DE1808029A1 - Braking device for vehicles, in particular trucks, trailers and buses - Google Patents
Braking device for vehicles, in particular trucks, trailers and busesInfo
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Description
Bremsvorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Anhänger und OmnibusseBraking device for vehicles, in particular Trucks, trailers and buses
Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere lastkraftwagen, Anhänger und Omnibusse*The invention relates to a braking device for vehicles, in particular trucks, trailers and buses *
Es ist bekannt, Fahrzeuge mit Bremsvorrichtungen, die die Betriebsbremsen entlasten sollen, auszurüsten. Bisher war es vielfach üblich, diese zusätzlichen Bremsvorrichtungen als elektrische oder hydrodynamische Dauerbremsen auszubilden. Die elektrische Dauerbremse erfordert einen großen technischen Aufwand. Außerdem ist die Brandgefahr infolge starker Erhitzung der Gehäuse recht groß. Die hydrodynamische Dauerbremse weist insofern ebenfalls Nachteile auf, als sich bei niedriger Fahrgeschwindigkeit ein niedriges Bremsmoment ergibt und die Ansprechzeit verhältnismäßig hoch ist.It is known to vehicles with braking devices that the service brakes should relieve, equip. So far it has been common practice to use these additional braking devices as to train electrical or hydrodynamic retarders. The electric retarder requires a great technical Expenditure. In addition, the risk of fire due to excessive heating of the housing is quite high. The hydrodynamic retarder likewise has disadvantages insofar as a low braking torque results at low driving speeds and the response time is relatively long.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der den bekannten Bremsvorrichtungen der in Rede stehenden Art anhaftenden Nachteile eine Bremsvorrichtung zu schaffen, die über den gesamten Fahrgeschwindigkeitsbereich ohne Zwang zum Schalten ein konstantes Bremsmoment gewährleistet und außerdem sehr schnell anspricht. Erreicht wird dieses Ziel erfindungsgemäß durch eine von der abzubremsenden Welle angetriebene hydrostatische Arbeitsmaschine, beispielsweise eineThe invention is based on the object, while avoiding the known braking devices of those in question Kind of inherent disadvantages to create a braking device that over the entire speed range without constraint ensures a constant braking torque for switching and also responds very quickly. This goal is achieved according to the invention by a hydrostatic machine driven by the shaft to be braked, for example a
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Zahnradpumpe, eine Schraubenpumpe oder eine Kolbenpumpe, in deren Druckleitung ein Drosselorgan mit veränderbarem Querschnitt angeordnet ist.Gear pump, a screw pump or a piston pump, in the pressure line of which a throttle element is arranged with a variable cross-section.
Hydrostatische Arbeitsmaschinen weisen praktisch über den gesamten Fahrgeschwindigkeitsbereich, konstanter Gegendruck vorausgesetzt, ein konstantes Bremsmoment auf. Sie eignen sich somit für den Antrieb unmittelbar durch jede proportional der Fahrgeschwindigkeit drehende Welle.Hydrostatic work machines have practically over the entire Driving speed range, assuming constant back pressure, a constant braking torque. You own thus for the drive directly through each shaft rotating proportionally to the driving speed.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Drosselorgan in der Druckleitung der hydrostatischen Arbeitsmaschine als Steuerschieber ausgebildet ist, der in Abhängigkeit von der Stellung des Bremspedals mehr oder weniger stark von Druckluft beaufschlagt wird.In a further embodiment of the invention it is proposed that the throttle element in the pressure line of the hydrostatic Work machine is designed as a control slide which, depending on the position of the brake pedal, more or is less pressurized by compressed air.
Außerdem empfiehlt es sich, in der Ansaugleitung und in der Druckleitung der hydrostatischen Arbeitsmaschine je ein sich bei Einleitung des BremsVorganges zwangsläufig öffnendes Absperrventil vorzusehen.It is also advisable to use in the suction line and in the Pressure line of the hydrostatic machine, one that inevitably opens when the braking process is initiated Provide shut-off valve.
Zweckmäßig ist es, in der Druckleitung der hydrostatischen Arbeitsmaschine hinter dem Drosselorgan einen Kühler vorzusehen, dessen lüfter durch einen an die Druckleitung der hydrostatischen Arbeitsmaschine zwischen Absperrventil und Drosselorgan angeschlossenen hydrostatischen lüfterantriebs-It is useful in the pressure line of the hydrostatic A cooler is to be provided behind the throttle body, the fan of which is connected to the pressure line of the hydrostatic machine between the shut-off valve and the throttle body connected hydrostatic fan drive
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motor angetrieben wird. Zur besseren Abführung der in diesem Lüfterantriebsmotor anfallenden Wärme empfiehlt es sich ferner, die Abströmleitung dieses Motors auf der Eingangsseite dieses Kühlers zwischen diesem und dem Drosselorgan an die Druckleitung der hydrostatischen Arbeitsmaschine anzuschließen. Zwecks Schaffung der Möglichkeit, mit der hydrostatisehen Arbeitsmaschine das volle Bremsmoment praktisch bis zur Fahrgeschwindigkeit Null zu erzeugen, wird in weiterem Ausbau der Erfindung vorgeschlagen, in der Zuströmleitung zum Lüfterantriebsmotor ein Drosselorgan mit· veränderbarem Querschnitt vorzusehen und dieses Drosselorgan mit dem Drosselorgan in dem zum Kühler führenden Druckleitungszweig der hydrostatischen Arbeitsmaschine fest miteinander so zu koppeln, daß das erstgenannte Drosselorgan erst dann beginnt wirksam zu werden, wenn das andere Drosselorgan schon nahezu geschlossen hat. Auf diese Weise wird auch bei niedriger Fahrgeschwindigkeit und vollem Bremsmoment noch ein ausreichender Kühlluftdurchsatz sichergestellt. Für eine Begrenzung des maximalen Druckes in der Druckleitung der hydrostatischen Arbeitsmaschine und damit des maximalen Bremsmomentes dient ein auf der Druckseite der hydrostatischen Arbeitsmaschine zwischen dieser und dem in der Druckleitung angeordneten Drosselorgan vorgesehenes, eine Bypaßleitung zur hydrostatischen Arbeitsmaschine beherrschendes Überdruckventil. Der Ansprechdruck des Überdruckventils wird zweckmäßig der Achslast angepaßt.motor is driven. For better dissipation of the heat generated in this fan drive motor, it is also advisable to the discharge line of this motor on the input side of this cooler between this and the throttle element to the To connect the pressure line of the hydrostatic working machine. In order to create the possibility of using the hydrostatic Working machine to generate the full braking torque practically down to zero travel speed will be discussed in more detail Proposed expansion of the invention in the inflow line to Fan drive motor a throttle element with a variable cross section to provide and this throttle element with the throttle element in the pressure line branch leading to the cooler to couple the hydrostatic working machine firmly with each other so that that the first-mentioned throttle organ only begins to take effect when the other throttle organ is almost has closed. In this way, even at low driving speed and full braking torque, a sufficient one is still achieved Cooling air throughput ensured. For a limitation of the maximum pressure in the pressure line of the hydrostatic Working machine and thus the maximum braking torque is used on the pressure side of the hydrostatic working machine a bypass line provided between this and the throttle element arranged in the pressure line overpressure valve controlling the hydrostatic machine. The response pressure of the pressure relief valve is appropriately adapted to the axle load.
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Bei ungebremster Fahrt, bei der die hydrostatische Arbeitsmaschine keine Flüssigkeit fördert, wird die Schmierung1 der Arbeitsmaschine von einer von der abzubremsenden Welle angetriebene Hilfsschmierpumpe übernommen, wobei ein unerwünschtes Füllen der Maschine dadurch vermieden wird, daß das überflüssige Schmiermittel durch eine ebenfalls von der abzubremsenden Welle angetriebenen, für Förderung in beiden Drehrichtungen eingerichtete Pumpe abgesaugt wird.During unbraked travel, during which the hydrostatic machine does not convey any liquid, the machine's lubrication 1 is taken over by an auxiliary lubrication pump driven by the shaft to be braked, with undesired filling of the machine being avoided by the superfluous lubricant being replaced by a shaft that is also braked by the braked shaft driven pump set up for delivery in both directions of rotation is sucked off.
Besondere Beachtung ist der Tatsache zu schenken, daß bei Umkehrung der der Vorwärtsfahrt entsprechenden Drehrichtung der abzubremsenden Welle die Hilfsschmierpumpe kein Schmiermittel mehr fördert. Um in diesem Falle doch noch eine Schmierung sicherzustellen, werden im einzelnen folgende Maßnahmen vorgeschlagen: Zunächst ist die Saugleitung der Absaugepumpe an die Druckleitung der hydrostatischen Arbeitsmaschine zwischen dieser und dem in der Druckleitung angeordneten Absperrventil angeschlossen, wobei diese Anschlußleitung ein Absperrventil aufweist und von ihr aus vor diesem Absperrventil eine durch ein Rückschlagventil beherrschte Leitung zu den Schmierstellen der hydrostatischen Arbeitsmaschine abzweigt* Weiterhin ist eine Einrichtung vorgesehen, die bei Umkehrung der der Vorwärtsfahrt entsprechenden Drehrichtung der abzubremsenden Welle zwangsläufig die Absperrventile in der Saug- und Druckleitung der hydrostatischen Arbeitsmaschine öffnet und gleichzeitig das in der Ansaugleitung der Ansaugpumpe auge- O ordnete Absperrventil schließt.Particular attention is to be paid to the fact that when reversing the direction of rotation of the shaft to be braked corresponding to forward travel, the auxiliary lubrication pump does not have any lubricant promotes more. In order to ensure lubrication in this case, the following measures are proposed: First of all, the suction line of the suction pump is between the pressure line of the hydrostatic work machine connected to this and the shut-off valve arranged in the pressure line, this connecting line being a shut-off valve has and from her upstream of this shut-off valve a line controlled by a check valve to the lubrication points of the hydrostatic machine branches off * Furthermore, a device is provided which, when reversing the Forward travel corresponding to the direction of rotation to be braked Shaft inevitably opens the shut-off valves in the suction and pressure lines of the hydrostatic working machine and at the same time the eye-O in the suction line of the suction pump ordered shut-off valve closes.
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Hierdurch wird erreicht, daß bei Umkehrung der der ■Vorwärtsfahrt entsprechenden Drehrichtung der abzubremsenden Welle Schmiermittel aus der bei Vorwärtsfahrt zum Absaugen dienenden Pumpe nunmehr durch die sie mit der hydrostatischen Arbeitsmaschine verbindende, durch ein Überdruckventil beherrschte Leitung in die hydrostatische Arbeitsmaschine hinein gefördert wird.This ensures that when reversing the forward travel corresponding direction of rotation of the shaft to be braked Lubricant from the used for suction when driving forward The pump is now controlled by a pressure relief valve that connects it to the hydrostatic machine Line is promoted into the hydrostatic machine.
Wird als hydrostatische Arbeitsmaschine eine Zahnradpumpe verwendet, so empfiehlt es sich, deren Lager als hydrostatische Lager auszubilden und das erforderliche Drucköl von der Druckseite der Zahnradpumpe aus zuzuführen, um bei niedriger Fahrgeschwindigkeit und entsprechend niedriger Pumpendrehzahl Lagerbeschädigungen zu vermeiden.A gear pump is used as a hydrostatic machine is used, it is advisable to design their bearings as hydrostatic bearings and to use the required pressure oil from the pressure side of the gear pump to be supplied to at low driving speed and correspondingly lower Pump speed to avoid bearing damage.
In der Praxis wird es vorteilhaft sein, in weiterer Durchbildung der Erfindung die Betätigungseinrichtung der Bremsvorrichtung mit derjenigen der normalen Reibungsbremsen des Fahrzeuges so zu kuppeln, daß die Reibungsbremsen erst nach Ausnutzung der vollen Bremswirkung der hydrostatisch arbeitenden Bremsvorrichtung zum Einsatz kommen.In practice, it will be advantageous in a further development of the invention, the actuating device of the braking device with those of the normal friction brakes of the vehicle to couple so that the friction brakes only after Use of the full braking effect of the hydrostatic braking device.
Desweiteren wird vorgeschlagen, nach Möglichkeit wesentliche Teile der Bremsvorrichtung in den Laufrädern des Fahrzeuges unterzubringen. Handelt es sich in einem solchen Falle umFurthermore, it is proposed, if possible, that essential parts of the braking device be in the wheels of the vehicle accommodate. Is it in such a case
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ein Fahrzeug, bei dem innerhalb der abzubremsenden Laufräder, wie vielfach, üblich, ein Untersetzungsgetriebe eingebaut ist, so ergibt sich noch für den EaIl, daß die Arbeitsmaschine der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung eine Zahnradpumpe ist, die Möglichkeit, die Zahnräder des Untersetzungsgetriebes als Pumpenräder zu verwenden.a vehicle in which within the wheels to be braked, How often, as usual, a reduction gear is built-in, so it also results for the EaIl that the working machine of the Brake device according to the invention is a gear pump, the possibility of using the gear wheels of the reduction gear as Use pump wheels.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung w dargestellt, wobei als hydrostatische Arbeitsmaschine eine Zahnradpumpe vorgesehen ist.In the drawing, an embodiment of the invention is illustrated w, wherein it is provided as a hydrostatic machine is a gear pump.
In der Zeichnung ist die abzubremsende Welle eines im übrigen nicht dargestellten Straßenfahrzeuges mit 1 benannt. Sie treibt eine als Zahnradpumpe ausgebildete hydrostatische Arbeitsmaschine 2 an. Diese fördert im geschlossenen Kreislauf Flüssigkeit aus einem Vorratsbehälter 3 durch eine durch ein Drosselorgan in Gestalt eines Drosselkolbens 4 beherrschte Druckleitung 5 und einen Hickkühler 6 hindurch in den Vorratsbehälter 3 zurück. Vor und hinter der Zahnradpumpe 2 ist je ein Absperrventil 7 in der Ansaugleitung bzw. 8 in der Druckleitung angeordnet. Von der Druckleitung 5 zweigt hinter dem Absperrventil 8 eine leitung 9 zu dem als hydrostatischen Motor ausgebildeten Lüfterantriebsmotor 10 ab, dessen Abflußleitung 11 zwischen Kühler 6 und Drosselkolben 4 in die Druckleitung 5 mündet. Die Zuleitung 9 des Lüfterantriebsmotor 10 wird ebenfalls durch ein Drosselorgan in Gestalt eines Dross el-In the drawing, the shaft to be braked of a road vehicle, otherwise not shown, is denoted by 1. It drives a hydrostatic machine 2 designed as a gear pump. This conveys liquid in a closed circuit from a storage container 3 through a pressure line 5 controlled by a throttle element in the form of a throttle piston 4 and a Hick cooler 6 back into the storage container 3. Before and after the gear pump 2 there is a shut-off valve 7 in the suction line and 8 in the pressure line, respectively. A line 9 branches off from the pressure line 5 behind the shut-off valve 8 to the fan drive motor 10 designed as a hydrostatic motor, the discharge line 11 of which opens into the pressure line 5 between the cooler 6 and the throttle piston 4. The supply line 9 of the fan drive motor 10 is also el-
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kolbens 12 beherrscht. Die beiden Kolben 4 und 12 3ind auf einer gemeinsamen Achse 13 hintereinander so angeordnet, daß bei einer Verschiebung der Achse I3 im Sinne einer zunehmenden Drosselung der beiden Leitungen 5 und 9 der Kolben 4 in der gestrichelt eingezeichneten Stellung die Leitung 5 nahezu ganz versperrt hat, während der Kolben 12 sich zu diesempiston 12 dominated. The two pistons 4 and 12 3ind open a common axis 13 arranged one behind the other so that with a shift of the axis I3 in the sense of an increasing Throttling of the two lines 5 and 9 of the piston 4 in the position shown in dashed lines, the line 5 almost has completely blocked, while the piston 12 is to this
Zeitpunkt in der ebenfalls gestrichelten Stellung befindet, f Time is in the position also shown in dashed lines, f
in der die Drosselung des Zustromes von Flüssigkeit durch die Leitung 9 zum Lüfterantriebsmotor 10 praktisch erst beginnt. Diese LagenZuordnung der beiden Kolben 4 und 12 hat den Vorteil, daß auch bei niedriger Fahrgeschwindigkeit und damit niedriger Drehzahl der Zahnradpumpe 2 durch Absperren der Leitung 5 das volle Bremsmoment aufgegeben werden kann und dabei noch ein ausreichender Luftdurchsatz durch den Kühler 6 gewährleistet ist. Begrenzt ist der Druck in den Leitungen 5 und 9 durch eine in einer Bypaßleitung Η angeordnetes überdruckventil 15. Die Verschiebung der die Drosselkolben 4 und 12 tragenden Achse 1-3 erfolgt mittels vom Bremspedal 16 gesteuerter Druckluft in der Weise, daß bei Durchtreten des Pedals durch Öffnen eines Absperrventiles der in einem Behälter 18 gespeicherten Druckluft der Weg zu einem gleichzeitig vom Bremspedal 16 verschobenen Steuerschieber 19 freigegeben wird. Dies er Steuerschieber beherrscht die Druckluftzufuhr zum Arbeitsraum 20 des Drosselkolbens 4. Sobald der Steuerschieber 19 die Zufuhr von Druckluft zu diesem Arbeitsraum 20 freigibt, wird der Drosselkolben 4in which the throttling of the flow of liquid through the line 9 to the fan drive motor 10 is practically only beginning. This position assignment of the two pistons 4 and 12 has the advantage that even at low driving speed and thus low speed of the gear pump 2 by shutting off the line 5, the full braking torque can be given and still a sufficient air flow through the Cooler 6 is guaranteed. The pressure in lines 5 and 9 is limited by a bypass line Η overpressure valve 15. The displacement of the throttle piston 4 and 12 bearing axis 1-3 takes place by means of Brake pedal 16 controlled compressed air in such a way that when the pedal is depressed by opening a shut-off valve the compressed air stored in a container 18 the way to a control slide displaced by the brake pedal 16 at the same time 19 is released. This he masters control slide the compressed air supply to the working chamber 20 of the throttle piston 4. As soon as the control slide 19 closes the supply of compressed air This working space 20 releases, the throttle piston 4
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beaufschlagt und die Achse Iß verschiebt sich samt den Kolben 4 und 12 im Sinne einer Drosselung der Flüssigkeitsströme in den Leitungen 5 und 9. Das Ausmaß der Verschiebung und damit die Höhe des erzielten Bremsmomentes bei der Jeweiligen Fahrgeschwindigkeit ist abhängig von der Stellung des Steuerkolbens 19 bzw. damit ursächlich von der Stellung des Bremspedals 16.applied and the axis Iß moves together with the piston 4 and 12 in the sense of a throttling of the liquid flows in the lines 5 and 9. The extent of the displacement and thus the amount of braking torque achieved for the respective Driving speed is dependent on the position of the control piston 19 and thus causally on the position of the brake pedal 16.
k Bei ungebremster Fahrt wird von der hydrostatischen Arbeitsmaschine 2 keine Flüssigkeit gefördert. Die Absperrventile 7 und 8 sind dann geschlossen. Damit nun bei leerlauf der Arbeitsmaschine 2 keine Lagerschäden durch fehlende Schmierung entstehen, ist eine von der abzubremsenden Welle 1 angetriebene Hilfsschmierpumpe 21 vorgesehen. Diese Pumpe saugt Schmiermittel aus dem Vorratsbehälter 3 an und drückt es durch die Leitung 22 in die Lagerstellen der Arbeitsmaschine 2. Um zu verhindern, daß sich die hydrostatische Arbeitsmaschine mit Schmieröl füllt, ist noch eine ebenfalls von der abzubremsenden Welle 1 angetriebene, das von der Hilfsschmierpumpe 21 geförderte Schmiermittel hinter den Schmierstellen wieder absaugende, für Förderung in beiden Drehrichtungen eingerichtete Absaugepumpe 23 vorgesehen. Diese Pumpe 23 saugt durch eine durch ein Absperrventil 24 beherrschte Leitung 25 aus der Druckleitung 5 Schmiermittel an und fördert es durch die Leitung 26 in den Vorratsbehälter 3 zurück. Das Absperrventil 24 ist bei Vorwärtsfahrt geöffnet.k When driving without brakes, the hydrostatic driven machine 2 no liquid conveyed. The shut-off valves 7 and 8 are then closed. So now when the Working machine 2 does not cause bearing damage due to lack of lubrication, is one driven by the shaft 1 to be braked Auxiliary lubrication pump 21 is provided. This pump sucks Lubricant from the reservoir 3 and presses it through the line 22 into the bearing points of the machine 2. To prevent the hydrostatic machine from filling up with lubricating oil, another is also from the Shaft 1 to be braked driven, the lubricant delivered by the auxiliary lubrication pump 21 behind the lubrication points again suction pump 23, which is set up for conveyance in both directions of rotation, is provided. This pump 23 sucks in lubricant through a line 25 controlled by a shut-off valve 24 from the pressure line 5 and conveys it it back through the line 26 into the storage container 3. That Shut-off valve 24 is open when driving forward.
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Bei Übergang auf Rückwärtsfahrt kehren sich die Drehrichtungen der Zahnradpumpe 2, der Hilf3schmierpumpe 21 und der Absaugepumpe 23 um. Dies hat zur Folge, daß die Hilfsschmierpumpe 2t kein Schmiermittel mehr fördert. Damit die Schmierung der lagerstellen der Zahnradpumpe 2 dennoch gesichert ist, wird bei Einlegen des Rückwärtsganges durch die Schaltstange 27 ein Absperrventil 28 geöffnet und damit Druckluft zu einem Verstellkolben 29 freigegeben, der anschließend die Absperrventile 7 und 8 öffnet und das Absperrventil 24 schließt. Die Absaugepumpe 23 saugt nunmehr Schmiermittel aus der leitung 26 und drückt es durch die Leitung 30, in der ein Rückschlagventil 31 angeordnet ist, zu den Schmierstellen der Zahnradpumpe 2.When switching to reverse, the directions of rotation are reversed the gear pump 2, the auxiliary 3 lubrication pump 21 and the suction pump 23 um. As a result, the auxiliary lubrication pump 2t no longer delivers any lubricant. So that the lubrication the bearing points of the gear pump 2 is still secured, is activated when the reverse gear is engaged by the shift rod 27 a shut-off valve 28 opened and thus released compressed air to an adjusting piston 29, which then the Shut-off valves 7 and 8 open and shut-off valve 24 closes. The suction pump 23 now draws in lubricant from the line 26 and pushes it through the line 30, in which a check valve 31 is arranged, to the lubrication points the gear pump 2.
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