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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrisch betätigbare Bremseinrichtung für ein Zugfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Gruppe derartiger Bremseinrichtungen sowie ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Bremseinrichtung.
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STAND DER TECHNIK
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DE 10 2006 054 433 A1 offenbart eine Bremseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche eine Streckbremsfunktion gewährleisten soll. Eine Streckbremsfunktion wird dazu eingesetzt, einen Kraftwagenzug, der mit einem Zugfahrzeug und mindestens einem Anhänger gebildet ist, in einen gestreckten Zustand zu verbringen. Die Streckbremsfunktion wird dadurch herbeigeführt, dass die Betriebsbremse eines Anhängers stärker betätigt wird als die Betriebsbremse des Zugfahrzeugs, was im einfachsten Fall durch alleinige Betätigung der Betriebsbremse des Anhängers erfolgt. Somit setzt die Gewährleistung einer Streckbremsfunktion eine Betätigung der Betriebsbremse des Anhängers unabhängig von dem Zugfahrzeug voraus, wobei vorzugsweise eine dosierte Betätigung der Betriebsbremse des Anhängers gewünscht ist. Gemäß
DE 10 2006 054 433 A1 wird die Streckbremsfunktion dadurch bereitgestellt, dass Druckluft aus einer Druckluftquelle über ein erstes Be- und Entlüftungsventil und ein Relaisventil einer Federspeicher-Feststellbremse zugeführt wird sowie über ein zweites Be- und Entlüftungsventil einem Anhängersteuerventil zugeführt wird. Die genannten Be- und Entlüftungsventile sind als Magnetventile ausgebildet und können über eine gemeinsame Steuereinrichtung angesteuert werden. Durch Ansteuerung des Anhängersteuerventils mittels elektrisch betätigbarer Magnetventile kann die Zufuhr von pneumatischen Leitungen in das Führerhaus des Zugfahrzeugs vermieden werden. Hierzu sind im Führerhaus elektrische oder elektronische Betätigungsorgane wie Schalter angeordnet, deren Signale dem Steuergerät zugeführt werden, welches die Magnetventile geeignet ansteuert. Bei geeigneter Ansteuerung durch die Steuereinrichtung kann die Anhängerbremse unabhängig von der Federspeicher-Feststellbremse des Zugfahrzeugs betätigt werden. Soll hingegen über die Bremseinrichtung eine Hilfsbremsfunktion gewährleistet werden, erfordert dies eine feinstufige Betätigung sowohl der Anhängerbremse als auch der Federspeicher-Feststellbremse mit einer entsprechend feinstufigen Betätigung der Be- und Entlüftungsventile. Weiterhin ist zur Gewährleistung der feinstufigen Betätigung der Einsatz von mehreren Messeinrichtungen in Form von Drucksensoren erforderlich, die jeweils die Ausgangsdrücke der Be- und Entlüftungsventile erfassen. Schließlich kann über die Bremseinrichtung eine Testfunktion bereitgestellt werden, über welche die Anhängerbremse gelöst wird, aber die Feststellbremse des Zugfahrzeugs betätigt wird, um zu überprüfen, ob allein über die Feststellbremse des Zugfahrzeugs der Kraftwagenzug gehalten werden kann. Dies wird bewerkstelligt durch Überführung des für das Anhängersteuerventil verantwortlichen Magnetventils in die Belüftungsstellung, während das für die Feststellbremse des Zugfahrzeugs verantwortliche Magnetventil in seine Entlüftungsstellung überführt wird.
DE 10 2006 054 433 A1 ist weiterhin der ergänzende Einsatz eines unter Umständen gepulst betriebenen Haltemagnetventils zwischen dem Anhängersteuerventil und dem zugeordneten Magnetventil, eines Proportionalventils anstelle des dem Anhängersteuerventil zugeordneten Magnetventils (wobei das Proportionalventil unmittelbar elektrisch durch die Steuereinrichtung angesteuert wird) und eines über ein Magnetventil vorgesteuerten Relaisventils zur Ansteuerung des Anhängersteuerventils bekannt.
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Aus
DE 10 2005 054 089 B3 ist eine Bremseinrichtung bekannt, bei welcher eine von einer Druckluftquelle stammende Leitung verzweigt in einen ersten Leitungszweig, in welchem ein elektrisch angesteuertes Be- und Entlüftungsventil in Reihe geschaltet ist mit einem elektrisch angesteuerten Sperrventil. Der erste Leitungszweig ist mit der Federspeicher-Feststellbremse verbunden. Ein zweiter Leitungszweig ist über ein elektrisch angesteuertes 3/2-Wegeventil mit einem Anhängersteuerventil mit einem invertierten Steuereingang verbunden. In der ersten Schaltstellung ermöglicht das 3/2-Wegeventil eine Beaufschlagung eines Steueranschlusses des Anhängersteuerventils mit Druckluft aus der Druckluftquelle, während in einer zweiten Schaltstellung des 3/2-Wegeventils der genannte Steueranschluss des Anhängersteuerventils mit der Federspeicher-Feststellbremse verbunden ist. Nachteilig an dieser Bremseinrichtung ist, dass die Bremseinrichtung zwar eine Hilfbremsfunktion sowie eine Prüffunktion ermöglicht, aber eine Streckbremsfunktion mit dieser Bremseinrichtung nicht ohne Weiteres möglich ist.
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DE 10 2007 008 504 A1 betrifft ein Feststellbremsmodul für eine druckmittelbetriebene Bremsanlage. In der Bremsanlage ist ein Druckluftbehälter einerseits über einen ersten Leitungszweig mit einer Federspeicher-Feststellbremse verbunden und andererseits über einen zweiten Leitungszweig mit einem Anhängersteuerventil verbunden. In den ersten Leitungszweig ist eine pneumatisch steuerbare druckmittelmengenverstärkende Ventileinrichtung integriert. Hingegen befinden sich in dem zweiten Leitungszweig ein elektrisch von einer Steuereinheit ansteuerbares 3/2-Wegeventil, welches ein Be- und Entlüftungsventil bildet, sowie ein von derselben Steuereinrichtung elektrisch ansteuerbares 2/2-Wegeventil, welches ein Sperrventil bildet. Ein weiteres von der Steuereinheit elektrisch ansteuerbares Sperrventil unterbricht oder schafft eine pneumatische Verbindung zwischen dem zweiten Leitungszweig und dem Steuereingang der druckmittelmengenverstärkenden Ventileinrichtung des ersten Leitungszweigs.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremseinrichtung für eine Zugfahrzeug mit einem Anhänger zu schaffen, bei der unterschiedliche Funktionen wie eine Streckbremsfunktion, eine Hilfsbremsfunktion und/oder eine Prüffunktion mit einem geringen Aufwand realisierbar sind. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Gruppe von Bremseinrichtungen mit mindestens zwei Teilgruppen für unterschiedliche Zugfahrzeuge mit Anhänger vorzuschlagen, wobei der Herstellungs-, Bevorratungs- und/oder Montageaufwand vermindert sein soll. Der vorliegenden Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer Bremseinrichtung unter Ermöglichung einer Hilfsbremsfunktion, einer Streckbremsfunktion und/oder einer Prüffunktion vorzuschlagen.
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LÖSUNG
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Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Bremseinrichtung ergeben sich entsprechend den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 5. Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist durch eine Gruppe von Bremseinrichtungen gemäß Patentanspruch 6 gegeben. Verfahren zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ergeben sich entsprechend den Patentansprüchen 7 bis 9.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäß wird die Druckluft von einer Druckluftquelle über ein elektrisch betätigbares Be- und Entlüftungsventil sowie ein Sperrventil geführt. Nach diesen pneumatischen Elementen verzweigt die Bremseinrichtung in zwei Leitungszweige. Demgemäß kann über das genannte Be- und Entlüftungsventil sowie das Sperrventil eine Steuerung der Druckbeaufschlagung beider Leitungszweige erfolgen, so dass das Be- und Entlüftungsventil und das Sperrventil multifunktional genutzt sind. Hierbei ist das Sperrventil gezielt in seine Öffnungsstellung oder Schließstellung ansteuerbar. Das Sperrventil kann aber u. U. auch getaktet betrieben werden, womit je nach Verhältnis der temporären Öffnungs- und Schließzeitdauern des gepulsten Betriebs ein Ausgangsdruck des Sperrventils ansteuerbar ist, der zwischen dem reinen Öffnungsdruck und dem reinen Schließdruck des Sperrventils liegt.
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Über den ersten Leitungszweig erfolgt eine Anbindung des Anhängersteuerventils, so dass über diesen die Betätigung der Betriebsbremse des Anhängers beeinflusst werden kann.
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Hingegen erfolgt über den anderen Leitungszweig eine Ansteuerung der Druckbeaufschlagung der Federspeicher-Feststellbremse, wozu in diesen zweiten Leitungszweig ein weiteres Sperrventil integriert ist.
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Die erfindungemäße Ausgestaltung führt durch Einsatz einer geringen Anzahl von pneumatischen Bauelementen zu einer kompakten Anordnung, welche dennoch eine Vielzahl unterschiedlicher Funktionen ermöglicht, insbesondere die Funktion einer Hilfsbremse, eine Prüffunktion und/oder eine Streckbremsfunktion.
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Möglich ist, dass der zweite Leitungszweig unmittelbar auf die Federspeicher-Feststellbremse einwirkt. Gemäß einem besonderen Vorschlag der Erfindung ist allerdings der zweite Leitungszweig einem Steuereingang eines Relaisventils zugeführt. Dem Relaisventil wird eingangsseitig Druckluft aus der Druckluftquelle zugeführt, während das Relaisventil ausgangsseitig mit der Federspeicher-Feststellbremse verbunden ist. Der Einsatz eines Relaisventils ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine Vielzahl von Federspeicher-Feststellbremsen und/oder Federspeicher-Feststellbremsen mit einem verhältnismäßig großen pneumatischen Aufnahmevolumen Einsatz finden soll, aber über die eingesetzten Be- und Entlüftungsventile sowie Sperrventile kleine Volumina gesteuert werden sollen, beispielsweise um die elektromagnetischen Betätigungseinrichtungen möglichst klein zu halten. In diesem Fall wird mit kleinen strömenden und gesteuerten Volumina und kleinen Ventileinrichtungen ein geeigneter Steuerdruck für das Relaisventil erzeugt, welches dann ausgangsseitig vergrößerte Drücke und/oder Volumenströme erzeugen kann.
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Zur Vergrößerung der Genauigkeit einer Regelung der in der Bremseinrichtung wirkenden Drücke schlägt die Erfindung vor, dass in der Bremseinrichtung eine Messeinrichtung, insbesondere ein Druck-Spannungs-Wandler, zur Erfassung eines Drucks vorgesehen ist.
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Vorzugsweise findet die Messeinrichtung Einsatz zwischen dem genannten Sperrventil und dem genannten weiteren Sperrventil, also beispielsweise am Verzweigungspunkt zwischen den beiden genannten Leitungszweigen. Auf diese Weise kann unmittelbar der Steuerdruck des Anhängersteuerventils ermittelt werden, welcher (u. U. invertiert) mit der erzielten Bremswirkung des Anhängers korreliert. Andererseits kann über die Messeinrichtung auch ein Rückschluss auf den Steuerdruck des Relaisventils ermöglicht werden, welcher wiederum korreliert mit dem Druck in der Federspeicher-Feststellbremse, sofern das weitere Sperrventil in seine Durchlassstellung geschaltet ist.
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Für einen weiteren Vorschlag der Erfindung ist eine (weitere) Messeinrichtung für den Druck ausgangsseitig des Relaisventils angeordnet, so dass über die Messeinrichtung unmittelbar der Druck in der Federspeicher-Feststellbremse erfasst werden kann. Hierdurch kann beispielsweise eine besonders feinfühlige Regelung des Drucks in der Federspeicher-Feststellbremse erfolgen.
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Bei den genannten, insbesondere elektromagnetisch angesteuerten Sperrventilen handelt es sich vorzugsweise um stromlos gesperrte Sperrventile. Hierdurch kann der gesetzlichen Anforderung Rechnung getragen werden, dass bei einem Einbruch der elektrischen Leitungsversorgung der gerade existierende Zustand der Bremseinrichtung aufrecht erhalten bleibt.
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Allerdings ist es ebenfalls denkbar, dass das weitere Sperrventil als stromlos in seine Durchlassstellung geschaltetes Sperrventil ausgebildet ist. Hierdurch kann unter Umständen der elektrische Leistungsbedarf des weiteren Sperrventils minimiert werden, da für übliche Betriebszustände die Durchlassstellung gewünscht ist, welche den Steuerdruck des Anhängersteuerventils mit dem Steuerdruck des Relaisventils korreliert. Damit ist in den üblichen Betriebszuständen keine Bestromung des weiteren Sperrventils erforderlich, was zu einer Reduzierung der elektrischen Leistungsaufnahme führt.
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Für einen weiteren Vorschlag der Erfindung ist die Gruppe von Bremseinrichtungen mit einer Teilgruppe mit Bremseinrichtungen mit Anhängersteuerventil sowie einer weiteren Teilgruppe mit Bremseinrichtungen ohne Anhängersteuerventil ausgestattet, so dass die letztgenannte Teilgruppe für Zugfahrzeuge bestimmt ist, die nicht mit Anhänger betrieben werden sollen. Erfindungsgemäß sind die Bremseinrichtungen jeweils modular ausgebildet mit Teilmodulen. Hierbei erfolgt eine Anpassung an die Teilgruppe mit Anhängersteuerventil oder die Teilgruppe ohne Anhängersteuerventil dadurch, dass ein Austausch oder eine Entfernung eines Teilmoduls erfolgt. Im einfachsten Fall beinhaltet ein derartiges Teilmodul den Anschluss für ein Anhängersteuerventil oder das Anhängersteuerventil selbst mit den erforderlichen Leitungsverbindungen zu dem Sperrventil und dem weiteren Sperrventil und ggf. einer Messeinrichtung, während für ein hiergegen ausgetauschtes Teilmodul eine unmittelbare Verbindung des Sperrventils und des weiteren Sperrventils erfolgt ohne Bildung des Verzweigungspunkts mit dem ersten Leitungszweig.
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Über ein erfindungsgemäßes Verfahren kann eine Hilfsbremsung gewährleistet werden, für die gleichermaßen eine abgestufte Betätigung einer Betriebsbremse des Anhängers einerseits und der Federspeicher-Feststellbremse des Zugfahrzeugs andererseits erfolgen soll. Hierzu wird – ausgehend von belüfteter Federspeicher-Feststellbremse, also hinreichendem Druck ausgangsseitig des weiteren Sperrventils und hinreichendem Druck an dem invertierten Steueranschluss des Anhängersteuerventils – zunächst das Be- und Entlüftungsventil in seine Entlüftungsstellung verbracht. Weiterhin wird das Sperrventil getaktet betrieben zur teilweisen Beseitigung des Druckes an dem Steueranschluss des Anhängersteuerventils, womit eine Herbeiführung eines Ziel-Steuerdrucks für das Anhängersteuerventil einhergeht. Somit ist über die Kombination des Be- und Entlüftungsventils sowie des Sperrventils eine gezielte Druckreduzierung an dem Steuereingang des Anhängersteuerventils möglich, die damit zu der gezielten Erzeugung einer Bremswirkung führt. Das weitere Sperrventil wird in seine Öffnungsstellung verbracht, so dass auch der Steuereingang des Relaisventils über die beiden Sperrventile und das Be- und Entlüftungsventil gezielt entlüftet werden kann. Dies führt wiederum zu einer Verringerung des Drucks in der Federspeicher-Feststellbremse, so dass auch für die Federspeicher-Feststellbremse gezielt eine Erzeugung einer Bremswirkung erfolgt. Sofern für die Ansteuerung des Relaisventils und des Anhängersteuerventils derselbe Druck gewünscht ist, kann das weitere Sperrventil während der Hilfsbremsung in eine ständige Öffnungsstellung verbracht sein. Für den Fall, dass unterschiedliche Drücke gewünscht sind, kann auch das weitere Sperrventil getaktet betrieben werden.
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Für einen weiteren erfindungsgemäßen Vorschlag kann unter Einsatz eines erfindungsgemäßen Verfahrens eine Prüfstellung gewährleistet werden. Hierfür wird zunächst die Federspeicher-Feststellbremse entlüftet. Auch der invertierte Steuereingang des Anhängersteuerventils ist zunächst entlüftet. Dies hat zur Folge, dass mit Beginn der Prüffunktion sowohl die Federspeicher-Feststellbremse als auch die Betriebsbremse des Anhängers voll wirksam sind. Hieran anschließend wird das Be- und Entlüftungsventil in seine Belüftungsstellung verbracht und das Sperrventil wird in seine Öffnungsstellung verbracht, so dass ein hinreichender Steuerdruck an dem Anhängersteuerventil zur Beseitigung der Bremskraft des Anhängers führt. Zuvor ist bereits das weitere Sperrventil in seine Sperrstellung verbracht, so dass für die Federspeicher-Feststellbremse der entlüftete Zustand aufrecht erhalten wird. Somit wird in der Prüfstellung lediglich die Bremskraft der Federspeicher-Feststellbremse wirksam, um das Zugfahrzeug mit Anhänger ohne Unterstützung durch die Betriebsbremse des Anhängers allein zu halten.
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Weiterhin schlägt die Erfindung vor, eine Streckbremsfunktion zu gewährleisten. Bei einem diesbezüglichen erfindungsgemäßen Verfahren sind im Fahrzustand zunächst sowohl die Betriebsbremse des Anhängers als auch die Federspeicher-Feststellbremse gelöst, d. h. der Steuereingang des Anhängersteuerventils und die Federspeicher-Feststellbremse sind hinreichend belüftet. Ausgehend von diesem Zustand wird das Be- und Entlüftungsventil in seine Entlüftungsstellung verbracht. Das Sperrventil wird getaktet betrieben, so dass entsprechend der Taktung gezielt Druck an dem Steuereingang des Anhängersteuerventils abgebaut werden kann, womit eine Erzeugung eines Ziel-Steuerdrucks für das Anhängersteuerventil und damit einer gewünschten Bremskraft einhergeht. Gleichzeitig wird das weitere Sperrventil in seine Schließstellung verbracht, so dass in der Federspeicher-Feststellbremse der Lösedruck aufrecht erhalten wird. Somit bremst die Federspeicher-Feststellbremse nicht und es wird lediglich die Betriebsbremse des Anhängers wirksam, womit eine Streckbremsfunktion gewährleistet ist.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
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1 bis 4 zeigen unterschiedliche beispielhafte erfindungsgemäße Bremseinrichtung in schematischer Darstellung.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Bremseinrichtung 1, welche mit einem in nicht dargestellter Weise gespeisten Druckluftbehälter 2, einem Bedien-Interface 3, einer Federspeicher-Feststellbremse 4, hier ein sogenannter kombinierter Federspeicherbremszylinder, und einem Anhängersteuerventil 5 gebildet ist, wobei die vorgenannten Bauelemente 2 bis 5 über ein Bremsmodul 6 miteinander gekoppelt sind. Diese Kopplung ist mit einem Eingangsanschluss 7 des Bremsmoduls 6 gebildet, der über eine Eingangsleitung mit dem Druckluftbehälter 2 pneumatisch verbunden ist. Weiterhin ist ein elektrischer Eingangsanschluss 8 an dem Bremsmodul 6 vorgesehen, über welchen dem Bremsmodul 6 elektrische Signale zugeführt werden, die auch von dem Bedien-Interface 3 stammen können, über welches der Fahrer beispielsweise geeignete Fahrerwünsche, eine Bremsbetätigung von Feststellbremse und/oder Betriebsbremse sowie das Lösen derselben sowie das Aktivieren und Deaktivieren einer Prüffunktion, Streckbremsfunktion und/oder einer Hilfsbremsfunktion an das Bremsmodul 6 übermitteln kann. Über den elektrischen Eingangsanschluss 8 kann weiterhin eine Kopplung des Bremsmoduls 6 mit anderen Bauelementen oder Steuereinheiten des Zugfahrzeugs und/oder einem CAN-Bussystem erfolgen. Weiterhin besitzt das Bremsmodul 6 einen pneumatischen Ausgangsanschluss 9, der über eine Ausgangsleitung mit dem Federspeicher der Federspeicherfeststellbremse 4 verbunden ist. Ein pneumatischer Steueranschluss 10 des Bremsmoduls 6 ist über eine Steuerleitung mit dem Anhängersteuerventil 5 pneumatisch verbunden. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist der Steueranschluss 10 mit einem dritten, invertierten Steueranschluss des Anhängersteuerventils 5 verbunden, während ein erster, nicht invertierter Steueranschluss sowie ein zweiter nicht invertierter Steueranschluss des Anhängersteuerventils 5 dem ersten und zweiten Betriebsbremskreis zugeordnet sind. Über ausgangsseitig mit dem Anhängersteuerventil 5 angebundene Kupplungsköpfe, nämlich einen Kupplungskopf Bremse 11 sowie einen Kupplungskopf Vorrat 12, ist die Bremseinrichtung 1, die einem Zugfahrzeug zugeordnet ist, mit der Bremseinrichtung eines Anhängers koppelbar.
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In dem Bremsmodul 6 ist stromabwärts des pneumatischen Eingangsanschlusses 7 in an sich bekannter Weise ein Rückschlagventil 13 angeordnet, welches eine Rückströmung von Druckluft aus dem Bremsmodul 6 zu dem Druckluftbehälter 2 unterbindet. Eine Eingangsleitung 14 des Bremsmoduls 6 verzweigt an einer pneumatischen Verzweigungsstelle 15 einerseits zu einem Eingangsanschluss 16 eines Magnetventils 17, welches ein Be- und Entlüftungsventil 18 bildet, sowie andererseits zu einem Eingangsanschluss 19 eines Relaisventils 20. Das Relaisventil 20 ist ausgangsseitig pneumatisch mit dem Ausgangsanschluss 9 gekoppelt, so dass das Relaisventil 20 die Federspeicher der Federspeicher-Feststellbremse 4 speist.
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Das Be- und Entlüftungsventil 18 ist als 3/2-Wegeventil ausgebildet mit dem Eingangsanschluss 16, einem Entlüftungsanschluss 21 und einem Ausgangsanschluss 22. In unbestromten Zustand des Be- und Entlüftungsventils 18 befindet sich dieses infolge einer Beaufschlagung durch eine Feder in der in 1 dargestellten Schaltstellung. In dieser Schaltstellung ist der Eingangsanschluss 16 gesperrt, während der Ausgangsanschluss 22 mit dem Entlüftungsanschluss 21 verbunden ist. Hingegen wird das Be- und Entlüftungsventil 18 für eine Bestromung in die andere Schaltstellung verbracht, in welcher der Eingangsanschluss 16 mit dem Ausgangsanschluss 22 verbunden ist, während der Entlüftungsanschluss 21 gesperrt ist.
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Der Ausgangsanschluss 22 ist pneumatisch verbunden mit einem Eingangsanschluss 23 eines Magnetventils 24, welches als Sperrventil 25 ausgebildet ist. Das Sperrventil 25 ist in diesem Fall beispielsweise ein 2/2-Wegeventil. In unbestromtem Zustand befindet sich das Sperrventil 25 infolge der Beaufschlagung durch eine Feder in der in 1 wirksamen Schaltstellung, in der der Eingangsanschluss 23 gegenüber dem Ausgangsanschluss 26 gesperrt ist. Hingegen wird das Sperrventil 25 durch geeignete Bestromung in seine Öffnungs- oder Durchlassstellung verbracht, in der der Eingangsanschluss 23 pneumatisch mit dem Ausgangsanschluss 26 verbunden ist.
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Der Ausgangsanschluss 26 ist wiederum pneumatisch verbunden mit einer Verzweigungsstelle 27 zu einem ersten Leitungszweig 28, der mit dem Steuerausgangsanschluss 10 verbunden ist, und einem zweiten Leitungszweig 29, der mit einem Steueranschluss 30 des Relaisventils 20 verbunden ist. In den Leitungszweig 29 ist ein weiteres Magnetventil 31, hier ein weiteres Sperrventil 32, zwischengeschaltet. Das weitere Sperrventil 32 ist als 2/2-Wegeventil ausgebildet mit einem Eingangsanschluss 33, der mit dem Verzweigungspunkt 27 pneumatisch verbunden ist, und einem Ausgangsanschluss 34, der mit dem Steueranschluss 30 pneumatisch verbunden ist. Infolge der Beaufschlagung durch eine Feder befindet sich das weitere Sperrventil 32 in unbestromten Zustand in der in 1 wirksamen Schaltstellung, in welcher die Verbindung zwischen dem Eingangsanschluss 33 und dem Ausgangsanschluss 34 gesperrt ist. Hingegen wird das weitere Sperrventil 32 für eine hinreichende Bestromung desselben in seine Durchlassstellung umgeschaltet.
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Eine Ansteuerung des Be- und Entlüftungsventils 18, des Sperrventils 25 und des weiteren Sperrventils 32 erfolgt über eine Steuereinrichtung 35, die mit den Steuereingängen 36, 37, 38 der Ventile 18, 25, 32 zur Herbeiführung der geeigneten Bestromung und zum Umschalten der Ventile kommuniziert. Wird der Steuereinrichtung 35 ein Wunsch des Fahrers über das Bedien-Interface 3 und den elektrischen Eingangsanschluss 8 übermittelt, bestimmt die Steuereinrichtung 35 hieraus die geeigneten Signale zur Ansteuerung der Steuereingänge 36, 37, 38.
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Die Bremseinrichtung 1 ermöglicht die folgenden Betriebsarten:
In einem Brems- oder Parkzustand befindet sich die Bremseinrichtung 1 in der in 1 skizzierten Schaltstellung, in welcher sich das Be- und Entlüftungsventil 18 in seiner Entlüftungsstellung befindet, das Sperrventil 25 in seiner Sperrstellung befindet und das weitere Sperrventil 32 in seiner Sperrstellung befindet. In dieser Sperrstellung wird ein entlüfteter Zustand an dem Steuerausgangsanschluss 10 aufrecht erhalten, so dass die Anhängerbremse wirksam ist. Entsprechend wird über die Sperrwirkung des weiteren Sperrventils 32 ein entlüfteter Zustand des Steueranschlusses 30 des Relaisventils 20 aufrecht erhalten, so dass der Federspeicher der Federspeicher-Feststellbremse 4 in entlüftetem, also bremsendem Zustand gehalten wird. Die Federspeicher-Feststellbremse 4 und die Anhängerbremse wirken somit kumulativ.
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Zur Herbeiführung eines Fahrzustandes wird das Be- und Entlüftungsventil 17 in seine Belüftungsstellung gesteuert und das Sperrventil 25 wird in seine Durchlassstellung gesteuert, was zur Folge hat, dass Druckluft aus dem Druckluftbehälter 2 über das Rückschlagventil 13, die Eingangsleitung 14, die Verzweigungsstelle 15, das Be- und Entlüftungsventil 18, das Sperrventil 25, die Verzweigungsstelle 27 und den Leitungszweig 28 zu dem invertierten Steuereingang des Anhängersteuerventils 5 strömt. Für hinreichenden Druckaufbau an dem invertierten Steuereingang des Anhängersteuerventils 5 ist die Anhängerbremse gelöst. Weiterhin wird das weitere Sperrventil 32 ebenfalls in seine Öffnungsstellung gesteuert, so dass auch der Steueranschluss 30 des Relaisventils 20 mit Druck aus dem Druckluftbehälter 2 beaufschlagt wird. Dies hat zur Folge, dass Druckluft aus dem Druckluftbehälter 2 über den Eingangsanschluss 19 zu dem pneumatischen Ausgangsanschluss 9 und zu dem Federspeicher der Federspeicher-Feststellbremse 4 geführt wird, so dass die Federspeicher-Feststellbremse gelöst wird. Damit ist ein fahrbereiter Zustand gegeben.
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Ist eine Hilfsbremsung gewünscht, wird das Be- und Entlüftungsventil 18 in seine Entlüftungsstellung verbracht. Allerdings wird über diese Entlüftungsstellung die Verzweigungsstelle 27 nicht vollständig entlüftet. Vielmehr wird das Sperrventil 25 getaktet betrieben, so dass eine Entlüftung des Verzweigungspunkts 27 nur teilweise entsprechend des Verhältnisses von Öffnungszeitspanne und Schließzeitspanne des Sperrventils 25 erfolgt, so dass durch Vorgabe der Taktung und der Taktdauer ein Ziel-Steuerdruck an der Verzweigungsstelle 27 ansteuerbar ist. Dieser wirkt unmittelbar an dem invertierten Steuereingang des Anhängersteuerventils 5, so dass je nach Ziel-Steuerdruck eine gewünschte Bremswirkung des Anhängers herbeiführbar ist. Gleichzeitig wird das Sperrventil 32 in seine Durchlassstellung angesteuert, so dass der Ziel-Steuerdruck auch an dem Steueranschluss 30 des Relaisventils 20 wirkt. Dies hat wiederum zur Folge, dass in dem Federspeicher der Federspeicher-Feststellbremse 4 entsprechend dem Ziel-Steuerdruck an dem Steueranschluss 30 des Relaisventils 20 ein Federspeicherdruck herbeigeführt wird zur Erzielung einer gewünschten Bremswirkung an der Federspeicher-Feststellbremse. Für den Fall, dass das Verhältnis der Bremswirkungen, die über das Anhängersteuerventil 5 und über die Federspeicher-Feststellbremse 4 erzeugt werden, veränderbar sein soll, kann auch eine getaktete Ansteuerung des Sperrventils 32 erfolgen.
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Ist eine Prüffunktion gewünscht, wird, ausgehend von der oben erläuterten Brems- oder Parkfunktion, das Be- und Entlüftungsventil 18 in seine Belüftungsstellung gesteuert. Das Sperrventil 25 wird in seine Öffnungsstellung gesteuert, so dass Druck aus dem Druckluftbehälter 2 über das Be- und Entlüftungsventil 18 und das Sperrventil 25 zu dem invertierten Steuereingang des Anhängersteuerventils 5 strömen kann, was mit einem Lösen der Bremse des Anhängers einhergeht. Das weitere Sperrventil 32 wird für entlüftete Federspeicher-Feststellbremse in seine Schließstellung verbracht bzw. in dieser belassen, so dass die Federspeicher-Feststellbremse 4 weiterhin maximale Bremswirkung erzeugt.
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Weiterhin kann eine Streckbremsfunktion gewährleistet werden, indem, ausgehend von dem oben dargelegten Fahrbetrieb, das Be- und Entlüftungsventil 18 in seine Entlüftungsstellung gesteuert wird, während das Sperrventil 25 getaktet betrieben wird. Entsprechend dem getakteten Betrieb des Sperrventils 25 kann der Druck an dem invertierten Steuereingang des Anhängersteuerventils 5 gezielt vermindert werden auf einen Ziel-Steuerdruck, welcher mit einer gewünschten Bremswirkung an der Bremse des Anhängers korreliert. Das weitere Sperrventil 32 wird in seine Schließstellung verbracht oder in dieser belassen, was zur Folge hat, dass die Druckverhältnisse an dem Steuereingang 30 des Relaisventils 20 aufrecht erhalten werden, so dass die Federspeicher-Feststellbremse 4 weiterhin belüftet bleibt, also keine Bremswirkung erzeugt. Dementsprechend wirkt für die Gewährleistung der Streckbremsfunktion lediglich die Bremse des Anhängers.
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Die Bremseinrichtung 1 kann modular ausgebildet sein. Hierbei können Module in das Bremsmodul 6 integriert sein, welche weiteren Funktionen dienen, beispielsweise der Ansteuerung einer Luftfederung oder anderweitiger Verbraucherkreise. Möglich ist, dass die Steuereinrichtung 35 ausschließlich für die hier erwähnten Funktionen zuständig ist, also insbesondere der Ansteuerung der Magnetventile 17, 24 und 31 dient. Auch möglich ist, dass die Steuereinrichtung 35 multifunktional ausgebildet ist und der Ansteuerung weiterer Module oder Bauelemente, wie beispielsweise weiterer Verbraucherkreise, dient.
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Gemäß 1 besitzt die Bremseinrichtung 1 eine Messeinrichtung 39, die im vorliegenden Fall als Druck-Spannungs-Wandler 40 ausgebildet ist. Der Druck-Spannungs-Wandler 40 erfasst für das Ausführungsbeispiel gemäß 1 den Druck an der Verzweigungsstelle 27, also in den Leitungen zwischen Ausgangsanschluss 26, Eingangsanschluss 33 und Steuerausgangsanschluss 10. Das elektrische Ausgangssignal des Druck-Spannungs-Wandlers 40 wird der Steuereinrichtung 35 zugeführt. Über das Ausgangssignal des Druck-Spannungs-Wandlers 40 kann die Steuereinrichtung 35 beispielsweise Rückschlüsse über den Befüllungszustand des Druckluftbehälters 2 gewinnen. Vorzugsweise wird das Ausgangssignal verwendet für die getaktete Ansteuerung des Sperrventils 25 und/oder des Sperrventils 32, um die Taktung geeignet anzupassen und um den gewünschten Ziel-Steuerdruck herbeizuführen.
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Für die Ausführungsbeispiele gemäß 2 bis 4 sind zur Vereinfachung vorrangig die pneumatischen Bauelemente und deren Leitungsverbindungen schematisch dargestellt, während die elektrischen Ansteuerungen, die Steuereinrichtung 35 sowie das Gehäuse des Bremsmoduls 6 und das Bedien-Interface 3 nicht dargestellt sind, obwohl diese entsprechend zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 vorhanden sind.
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Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel. Allerdings erfasst hier der Druck-Spannungs-Wandler 40' nicht den Druck an der Verzweigungsstelle 27, sondern vielmehr ausgangsseitig des Relaisventils 20, also beispielsweise in dem Federspeicher der Federspeicher-Feststellbremse 4 oder im Bereich des Ausgangsanschlusses 9 oder einer zugeordneten Ausgangsleitung.
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Für das Ausführungsbeispiel gemäß 3 finden zwei Druck-Spannungs-Wandler 40, 40' Einsatz, wobei der Druck-Spannungs-Wandler 40 den Druck an der Verzweigungsstelle 27 erfasst, während der Druck-Spannungs-Wandler 40' den Druck ausgangsseitig des Relaisventils 20 erfasst.
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Schließlich zeigt 4 ein Ausführungsbeispiel der Bremseinrichtung, wenn diese nicht für eine Kopplung mit einem Anhänger bestimmt ist. In diesem Fall entfällt der Leitungszweig 28, das Anhängersteuerventil 5 und die Kupplungsköpfe 11, 12 sowie das Sperrventil 32, so dass der Ausgangsanschluss 26 unmittelbar mit dem Steueranschluss 30 pneumatisch verbunden ist.
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Das Bremsmodul 6 ist vorzugsweise modular aufgebaut, so dass einzelne genannte Bauelemente oder mehrere derartige miteinander verbundene Bauelemente als ein Teilmodul ausgebildet sein können, wobei ein derartiges Teilmodul je nach Einsatzbedarf weggelassen werden kann oder gegen ein weiteres Teilmodul ausgetauscht werden kann. Hierbei können einzelne Teilmodule in einem für die unterschiedlichen Einbaubedingungen gleichen Gehäuse angeordnet sein. Ebenfalls möglich ist, dass einzelne Teilmodule miteinander verbunden oder ”aneinander angeflanscht” werden, so dass sich erst durch die Kombination der Teilmodule das Bremsmodul 6 ergibt, wobei in diesem Fall die äußere Geometrie des Bremsmoduls 6 je nach Einbaubedingungen variieren kann. Hierbei können aber dennoch gleiche Anschlussmaße und Anordnungen der Anschlüsse des Bremsmoduls 6 gewährleistet werden zur Verbindung mit benachbarten Bauelementen, sofern dies erforderlich ist.
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Lediglich beispielhaft wird dieses modulare Prinzip verdeutlicht anhand des Teilmoduls 41 gemäß 1, welches die Messeinrichtung 39, das weitere Sperrventil 32 beinhaltet. Das Teilmodul 41 besitzt einen Anschluss 42, der mit dem Ausgangsanschluss 26 des Sperrventils 25 verbunden ist, einen Anschluss 43, der mit der Verzweigungsstelle 15 verbunden ist, einen Anschluss 44, der mit dem Eingangsanschluss 19 des Relaisventils 20 verbunden ist sowie einen Anschluss 45, der mit dem Steueranschluss 30 verbunden ist. Weiterhin sind elektrische Anschlüsse 46, 47 vorgesehen, über die das Teilmodul 41 mit der Steuereinrichtung 35 kommunizieren kann. Für den Fall, dass unter einer großen Zahl von Gleichteilen eine Bremseinrichtung gemäß 4, also ohne Anhängersteuerventil 5, gebildet sein soll, wird aus der Bremseinrichtung 1 gemäß 1 das Teilmodul 41 entfernt. Stattdessen wird ein Teilmodul 48 eingesetzt, welches bei entsprechender Lage ebenfalls Anschlüsse 42', 43', 44' und 45' besitzt, wobei die Anschlüsse 42' und 45' ohne Zwischenschaltung einer Verzweigungsstelle 27 sowie des Sperrventils 32 unmittelbar miteinander verbunden sind und auch die Anschlüsse 43', 44' unmittelbar pneumatisch miteinander verbunden sind. In diesem Fall erfolgt kein Anschluss an die elektrischen Anschlüsse 46, 47. Das Teilmodul 48 kann weiterhin eine geeignete Verschlusseinrichtung besitzen, um den Steuerausgangsanschluss 10 des Bremsmoduls 6 zu schließen. Entsprechend können beliebige andere Bauelemente modular und austauschbar gestaltet sein.
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Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf den Einsatz der konkret für die Ausführungsbeispiele angegebenen pneumatischen Elemente, also beispielsweise ein 3/2-Wegeventil oder ein 2/2-Wegeventil beschränkt sind. Vielmehr können beliebige andere pneumatische Bauelemente eingesetzt werden, die die gewünschte Funktion der beispielhaft angegebenen pneumatischen Bauelemente erfüllen oder annähern können oder zumindest beinhalten. Beispielsweise kann abweichend zu den eingesetzten Magnetventilen eine elektromagnetische Vorsteuerung von Pneumatikventilen erfolgen.
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Die erfindungsgemäße Bremseinrichtung kann auch Bestandteil einer elektronischen Luftaufbereitungseinheit sein, bei der eine Steuereinheit neben der Ansteuerung der genannten Funktionen weiteren Funktionen für die elektronische Luftaufbereitungseinheit zugeordnet ist. Für die grundsätzliche Ausgestaltung der Luftaufbereitungseinheit kommen die aus dem Stand der Technik einschlägigen Druckschriften der Anmelderin und ihrer Wettbewerber in Betracht, die dort insbesondere als Luftaufbereitungseinheit oder als Vorrichtung zur Luftaufbereitung bezeichnet sind.
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Möglich ist, dass eine Gruppe von Bremseinrichtungen eingesetzt wird, die mindestens zwei Teilgruppen mit Bremseinrichtungen besitzt, die jeweils für unterschiedliche Zugfahrzeuge mit Anhängern angepasst sind. in den unterschiedlichen Teilgruppen sind die Messeinrichtungen für den Druck an unterschiedlichen Orten eingesetzt, nämlich
- – zwischen dem Sperrventil und dem weiteren Sperrventil und/oder
- – ausgangsseitig des Relaisventils oder in der Federspeicher-Feststellbremse.
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Von Vorteil ist hierbei eine Ausgestaltung, bei welcher für die unterschiedlichen Teilgruppen gleiche Teilmodule Einsatz finden, beispielsweise gleiche Gehäuse und Ventilgruppen, während lediglich unterschiedliche Messeinrichtungen oder dieselbe Messeinrichtung an einem anderen Ort Einsatz finden. Es ist sogar möglich, dass für die unterschiedlichen Teilgruppen dieselbe Messeinrichtung Einsatz findet, wobei die Messeinrichtung selber am gleichen Ort angeordnet sein kann. Allerdings kann für die unterschiedlichen Teilgruppen der Messeinrichtung ein unterschiedlicher Druck zugeführt werden, indem lediglich unterschiedliche Leitungsverbindungen für die Teilgruppen zu der Messeinrichtung geschaffen werden. Im Extremfall kann eine Umschalteinrichtung vorgesehen sein, wobei je nach Stellung der Umschalteinrichtung der Messeinrichtung ein Druck von einem anderen Ort zuführbar ist. Für diesen Extremfall unterscheiden sich die unterschiedlichen Teilgruppen nicht oder nicht maßgeblich hinsichtlich der eingesetzten Bauelemente, sondern vorrangig durch die gewählte Schaltstellung der Umschalteinrichtung. Die unterschiedlichen Schaltstellungen können dann mit unterschiedlichen Verarbeitungsverfahren des erfassten Drucks oder der erfassten Drücke durch die Steuereinrichtung verarbeitet werden, wobei das jeweils geeignete Verfahren automatisiert aus der Schaltstellung abgeleitet werden kann oder eine manuelle oder softwareseitige Umstellung erfolgen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bremseinrichtung
- 2
- Druckluftbehälter
- 3
- Bedien-Interface
- 4
- Federspeicher-Feststellbremse
- 5
- Anhängersteuerventil
- 6
- Bremsmodul
- 7
- Eingangsanschluss
- 8
- Eingangsanschluss
- 9
- Ausgangsanschluss
- 10
- Steuerausgangsanschluss
- 11
- Kupplungskopf Bremse
- 12
- Kupplungskopf Vorrat
- 13
- Rückschlagventil
- 14
- Eingangsleitung
- 15
- Verzweigungsstelle
- 16
- Eingangsanschluss
- 17
- Magnetventil
- 18
- Be- und Entlüftungsventil
- 19
- Eingangsanschluss
- 20
- Relaisventil
- 21
- Entlüftungsanschluss
- 22
- Ausgangsanschluss
- 23
- Eingangsanschluss
- 24
- Magnetventil
- 25
- Sperrventil
- 26
- Ausgangsanschluss
- 27
- Verzweigungsstelle
- 28
- Leitungszweig
- 29
- Leitungszweig
- 30
- Steueranschluss
- 31
- Magnetventil
- 32
- weiteres Sperrventil
- 33
- Eingangsanschluss
- 34
- Ausgangsanschluss
- 35
- Steuereinrichtung
- 36
- Steuereingang
- 37
- Steuereingang
- 38
- Steuereingang
- 39
- Messeinrichtung
- 40
- Druck-Spannungs-Wandler
- 41
- Teilmodul
- 42
- Anschluss
- 43
- Anschluss
- 44
- Anschluss
- 45
- Anschluss
- 46
- Anschluss
- 47
- Anschluss
- 48
- Teilmodul