL EUROPEAN PATENT ATTORNEYS PflniffltnHnilf.«. D-COO Rofnhtlm .

ROSENHEIM Dlpl.-Phys. Dieter Flach Prlnzregenten*traf3e 24 D-8200 Rosenhelm Telefon: (08031)17352 Telefax: (08031) 17972 (Qr.3/2) Tstes: 5216281 sfho iS rciisgrcmm: Physfcisi Rosenhelm

MONUHEN

iiiyl.-Chem. Dr. Steffen Andrae Oip\.~in$Me%!r/dt Haas if3Sps*5ge &Ogr;&iacgr;&rgr;&Igr;.-Chem. Or. Richard Knelssl Stelnstrasse 44 D-8000 MGnehen ?v Telefon: (089) 482089 Telefax (08vi 4469263 (Qr- 3/2) Telegramm: pagama München

G 31

/^Hydraulische A flaufbremsvorrichtung^)

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Auflaufbremsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Auflaufbremsen für Kraftfahrzeug- und Lkw-Anhänger 05 sind hinlänglich bekannt. Eine entsprechende Auflaufeinrichtung ist beispielsweise aus der DE 24 13 131 Ul und eine entsprechende Radbremse mit Rückfahrautomatik aus der DB 29 17 358 Al bekannt.

10 Bekanntermaßen wird bei einem Bremsvorgang des Zugvorganges bei einem Auflaufen des Anhängers auf das Zugfahrzeug die Bremse dadurch betätigt, daß das mit der Zugkupplung versehene Zugrohr entgegen der Kraft einer Feder im Auflaufgehäuse nach hinten

15 verstellt wird. In Rückwärtsfahrt wird durch die in der

Hypobank Rotenhelm (BLZ 70020001) München (BLZ 70010080) Klo.-Nr. 327284-807

Radbremse vorgesehenen Rückfr.hrautcmatik die Bremswirkung faktisch völlig aufgehoben, so daß ein problemloses Rangieren und Rückwärtsfahren möglich ist.

Neben den bekannten Auf]aufbremsarrlagen mittels einer über

< Bowdenzüge betätigbaren Spreizvorrichtung zur Betätigung

- der Bremsbacken sind grundsätzlich auch hydraulische Brems-

H auf lauf anlagen bekannt geworden. Die von der Zugstange eingeleite-

j/ tete Deichselkraft wird beim Auflaufen nach Überwindung der

Zusatzkraft (Reibungskraft der Gleitlager) und nach Minderung

durch den Wirkungsgrad vom Umlenkhebel bzw. Ubersetzungs-

p hebel verstärkt und wirkt so als Betätigungskraft - über das

jf Bremsgestänge - auf die Rädbremsen.

j# 15 Bei den herkömmlichen Auflaufbremsanlagen, wie in den EG-

j Richtlinien Nr. 71/320 beschrieben, treten aber unvermeidlich hohe Auflaufstöße auf, deren Spitzenwerte um das Zweibis Dreifache über der zulässigen Auflaufkraft liegen kön-• nen. Dies führt zu erhöhten Bremsmomenten an den Ar.hän-

gerbremsen, als deren Folge die Anhängerräder blockieren können. Nachteilig wirkt £ich dann durch die im Rahmen der Blockierung auf Grund der dynamischen Achslastverlageruug zwangsläufig erfolgende Entlastung der Anhängerachse IUS. Das Blockieren der Anhängerräder ist deshalb so gefährlich, weil es zum Schleudern des Anhängers oder Ausbrechen aus der Kurve führen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher, eine hydraulische Auflaufbremsvorrichtung zu schaffen, mit der ins-30 besondere der Blockierneigung und dem Auftreten überhöhter

Druckspitzenwerte bei Auflaufstößen mit einfachen Mitteln

wirksam entgegengewirkt werden kann. |

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmnlen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die vorliegende Erfindung wird für Kraftfahrzeug- und Lkw-Anhänger mit äußerst einfachen Mitteln eine hydraulisehe Auflaufbremsanlage geschaffen, bei der erstmals ein lastabhängiger Bremskraftregler eingesetzt wird. Durch den lastabhängigen Bremskraftregler wird erstmals eine dynamische Anpassung an die Anhängerachsid3t vorgenommen mit der Folge, daß die Bremswirkung bei den stattfindenden Auflaufstößen im Leerlast-, im Teil- oder im Vollastbereich, also bei voller Beladung des Anhängers unterschiedlich stark geregelt werden. Im Teillastbereich erfolgt dabei die Regelung in Abhängigkeit der Größe der Zuladung und des Gewichts des Anhängers.

i Die erfindungsgemäße Äufiaufbremsanordnung wird mitieis einer wegabhängigen Steuerung geregelt und eingestellt, die durch eine Relativbewegung zwischen der Achse und dem Fahr- ·

gestell vorgenommen wird. Bei zunehmender Last wird sich der Anhängeraufbau gegenüber seiner Achse entgegen der Federeinrichtung zunehmend mehr absenken, so daß hierüber die Aussteuerung des Bremskraftreglers erfolgen kann.

Dafür wird der Bremsdruck nicht nur nach dem statischen

Belastungszustand, sondern vor allem nach der dynamischen &Lgr;-

Verlagerung während des Bremsvorganges geregelt, wodurch |

sichergestellt wird, daß die erzeugten Bremsmomente dem tatsächlichen aktuellen Belastungszustand stets automatisch angepaßt werden. j

Besonders bevorzugt kann die Aussteuerung des Bremskraftreglers über einen Kniegelenkhebel vorgenommen werden, dessen Hebel an einem Ende an der Schwinge bevorzugt in axialer Verlängerung der Radachse und dessen zweiter mit dem ersten Hebel über das Kniegelenk verbundene Hebel an der Einstellachse des Bremskraftreglers gelagert ist.

Zusätzlich kann als Dänpfungseinrichtuny für die Bremsdruckspitzen, die hauptsächlich aus dem ersten Auflaufstoß resul- tieren, ein Hydro-Membran- oder Blasenspeicher, allgemein auch Hydraulikspeicher genannt, verwendet werden. Dieser ist unmittelbar am Bremsdruckausgang des Haupt- oder Betätigungszylinder angeordnet. Der Hydrospeicher wirkt in Verbindung mit einer vorgeschalteten Drossel als dämpfendes Federelement. Als Füllgas eignet sich vor allem Stickstoff, wobei der Fülldruck im zulässigen Bereich wie die Bremsdruckbegrenzung liegt.

Der vorstehend erwähnte Hydraulikspeicher wirkt außerdem als Bremsdruckbegrenzer durch Volumenkompensation. Er tritt automatisch in Funktion, wenn durch extreme Auflaufstöße hohe Druckspitzen auftreten, welche von der Dämpfung nicht auf den zulässigen Begrenzungswert verringert wurden. Die stattfindende Volumenkompensation hat den Vorteil, daß die hydraulische Bremsanlage vor unzulässigen Überdrücken geschützt wird, aber dennoch der Arbeitsdruck im geschlossenen System erhalten bleibt.

Durch die vorliegende Erfindung wird also eine hydraulische Auflaufbremsanlage mit einer automatisch lastabhängigen Bremsdruckregelung einschließlich einer an sich bekannten Rückfahrautomatik geschaffen, die zusätzlich auch mit einer Dämpfungseinrichtung für den Bremsdruck und einem Bremsdruckbegrenzer ausgestattet sein kann, wobei die Dämpfungs-

einrichtung und der Bremsdruckbegrenzer durch den Hydraulikspeicher gebildet werden.

Die erfindungsgemäße automatische Auflaufbrernsanlage unterscheidet sich grundsätzlich auch von anderen bekannten Anlagen mit einer durchgehenden beispielsweise mit Druckluft betriebenen Bremse, bei der der Betätigungsdruck eindeutig, beispielsweise auf 7,5 bar begrenzt ist. Im Gegensatz dazu arbeitet bevorzugt die erfindungsgemäße hydraulische Auflaufbremsanlage mit einer dem Bremskraftregler vorgeschalteten Bremsdruckbegrenzungseinrichtung, um die typischerweise bei einer Auflaufbremsanlage auftretenden sehr hohen Betätigungs-Spitzenwerte, die um das Zwei- bis Dreifache über der zulässigen Betätigungskraft liegen können, auf einen beherrschbaren Bereich zu senken.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen im einzelnen

Figur 1: eine schematische Seitenansicht der erfindimgsgemäßen hydraulischen Auflaufbremsanlage; und

Figur 2: eine schematische Draufsicht auf das in Figur 1

gezeigte Ausführungsbeispiel. 25

In den Figuren ist die hydraulische Auflaufbremsanlage mit Zurückfahrautomatik mit der Auflaufeinrichtung 1 gezeigt. Sie umfaßt ein Auf lauf gehäuse 3 mit einem Paar seitlicher Stützwangen 5, an der die nicht näher dargestellte V-förmige Deichsel des Anhängers angebracht wird.

Ferner ist eine Zugkugelkupplung 7 vorgesehen, die mit einem nachlaufenden Zugrohr 9 in Verbindung steht und beim Auflaufen des Hängers entgegen der Fahrtrichtung relativ zum

Auflauf gehäuse 3 unter Anpassung des Faltenbalges ¹I verschoben werden kann. Ferner ist ein im Zugrohr angeordneter

l' Stoßdämpfer 13 über einen Querbolzen 15 vorlaufend am Zugrohr 9 abgestützt, welches beim Auflaufen entgegen der Kraft des Stoßdämpfers 13 in einem Führungsrohr 18 längs verschieb-• lieh gelagert ist, nämlich über ein vorderes und ein hinteres

r Führungslager 17. Das Führungsrohr wird am Auflaufgehäuse

y festgehalten und wird von dem darin verschieblichen Zugrohr

beidseitig axial überragt.
10

Die Kolbenstange 19 des Stoßdämpfers 13 stützt an einem horizontalen Querbolzen 21 gegenüber dem Auflaufgehäuse 3 ab. Das im Inneren des Auflaufgehäuses 3 endende Zugrohr 9 geht nachlaufend in einen Stößel 23 über, der auf einen Hauptzylinder 25 einwirkt. Zur Ermöglichung einer Ein- und Ausfahrbewegung des Zugrohres 9 im Inneren des zylindrischen Auflaufgehäuses 3 sind im Zugrohr seitliche Schlitze 27 in angepaßter Länge so vorgesehen, daß eine Verstellung des Zugrohres in dessen Längsrichtung über den quer durch ihn hindurchverlaufenden Querbolzen 21 ermöglicht wird.

% Ferner ist noch eine Anzugsdämpfung 29 vorgesehen, die

zwischen dem am Ende des Führungsrohres 18 noch vorgesehenen Führungslager 17 und einem nach außen radial vorstehenden Ansatz am Zugrohr 9 vorgesehen ist. 25

'- Bei der in Fig. 1 und 2 ferner teilweise in schematischer

Seitendarstellung gezeigten Radbremse mit Rücklaufautomatik handelt es sich um eine vom Prinzip her aus der DE

U 22 ^8 061 C3 bekannten Bremse, so daß auf deren Offenbarunngs-

f. 30 gehalt in vollem Umfange Bezug genommen wird.

·. Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Bremsnabe 31 der Radii bremse ist an einer Schwinge 33 gelagert, welche um eine

f Federachse 35, vorzugsweise eine Drehschubfederachse ent-

>'■: 35 sprechend der Gewichtslast gehalten und verschwenkt werden

-7-

kann, wie dies in dem Prospekt "Knott-Achsen für hohe Laufleistungen" beschrieben ist.

An dem mit der Federachse 35 jeweils seitlich verbundenen
Auflagebock 37 kann der Hängerrahmen 39 befestigt werden. ¹J

Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, sitzt am nachlaufen- |!j

den Ende des Auflaufgehäuses 3 der über den Stößel 23 if

betätigbare Hauptzylinder 25. Es handelt sich hierbei vor- jf

zugsweise um einen Hauptzylinder mit Bodenventil für den '1 Vorsteuerdruck von beispielsweise ca. 0,5 bar, wie dies

Der Hauptzylinder 25 steht mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter
26 in Verbindung. Am Hydraulikausgang 41 kann ferner noch
ein Entlüftungsventil 42 sitzen, wie dies sowohl in Figur 1 als

auch in Figur 2 dargestellt ist. 1

Vom Hauptzylinder 25 geht eine Hydraulikleitung 43 zu je-

weils einem Radzylinder 45 zur Betätigung der Bremsen ¹J

und zwar über ein Verteilerstück 47, von dem zwei Zweiglei- *

tungen 43' zu jeweils einem der in den Figuren dargestellten
Räder des Räderpaares führen. Bei Verwendung einer gebremsten Doppelachse kann ein Vierfachverteiler vorgesehen sein.

In der Hydraulikleitung 43 in der Nähe des Ausganges des
Hauptzylinders 25 ist noch ein Hydraulikspeicher 49 als
Druck-Ausgleichsgefäß vorgesehen. Für diesen Membran- oder
Blasenspeicher wird in der Regel Stinkstoff verwandt.

Schließlich ist in der Zeichnung noch in der Hydraulikleitung vor dem Verteilerstück 47 ein Bremskraftregler 51 dargestellt, der über einen Kniegelenkhebel 53 regelbar ist.
Der untere Hebel 53* des Kniegelenkhebels ist an einem '

Gelenk 55 an der Schwinge 33 angebracht, wobei das Gelenk 55 in axialer Verlängerung des Bremskörpers liegt. Der zweite mit dem ersten Hebel 53' über das Kniegelenk verbundene Hebel 53'' ist an einem entsprechenden Gelenk 57 am Bremskraftregier 51 an gelenkt, der das Einstellorgan für den Bremskraftregler darstellt.

Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, ist der Bremskraftregler Ol fsh.i.gesisl'zeitig fixiert und befestigt, so daS eine von? Lastzustand abhängige wegabhängige Steuerung für die Bremskraftregelung möglich wird.

Figur 1 zeigt in Seitendarstellung schematisch den Leerlastbereich, bei dem der Hängerrahmen 39 im unbelasteten

Zustand relativ hoch über der Zentralachse der Bremse zu

liegen kommt, an der auch das Gelenk 55 für den Kniegelenkhebel 53 vorgesehen ist. Diese Position ist durch eine durch die Gelenk- 55 und die Federachse 35 gelegte strichpunktierte Linie A verdeutlicht, die der Stellung A des Kniegelenks 55 entspricht.

Darüber hinaus ist in Figur 1 strichliert der Vollastbereich B dargestellt. Bei Vollast wird durch das zugeladene Gewicht der Hänger entgegen der Federwirkung der Federachse 35 tiefer nach unten gedrückt, wie dies durch die wiederum durch die Federachse 35 und das Gelenk 56 hindurchgelegte strichpunktierte Linie B und die Lage der Backenbremse verdeutlicht wird. Da mit dem Hängerrahmen 39 auch der darüber zumindest mittelbar befestigte Bremskraftregler 51 relativ tiefer zu liegen kommt, verstellt sich der Kniege lenkhebel 53 derart, daß dessen Kniegelenk 55 nurmehr von der Position "A" in die Position "B" verstellt wird. Durch diese Verstellung wird auch der obere Hebel 53'' und damit das iie Einstellachse des Bremskraftreglers 51 bildende Gelenk 57 verdreht und darüber der HydraullkdrucU entspre-

chend eingeregelt. Im Teillastbereich ist jede beliebige Teilstellung zwischen den Positionen "A" und "B" möglich mit der entsprechenden Zwischenstellung und Zwischenregelung des Bremskraftreglers 51.

Durch diese Regelung kann also der Bremsdruck nicht nur nach dem statischen Belastungssustand, sondern auch nach der dynamischen Verlagerung jedes Bremsvorgaages geregelt werden, um somit sicher im Italien, daß die erzeugter*

BremsmCf-nenti? dem Belastungszustand angepaßt werden.

Natürlich könnte anstelle iss Kniegelenkhebels auch eine andere wegabhängige Steuerung des Bremskraftreglers 51 vorgesehen sein.

Durch cten o. g. Hydraulikspeicher wird durch den integrierten Membran- oder. Blasenspeicher sichergestellt, daß die an sich nur äußerst bedingt kompressible Hydraulikflüssigkeit durch die Kompression des Blasengases, vorzugsweise des Stickstoffs gleichwohl gespeichert werden kann. Dadurch läßt sich zum einen eine Dämpfung bei den ersten heilen Druckstößen im Auflaufber&ich dämpfen und zusätzlich auch auf einen Maximalwert begrenzen, wodurch die an sich auftretenden Auflauf-Druckspitzenwerte ohne Faktor 2 bis 3 auf einen zulässigen Wert reduziert werden können, der nachfolgend durch den Bremskraftregler 51 lastabhängig in eine optimale Bremskraft umgesetzt wird.

Abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel kann anstelle des Kniehebels 53 als Betätigungsorgan auch ein Bowdenzug eingesetzt werden.

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Die Bowdenzugumhüllung und das darin verschiebbare Kabel müßte dann an klar definierten Stellen verankert werden, und zwar einmal zumindest mittelbar am HSngerrahmen 39 und zum anderen zumindest mittelbar an der Schwinge 33. Durch die Relativlagenver- änderung kann das beispielsweise durch eine Federvorspannung vorgespannte Zugkabel im Bowdenzug jeder lastabhängigen Veränderung folgen und am gegenüber liegenden Ende des nicht näher in den Zeichnungen dargestellten Bowdenzuges dann den Bremskraftregler 51 regeln und einstellen.

Dies bietet den wesentlichen Vorteil, daß der Bremskraftregler auch an beliebiger Stelle untergebracht sein kann, beispielsweise auch an einer besonders geschützten Stelle.

Beispielsweise auch bei einem Mehrachs-, insbesondere einem

Doppelachs-Anhänger kann eine sog. "diagonale Ansteuerung" des Bremskraftreglers 51 vorgenommen werden. Dies besagt, daß das Betätigungsorgan beispielsweise am linken Rad der vorderen Achse sowie ein zweites Betätigungsorgan am hinteren rechtsliegenden Rad zur Erkennung der lastatr.iängigen Lage angebracht ist, wobei beide Betätigungsorgane dann beispielsweise über eine Ausgleichswaage zusammengeführt und das lastabhängige Signal so dem Bremskraftregler zugeführt wird. Diese diagonale Anordnung beinhaltet also ein zusätzliches Ausgleichsmoment. Ahnliches wäre sogar bei einer Achse dann denkbar, wenn über eine Ausgleichswaage sowohl im Bereich des linken als auch des rechten Rades eine lastabhängige Absenkung des Anhängers festgestellt und über die Ausgleichswaage das gemittelte Signal dem Bremskraftregler zugeführt wird.

Die anhand des Ausführungsbeispieles erläuterte hydraulische Auflaufbremse ist vor allem für Auflaufhänger mit einem Gesamtgewicht bis zu 3 1/2 Tonnen geeignet und kann nicht nur bei Sinachs-Anhängern, sondern auch bei Tandem··, also Doppelachs- und Mehrachs-Anhängern verwandt werden_c

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Gleiches gilt auch im Falle von drehechemelgelenkten Einacha-, vor allem drehschemelgelenkten Doppelachs- und Mehraohs-Anhänger sow ie Sattelanhänger.

Vor allem eignet sich die erfindungsgemäße Auflaufbromsanlage für Pkw-Anhänger.

Claims

-12- 235 G Hydraulische Auf lauf bremsvorrichtung Ansprüche:

1. Hydraulische Auf lauf bremsvorrichtung mit einer Auflaufeinrichtung und mindestens zwei Radbremsen, insbesondere mit Rückfahrautomatik, bei der die Bremshydraulik einen von der Auflaufeinrichtung betätigbaren und den mechanischen in einen hydraulischen Bremsdruck umsetzenden Hydraulikzylinder und eine von dem Hydraulikzylinder zu den zumindest beiden Radzylindern zur Betätigung der jeweils zugehörigen Radbremse über ein Verteilerstück führende Hydraulikleitung umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bremskraftregler (51) zur lastabhängigen Steuerung der Radzylinder (45) vorgesehen ist, der in der Hydraulikleitung angeordnet ist, und mittels dessen der Bremsdruck vom Voll- zum Leerlastbetrieb reduzierbar ist.

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2. Auflauf bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Bremskraftregler (51) mittels der lastabhängigen Weggröße zwischen einem zumindest mittelbar durch den Hängerrahmen (39) verbundenen und einem zumindest mittelbar mit der Radachse in fester und gegenüber dem Hängerrahmen (39) in last- und federkraftabhängiger Verbindungslage stehenden Bezugspunkt steuerbar ist.

3. Äufiaufbremsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskraftregler (51) zumindest mittelbar am Hängerrahmen (39) montiert ist und über ein Betätigungsorgan (53) betätigbar ist, das an der jeweils gegenüber dem Hängerrahmen lastabhängig lageveränderbaren Abstützeinrichtung des Hängers, insbesondere der die Räder tragenden Schwinge (33) abgestützt oder angelenkt ist.

4. Auf lauf bremsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Bremskraftregler (51) zumindest mittelbar an der jeweils gegenüber dem Hängerrahmen (39) lastabhängig lageveränderbaren Abstützeinrichtung, insbesondere an der die Räder tragenden Schwinge (33) zumindest mittelbar montiert und über ein Betätigungsorgan (53) betätigbar ist, das zumindest mittelbar am Hängerrahmen (39) abgestützt oder angelenkt ist.

5. Auf lauf bremsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge kennzeichnet, daß das Betätigungsorgan zur Betätigung des Bremskraftreglers (51) aus einem Kniegelenkhebel (53) besteht.

6. Auflauf bremsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kniegelenkhebel (53) an einem Gelenk (55) der gegenüber dem Hängerrahmen (39) relativ lageveränderbaren Radaufhängung und zum anderen an dem die Einstellachse des Bremskraftreglers (51) bildenden Gelenk (57) angelenkt ist und sowohl im Voll- als auch bis zum Leerlastbereich einen stumpfen bis soitzen Winkel einnimmt.

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7. Auf lauf bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskraftregler (51) in der Hydraulikleitung (43) vor dem Verteilerstück (47) angeordnet ist.

8. Auflaufbremsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis G, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verteilerstück (47) zweigleitungsabhängig zumindest zwei separat regelbare Bremskraftregler (5V) vorgesehen sind.

9. Auflaufbremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4 oder G bis B, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan zur Betätigung des Bremskraftreglers (51) aus einem Bowdenzug besteht.

10. Auflaufbremsvorrichtung nach einem tlor Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskraftregler (51) auch in diagonaler Anordnung oder Zuordnung derart eingebaut ist, daß zumindest zwei lastabhängige Wegsignale im Bereich zweier verschiedener Räder oder Achsen vorzugsweise an gegenüberliegenden Seiten ermittelt und vorzugsweise über eine Ausgleichswaage dem Bremskraftregler (51) zugeführt werden.