AIR PRESSURE BRAKE INSTALLATION FOR AIR-SUSPENDED THREE AND MULTI-AXLE ROAD VEHICLES

Abstract: 1. Compressed air brake installation for air-suspended triple-axle and multi-axle road vehicles, comprising the following features : a) a braked and steered first axle is associated with the front part of the vehicle ; b) a braked and steered second axle and a braked third axle are associated with the rear part of the vehicle ; c) the braking force of at least the second and the third axles can be load-dependently regulated in dependence on the pressure of the pneumatic spring bellows ; d) for regulating the braking force of the third axle an automatic load-dependent braking force regulator (1) is provided, the regulating pressure of which is controlled by the pneumatic spring bellows (2, 3) of the third axle ; e) the pneumatic spring bellows (2, 3) of the third axle are connected via a load-dependently controlled pneumatic spring valve to a compressed air source, characterised by the following features : f) the pneumatic spring bellows (17, 18) of the second axle are connected via a pressure-regulating valve (11) to the compressed air source (15) ; g) at least one control connection (12, 13) of the pressure-regulating valve (11) is connected to the pneumatic spring bellows (2, 3) of the third axle ; h) the pressure-regulating valve (11) has characteristic curve such that, when pressure is introduced into a lower loading region of the pneumatic spring bellows (2, 3) of the third axle, the pressure applied to the pneumatic spring bellows (17, 18) of the second axle remains constant or virtually constant ; i) for regulating the braking force of the second axle there is provided at least one additional valve arrangement that can be controlled by the pressure of the pneumatic spring bellows (17, 18) of the second axle.

Description: Druckluftbremsanlage für luftgefederte Drei- und Mehrachs-Strassenfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Druckluftbremsanlage für luftgefederte Drei- und Mehrachs-Strassenfahrzeuge, gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Strassenfahrzeuge, welche für den Transport von sehr hohen Nutzlasten ausgelegt sind, werden in der Regel mit Doppelachsen ausgerüstet, wobei je nach den Einsatzbedingungen des Fahrzeuges eine der beiden Achsen als zweite Lenkachse ausgelegt sein kann. Um den Bremsdruck in den Bremszylindern dem jeweiligen Beladungszustand eines Fahrzeuges anzupassen, sind Bremskraftregler vorgesehen, welche bei luftgefederten Fahrzeugen von den Luftfederbalgdrücken gesteuert werden. Es ist insbesondere üblich, den Bremsdruck an der Hinterachse zu regeln, da diese besonders starken Schwankungen bezüglich der Achslasten unterworfen ist. Da auch die Achslast der Vorderachse mehr oder weniger beeinflusst wird, erweist es sich als zweckmässig, auch die auf die Vorderachsbremsen wirkenden Bremskräfte in einem bestimmten Verhältnis zu den auf die Hinterradbremsen wirkenden Bremskräften zu regeln. Zur Mitregelung der Vorderachse gibt es verschiedene Möglichkeiten, wobei die Anordnung eines separaten Bremskraftreglers für die Vorderachse die optimalste und aufwendigste Lösung darstellt. Eine Anwendung dieser Lösung auf ein Nutzfahrzeug mit einer zweiten Lenkachse würde bedeuten, dass bei einer Bremsung des Fahrzeuges, in die Radbremszylinder der zweiten und dritten Achse bzw. der zweiten Lenkachse und der Hinterachse derselbe Bremsdruck eingesteuert würde. Dies hätte zur Folge, dass zwar die Bremsen der Hinterachse voll greifen, dass jedoch die Bremsen der zweiten Lenkachse blockieren. Dies wiederum führt zu einem übermässigen Verschleiss der Reifen und gegebenenfalls zu einem instabilen Bremsverhalten des Fahrzeuges. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einer Druckluftbremsanlage der eingangs genannten Art eine lastabhängige Regelung der Bremskraft der zweiten Lenkachse einer Doppelachse mit einfachen Mitteln zu schaffen, welche ein Blockieren der Räder der zweiten Lenkachse bei jedem Beladungszustand des Fahrzeuges ausschliesst. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführte Erfindung gelöst. Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel für das bei der Erfindung verwendete Druckregelventil ist durch die DE-PS 25 48 351 bekanntgeworden. Die Anordnung dieses Ventils als relaisgesteuertes Druckregelventil zwischen dem Brems-/Luftfederkreis der hinteren dritten Achse und der zweiten Lenkachse ist in einfacher Weise eine optimale und kosten günstige Lösung geschaffen. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Die in den Unteransprüchen vorgeschlagenen Möglichkeiten zur Lösung der Aufgabe sind mit dem als Relaisventil ausgelegten Druckbegrenzungsventil gekoppelt und können je nach Auslegung der Gesamtbremsanlage des Fahrzeuges und dessen Einsatzbedingungen zur Anwendung gelangen. Bei Fahrzeugbremsanlagen mit automatischem Blockierverhinderer (ABV) ist es technischer Standard, elektronische Steuereinrichtungen mit vier getrennten Regelkanälen zu verwenden. Mit solchen in grossen Stückzahlen hergestellten Steuereinrichtungen ist also eine Einzelrad-Regelung eines Fahrzeuges mit zwei Achsen bzw. vier Rädern möglich. Sonderausführungen der elektronischen Steuereinrichtungen mit mehr als vier Kanälen, wie sie bei Nutzfahrzeugen, die drei Achsen aufweisen zur Einzelrad-Regelung denkbar wären, sind im allgemeinen zu aufwendig. Dies würde bei dem vorhergenannten Fahrzeug mit einer Doppelachse bedeuten, dass die nicht blockiergeschützten Räder der zweiten Lenkachse bei einer Fahrzeugbremsung wie eingangs beschrieben ebenfalls blockieren würden. Auch bei blockiergeschützten Fahrzeugbremsanlagen der eingangs genannten Art bietet sich dieselbe Lösung an, wie bei den beschriebenen nicht blockiergeschützten Anlagen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 das Schema einer pneumatischen Brems-/Luftfeder anlage der zweiten und der dritten Achse eines Dreiachs-Fahrzeuges mit der Funktionsverbindung Druckregelventil-Doppelabsperrventil, Fig. 2 das Schema einer Anlage gemäss Fig. 1, jedoch mit einer Funktionsverbindung Druckregelventil Relaisventil, Fig. 3 das Schema einer Anlage gemäss Fig. 1, jedoch mit einer Funktionsverbindung Druckregelventil Bremskraftregler und Fig. 4 ein Diagramm gemäss der Charakteristik des Druckregelventils. Die Schemata der Figuren 1, 2 und 3 stellen Bremsanlagen eines mit einer Doppelachse ausgerüsteten, luftgefederten Dreiachs-Fahrzeuges dar, wobei zur Erläuterung der Erfindung nur die zweite Lenkachse und die dritte Achse zeichnerisch erfasst sind. Die die Bremsdrücke steuernden Luftfederbälge sind als Symbole ebenfalls dargestellt. Gemäss Fig. 1 ist ein automatisch-lastabhängiger Bremskraftregler 1 der dritten Achse mit der dritten Achse zugeordneten Luftfederbälgen 2, 3 über Steueranschlüsse 4,5 verbunden. Die über einen Einlassanschluss 6 in den Bremskraftregler 1 strömende Druckluft einer Druckluftquelle 7 strömt lastabhängig geregelt über einen Auslassanschluss 8 in die Bremszylinder 9, 10 der dritten Achse. Die Luftfederbälge 2, 3 der dritten Achse sind ausserdem mit einem als Relaisventil ausgelegten Druckregelventil 11 über dessen Steueranschlüsse 12, 13 verbunden. Die über einen Einlassanschluss 14 in das Druckregelventil 11 strömende Druckluft einer Druckluftquelle 15 strömt in einer gemäss der Charakteristik des Druckregelventils 11 geregelten Druckhöhe über dessen Auslassanschluss 16 in die Luftfederbälge 17, 18 der zweiten Achse. Von der vom Druckregelventil 11 zu den Luftfederbälgen 17, 18 führenden Verbindungsleitung führen Leitungen zu den Bremszylindern 19, 20 der zweiten Achse. In diese Leitungen sind Doppelabsperrventile 21. 22, welche zwei Einlassanschlüsse 23, 24 und 27, 28 und einen Auslassanschluss 25, 26 besitzen, geschaltet, wobei die ersten Einlassanschlüsse 23, 24 vom Druck der Luftfederbälge 17, 18 der zweiten Achse und die zweiten Einlassanschlüsse 27, 28 von den in die Bremszylinder 9,10 der dritten Achse eingesteuerten lastabhängig geregelten Druck beaufschlagbar sind und die Auslassanschlüsse 25, 26 je eine Verbindung zu den Bremszylindern 19,20 der zweiten Achse herstellen. Die gestrichelten Symbole 29, 30 stellen Magnetregelventile einer elektronischen Bockierschutzanlage dar, welche der dritten Achse zugeordnet sind. Die Bremsanlage gemäss Fig. 2 entspricht in ihrem Grundaufbau der Bremsanlage gemäss Fig. 1. Die in der Zeichnung den Bauteilen zugeordneten Zahlen beginnend mit 101, entsprechen mit der Einerund Zehner-Zahlenreihe aufgrund der Gleichheit der Bauteile den Zahlen der Fig. 1. Die abweichenden Bauteile sind ein erstes Relaisventil 131 und je ein den Bremszylindern 119, 120 der zweiten Achse zugeordnetes zweites Relaisventil 135, 136. Das erste Relaisventil 131 ist mit seinem Steueranschluss 132 und seinem Auslassanschluss 133 in eine Leitung geschaltet, welche von der Leitung zwischen dem Druckregelventil 111 und den Luftfederbälgen 117, 118 der zweiten Achse zu den Bremszylindern 119, 120 der zweiten Achse führt, wobei die Beaufschlagung mit Druckluft über den Einlassanschluss 134 erfolgt. Des weiteren sind in die vom Auslassanschluss 133 des ersten Relaisventils 131 zu den Bremszylindern 119, 120 führende Leitungen je ein zweites Relaisventil 135, 136 mit deren Vorratsanschlüssen 137, 138 und Auslassanschlüssen 139, 140 angeordnet. Die Ansteuerung der zweiten Relaisventile 135, 136 mit Druckluft erfolgt über einen Steueranschluss 141, 142 mit dem in die Bremszylinder 109, 110 der dritten Achse eingesteuerten lastabhängig geregelten Bremsdruck , d.h. die Versorgung erfolgt getrennt von der Hinterachse über das Relaisventil 131. In der Fig. 3 beginnen die Zahlen der Bauteile mit 201. Abweichend von den Anlagen gemäss der Figuren 1 und 2 ist ein zweiter Bremskraftregler 243 mit seinem Steueranschluss 244 und seinem Auslassanschluss 245 in eine Leitung geschaltet, die von der Leitung zwischen dem Druckregelventil 211 und den Luftfederbälgen 217, 218 der zweiten Achse zu den Bremszylindern 219, 220 der zweiten Achse führt, wobei die Beaufschlagung mit Druckluft über dessen Einlassanschluss 246 erfolgt. Die Funktion der gemäss der Figuren 1,2 und 3 beschriebenen Bremsanlagen ist wie folgt: Bei einer Bremsung werden die Bremszylinder 9,10;109, 110; 209, 210 mit dem Bremskraftregler 1, 101, 201 geregelten Bremsdruck, dessen Regelung durch Ansteuerung der von der Achsbelastung der dritten Achse abhängigen Balgdrücke der Luftfedern 2, 3; 102, 103; 202, 203 erfolgt, belüftet. Mit denselben von der Achsbelastung der dritten Achse abhängigen Luftfederbalgdrücken erfolgt gleichzeitig eine Ansteuerung des Druckregelventils 11, 111, 21--1. Gemäss der einstellbaren Charakteristik dieses Druckregelventils 11, 111, 211 werden die Luftfederbälge 17, 18; 117, 118; 217, 218 belüftet. Eine Einstellung der Charakteristik des Druckregelventils 11, 111, 211 kann gemäss der in Fig. 4 dargestellten Kennlinie derart verlaufen, dass bis zu einem Steuerdruck P 1, z.B. von 0,4 bar, dieser Druck in die Luftfederbälgc 17, 18; 117, 118; 217, 218 der zweiten Achse ausgesteuert wird, dann jedoch in dieser Druckhöhe über einem Druckbereich P1 bis P2 konstant bleibt, z.B. bis zu einem Steuerdruck P2= 4,5 bar und beim Uberschreiten des Druckes P 2 ein Druck aussteuern, der überproportional abgestuft in den Luftfederbälgen 17, 18; 117, 118; 217, 218 der zweiten Achse ansteigt. Gemäss Fig. 1 steht der in die Luftfederbälge 17, 18 eingesteuerte Druck auch an den Anschlüssen 23, 24 der Doppelabsperrventile 21, 22 an. Die Anschlüsse 27, 28 der Doppelabsperrventile 21, 22 werden gleichzeitig mit dem lastabhängig geregelten Bremsdruck der Bremszylinder 9, 10 der dritten Achse beaufschlagt. Solange der an den Anschlüssen 27, 28 der Doppelabsperrventile 21, 22 anstehende Druck höher ist, als der Druck an deren Anschlüssen 23,24, schaltet der höhere Druck die Doppelabsperrventile 21, 22 in eine Schaltstellung, dass der an den Anschlüssen 23, 24 anstehende niedrigere Druck in den Bremszylindern 19, 20 nicht überschritten wird. Erst wenn bei einer hohen Beladung der dritten Achse das Doppelregelventil 11 von einem derart hohen Druck der Luftfederbälge 2,3 der dritten Achse angesteuert wird, der in den progressiven Kennlinienbereich des Druckregelventils 11 fällt, kann der Druck an den Anschlüssen 23, 24 der Doppelabsperrventile 21, 22 höher sein, als der Druck an den Anschlüssen 27, 28. Die Doppelabsperrventile 21, 22 schalten um und lassen den an den Anschlüssen 27, 28 anstehenden niedrigeren Druck, nämlich den lastabhängig geregelten Druck der dritten Achse, in die Brems zylinder 19, 20 der zweiten Achse durchströmen. Gemäss Fig. 2 steht die vom Druckregelventil 111 ausgesteuerte in die Luftfederbälge strömende Druckluft am Steueranschluss 132 des ersten Relaisventils 131 an. Entsprechend der anhand der Fig. 1 beschriebenen Funktion des Druckregelventils 111 kann das erste Relaisventil 131 im unteren Beladungsbereich der dritten Achse nur einen niedrigen konstanten Druck und erst im oberen Beladungsbereich einen progressiv ansteigenden Druck in die Bremszylinder 119, 120 durchsteuern. Die zwischen das erste Relaisventil 131 und die Bremszylinder 119, 120 geschalteten zweiten Relaisventile 135, 136 dienen der Verbesserung des Zeitverhaltens der Bremse und der Ansteuerung durch den Bremsdruck der Hinterachse. Gemäss Vig. 3 wird der SteueranscillulY 244 des zweiLerl Bremskraftreglers 242 vom Druck des vom Druckregelventil 211 ausgesteuerten, in die Luftfederbälge 217, 218 der zweiten Achse strömenden Druckluft beaufschlagt. Im Verhältnis zur Charakteristik des Druckregelventils 211 erfolgt über den zweiten Bremskraftregler 243 die Beaufschlagung der Bremszylinder 219, 220 der zweiten Achse. Dem hinteren Teil des Fahrzeuges können auch weitere Achsen zugeordnet sein, wobei es auch möglich sein kann, dass die Bremskraft einer hinteren Achse gemäss der Erfindung in Abhängigkeit von der Belastung einer anderen Hinterachse regelbar ist. Es ist auch vorstellbar, dass die Bremskraft einer vorderen Achse in Abhängigkeit von der Belastung einer anderen Vorderachse gemäss der Erfindung geregelt wird.

Claims: Patentansprüche 1. Druckluftbremsanlage für luftgefederte Drei- und Mehrachs-Strassenfahrzeuge, welche folgende Merk male umfasst: a) dem vorderen Teil des Fahrzeuges sind eine ge bremste und gelenkte erste Achse zugeordnet; b) dem hinteren Teil des Fahrzeuges ist eine ge bremste und gelenkte zweite Achse und eine ge bremste dritte Achse zugeordnet; c) die Bremskraft wenigstens der zweiten und der dritten Achse ist in Abhängigkeit vom Druck der Luftfederbälge lastabhängig regelbar; d) zur Regelung der Bremskraft der dritten Achse ist ein automatisch-lastabhängiger Bremskraft regler (1) vorgesehen, dessen Regeldruckan steuerung von den Luftfederbälgen (2,3) der dritten Achse erfolgt; e) die Luftfederbälge (2,3) der dritten Achse sind über ein beladungsabhängig gesteuertes Luftfeder ventil an eine Druckluftquelle angeschlossen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: f) die Luftfederbälge (17,18) der zweiten Achse sind über ein Druckregelventil (11) an die Druckluft quelle (15) angeschlossen; g) wenigstens ein Steueranschluss (12,13) des Druck regelventils (11) ist mit den Luftfederbälgen (2,3) der dritten Achse verbunden; h) das Druckregelventil (11) weist eine derartige Charakteristik auf, dass bei einem in einem unteren Beladungsbereich von den Luftfeder bälgen (2,3) der dritten Achse eingesteuerten Druck, der in die Luftfederbälge (17,18) der zweiten Achse ausgesteuerte Druck konstant oder nahezu konstant bleibt; i) zur Regelung der Bremskraft der zweiten Achse ist mindestens ein vom Druck der Luftfeder bälge (17,18) der zweiten Achse ansteuerbare Ventileinrichtung vorgesehen. 2. Druckluftbremsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) die zusätzliche Ventileinrichtung ist als Doppel absperrventil (21,22) ausgebildet; b) das Doppelabsperrventil (21,22) verfügt über zwei Einlassanschlüsse (23,27; 24,28) und über mindes tens einen Auslassanschluss (25,26); c) einer der beiden Einlassanschlüsse (23,24) wird vom Luftfederbalgdruck der zweiten Achse be aufschlagt, der andere Einlassanschluss (27,28) wird vom lastabhängig geregelten Bremsdruck der dritten Achse beaufschlagt; d) der Auslassanschluss (25,26) ist mit den Brems zylindern (19,20) der zweiten Achse verbunden; e) das Doppelabsperrventil (21,22) ist vom jeweils höheren Druck an einem der beiden Einlassan schlüsse (23,27,24,28) auf Durchlass des jeweils niedrigeren Druckes zum Auslassanschluss (25,26) schaltbar. 3. Druckluftbremsanlage nach Anspruch 1, gekenn zeichnet durch folgende Merkmale: a) die zusätzliche Ventileinrichtung enthält ei erstes Relaisventil (131); b) das erste Relaisventil (131) verfügt über einen Steueranschluss (132), einen Vorratsanschluss (134) und über mindestens einen Auslassanschluss (133); c) der Steueranschluss (132) des ersten Relais ventils (131) ist mit den Luftfederbälgen (117,118) der zweiten Achse verbunden; d) der Vorratsanschluss (134) des ersten Relais ventils (131) steht mit der Druckluftquelle (115) in Verbindung; e) der Auslassanschluss (133) des ersten Relais ventils (131) ist mit den Bremszylindern (119,120) der zweiten Achse verbunden. 4. Druckluftbremsanlage nach Anspruch 3, gekenn zeichnet durch folgendes Merkmal: Zwischen das erste Relaisventil (131) und den Brems zylinder (119, 120) der zweiten Lenkachse ist mindestens ein zweites Relaisventil (135) ge schaltet, dessen Vorratsanschluss (137) vom aus gesteuerten Druck des ersten Relaisventils (131) beaufschlagt ist und dessen Steueranschluss (141) mit dem lastabhängig geregelten Bremsdruck der dritten Achse belüftet ist. 5. Druckluftbremsanlage nach Anspruch 1, gekenn zeichnet durch folgende Merkmale: a) die zusätzliche Ventileinrichtung ist als zu sätzlicher Bremskraftregler (243) ausgebildet; b) der zusätzliche Bremskraftregler (243) verfügt über einen Steueranschluss (244), einen Vor ratsanschluss (246) und einen Auslassanschluss (245); c) der Steueranschluss (244) des zusätzlichen Brems kraftreglers (243) ist mit den Luftfederbälgen (217, 218) der zweiten Achse verbunden; d) der Vorratsanschluss (246) des zusätzlichen Brems kraftreglers (243) steht mit der Druckluftquelle (207) in Verbindung; e) der Auslassanschluss (245) des zusätzlichen Brems kraftreglers (243) ist mit den Bremszylindern (219,220) der zweiten Achse verbunden. 6. Druckluftbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: In die vom Bremskraftregler (1,101) der dritten Achse zu den Radbremszylindern (9,10; 109,110) führende Leitungen ist je ein Magnetregelventil (29, 30; 129, 130) einer elektronisch gesteuerten Blockierschutzanlage angeordnet.

Inventors: LINDEMANN, KLAUS, PANNBACKER, HELMUT, SCHMIDT, REINHARDT
Applicants: WABCO WESTINGHOUSE FAHRZEUGBREMSEN GMBH
Application year: 1981
Main classification: B60T8
IPC codes: B60T8