DE903178C - Bremseinrichtung fuer Lastzuege - Google Patents

Description

Gegenstand des Hauptpatentes ist eine Bremseinrichtung mit Federspeicher- oder Zweikammerbremszylinder für Kraftfahrzeuganhänger, bei welcher ein Gestänge zur Betätigung einer mechanischen Bremse, unterstützt von dem auf der einen Seite durch ein vom Zugfahrzeug aus gesteuertes Druckmittel und auf der anderen Seite durch ein elastisches Mittel mit der zur Abbremsung des unbeladenen Anhängers erforderlichen Kraft beaufschlagten Kolben des Federspeicher- bzw. Zweikammerbremszylinders, durch die Deichselkräfte mit einer der jeweiligen Last des Anhängers entsprechenden Kraft betätigt wird. Diese Gestaltung bringt u. a. den für die Fahrsicberheit sehr wesentlichen Vorteil mit sich, daß die bei den bisherigen Auf lauf bremsen auftretenden unzulässig hohen Auflaufkräfte beseitigt werden.

Um jedoch bei einem Lastzug dieses weiche, schwingungsarme Auflaufen des mit der Bremseinrichtung nach dem Hauptpatent ausgerüsteten Anhängers tatsächlich zu erreichen, ist es unbedingt notwendig, daß die Druckmittelbremsung des Zugfahrzeuges und die vom Zugfahrzeug aus überwachte, seinem Leergewicht entsprechende Abbremsung des Anhängerfahrzeuges gleichzeitig einsetzen und verlaufen. Diese Gleichzeitigkeit zu erreichen, ist die Aufgabe der Zusatzerfindung. Sie wird dadurch gelöst, daß die Steuerleitung bzw. Steuerleitungen für die vom Zugfahrzeug aus gesteuerte Druckbeaufschlagung des Kolbengliedes

bzw. der Kolbenglieder der Zweikammer- oder Federspeicherbremse des Anhängerfahrzeuges zusammen mit der Steuerleitung bzw. den Steuerleitungen, welche zu dem ebenfalls Zweikammer-5 oder Federspeicherzylinder aufweisenden Bremszylindersystem des mit dem Anhängerfahrzeug gekuppelten Zugfahrzeuges führt bzw. führen, an eine vom Zugfahrzeug aus betätigte Überwachungseinrichtung angeschlossen ist bzw. sind, die einen

ίο gemeinsamen Entlüftungsquerschnitt für die Steuerleitungen überwacht, der im Verhältnis zu den Steuerleitungsquerschnitten so bemessen ist, daß er für den Druckverlauf in allen Steuerleitungen allein maßgebend ist.

is Dabei ist es im Rahmen der Zusatzerfindung außerdem \-orteilhaft, den für die Entlüftung der Steuerleitungen maßgebenden Querschnitt höchstens gleich groß wie, vorzugsweise aber kleiner als die Summe der Querschnitte der Steuerleitungen zu gestalten.

Sowohl die erstgenannten als auch die zweitgenannten Merkmale sind an sich bereits bekannt bei einer Druckmittelbremseinrichtung für Lastzüge, bei welcher die Bremse des Anhängers, unabhängig von den Deichselkräften an dem letzteren, über den gesamten Bremsbereich vom Triebfahrzeug aus gesteuert wird.

Durch die Übertragung dieser Merkmale auf die zur Gattung der Auflaufbremsen, bei welchen die Deichselkräfte am Anhänger zur Bremsung des letzteren herangezogen werden, gehörende Bremseinrichtung nach dem Hauptpatent wird bei der letzteren der besondere Vorteil erzielt, daß mit der Gleichzeitigkeit des Einsatzes und des Verlaufes der Zugfahrzeugbremsung und der Leerabbremsung des Anhängers das weiche, schwingungsarme Auflaufen des letzteren für jeden vorkommenden Betriebsfall gesichert ist.

In den Zeichnungen ist die Verwirklichung des Erfindungsgedankens an Lastzügen dargestellt, wobei die Anhängerfahrzeuge mit Bremseinrichtungen gemäß dem Hauptpatent ausgerüstet sind.

Gemäß Fig. ι trägt das Anhängerfahrzeug ι die Zuggabel 3, welche ihrerseits mit einem Kopf 5 ausgerüstet ist. Im Kopf 5 ist die an das Zugfahrzeug 9 angekuppelte Stange 7 gegen die Kraft der Feder 11 bzw. 12 längs verschiebbar gelagert. Die Stange 7 "setzt sich in einem gelenkig mit ihr verbundenen Gestänge 13 fort, das in den Zylinder 15 hineinragt, welcher bei 14 an der Zuggabel 3 befestigt ist. Im Zylinder 15 ist der durch die Feder 16 belastete Kolben 17 verschiebbar gelagert, dessen Kolbenstange 19 zum eigentlichen Bremshebel 21 führt. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine weitere aus Kolben und Zylinder bestehende Einrichtung für die Beeinflussung der Bremsen der Hinterräder vorgesehen, die noch im einzelnen beschrieben wird. Das Gestänge 13 kommt während des Auflaufvorganges des Anhängerfahrzeuges auf das Zugfahrzeug bei 23 in Kraftschluß mit dem Kolben 17. Der Zylinderraum 25 auf der in der Zeichnung rechten Seite des Kolbens 17 ist an eine Leitung 27 angeschlossen, die zu einer am hinteren Ende des Zugfahrzeuges angeordneten Überwachungseinrichtung 29 führt, deren innerer Aufbau einem sogenannten Anhängerbremsventil üblicher Bauart entspricht. An der Überwachungseinrichtung 29 mündet außerdem eine Leitung 31, welche zum Zylinder 33 der zur Leerabbremsung der Hinterräder vorgesehenen Bremseinrichtung führt. Im einzelnen mündet die Leitung 31 in einen Raum 35, welcher sich auf der in der Zeichnung rechten Seite eines Kolbens 37 befindet. Der Kolben 37 ist auf seiner in der Zeichnung linken Seite durch eine Feder 39 beaufschlagt. Außerdem ist er mit einer Kolbenstange 41 verbunden, welche zum Bremshebel 43 eines Hinterrades des Anhängerfahrzeuges 1 führt. Die Kolbenstange 19 bzw. 41 betätigt in der praktischen Ausführung über jn der Zeichnung der Einfachheit halber nicht dargestellte Gestängeteile jeweils beide Vorder- bzw. Hinterräder des Anhängerfahrzeuges. Schließlich mündet an der Überwachungseinrichtung 29 außer den Steuerleitungen 27, 31 noch eine dritte Steuerleitung 45, welche zum Raum 47 des Bremszylinders 49 der Bremseinrichtung des Zugfahrzeuges 9 führt. Der Kolben 51 dieses Bremszylinder steht auf seiner einen Seite unter dem wechselnden Überdruck im Raum 47 und auf seiner anderen Seite unter der Wirkung einer Feder 53. so Er betätigt über die Kolbenstange 55 den Bremshebel 57 am Hinterrad des Zugfahrzeuges. Im Gehäuse der Überwachungseinrichtung 29 ist eine Hülse 59 längs verschiebbar gelagert, in welcher sich über eine Feder 61 das Ende eines Betätigungsgestänges 63 abstützt. Dieses Gestänge ist mit einem Fußhebel 65 gekuppelt, der im Führerhaus des Zugfahrzeuges angeordnet ist. Das Hülsenglied 59 trägt einen Kolben 6j. Außerdem dient es mit seinem einen Ende als Sitz 69 für ein Ventil 71, das mit einem weiteren Ventil 73 zu einem Doppelventil vereinigt ist. Das Ventil 73 wirkt mit einem Sitz 75 zusammen und überwacht die mit dem Hauptluftbehälter yy verbundene Leitung 79 gegenüber den Steuerleitungen 27, 31 und 45. Das hülsenförmige Glied 59 weist an seinem Umfang eine Auslaßöffnung Sr auf, welche ihre Fortsetzung in einer Entlüftungsleitung 83 findet. In dieser Leitung befindet sich der für die Gleichzeitigkeit der Druckabnahme in den Steuerleitungen 27, 31, 45 maßgebende Querschnitt 85, demgegenüber alle anderen Strömungsquerschnitte der Steuerleitungen usw. so groß gehalten sind, daß sie die durch den Querschnitt 85 diktierte Charakteristik des Druckverlaufes nicht störend beeinflussen. Nachdem außerdem zwischen der Überwachungseinrichtung 29 und den einzelnen Bremszylindern keine Eigencharakteristiken aufweisenden Organe eingeschaltet sind, sind auch alle von solchen Organen herrührenden Verzerrungsmög- lao Henkelten beseitigt. Eine Feder 87 beeinflußt das rohrförmige Glied 59 im Sinne des Öffnens des Ventils 73 und des Abschlusses des Ventils 71.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Im ungebremsten Fahrzustand wird die Kraft des Zugfahrzeuges 9 über die

Stange J und die Feder 11 auf den Kopf 5 der Zuggabel 3 und weiter auf die Gabel selbst und das Anhängerfahrzeug 1 übertragen. Der Hauptluftbehälter Jj ist mittels eines nicht dargestellten Kompressors über einen Druckregler mit dem höchsten Regeldruck aufgefüllt. Dieser Druck herrscht auch in der Leitung 79 sowie, zugelassen durch das offene Ventil 73, in den Steuerleitungen 2J, 31 und 45. Schließlich herrscht dieser Höchstdruck auch in den Räumen 25, 35 und 47 der Zylinder 15, 33 des Anhängerfahrzeuges und 49 des Zugfahrzeuges. Durch diese Höchstdrucke in den letztgenannten Räumen werden die Kolben 17, 37, 51 gegen die Kraft ihrer Federn 16, 39, 53 in ihrer einen Endstellung gehalten, in welcher die Bremsen gelöst sind. Zwecks Einleitung einer Bremsung wird der Fußhebel 65 im Zugfahrzeug betätigt und damit zunächst die Feder 61 der Überwachungseinrichtung 29 gespannt, bis diese Federspannung zusammen mit dem auf dem Kolben 6j lastenden Druck des Behälters Jj die Gegenwirkung der Feder 87 überwunden und das Glied 69 unter Abschluß des Ventils 73 und öffnen des Ventils Ji in seiner Lagerung im Gehäuse der Überwachungseinrichtung 29 verschoben wird. Mit dem Schließen des Ventils 73 sind die Steuerleitungen 27, 31, 45 von der Leitung 79 und damit vom Hauptluftbehälter Jj getrennt. Dafür gibt das sich öffnende Ventil Ji den Strömungsweg über die Auslässe 81, 83 und den maßgebenden Querschnitt 85 frei. Die Druckluft aus den Zylinderräumen 25, 35 und 47 strömt nun über die zugehörigen Steuerleitungen 27, 31 und 45 zum Querschnitt 85 und weiter ins Freie. Da die Steuerleitungen so bemessen sind, daß sie den StrömungsVorgang nicht behindern und der Querschnitt 85 als bestimmender Faktor z. B. höchstens so groß, vorzugsweise aber kleiner als die Summe der Steuerleitungsquerschnitte bemessen ist, sinkt der Druck in den Steuerleitungen und damit auch in den Zylinderräumeti 25, 35 und 47 in gleichen Zeitabständen um gleich große Beträge, so daß z. B. bei einer Vollbremsung die dem Gewicht des leeren Anhängerfahrzeuges entsprechende Bremskraft an dem letzteren und die Vollbremskraft am Zugfahrzeug gleichzeitig erreicht werden. Die Federn 16, 39 der Anhängerbremse sind so bemessen, daß die höchste von ihnen abgegebene Kraft der Leerabbremsung des Anhängers entspricht. Die entsprechende Feder bzw. entsprechenden Federn am Zugfahrzeug sind stärker bemessen, so daß sie zur Erzeugung der Höchstbremskraft am Zugfahrzeug ausreichen. Nach Durchführung der Leerabbremsung läuft nun das Anhängerfahrzeug 1 noch mit der seiner Beladung entsprechenden Energie auf, wobei aber durch die vorausgehende Abbremsung bereits die Gefahr gefährlicher Kraftspitzen und Schwingungen beseitigt wurde. Bei der Auflaufbremsung trifft die Stange 13 (bei 23) auf den Kolben ij und bewegt ihn damit zusammen mit den Gestängeteilen 19, 21 im Sinne der Brems verstärkung. Eine Verschiebung der Bremseinsätze gegeneinander, insbesondere ein Nacheilen der Druckmittelbremse des Anhängerfahrzeuges gegenüber derjenigen des Zugfahrzeuges, würde den beabsichtigten Bremsverlauf empfindlich stören und gefährlich hohe Auflaufkräfte zur Folge haben. Solche Verschiebungen sind aber mit der erfindungsgemäßen Einrichtung unmöglich gemacht, weil der Querschnitt 85 als Staustelle in der Weise regulierend wirkt, daß, wenn eine der Steuerleitungen eine voreilende Tendenz zeigt, diese sofort von seiten der anderen Steuerleitungen zurückgedämmt und ausgeglichen wird.

Wird an Stelle einer Vollbremsung durch weniger starke Betätigung des Fußhebels 65 nur eine Teilbremsung durchgeführt, so überwiegt mit Erreichen der gewünschten Bremsstufe die Kraft der Feder 87 wieder gegenüber dem auf Grund der Entlüftung über den Auslaß 83, 85 abgesunkenen Druck auf den Kolben 67, und das bewegliche System der Überwachungseinrichtung 29 geht unter erneuter Anspannung der Feder 61 so weit zurück, bis das Ventil Ji wieder geschlossen, das Ventil 73 aber noch nicht geöffnet ist. Erst ein erneutes, stärkeres Betätigen des Fußhebels 65 bringt das hülsenförmige Glied 69 wieder in die Bremsstellung, in welcher das Ventil 73 geschlossen und das Ventil Ji zur weiteren gleichlaufenden Entlüftung der Leitungen 27, 31, 45 und der mit den letzteren verbundenen Zylinderräume wieder geöffnet ist. In jedem Falle steht der auf lauf unabhängige Bremsanteil am Anhängerfahrzeug im richtigen Verhältnis zur Teilbremsung des Zugfahrzeuges. Zum Lösen der Bremse wird der Druck vom Hebel 65 weggenommen, derselbe geht unter Federwirkung wieder in seine Ausgangsstellung zurück, bei welcher in der Überwachungseinrichtung 29 das Ventil 73 geöffnet und das Ventil 71 geschlossen ist. Über das geöffnete Ventil 73 und die Steuerleitungen 27, 31, 45 werden die Räume ²5, 35) 47 der Bremszylinder an Zug- und Anhängerfahrzeug wieder mit dem höchsten Regeldruck aus dem Hauptluftbehälter Jj aufgefüllt, womit die Kolben wieder in ihre der gelösten Bremse entsprechende Stellung zurückgedrängt sind. Mit dem Aufhören des Unterschiedes in den Verzögerungswerten von Zug- und Anhängerfahrzeug geht auch das Auflaufgestänge des letzteren wieder in seine Lösestellung.

Der Erfindungsgedanke ist nicht auf eine bestimmte Anzahl von Zylindern beschränkt. An Stelle der gezeigten drei Zylinder 15, 33,49 können auch mehrere durch den Querschnitt 85 beherrscht werden. Andererseits ist es aber ohne weiteres auch möglich, den Erfindungsgedanken auf einen Lastzug anzuwenden, bei welchem das Anhängerfahrzeug nur an seinen Vorderrädern durch die auflaufunabhängige Druckmittelbremse beeinflußt wird, während die Auflaufbremse über entsprechende Verbindungsmittel auf Vorder- und Hinterräder iao einwirkt.

An Stelle der gezeigten einzelnen Steuerleitungen zu den Bremszylindern wäre es auch möglich, Steuerleitungen zu vereinigen, wobei dieselben jedoch immer so bemessen sein müssen, daß sie den Strömungsverlauf nicht behindern und keine Ver-

zerrung der durch den Querschnitt 85 bestimmten Charakteristik verursachen.

Außerdem wäre es auch möglich, den Erfindungsgedanken anstatt mit Hilfe der gezeigten Feder-Speicherzylinder mit sogenannten Zweikammerzylindern zu verwirklichen, bei welchen die eine Seite des Kolbens unter dem veränderlichen Druck einer Steuerleitung steht, während die andere Seite anstatt durch eine Feder durch den konstant zu haltenden Überdruck eines Druckmittels beaufschlagt wird.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremseinrichtung, bei welcher am Zugfahrzeug 9 an Stelle des Federspeicherzylinders 49 ein Zweikammerzylinder 90 vorgesehen ist, ist in Fig. 2 dargestellt. Hierbei ist im Zylinder 90 ein Kolben 92 verschiebbar gelagert, welcher wiederum mit seiner Kolbenstange 55 auf den Bremshebel 57 des Hinterrades des Zugfahrzeuges 9 einwirkt. Der Raum 94 des Zylinders 90 steht in gleicher Weise wie der Raum 47 des Beispieles gemäß Fig. 1 über die Steuerleitung 45 in Verbindung mit der Überwachungseinrichtung 29, die ihrerseits wiederum über die Leitung 79 an den nicht dargestellten Hauptluftbehälter angeschlossen ist. Der Zylinderraum 96 zur anderen Seite des Kolbens 92 steht mittels der Leitung 98 in Verbindung mit einem Behälter 100 von bestimmter Größe, der seinerseits über eine mit einer Drosseldüse 102 ausgerüstete Leitung 104 mit einem weiteren Behälter 106 verbunden ist. Der Kolben 92 ist so gestaltet, daß er als Rückschlagventil bei einem vorhandenen Druckgefälle vom Raum 94 zum Raum 96 Druckmittel in den letzteren und damit auch in die Behälter 100, 106 überströmen läßt, dagegen eine etwaige Strömung in umgekehrter Richtung sperrt. Damit ist erreicht, daß während des Gelöstseins der Bremse, wobei der Zylinderraum 94 über die Leitung 45 mit dem höchsten Regeldruck aufgefüllt ist, dieser Druck auf jeden Fall auch in den Behältern 100, 106 hergestellt wird. Der Kolben 92 und das Gestänge 55, 57 nehmen dabei die aus der Zeichnung ersichtliche Stellung ein.

Die Bremseinrichtung des Anhängerfahrzeuges I *5 ist in grundsätzlich gleicher Weise, wie in Fig. 1 gezeigt, gestaltet; es besteht nur der Unterschied, daß die druckmittelveranlaßte Leerabbremsung nur auf die Vorderräder wirkt, während die Hinterräder, z. B. über nicht dargestelltes Gestänge, zusammen mit den Vorderrädern auflauf- und damit lastabhängig gebremst werden.

Wird, wiederum durch Betätigen des Fußhebels 65, eine Bremsung eingeleitet, so bestimmt wie bei dem vorhergehenden Beispiel der Auslaßquerschnitt 85 den untereinander gleichen Verlauf der Druckabsenkung in den Steuerleitungen 27, 45 und damit in den Zylinderräumen 25, 94. Die Druckverringerung im Raum 94 hat, veranlaßt durch den nunmehr entstehenden Überdruck im Raum 96, eine Bewegung des Kolbens 92 nach der in der Zeichnung rechten Seite zur Folge, wobei das Gestänge 55, 57 im bremsenden Sinne betätigt wird. Diese Kolbenbewegung ist mit einer Vergrößerung des Raumes 96 verbunden, in welchen damit Luft ι aus dem Teilbehälter 100 nachströmt. Infolge der Drossel düse 102 kann die Druckluft in letzterem Behälter aber nicht schnell genug ersetzt werden, so daß der Druck im Raum 96 nach einer Expansionskurve sinkt und, diktiert durch den Druckabfall in der Steuerleitung 45, mit Erreichen der j Leerabbremsung des Anhängerfahrzeuges den für ! die Leerabbremsung des Zugfahrzeuges erforderj liehen Wert annimmt. Durch diesen Vorgang ist somit erreicht, daß sich an Zug- und Anhängerfahrzeug die Leerabbremsung zu gleicher Zeit einstellt. Während damit am Anhängerfahrzeug die höchste, durch Druckmittel bewirkte, auflaufunabhängige Bremsung erreicht ist, strömt inzwischen am Zugfahrzeug über die Düse 102 Druckmittel aus dem Behälter 106 in den Behälter 100 und damit auch in den Zylinderraum 96 nach, womit der Druck im letzteren Raum wieder ansteigt, bis schließlich die der Vollbremsung des Zugfahrzeuges entsprechende Kraft auf den Kolben 92 ausgeübt wird. Das Anhängerfahrzeug 1 läuft in gleicher Weise wie bei dem Beispiel gemäß Fig. 1 entsprechend der ihm verbliebenen Restenergie auf das Zugfahrzeug auf, wobei die Stange 13 in Kraftschluß mit dem Kolben 17 kommt und dabei die Abbremsung bis zu der der Beladung entsprechenden Höhe verstärkt wird.

Beim Lösen der Bremseinrichtungen wird durch entsprechende Umsteuerung der Überwachungseinrichtung 29 der Druck in den Steuerleitungen 27, 45 und damit in den Zylinderräumen 25, 94 wieder bis zum höchsten Regeldruck erhöht, wobei die Kolben 17 und 92 in ihre gezeigte Ausgangsstellung zurückgedrängt werden. Etwaige Druckverluste in den Behältern 100, 106 werden über den Umfang des Kolbens 92 ausgeglichen.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Gleichzeitigkeit der Leerabbremsung von Zug- und Anhängerfahrzeug anstatt mittels eines Zweikammerzylinders und vorübergehender Expansion in die eine Kammer desselben auch durch andere Mittel, z. B. einen Federspeicherzylinder, dessen Kraft bis zur Leerabbremsung durch geeignete Mittel zurückgehalten wird, zu erreichen.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Bremseinrichtung für Lastzüge nach Patent 861 361, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung bzw. Steuerleitungen für die vom Zugfahrzeug aus gesteuerte Druckbeaufschlagung des Kolbengliedes bzw. der Kolbenglieder (17) der Zweikammer- oder Federspeicherbremse des Anhängerfahrzeuges zusammen mit der Steuerleitung bzw. den Steuerleitungen, welche zu dem ebenfalls Zweikammer- oder Federspeicherzylinder aufweisenden Bremszylindersystem des mit dem Anhängerfahrzeug gekuppelten Zugfahrzeuges führt bzw. führen, an eine vom Zugfahrzeug aus betätigte Überwachungseinrichtung (29) angeschlossen ist

   bzw. sind, die einen gemeinsamen Entlüftungsquerschnitt (85) für die Steuerleitungen überwacht, der im Verhältnis zu den Steuerleitungsquerschnitten so bemessen ist, daß er für den Druckverlauf in allen Steuerleitungen allein maßgebend ist.
2. 2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Entlüftung der Steuerleitungen maßgebende Querschnitt (85) höchstens gleich groß wie, vorzugsweise aber kleiner als die Summe der Querschnitte der Steuerleitungen ist.
3. 3. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkung des oder der Kolben des Bremszylindersystems des Zugfahrzeuges durch besondere Mittel in der Weise überwacht wird, daß der durch den gemeinsamen Entlüftungsquerschnitt (85) bestimmten Gleichheit der Druckabsenkungen in den Steuerleitungen eine Gleichzeitigkeit der Erreichung der Leerabbremsung am Zug- und Anhängerfahrzeug entspricht.
4. 4. Bremseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Bremszylinder des Zugfahrzeuges als Zweikammerzylinder ausgebildet ist bzw. sind, dessen bzw. deren eine Kammer (94) über eine Steuerleitung und die Überwachungseinrichtung an den gemeinsamen Entlüftungsquerschnitt (85) angeschlossen ist, während die zweite Kammer (96) aus einem Druckmittelbehälter (100) gespeist wird, der mit einem weiteren Druckmittelbehälter (106) über eine die Strömung vom ersten Behälter (106) zum zweiten Behälter (100) verzögernde Einrichtung, vorzugsweise eine Drossel'stelle (102), leitend verbunden ist.

   Angezogene Druckschriften:
   USA.-Patentschrift Nr. 1 552 584.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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