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Dokumentenidentifikation DE3442029C2 11.03.1993
Titel Vorrichtung zur Betätigung einer Kletterbremse für Kraftfahrzeuge
Anmelder Knorr-Bremse AG, 8000 München, DE
Erfinder Vollmer, Otto, 8000 München, DE
DE-Anmeldedatum 16.11.1984
DE-Aktenzeichen 3442029
Offenlegungstag 22.05.1986
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 11.03.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.03.1993
IPC-Hauptklasse B60T 13/36
IPC-Nebenklasse B60T 15/18   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Kletterbremsen der gattungsgemäßen Art (DE-GM 73 04 907) ermöglichen mit Hilfe eines Schaltventils, z. B. des Handbremsventils, das Halten eines Fahrzeugs an extremen Steigungen, und in vorteilhafter Weise das Anfahren an derartigen Steigungen, weil der Fahrer des Fahrzeuges mit einem Fuß die Kupplung, mit dem anderen das Gaspedal und mit einer Hand die Kletterbremse beim Lösen derselben betätigen kann.

Bei Anwendung des bekannten Prinzips an Zweikreis-Fußbremsventilen mit Tandemanordnung ist die Entlüftungskammer des Fußbremsventils abgedichtet, so daß der Entlüftungsanschluß des Fußbremsventils unter Verwendung des manuell betätigbaren Schaltventils, z. B. des Handbremsventils, mit Druckluft beaufschlagbar ist. Auf diese Weise kann mittels des an den Entlüftungsanschluß angeschlossenen Schaltventils die Betriebsbremsanlage betätigt werden, ohne daß der Fahrer eine Betätigung mit Hilfe des Fußes vollzieht. Als Schaltventil für derartige Kletterbremsanordnungen kann ein Handbremsventil verwendet werden, wobei der am Handbremsventil vorgesehene Hand- bzw. Schaltgriff in eine hierfür vorgesehene Kletterbremsstellung verschwenkbar ist. In dieser Kletterbremsstellung vermag das Handbremsventil über eine gesonderte Verbindung den Entlüftungsanschluß des Fußbremsventils zu belüften, so daß als Folge davon die Bremskreise der Vorderachs- und Hinterachsbremsanlagen mit Druckluft gespeist, die Bremsen also beaufschlagt werden. Derartige Schaltungsanordnungen besitzen jedoch den großen Nachteil, daß sie unbeabsichtigt während der Fahrt betätigt werden können und dadurch eine Vollbremsung eingeleitet wird. Eine derartige Gefahr besteht auch dann, wenn als Schaltventil ein z. B. im Armaturenbrett positioniertes Druckknopfventil zur Anwendung gelangt und dieses während der Fahrt unbeabsichtigt ausgelöst wird.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Kletterbremsanordnung der in Rede stehenden Art so auszugestalten, daß eine unbeabsichtigte Betätigung des Handbremsventils, und über dieses der gesamten Betriebsbremsanlage ausgeschlossen wird. Die Kletterbremsanlage soll demnach nur dann wirksam werden, wenn das mit der Anlage versehene Fahrzeug an einer Steigung abgebremst wird bzw. wenn an einer Steigung angefahren wird und der Fahrer einen Fuß für die Kupplung und den anderen Fuß für das Gaspedal benötigt.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1.

Die Kletterbremse ist infolge der Zwischenschaltung des Sperrventils nur dann wirksam, wenn das Fußbremsventil bewußt, also mittels Fußbremsbetätigung aktiviert ist. In diesem Fall wirkt der vom Fußbremsventil ausgesteuerte Druck, vorzugsweise der Druck des Hinterachsbremskreises, auf das Sperrventil derart ein, daß dieses mittels des in ihm geführten Schaltkolbens ein Ventil öffnet, welches normalerweise in der Verbindung zwischen dem Schaltventil, so z. B. dem Handbremsventil, und dem Entlüftungsanschluß des Fußbremsventils wirksam ist. Da die Entlüftungskammer derartiger Fußbremsventile notwendigerweise abgedichtet ist, dient das Sperrventil mit dem in ihm geführten Schaltkolben gleichzeitig zur Entlüftung des Fußbremsventils und der von diesem gespeisten Bremskreise, wenn das Handbremsventil aus der Kletterbremsstellung in die Nullstellung bzw. Fahrstellung zurückgeführt wird. Ein unbeabsichtigtes Auslösen der gesamten Betriebsbremsanlage während der Fahrt mit allen daraus sich ergebenden nachteiligen Folgen ist mit Hilfe einer derartigen Sperranordnung absolut sicher ausgeschlossen.

Bei einer weiterhin bekannten Vorrichtung zur Betätigung einer Kletterbremse für Kraftfahrzeuge (DE-AS 12 01 196) ist neben dem Fußbremsventil ein Schaltventil und eine bei Druckbeaufschlagung die Einspeisung von Druckluft in die Radbremszylinder auslösende Sperreinrichtung vorgesehen. Zur Kletterbremsbetätigung, d. h. zur Festbremsung des vollbesetzten Fahrzeuges an Steigungen, ist zusätzlich ein Zweiwegeventil erforderlich, desgleichen ein Druckschalter, mittels welchem bei Entlüften des Steuer- bzw. Arbeitskreises der Betriebsbremse durch Lösen des Fußbremspedals bei sich umschaltendem Zweiwegeventil ein direktes Belüften der Radbremszylinder mit einem reduzierten Druck aus dem Druckluftvorratsbehälter vorgenommen wird. Die baulich einfache Verbindung des Schaltventils mit dem Entlüftungsanschluß des Fußbremsventils und die sich hierbei bei manueller Betätigung unmittelbar ergebende Möglichkeit der Sperrung der Schaltventilbetätigung, ist bei derartigen Einrichtungen nicht gegeben.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

Fig. 1 gibt einen Ausschnitt einer Schaltungsanordnung wieder, in welcher die Kletterbremsvorrichtung nach der Erfindung vorgesehen ist;

Fig. 2 ist eine Darstellung eines erfindungsgemäßen, in vergrößertem Maßstab wiedergegebenen Sperrventils in der Verbindung zwischen einem als Schaltventil vorgesehenen Handbremsventil und einem Fußbremsventil, wobei die linksseitig wiedergegebene Schnitthälfte des Sperrventils die Position des Schaltkolbens in entlüftetem Zustand wiedergibt, während die rechte Schnitthälfte die Position des Schaltkolbens bei Druckbeaufschlagung desselben wiedergibt; und

Fig. 3 ist eine Darstellung einer ein Sperrventil aufweisenden Kletterbremsanordnung, bei welcher das Schaltventil als Druckknopfventil ausgebildet ist.

In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Ausschnitt einer Schaltung einer Bremsanlage wiedergegeben, in welcher die Einrichtung nach der Erfindung integriert ist. Der Ventilmechanismus des Fußbremsventils 1 ist durch zwei Leitungen 3 und 5 an Vorrats-Druckluft angeschlossen. Die vom Fußbremsventil 1 abzweigenden Leitungen 7 und 9 führen bei Betätigung des Ventils Druckluft, wobei die Leitung 9 über eine abzweigende Leitung 11 an die Bremszylinder 13 der Vorderachse des Fahrzeuges angeschlossen ist, während die Leitung 7 über abzweigende Leitungen 15 und 17 an die Betriebsbremszylinder der Hinterachse angeschlossen ist. Bei Betätigung des Fußbremsventils 1 führen folglich die Leitungen 7 und 9 und die davon abzweigenden, vorstehend erläuterten Leitungen Druckluft zum Zwecke der Beaufschlagung der Bremszylinder der Vorder- und der Hinterachse, d. h. durch Betätigen des Fußbremsventils wird die Betriebsbremsanlage des Fahrzeugs aktiviert, es werden also alle Räder gebremst.

In dem in Fig. 1 wiedergegebenen Teilbereich einer Schaltungsanordnung einer Bremsanlage ist ein Handbremsventil 19 vorgesehen. Das Handbremsventil 19 ist in an sich bekannter Weise betätigbar, d. h. es kann durch Verschwenkung eines Handgriffes aus der Fahrstellung (Position O in Fig. 2) in die Parkstellung (Position P in Fig. 2) verschwenkt werden. In der Parkstellung ist in normaler Weise die Federspeicherbremsanlage des Fahrzeuges betätigt. Bei Bedarf kann auch ein Handbremsventil mit Verschwenkbarkeit in die Kontrollstellung (Position K in Fig. 2) verwendet werden. Im vorliegenden Fall ist das Handbremsventil 19 so beschaffen, daß es auch in eine Kletterbremsstellung (Position A in Fig. 2) verschwenkt werden kann; in dieser Position ist es möglich, über eine Leitung 21 das Fußbremsventil 1 mit Druckluft derart zu speisen, daß hierdurch die Betriebsbremsanlage aktiviert wird. Die Leitung 21, welche vom Anschluß 23 des Handbremsventils zum Fußbremsventil 1 führt, ist gemäß der Erfindung an ein dem Fußbremsventil vorgeschaltetes Sperrventil 25 (Fig. 1 und 2) angeschlossen. Das Sperrventil weist einen in seinem Gehäuse verschiebbaren Schaltkolben 27 auf, welcher bei Belüftung des Raumes 29 gemäß Darstellung in Fig. 2 nach unten gerichtet verschiebbar ist. Ein am Schaltkolben 27 ausgebildeter Sitz 31 bildet mit einem federverspannten Ventilteller 33 ein Ventil 35, welches bei Beaufschlagung des Raumes 29 mit Druckluft schließt (s. rechte Schnitthälfte nach Fig. 2), wenn der Schaltkolben 27 sich an den Ventilteller 33 angelegt hat. Der Schaltkolben 27 bildet mit einem mit ihm verbundenen, im Inneren hohlen Fortsatz 37 und einem weiteren, sich am Gehäuse federverspannt abstützenden Ventilteller 39 ein weiteres Ventil 41, welches sich zwischen der vom Handbremsventil abzweigenden Leitung 21 und einer weiteren, zum Fußbremsventil 1 führenden Leitung 43 befindet. Die Leitung 43 mündet in den Entlüftungsanschluß 45 des Fußbremsventils 1. Bei einer derartigen Konstruktion des Fußbremsventils ist die Entlüftungskammer abgedichtet, d. h., daß über den Entlüftungsanschluß 45 anstehende Druckluft (bei nicht betätigtem Fußbremsventil) in die Anschlüsse 47 und 49 und von dort in die Bremsanlagen der Hinter- und Vorderachse gelangen kann. Die in Fig. 2 dargestellten Leitungen 51 und 53 führen zu diesem Zweck zu den Bremszylindern der Hinterachse bzw. den Bremszylindern der Vorderachse des Fahrzeuges.

Von der Leitung 43 (Fig. 2) zweigt ein Kanal 55 ab, welcher über eine Durchbrechung bzw. Bohrung 57 in den Raum 59 im Inneren des Schaltkolbens 27 führt. Befindet sich das Ventil 35 in der in Fig. 2 in der linksseitigen Schnittansicht wiedergegebenen Position, d. h. in geöffneter Lage, dann steht der Raum 59 über eine Durchbrechung 61 (Fig. 2) und den in das Gehäuse des Sperrventils sich erstreckenden Kanal 63 mit der Außenluft in Verbindung. Die vorbeschriebene Außenluftverbindung besteht also gegenüber der Leitung 43, dem im Inneren des Fußbremsventils verlaufenden Entlüftungskanal und gegenüber den Anschlüssen 47 und 49 (bei nicht betätigtem Fußbremsventil), so daß die Entlüftung der Vorderachs- und Hinterachsbremsanlagen über den Entlüftungsanschluß 45 und das Sperrventil bzw. dessen Kanal 63 erfolgen kann.

Die Wirkungsweise der Kletterbremsanordnung bei erfindungsgemäßer Verwendung des Sperrventils ist wie folgt:

Bei normalem Fahrbetrieb des Fahrzeugs befindet sich das Handbremsventil in Position O, die Leitung 21 ist also drucklos. In gleicher Weise ist das Fußbremsventil 1 unbetätigt; die an die Leitungen 51 und 53 angeschlossenen Bremsanordnungen der Hinter- und Vorderachse sind in diesem Fall über das Fußbremsventil 1 bzw. den im Inneren desselben verlaufenden Entlüftungskanal, den Entlüftungsanschluß 45, die Leitung 43, den Kanal 55, den Raum 59, ferner durch das geöffnete Ventil 35 und durch den mit der Außenluft in Verbindung stehenden Kanal 63 entlüftet. Da der Raum 29 des Sperrventils 25 drucklos ist, befindet sich das Sperrventil folglich in der in der Schnittansicht nach Fig. 2 linksseitig wiedergegebenen Position. In dieser Position ist das Ventil 35, wie vorstehend erwähnt ist, geöffnet, während das Ventil 41 geschlossen ist.

Sollte während der Fahrt des Fahrzeuges das Handbremsventil unbeabsichtigt betätigt werden, und zwar in dem Sinne, daß der Handgriff von der Position O in die Position A verschwenkt wird, dann wird zwar die Leitung 21 mit Druckluft gespeist, dennoch bleibt diese Beschickung ohne weiteren nachteiligen Einfluß, da das Ventil 41 geschlossen ist. Der Druck aus der Leitung 21 kann also nicht in die Leitung 43 und somit nicht in das Fußbremsventil 1 gelangen. Das Sperrventil 25 wirkt in diesem Fall als Sicherheitsorgan, welches absolut sicher verhindert, daß während der Fahrt unbeabsichtigt mit Hilfe des Handbremsventils eine plötzliche Betätigung der gesamten Betriebsbremsanlage eingeleitet wird.

Wird das Fahrzeug an einer Steigung angehalten, und zwar durch normale Fußbetätigung des Fußbremsventils 1, dann ist es nachfolgend mit Hilfe des Handbremsventils und des zwischengeschalteten Sperrventils möglich, die Fußbremsbetätigung der gesamten Fußbremsanlage durch die Handbremsbetätigung abzulösen. Dies vollzieht sich wie folgt:

Bei normaler Fußbremsbetätigung des Fußbremsventils 1 werden die Leitungen 51 und 53 mit Druckluft gespeist, folglich wird auch der Raum 29 des Sperrventils über die Leitung 65 mit Druckluft beaufschlagt. Der Schaltkolben 27 wird gegen die Kraft der in einem entlüfteten Raum 67 wirkenden Feder 69 (Fig. 2) nach unten gerichtet gedrückt; diese Abwärtsbewegung hat zur Folge, daß der Fortsatz 37 des Schaltkolbens 27 den Ventilteller 39 von seinem gehäuseseitigen Sitz abhebt, wodurch das Ventil 41 öffnet, während sich andererseits das Ventil 35 schließt, da sich der Sitz 31 am Schaltkolben 27 bei Abwärtsbewegung desselben an den Ventilteller 33 anlegt, wie dies in der rechtsseitigen Schnittdarstellung in Fig. 2 wiedergegeben ist. Die vorstehend beschriebenen Schaltbewegungen am Sperrventil bei normaler Fußbremsbetätigung des Fußbremsventils 1 finden also während der Abbremsung des Fahrzeuges statt. Ist das Fahrzeug am Hang zum Stillstand gekommen und soll die Fußbremsbetätigung durch die Handbremsbetätigung bei Einwirkung auf die gesamte Betriebsbremsanlage abgelöst werden, dann wird der Schaltgriff des Handbremsventils aus der Position O in die Position A verschwenkt, d. h., daß die Leitung 21 belüftet wird. Da das Ventil 41 bei betätigtem Fußbremsventil geöffnet ist, gelangt der Druck aus der Leitung 21 über das Ventil 41 und den Entlüftungsanschluß 45 in den im Inneren des Fußbremsventils befindlichen Entlüftungskanal. Wird nunmehr die normale Fußbremsbetätigung des Fußbremsventils 1 freigegeben, dann wird die Verbindung zwischen dem Entlüftungskanal im Inneren des Fußbremsventils zum Anschluß 47 geöffnet. Der Anschluß 47 des Fußbremsventils bleibt also bei gelöster Fußbremsbetätigung belüftet; in gleicher Weise bleibt der Anschluß 49 des Fußbremsventils belüftet. Der Übergang der Betätigung der Betriebsbremsanlage vom Fußbremsventil auf das Handbremsventil (Position A) ist, wie vorstehend erläutert wurde, folglich nur dann möglich, wenn zuvor durch normale Fußbremsbetätigung des Bremsventils der Raum 29 belüftet und das Ventil 41 in gleichfalls vorstehend beschriebener Weise geöffnet wurde.

Die erläuterte Kletterbremsanordnung eignet sich natürlich auch in vorteilhafter Weise beim Anfahren an einer Steigung, da die Betriebsbremsanlage, d. h. die Betätigung der Bremszylinder der Vorder- und der Hinterachse einzig und allein durch das Handbremsventil gelöst werden kann, indem der Handgriff desselben von der Position A in die Position O verschwenkt wird. Bei einer derartigen Betätigung des Handbremsventils wird die Leitung 21 durch den Entlüftungsanschluß 20 des Handbremsventils 19 entlüftet, wobei zunächst auch ein Teil des Druckes aus dem Bereich des Fußbremsventils abgebaut werden kann, bis sich der Ventilteller 39 entsprechend dem Druckabbau im Raum 29 an den gehäuseseitigen Sitz angelegt hat und das Ventil 41 geschlossen ist. Die vorgenannte Entlüftung bei Verschwenkung des Handgriffes aus der Position A in die Position O vollzieht sich nicht nur über den Entlüftungsanschluß 20 des Handbremsventils 19, sondern auch und im weiteren Verlauf ausschließlich über das Ventilsystem (Ventil 35 und 41) des Sperrventils. Verschiebt sich der Schaltkolben 27 bei Druckabbau im Raum 29 unter der Einwirkung der Feder 69 nach oben gerichtet, dann hebt sich der Sitz 31 vom Ventilteller 33 ab, wodurch die in Fig. 2 in der linksseitigen Schnittdarstellung wiedergegebene Lage herbeigeführt wird. In dieser Position besteht vom Raum 59 über das geöffnete Ventil 35 und die Durchbrechung 61 eine freie Verbindung zum Kanal 63 und somit zur Außenluft. Der Raum 59 ist, wie vorstehend erläutert ist, durch die Bohrung 57, den Kanal 55, die Leitung 43 und den Entlüftungskanal im Inneren des Fußbremsventils mit den Anschlüssen 47 und 49 verbunden, d. h., daß die an die Anschlüsse 47 und 49 angeschlossenen Bremsanlagen der Hinter- und Vorderachse über die vorstehend erläuterte Verbindung hindurch entlüftbar sind. Eine weitere Entlüftungsverbindung besteht im Bereich des Ventils 41, da die Verbindung zwischen der Leitung 43 und dem hohlen Inneren des Fortsatzes 37 sofort hergestellt ist, wenn sich das untere Ende des Fortsatzes bei Aufwärtsbewegung des Schaltkolbens 27 vom Ventilteller 39 abgehoben hat. Die weitere Entlüftung aus dem hohlen Fortsatz 37 erfolgt über den Raum 59 und das geöffnete Ventil 35. Zur Vermeidung von Zwitterstellungen der beiden Ventile 35 und 41 ist es von Vorteil, wenn beim Belüften des Sperrventils, d. h. beim Belüften des Raums 29 zuerst das die Verbindung zwischen den Leitungen 21 und 43 normalerweise sperrende Ventil 41 öffnet, bevor das Ventil 35 schließt. Infolge einer derartig kurzen Zeitdifferenz in der Ventilbetätigung kann es sich als zweckmäßig erweisen, wenn in dem Kanal 55 eine Drossel 71 vorgesehen ist. Auf diese Weise wird im wesentlichen verhindert, daß bei sich öffnendem Ventil 41 und gleichzeitiger Betätigung des Handbremsventils (Verschwenkung von Position O in Position A) gegebenenfalls eine geringe Menge von Druckluft über das Ventil 35 abgeblasen wird, bevor dieses endgültig schließt. In gleicher Weise ist es vorteilhaft, wenn bei Druckabsenkung im Raum 29 das Ventil 35 öffnet, bevor das Ventil 41 schließt.

In Fig. 3 der Zeichnung ist eine weitere Ausführungsform einer Kletterbremse unter Verwendung des Sperrventils 25 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist anstelle des Handbremsventils 19 ein Druckknopfventil 73 vorgesehen. Das Druckknopfventil 73 ist als einfaches Schaltventil ausgebildet und wird vorzugsweise im Armaturenbrett des die Kletterbremseinrichtung aufweisenden Fahrzeuges montiert. Das Druckknopfventil 73 wird mittels einer Leitung 75 mit Druckluft gespeist; wird der Druckknopf 77 des Druckknopfventils manuell betätigt, dann wird die Verbindung zwischen der Vorratsdruckluft führenden Leitung 75 und einer zum Sperrventil 25 führenden Leitung 79 freigegeben. Diese Betätigung des Druckknopfventils 73 kommt der manuellen Verschwenkung des Handgriffes des Handbremsventils 19 aus der Position O in die Position A gleich. Entsprechend sind die sich hieraus ergebenden Schaltfolgen und Funktionen. Auch bei dieser Anordnung ist folglich sichergestellt, daß die manuelle Betätigung des Druckknopfventils 73 nur dann eine Einwirkung auf das Fußbremsventil erlangt, wenn zuvor das Fußbremsventil betätigt und das Sperrventil entsprechend geschaltet wurde.


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zur Betätigung einer Kletterbremse für Kraftfahrzeuge, mit einem Fußbremsventil, dessen Entlüftungskammer abgedichtet ist und welches über seinen Entlüftungsanschluß mit einem manuell betätigbaren Schaltventil verbunden und durch dieses zum Zwecke der Kletterbremsbetätigung mit Druckluft beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein bei Fußbremsbetätigung durch einen ausgesteuerten Druck des Fußbremsventils (1) umschaltbares, bei Druckbeaufschlagung die Einspeisung von Druckluft am Entlüftungsanschluß des Fußbremsventils (1) freigebendes Sperrventil (25) aufweist, wobei das Sperrventil (25) mit einem im Sperrventilgehäuse geführten, durch den vom Fußbremsventil (1) aussteuerbaren Druck beaufschlagbaren Schaltkolben (27) versehen ist, welcher sowohl ein Ventil (41) in der Verbindung zwischen dem Schaltventil (19, 73) und dem Entlüftungsanschluß (45) des Fußbremsventils (1) als auch ein Ventil (35) in der Verbindung zwischen dem Entlüftungsanschluß (45) und der Außenluft steuert, derart, daß bei offener Verbindung zwischen dem Schaltventil (19, 73) und dem Fußbremsventil (1) die Entlüftung über das Ventil (35) gesperrt und bei inaktivem Sperrventil (25) die Verbindung zwischen dem Entlüftungsanschluß (45) des Fußbremsventils (1) und der Außenluft freigegeben ist.






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