DE2548975A1

DE2548975A1 - Druckmittelbetaetigte bremsanlage mit automatisch-lastabhaengiger bremskraftregelung fuer 3-achsige kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2548975A1
Application number: DE19752548975
Authority: DE
Inventors: Gerhard Ahaus; Hans-Peter Liebig; Siegfried Netzer
Original assignee: WABCO WESTINGHOUSE GmbH
Current assignee: WABCO WESTINGHOUSE GmbH
Priority date: 1975-11-03
Filing date: 1975-11-03
Publication date: 1977-05-05
Also published as: US4040673A; FR2329488B3; FR2329488A1; GB1532308A; IT1071208B

Description

Hannover, den 28.10.1975 WP 25/75

Wabco Westinghouse GmbH, Hannover

Druckmittelbetätigte Bremsanlage mit automatisch-lastabhängiger Bremskraftregelung für 5-achsige Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine von der Beladung abhängige, automatisch geregelte Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Automatisch-lastabhängige Bremskraftregler werden eingesetzt, um den Bremsdruck in den Bremszylindern dem jeweiligen Beladungszustand eines Fahrzeugs anzupassen. Diese Anpassung geschieht selbsttätig, indem die jeweilige von der Achsbelastung abhängige Federdurchbiegung bzw. bei luitgefederten Fahrzeugen, der jeweilige von der Achsbelastung gesteuerte Luftfederbalgdruck, die Höhe des Bremsdruckes durch den Bremskraftregler einstellt.

Bei Fahrzeugen mit zwei gebremsten Hinterachsen, wobei es sich- von einigen Ausnahmen abgesehen- in der Regel um eine Triebachse und um eine Nachlaufachse handelt, ergaben sich bei der Regelung der Bremskraft dieser beiden Achsen einige Probleme infolge der dynamischen Achslastverlagerung. Probleme in ähnlicher Form, welche* beim Abbremsen eines Fahrzeuges infolge der dynamischen Achslastverlagerung an der Vorderachse auftreten, wurden bereits auf verschiedene Art gelöst. Es ist beispielsweise eine Lösung durch die Auslegeschrift 1 655 774 bekanntgeworden, welche die Bremskraft der Vorderachse eines an der Hinterachse lastabhängig geregelten Fahrzeugs mit Hilfe eines Druckreglers regelt, welcher so ausgebildet ist, daß bei kleinen Steuerdrücken der ausgesteuerte Druck schwach und bei höheren Steuerdrücken stark ansteigt und damit bei Verwendung des Druckreglers als Bremsdruckregler in Kraftfahrzeug-Bremsanlagen eine Nutzung der sich infolge der dynamischen Achslastverlagerung mit zunehmender Bremsverzögerung ergebenden stärkeren Abbrems-

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barkeit der Vorderräder ermöglicht und einen Bremsdruck aussteuert, der im Bereich kleiner Bremsverzögerungen schwach und im Bereich großer Bremsverzögerungen stark ansteigt.

Die Problematik bei einer lastabhängigen Bremskraftregelung an zwei Hinterachsen unterscheidet sich jedoch von dem in Verbindung mit der Vorderachse geschilderten Beispiel insofern, daß neben den durch die dynamische Achslastverlagerung entstehenden Problemen die unterschiedlichen Bedingungen bei leerem und beladenem Fahrzeug hinzukommen. Während es sich hier bei beladenem Fahrzeug um zwei annähernd gleich stark belastete Hinterachsen handelt, welche bei leerem Fahrzeug gleichmäßig entlastet sind, ändert sich dagegen die Belastung der Vorderachse im beladenen und unbeladenen Zustand des Fahrzeugs wesentlich geringer als die Belastung der Hinterachse.

Die größten Probleme bestehen bei einem 3-achsigen Fahrzeug bei der Abbremsung in unbeladenem Zustand, da die für eine ausreichende Bremswirkung eines beladenen Fahrzeugs ausgelegten Betriebs-Bremszylinder die Räder der Nachlaufachse je nach Größe der dynamischen Achslastverlagerung der Triebachse mehr oder weniger blockieren. Abgesehen davon, daß ein Blockieren der Räder der Nachlaufachse ein Risiko in sich birgt, verschleißen diie Bremsbeläge der Räder an der Triebachse schneller, da diese die volle Bremsarbeit leisten müssen.

An einem konkreten Beispiel aus der Praxis ergibt sich dabei folgendes Bild:

Die Nachlaufachse eines beladenen 3-achsigen Nutzfahrzeugs muß zur Erreichung der vom Gesetzgeber vorgeschriebenen Bremswirkung mit einer Tristopzylinder-Kombination 12"/12" ausgerüstet sein. Wird nun dieses Fahrzeug in unbeladenem

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Zustand gebremst, wirken auf die Radbremsen der Nachlaufachse, welche noch zusätzlich durch die dynamische Auslas tverlagerung - je nach Stärke der Abbremsung - mehr oder weniger entlastet werden viel zu große Bremskräfte, so daß die Räder der Nachlaufachse blockieren.

Eine einwandfreie Bremsung dieser Räder in unbeladenem Zustand des Fahrzeugs wäre beim Einbau einer Tristopzylinder-Kombination 9"/12" gewährleistet, jedoch würde mit dieser Betriebsbremszylindergröße die vorgeschriebene Bremswirkung bei einem beladenen Fahrzeug nur mit Mühe erreicht werden bzw. die Radbremsen der Triebachse würden die Hauptlast der Abbremsung tragen, was einen erhöhten Bremsbelagverschleiß zur Folge hätte.

Die naheliegende Lösung einer automatisch-lastabhängigen Bremskraftregelung durch den Einbau eines Bremskraftreglers an jeder Achse ist eine verhältnismäßig kostspielige Angelegenheit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und preisgünstige Lösung zu finden, die es ermöglicht, daß beim Abbremsen eines leeren Fahrzeugs nur ein Bremsdruck in der Höhe in die Bremszylinder der Nachlaufachse eingesteuert wird, welcher die Räder einwandfrei bremst und welche beim Überschreiten eines im Bereich der VoIlbremsung eines beladenen Fahrzeugs festgelegten' Schaltpunktes automatisch den in die Radbremszylinder der Nachlaufachse eingesteuerten Bremsdruckes soviel erhöht, daß alle Räder der beiden Hinterachsen einwandfrei gebremst werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß¹ durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

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Anhand der im Anhang befindlichen Abbildungen wird nachfolgend die erfindungsgemäße Anlage sowie Aufbau und !Punktion eines Last/Leer-Ventiles mit der die Erfindung kennzeichnenden Einrichtung näher beschrieben.

Es zeigen:

]?ig. 1 !Funktionsschema der erfindungsgemäßen Bremsanlage eines 2-achsigen Hinterachsbremskreises.

Pig. 2 Prinzipbild eines Last/Leer-Ventiles mit dem die Erfindung kennzeichnenden Stufenkolben.

Wie das als Beispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage dargestellte Funktionsschema in Fig. 1 zeigt, führen von nicht dargestellten Druckluftquellen Leitungen zu den Vorratsanschlüssen 1 und 2 eines Zweikreis-Motorwagen-Bremsventils 3» dessen I.Kreis mit seinem Steueranschluß 4 über Leitung 5 mit dem Einlaßanschluß 6 eines automatisch-lastabhängigen Bremskraftreglers 7 verbunden ist. Der Auslaßanschluß 8 dieses Reglers 7 steht über Leitung 9 und Anschluß 10 in direkter Verbindung mit den Betriebsbremszylindern 11 der den Rädern der Triebachse zugeordneten !Cristopzylinder-Kombinationen 12. Der Federspeicherteil 13 der Tristopzylinder 12 bleibt in der Erfindungs-Beschreibung unerwähnt, da er die Bremsfunktion der Feststell- und Hilfsbremsanlage ausübt und somit keine Beziehung zur Erfindung besteht.

Gleichzeitig stellt die Leitung H eine Verbindung zwischen dem 1. Kreis des Bremsventils 3 und einem Last/ Leer-Ventil 15 über dessen Steueranschluß 16 her. Der zweite Steueranschluß 17 des Last/Leer-Ventils 15 steht über Leitung 18 mit dem Anschluß 8 des automatisch-lastabhängigen Bremskraftreglers 7 in Verbindung, und ein erfindungsgemäß dritter Steueranschluß 19 des Last/Leer-Ventils hat über Leitung 20 Verbindung mit dem Auslaßanschluß 21 eines 3/2-Magnet-Wegeventils 22, dessen Einlaß-

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anschluß 23 über Leitung 24 mit einer nicht dargestellten Druckluftquelle verbunden ist.

Zwischen dem 3/2-Wege-Magnetventil 22 und einem in die Leitung 14, also zwischen dem 1. Kreis des Bremsventils 3 und dem Belüftungsanschluß 1 6 des Last/Leer-Ventils 15, eingebauten Druckschalter 25 besteht eine elektrische Verbindung 26.

Die Betriebsbremszylinder 27 der den Rädern der Nachlaufachse zugeordneten Tristopzylinder-Kombinationen 28 stehen mit den Anschlüssen 29 und über Leitungen 30 mit dem den geregelten Druck aussteuernden Anschlüssen 31 des Last/Leer-Ventils 15 in Verbindung.

Der den Vorderachs-Bremskreis steuernde 2. Kreis des Bromsventils 3 kann ebenfalls unerwähnt bleiben.

Diese anhand des Funktionsschemas Fig. 1 gegebene Beschreibung erstreckt sich lediglich auf den Aufbau, d. h. die Schaltung der erfindungsgemäßen Bremsanlage. Zur Beschreibung der Funktion dieser Anlage ist es zunächst erforderlich - zum besseren Verständnis - auf den Aufbau und die Funktion des Last/Leer-Ventiles 15 mit der erfindungsgemäßen Einrichtung näher einzugehen.

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Die Fig. 2 zeigt ein Last/Leer-Ventil, dessen in einem Gehäuse 40 angeordneter Stufenkolben 41 erfindungsgemäß mit drei Ringflächen 42a, 42b und 43 versehen ist. Dieses Last/Leer-Ventil - jedoch mit nur einer Ringfläche - ist zur lastabhängigen Mitregelung der Vorderradbremswirkung in Abhängigkeit des die Hinterradbremswirkung regelnden lastabhängigen Bremskraftreglers bekannt. Innerhalb des Stufenkolbens 41 ist koaxial ein Doppelventilkörper 44 mit einem Einlaßventilteller 45 und einem Auslaßventilteller 46 angeordnet.

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Beim Bremsen gelangt die vom Zweikreis-Motorwagen-Bremsventil 3 ausgesteuerte Druckluft durch den Anschluß 16 auf die obere Ringfläche 42a des Stufenkolbens 41 und schiebt diesen bis zum Anschlag 47 nach unten. Das mitfolgende Doppelventil 44 verschließt den Auslaß 48 und öffnet den Einlaß 49» so daß die eingesteuerte Druckluft in die Bremszylinderanschlüsse 31 strömen kann. Gleichzeitig wird der vom automatisch-lastabhängigen Bremskraftregler 7 je nach dem Beladungszustand des Fahrzeugs mehr oder weniger reduzierte Bremsdruck über Anschluß 17 auch auf die Ringfläche 42b des Stufenkolbens 41 geleitet sowie bei von Beladung und Bremskraft abhängiger automatischen Zuschal tung zusätzlich über den Anschluß 19 auf die erfindungsgemäße zweite Ringfläche 43. Die Schließung des Einlasses 49 erfolgt, wenn das Verhältnis der über die Anschlüsse 16 und 17 bzw. 16, 17 und 19 eingesteuerten Drücke zu den über Anschlüsse 31 ausgesteuerten Drücken dem Flächenverhältnis des Stufenkolbens 41 entspricht.

Sinken die Steuerdrücke in den Anschlüssen 16 und 17 bzw. 16, 17 und 19₅ so wird durch den nun höheren Bremszylinderdruck, der Stufenkolben 41 mit dem Doppelventil 44 wieder angehoben. Der Auslaß 48 öffnet sich, und über die Entlüftung 50 erfolgt eine den Steuerdrücken entsprechende teilweise oder völlige Schnellentlüftung der Bremszylinder.

Zusammenfassend folgt nun anhand von Fig. 1 und Fig. 2 eine Funktionsbeschreibung der gesamten er fin dungs gemäß er. Betriebs-Bremsanlage der Doppelhinterachse:

Ein vom Motorwagen-Bremsventil 3 kommender Bremsdruck gelangt über leitung 5 und Anschluß 6 in den automatischlastabhängigen Bremskraftregler 7. Nach Regelung des Bremsdruckes in Abhängigkeit der Federdurchbiegung oder des Luftfederbalgdruckes und damit vom Beladungszustand des Fahrzeugs strömt dieser weiter über Anschluß 8 und Leitung 9 in die Betriebsbremszylinder der Triebachse. Gleichzeitig beaufschlagt der ungeregelte Bremsdruck über Lei-

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tung 14 und Anschluß 16 die Ringfläche 42a des Stufenkolbens 41 im Last/Leer-Ventil 15, und der vom Bremskraftregler 7 ausgesteuerte geregelte Bremsdruck beaufschlagt über Leitung 18 und Anschluß 17 die Ringfläche 42b des Stufenkolbens 41. Die Kolbenringfläche 42a und die Ringfläche 42b entsprechen zusammen einem Flächenverhältnis, welches so groß ist, daß die über Anschlüsse 31 ausgesteuerte und in die Betriebsbremszylinder 27 der Nachlaufachse eingesteuerte Bremskraft bei leerem Fahrzeug bzw. bis zu einem bestimmten Beladungssewicht, unter Berücksichtigung der dynamischen Achslastverlagerung nur so groß ist, daß die Räder der Nachlaufachse nicht überbremst werden bzw. nicht blockieren.

Erst bei voll beladenem Fahrzeug bzw. ab einem bestimmten Beladungsgewicht schaltet in Abhängigkeit eines bestimmten vom Bremsventil 3 ausgesteuerten Bremsdruckes (ca. 4 bis 5 bar) der in Leitung 14 angeordnete Druckschalter 25 das 3/2-Wege-Magnetventil 22 durch Stromzuführung in die Hagnetspule ein, so daß von einer Druckluftquelle kommende Druckluft über Leitung 24, Anschlüsse 23 und 21, Leitung 20 und Anschluß 19 die Ringfläche 43 zusätzlich beaufschlagt, was aufgrund des nun größeren Flächenverhältnisses, bestehend aus Ringfläche 42a des Ringkolbens 41, dessen Ringfläche 42b und der zusätzlichen Ringfläche 43 zu einer der größeren Achsbelastung der Nachlaufachse angepaßten Erhöhung des in die Betriebsbremszylinder 27 eingesteuerten Bremsdruckes führt.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

T Λ J Druckmittelbetätigte Bremsanlage mit automatiseh-lastabhängiger Bremskraftregelung, insbesondere für 3-achsige Kraftfahrzeuge, deren Doppelhinterachse aus einer von einem automatisch-lastabhängigen Bremskraftregler geregelten Triebachse und aus einer von einem Last/Leer-Ventil geregelten Nachlaufachse besteht, wobei das Last/Leer-Ventil mit einem seiner beiden Steueranschlüsse direkt Verbindung mit der ungeregelten, vom Bremsventil ausgesteuerten Druckluft hat und mit dem anderen Steueranschluß mit der vom automatischlast abhängig en Bremskraftregler entsprechend der Belastung geregelten, zur Triebachse ausgesteuerten Druckluft in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das die Bremskraft der Nachlaufachse regelnde Last/Leer-Ventil (15) mit einem dritten Steueranschluß (19) mit dem Auslaßanschluß (21) eines mittels einem Druckschalter (25) elektro-magnetisch ein- und ausschaltboren, über den Einlaßanschluß (23) mit Druckluft beaufschlagten 3/2-Wege-Magnetventil (22) verbunden ist.
2. Druckmittelbetiitigte Bremsanlage mit automatisch-lastabhängiger Bremskraftregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den beiden Ringflächen (42a und 42b) resultierende Bremskraft für die Nachlaufachse kleiner ist als die vom automatisch-lastabhangigen Bremskraftregler (7) für die Triebachse ausgesteuerte Bremskraft.
3. Druckmittelbetätigte Bremsanlage mit automatisch-lastabhängiger Brenskraftregelung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,.daß die aus den drei Ringflachen (42a, 42b und 43) resultierende Bremskraft etwa der Bremskraft entspricht, welche der Bremskraftregler (7) der Achslast entsprechend aussteuert.

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ORIGINAL INSPECTED