DE102012106212A1

DE102012106212A1 - Bremssteuerungssystem einer mobilen Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE102012106212A1
Application number: DE201210106212
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich Knechtel; Peter Magsaam
Original assignee: Linde Material Handling GmbH
Current assignee: Linde Material Handling GmbH
Priority date: 2012-07-11
Filing date: 2012-07-11
Publication date: 2014-01-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bremssteuerungssystem (1) einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere Flurförderzeug, mit einer als Federspeicherbremse (5) ausgebildeten einkreisigen Bremseinrichtung (2), die als Betriebsbremse arbeitet, wobei die Bremseinrichtung (2) hydraulisch mittels eines in einem Bremslösedruckraum (7) anstehenden Bremslüftdruckes in Richtung einer Lösestellung beaufschlagbar ist und zur Erzielung der Betriebsbremse ein in Abhängigkeit von einem Betätigungsorgan (11), insbesondere einem Bremspedal (12), betätigbares Bremsventil (10) vorgesehen ist, mittels dem der in dem Bremslösedruckraum (7) anstehende Bremslüftdruck zur Betätigung der Federspeicherbremse (5) in eine Bremsstellung verringerbar ist. Die Aufgabe, eine derartige einkreisige Federspeicherbremse zur Verfügung zu stellen, die mit geringem Bauaufwand eine Hilfsbremsfunktion der Betriebsbremse bei einem Ausfall oder Defekt des Bremsventils ermöglicht, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zur Erzielung einer Hilfsbremsfunktion der Betriebsbremse ein elektrisch betätigbares Proportionalventil (20) vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von einem Bedienelement (51) betätigbar ist und dem Bremslösedruckraum (7) zur Steuerung des Bremslüftdruckes zugeordnet ist, wobei der in dem Bremslösedruckraum (7) anstehende Bremslüftdruck mit dem Bremsventil (10) und dem Proportionalventil (20) unabhängig voneinander steuerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bremssteuerungssystem einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere Flurförderzeug, mit einer als Federspeicherbremse ausgebildeten einkreisigen Bremseinrichtung, die als Betriebsbremse arbeitet, wobei die Bremseinrichtung hydraulisch mittels eines in einem Bremslösedruckraum anstehenden Bremslüftdruckes in Richtung einer Lösestellung beaufschlagbar ist und zur Erzielung der Betriebsbremse ein in Abhängigkeit von einem Betätigungsorgan, insbesondere einem Bremspedal, betätigbares Bremsventil vorgesehen ist, mittels dem der in dem Bremslösedruckraum anstehende Bremslüftdruck zur Betätigung der Federspeicherbremse in eine Bremsstellung verringerbar ist.
Derartige als Federspeicherbremsen ausgebildete Bremseinrichtungen, die durch einen Bremslüftdruck in einem Bremslösedruckraum entgegen der Federkraft eines Federpaketes in die Lösestellung beaufschlagbar sind, werden auch als hydraulisch beaufschlagte negative Federspeicherbremsen bezeichnet. Die Beaufschlagung der Federspeicherbremse in Richtung der Bremsstellung erfolgt durch einen Abbau des in dem Bremslösedruckraum anstehenden und von einem Bremsventil gesteuerten Bremslüftdruckes, wobei die maximale Bremskraft und somit das maximale Bremsmoment durch die Federkraft des Federpaketes der Federspeicherbremse vorgegeben wird. Derartige Federspeicherbremsen, die lediglich durch Veränderung des in dem Bremslösedruckraum anstehenden Bremslösedrucks durch entsprechende Betätigung des den Bremslüftdruck steuerbaren Bremsventils zwischen der Lösestellung und der Bremsstellung betätigbar sind, werden auch als einkreisige Federspeicherbremsen bezeichnet.
Bei mobilen Arbeitsmaschinen, beispielsweise als elektrisch-betriebene oder verbrennungsmotorisch-betriebene Gabelstapler ausgebildete Flurförderzeuge, werden derartige als einkreisige Federspeicherbremsen ausgebildete Bremseinrichtungen als Betriebsbremse und/oder Feststellbremse verwendet. Für die Betriebsbremse steht das Bremsventil mechanisch mit einem von der Bedienperson zu betätigenden Betätigungsorgan, beispielsweise einem Bremspedal, in Verbindung, bei dessen Betätigung das Bremsventil mechanisch betätigt wird und dosiert betätigt werden kann, wodurch der im Bremslösedruckraum der Federspeicherbremse anstehenden Bremslüftdruck dosiert abgebaut und somit die Federspeicherbremse als Betriebsbremse dosiert in die Bremsstellung betätigt werden kann.
Eine Feststellbremse ist durch den Abbau des Bremslüftdruckes in dem Bremslösedruckraum zu einem Behälter erzielbar, so dass die Federspeicherbremse durch das Federpaket in die Bremsstellung betätigt wird.
Für die Betriebsbremse ist erforderlich, dass zusätzlich zu der Betriebsbremse durch die Betätigung des Bremsventils eine Hilfsbremsfunktion vorgesehen ist, um bei einem Ausfall oder Defekt des Bremsventils über die Hilfsbremsfunktion die Arbeitsmaschine kontrolliert abbremsen zu können. Hierzu wird bislang die Federspeicherbremse zweikreisig ausgeführt. Bei derartigen zweikreisigen Federspeicherbremsen ist an der Federspeicherbremse zusätzlich zu dem dem Federpaket entgegenwirkenden Bremslösedruckraum ein gleichsinnig mit dem Federpaket wirkender Bremsdruckraum ausgebildet, wobei ein in dem Bremsdruckraum anstehender Bremsdruck von einem weiteren Bremsventil erzeugt wird, das ebenfalls von dem Betätigungsorgan mechanisch betätigt wird. Bei derartigen zweikreisigen Federspeicherbremsen werden somit für die Betriebsbremse bei einer Betätigung des Bremsventils beide Bremsventile mechanisch von dem Betätigungsorgan betätigt. Das dem Bremslösedruckraum zugeordnete Bremsventil weist in der Regel eine fallende Ventilkennlinie auf, so dass mit zunehmender Betätigung des Betätigungsorgans der in dem Bremslösedruckraum und somit der Lüftseite der Federspeicherbremse anstehende Bremslösedruck verringert wird. Das dem Bremsdruckraum zugeordnete Bremsventil weist in der Regel eine steigende Ventilkennlinie auf, so dass mit zunehmender Betätigung des Betätigungsorgans der in dem Bremsdruckraum und somit der Druckseite der Federspeicherbremse anstehende Bremsdruck ansteigt, wodurch auf der Druckseite der Federspeicherbremse der Anpressdruck der Federspeicherbremse von dem Bremsdruck zusätzlich zu der Wirkung des Federpaketes erhöht wird. Dadurch dass die beiden Bremsventile auf unterschiedliche Druckkammern der Federspeicherbremse wirken, wird somit die Zweikreisigkeit und die Hilfsbremsfunktion für die Betriebsbremse erzielt, indem bei dem Ausfall oder Defekt eines Bremsventils jeweils über das andere Bremsventils die Arbeitsmaschine dosiert abgebremst werden kann.
Derartige Bremsteuerungssysteme mit einer zweikreisigen Federspeicherbremse und zwei mechanisch mittels eines Betätigungsorgans betätigten Bremsventilen sind beispielsweise aus der DE 10 2009 031 743 A1 oder der 3 der DE 10 2010 010 824 A1 bekannt.
Derartige zweikreisige Bremsventile weisen jedoch aufgrund des zusätzlichen Bremsdruckraumes an der Federspeicherbremse und der zusätzlichen zu dem Bremsdruckraum geführten Bremsleitung einen hohen Bauaufwand auf.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einkreisige Federspeicherbremse der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die mit geringem Bauaufwand eine Hilfsbremsfunktion der Betriebsbremse bei einem Ausfall oder Defekt des Bremsventils ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zur Erzielung einer Hilfsbremsfunktion der Betriebsbremse ein elektrisch betätigbares Proportionalventil vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von einem Bedienelement betätigbar ist und dem Bremslösedruckraum zur Steuerung des Bremslüftdruckes zugeordnet ist, wobei der in dem Bremslösedruckraum anstehende Bremslüftdruck mit dem Bremsventil und dem Proportionalventil unabhängig voneinander steuerbar ist. Der erfindungsgemäße Gedanke besteht somit darin, bei einer einkreisigen Federspeicherbremse, die lediglich den Bremslösedruckraum aufweist, eine Hilfsbremsfunktion durch ein elektrisch betätigbares Proportionalventil vorzusehen, das den in dem Bremslösedruckraum anstehenden Bremslüftdruck unabhängig von dem Bremsventil steuern bzw. regeln kann. Dadurch dass der die Federspeicherbremse steuernde Bremslüftdruck mit dem Bremsventil und dem elektrisch betätigbares Proportionalventil jeweils voneinander unabhängig eingestellt werden kann, wird auf einfache Weise und geringem Bauaufwand an der einkreisigen Federspeicherbremse die Hilfsbremsfunktion ermöglicht. Sofern die Federspeicherbremse in einer Antriebsachse der Arbeitsmaschine eingebaut ist, kann durch die einkreisige Ausführung der Federspeicherbremse eine bauraumsparende Gestaltung der Antriebsachse erzielt werden, da lediglich der Bremslösedruckraum erforderlich ist. Das in Abhängigkeit von einem Bedienelement betätigbare elektrisch betätigbare Proportionalventil ermöglicht hierbei, dass der in dem Bremslösedruckraum anstehende Bremslüftdruck dosiert gemäß der Betätigung des Bedienelements verringert werden kann und somit die Arbeitsmaschine gezielt und dosiert gemäß der Betätigung des Bedienelements abgebremst werden kann. Durch die elektrische Ansteuerung des Proportionalventils kann das Bedienelement für die Hilfsbremsfunktion im Fahrerarbeitsplatz frei angeordnet werden. Bei der Erfindung ergibt sich weiterhin für das Bedienelement eine freie Gestaltungsmöglichkeit, so dass das Bedienelement beispielsweise als Hebel oder Joystick ausgebildet werden kann. Zudem kann durch die fehlende mechanische Verbindung zwischen dem Proportionalventil und dem Bedienelement bei der erfindungsgemäßen elektrischen Ansteuerung des Proportionalventils die Kraftkennlinie für die Betätigungskraft des Bedienelements nach ergonomischen Gesichtspunkten gewählt werden. Die elektrische Ansteuerung des Proportionalventils ermöglicht es weiterhin, dass die Verzögerungskennlinie der Arbeitsmaschine in der Hilfsbremsfunktion frei programmiert werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Bremsventil an eine Druckversorgungsleitung einer Druckversorgungseinrichtung und an eine zu dem Bremslösedruckraum geführte Bremsleitung angeschlossen und ist das elektrisch betätigbare Proportionalventil parallel zu dem Bremsventil angeordnet sowie an die Druckversorgungsleitung der Druckversorgungseinrichtung und an die zu dem Bremslösedruckraum geführte Bremsleitung angeschlossen. Mit einer derartigen Parallelschaltung des elektrisch betätigbaren Proportionalventils zu dem Bremsventil wird bei einfachem Schaltungsaufwand erzielt, dass das Bremsventil und das elektrisch betätigbare Proportionalventil den in dem Bremslösedruckraum der Federspeicherbremse anstehenden Bremslüftdruck jeweils unabhängig voneinander einstellen und regeln können.
Mit besonderem Vorteil ist das elektrisch betätigbare Proportionalventil als Proportionaldruckregelventil, insbesondere als Proportionaldruckregelventil mit einer steigenden Ventilkennlinie, ausgebildet. Ein derartiges Proportionaldruckregelventil weist einen einfachen Aufbau auf und ermöglicht mit einem geringen Zusatzaufwand die Hilfsbremsfunktion der Betriebsbremse. Ein Proportionaldruckregelventil mit einer steigenden Ventilkennlinie erzeugt mit zunehmendem elektrischem Ansteuersignal einen zunehmenden Bremslüftdruck. Sofern das in Abhängigkeit von dem Bedienelement ansteuerbare Proportionaldruckregelventil derart angesteuert wird, dass bei nicht betätigtem Bedienelement das Proportionaldruckregelventil vollständig elektrisch angesteuert ist und somit einen maximalen Bremslüftdruck erzeugt und mit zunehmender Betätigung des Bedienelements die elektrische Ansteuerung des Proportionaldruckregelventils verringert wird und somit der Bremslüftdruck verringert wird, wird auf einfache Weise erzielt, dass durch eine Betätigung des Bedienelements mit dem Proportionaldruckregelventil der Bremslüftdruck gezielt und dosiert verringert werden kann, um die Arbeitsmaschine dosiert abbremsen zu können.
Bevorzugt erzeugt das Bedienelement bei einer Betätigung ein proportionales Ausgangssignal zur Steuerung des Proportionalventils. Das Bedienelement stellt somit ein proportional betätigbares Bedienelement dar, wodurch eine proportionale Ansteuerung des Proportionalventils auf einfache Weise erzielt werden kann, um ein dosiertes Abbremsen der Arbeitsmaschine in der Hilfsbremsfunktion in Abhängigkeit von der Betätigung des Bedienelements zu erzielen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist dem Bremsventil ein erstes, elektrisch betätigbares Abkoppelventil zugeordnet. Das Bremsventil erzeugt bei nicht betätigtem Betätigungsorgan einen die Federspeicherbremse in die Lösestellung beaufschlagenden Bremslüftdruck. Mit einem dem Bremsventil zugeordneten Abkoppelventil wird auf einfache Weise ermöglicht, dass für die Hilfsbremsfunktion der Bremslüftdruck mittels des Proportionalventils eingestellt und verringert werden kann, und somit verhindert wird, dass das Bremsventil bei nicht betätigtem Betätigungsorgan den Bremslüftdruck aufrecht erhält.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn dem elektrisch betätigbaren Proportionalventil gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein zweites, elektrisch betätigbares Abkoppelventil zugeordnet ist. Mit einem dem Proportionalventil zugeordneten Abkoppelventil wird auf einfache Weise erzielt, dass das Proportionalventil für eine Betriebsbremsung bei einer Betätigung des Bremsventils von dem Bremslösedruckraum abgekoppelt ist, um bei einer Betätigung des Betätigungsorgans mittels des Bremsventils den Bremslüftdruck einstellen und verringern zu können.
Bevorzugt ist das erste und/oder zweite Abkoppelventil als Schaltventil ausgebildet, das eine im stromlosen Zustand wirksame Sperrstellung und eine elektrisch schaltbare Durchflussstellung aufweist. Mit derartigen Abkoppelventilen wird auf einfache Weise in der Sperrstellung eine Abkopplung des Bremsventils bzw. des Proportionalventils erzielt und in der Durchflussstellung eine Verringerung des Bremslüftdruckes mit dem Bremsventil bzw. dem Proportionalventil ermöglicht. Derartige Abkoppelventile ermöglichen es somit auf einfache Weise, das Bremsventil bzw. das Proportionalventil abzukoppeln, um mit beiden Ventilen unabhängig voneinander den Bremslüftdruck steuern zu können.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung ist das zweite Abkoppelventil in der von dem Proportionalventil zu dem Bremslösedruckraum geführten Bremsleitung angeordnet. In der Sperrstellung des Abkoppelventils kann somit auf einfache Weise die Verbindung des Proportionalventils mit dem Bremslösedruckraum abgesperrt werden, um das Proportionalventil für eine Betriebsbremsung bei einer Betätigung des Bremsventils von dem Bremslösedruckraum abzukoppeln.
Gemäß einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist das Bremsventil mechanisch mittels des Betätigungsorgans betätigbar und als Bremsregelventil mit einer fallenden Ventilkennlinie ausgebildet. Bei nicht betätigtem Betätigungsorgan erzeugt somit das Bremsventil den Bremslüftdruck zum Lösen der Federspeicherbremse. Mit zunehmender Betätigung des Betätigungsorgans wird somit der von dem Bremsventil gesteuerte Bremslüftdruck verringert, um die Federspeicherbremse in die Bremsstellung zu betätigen.
Bei einem derartigen, mechanisch betätigten Bremsventil ergeben sich besondere Vorteile, wenn das erste Abkoppelventil gemäß einer Ausgestaltungsform der Erfindung in der zu dem Bremsventil geführten Druckversorgungsleitung angeordnet ist. Mit dem in der Sperrstellung befindlichen Abkoppelventil kann somit für die durch das Proportionalventil erzielte Hilfsbremsfunktion das Bremsventil von der Druckversorgung getrennt werden, so dass bei einer Betätigung des Bedienelements und einer entsprechenden Ansteuerung des Proportionalventils der Bremslüftdruck von dem Proportionalventil eingestellt werden kann und verhindert wird, dass das unbetätigte Bremsventil den Bremslüftdruck aufrechterhält. Durch die Anordnung des Abkoppelventils in der Druckversorgungsleitung des Bremsventils wird hierbei ermöglicht, dass in der Hilfsbremsfunktion durch eine Betätigung des Betätigungsorgans und somit des Bremsventils der Bremslösedruckraum zusätzlich über das Bremsventil verringert werden kann, so dass während der Hilfsbremsfunktion über das Bremsventil ein Zubremsen über das Betätigungsorgan möglich ist.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist das Bremsventil elektrisch in Abhängigkeit von der Stellung des Betätigungsorgans betätigbar und als Proportionalventil, insbesondere als Proportionaldruckregelventil mit einer steigenden Ventilkennlinie, ausgebildet. Sofern anstelle eines mechanisch betätigten Bremsventils ein elektrisch betätigtes Bremsventils verwendet wird, können durch den Entfall der mechanischen Verbindung des Betätigungsorgans mit dem Bremsventil Freiheiten bei der Anordnung des Bremsventils in der Arbeitsmaschine erzielt werden. Hierbei kann ein Proportionaldruckregelventil mit einer fallenden Ventilkennlinie eingesetzt werden, das bei nicht betätigtem Betätigungsorgan nicht angesteuert ist und den Bremslüftdruck erzeugt und mit zunehmender Betätigung des Betätigungsorgans elektrisch angesteuert wird, um den Bremslüftdruck zu verringern. Alternativ kann das Proportionaldruckregelventil eine steigende Ventilkennlinie aufweisen, wobei das Proportionaldruckregelventil bei nicht betätigtem Betätigungsorgan vollständig angesteuert und somit maximal bestromt ist, um den Bremslüftdruck zu erzeugen, und bei dem mit zunehmender Betätigung des Betätigungsorgans die elektrische Ansteuerung verringert wird, um den Bremslüftdruck bei einer Betätigung des Betätigungsorgans zu verringern. Eine derartige elektrische Ansteuerung eines Proportionaldruckregelventils mit einer steigenden Ventilkennlinie als elektrisch betätigbares Bremsventil kann auf einfache Weise erzielt werden, wenn das mit zunehmender Betätigung des Betätigungsorgans ansteigende elektrische Ausgangssignal des Betätigungsorgans für die Ansteuerung des Proportionaldruckregelventils invertiert wird.
Bei einem derartigen elektrisch betätigten Proportionalventil als Bremsventil ist bevorzugt das erste Abkoppelventil in der von dem Proportionaldruckregelventil zu dem Bremslösedruckraum geführten Bremsleitung angeordnet. Hierdurch wird auf einfache Weise erzielt, dass in der Hilfsbremsfunktion bei in der Sperrstellung befindlichem Abkoppelventil die Verbindung des Bremsventils mit dem Bremslösedruckraum abgesperrt ist und somit das Bremsventil von dem Bremslösedruckraum abgekoppelt ist und die Hilfsbremsfunktion über das von dem Bedienelement elektrisch betätigte Proportionalventil gesteuert werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Bremssteuerungssystem ist in einer Fahrenstellung des Bremsteuerungssystems das Proportionalventil mittels des zweiten Abkoppelventils von dem Bremslösedruckraum abgekoppelt und das Bremsventil mittels des ersten Abkoppelventils mit dem Bremslösedruckraum zur Steuerung des Bremslüftdruckes verbunden. Hierdurch wird auf einfache Weise erzielt, dass für den Fahrbetrieb der Arbeitsmaschine die Federspeicherbremse bei nicht betätigtem Bremsventil in die Lösestellung beaufschlagt ist und durch eine Betätigung des Betätigungsorgans über das Bremsventil eine Betriebsbremsung durchgeführt werden kann. Die Abkopplung des Proportionalventils kann hierbei über das in der Sperrstellung befindliche Abkoppelventil erzielt werden. Das dem Bremsventil zugeordnete Abkoppelventil ist hierbei in die Durchflussstellung bestromt, so dass das Bremsventil mit dem Bremslösedruckraum zur Steuerung des Bremslüftdruckes verbunden ist, um die Federspeicherbremse für den Fahrbetrieb zu Lösen und durch Betätigen des Betätigungsorgans eine Betriebsbremsung zu erzielen.
Sofern in der Fahrenstellung das Proportionalventil angesteuert ist, um einen Bremslüftdruck zu erzeugen, werden besondere Vorteile erzielt. Das Proportionalventil erzeugt somit einen Bremslüftdruck, der jedoch über das in der Sperrstellung befindliche Abkoppelventil nicht in den Bremslösedruckraum der Federspeicherbremse gelangt. Sofern das dem Proportionalventil zugeordnete Abkoppelventil während der Fahrt der Arbeitsmaschine in die Durchflussstellung bestromt wird, kann hierdurch eine ruckartige Verzögerung der Arbeitsmaschine vermieden werden.
Für die Hilfsbremsfunktion der Betriebsbremse bei einer Betätigung des Bedienelements ist das Proportionalventil mittels des zweiten Abkoppelventils mit dem Bremslösedruckraum zur Steuerung des Bremslüftdruckes verbunden und das Bremsventil mittels des ersten Abkoppelventils abgekoppelt und wird das Proportionalventil in Abhängigkeit von der Betätigung des Bedienelements angesteuert. Durch die Abkopplung des Bremsventils von der Druckversorgung bzw. dem Bremslösedruckraum wird verhindert, dass bei nicht betätigtem Betätigungsorgan das Bremsventil den Bremslüftdruck in dem Bremslösedruckraum der Federspeicherbremse aufrecht hält, so dass durch die Ansteuerung des Proportionalventils in Abhängigkeit von der Betätigung des Bedienelements der Bremslüftdruck dosiert verringert werden kann und die Hilfsbremsfunktion mittels des Proportionalventils erzielt werden kann. Die Abkopplung des Bremsventils kann hierbei über das in der Sperrstellung befindliche Abkoppelventil erzielt werden. Das dem Proportionalventil zugeordnete Abkoppelventil ist hierbei in die Durchflussstellung bestromt, so dass das Proportionalventil mit dem Bremslösedruckraum zur Steuerung des Bremslüftdruckes verbunden ist, um durch Betätigen des Bedienelements die Hilfsbremsfunktion zu erzielen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zur Steuerung des Proportionalventils und der Abkoppelventile eine elektronische Steuereinrichtung vorgesehen, die eingangsseitig mit dem Bedienelement in Verbindung steht. Mit einer derartigen elektronischen Steuereinrichtung kann auf einfache Weise eine proportionale Ansteuerung des Proportionalventils in Abhängigkeit von der Betätigung des Bedienelements und eine entsprechende Ansteuerung der Abkoppelventile erzielt werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung arbeitet die Federspeicherbremse als manuell betätigbare Feststellbremse, wobei ein elektrisch betätigbares Schaltventil vorgesehen ist, das dem Bremslösedruckraum zugeordnet ist, wobei das Schaltventil eine im stromlosen Zustand wirksame Sperrstellung und eine elektrisch schaltbare, den Bremslösedruckraum mit einem Behälter verbindende Drucklosstellung aufweist, und das Schaltventil zur Erzielung der manuell betätigbaren Feststellbremse in die Drucklosstellung bestromt ist und das Bremsventil mittels des ersten Abkoppelventils abgekoppelt ist. Als manuell betätigbare Feststellbremse im Sinne der Erfindung soll eine von der Bedienperson durchführbare Betätigung der Federspeicherbremse in die Bremsstellung angesehen werden, die bei Fahrzeugstillstand oder während der Fahrt von der Bedienperson ausgelöst werden kann. Eine derartige Feststellbremsfunktion ist auf einfache Weise erzielbar, wenn das Schaltventil durch eine elektrische Ansteuerung des Schaltventils in die Drucklosstellung beaufschlagt ist. Durch Ansteuern und Bestromen des Schaltventils und Abkoppeln des Bremsventils kann ein sofortiger Druckabbau des in dem Bremslösedruckraum anstehenden Bremslösedruckes erzielt werden, so dass ein sofortiges Einfallen der Federspeicherbremse in die Bremsstellung erzielt werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Bedienelement des elektrisch betätigbaren Proportionalventils in einer vollständig betätigten Endstellung arretierbar, wobei in der Endstellung ein Steuersignal für die manuell betätigbare Feststellbremse erzeugt wird. Das Bedienelement der Hilfsbremsfunktion dient somit in der arretierten Endstellung weiterhin zur Betätigung der manuellen Feststellbremse. Hierdurch ist kein weiteres Bedienelement für die manuelle Feststellbremsfunktion erforderlich. Zudem wird durch die Arretierung des Bedienelements in der Endstellung auf einfache Weise eindeutig erkennbar der Bedienperson angezeigt, dass die Federspeicherbremse in die Bremsstellung betätigt und die Feststellbremsfunktion eingelegt ist.
Gemäß einer Weiterbildung arbeitet die Federspeicherbremse als automatische Feststellbremse, die im Fahrzeugstillstand eine automatische Betätigung der Federspeicherbremse in die Bremsstellung mittels des elektrisch betätigbaren Schaltventils ermöglicht, wobei zur Erzielung der automatischen Feststellbremse im Fahrzeugstillstand das Schaltventil in die Drucklosstellung bestromt ist und mittels der Abkoppelventile das Bremsventil und das Proportionalventil abgekoppelt sind. Mit der Funktion einer automatischen Feststellbremse, die im Fahrzeugstillstand von der elektronischen Steuereinrichtung automatisch eingeleitet wird, kann eine Fahrerunterstützung auf einfache Weise erzielt werden, indem beispielsweise bei einer stehenden Arbeitsmaschine oder einem Verlassen des Fahrerarbeitsplatzes die Federspeicherbremse automatisch in die Bremsstellung beaufschlagt wird.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ermöglicht die Federspeicherbremse im stromlosen Zustand eine Notbremsung der Arbeitsmaschine mit einem reduzierten Bremsmoment, wobei ein weiteres elektrisch betätigbares Schaltventil vorgesehen ist, das dem Bremslösedruckraum zugeordnet ist, wobei das Schaltventil eine im stromlosen Zustand wirksame Durchflussstellung aufweist, in der der Bremslösedruckraum über eine Druckabbaueinrichtung mit einem Behälter in Verbindung steht, und eine elektrisch schaltbare Sperrstellung aufweist, und das weitere Schaltventil zur Erzielung der Notbremsung unbestromt ist. Bei mobilen Arbeitsmaschinen ist eine Notbremsfunktion gewünscht, mit der die fahrende Arbeitsmaschine bei einem Stromausfall oder bei einer Betätigung eines Not-Aus-Schalters mit einem reduzierten Bremsmoment abgebremst wird, um bei einem Flurförderzeug während der Notbremsung durch eine zu starke Verzögerung einen Abwurf einer aufgenommenen Last zu vermeiden. Mit einem weiteren Schaltventil, das im stromlosen Zustand den Bremslösedruckraum über eine Druckabbaueinrichtung mit dem Behälter verbindet, kann eine derartige Notbremsfunktion mit einem reduzierten Bremsmoment durch den an der Druckabbaueinrichtung erzielten Druckabbau des Bremslösedruckes auf einen definierten Wert oder einen zeitverzögerten Druckabbau des Bremslösedruckes auf einfache Weise erzielt werden.
Zweckmäßigerweise steht hierzu die elektronische Steuereinrichtung mit dem Schaltventil und dem weiteren Schaltventil in Verbindung steht.
Durch das elektrisch betätigbare Proportionalventil und/oder das elektrisch ansteuerbare Bremsventil wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung auf einfache Weise ermöglicht, dass die Ansteuerung des elektrisch betätigbaren Bremsventils und/oder des Proportionalventils in Abhängigkeit von der Fahrzeugmasse der Arbeitsmaschine erfolgt. Durch die elektrische Ansteuerung des Proportionalventils und/oder des Bremsventils wird auf einfache Weise ermöglicht, die Verzögerungskennlinie der Arbeitsmaschine bei einer Hilfsbremsfunktion und angesteuertem Proportionalventil bzw. bei einer Betriebsbremsung und angesteuertem Bremsventil an die tatsächliche Fahrzeugmasse anzupassen, die mit geeigneten Sensoren erfasst werden kann. Bei einer Arbeitsmaschine, beispielsweise einem Flurförderzeug, kann somit auf einfache Weise ein lastunabhängiges Bremsverhalten erzielt werden, bei dem eine aufgenommene Last keinen Einfluss auf die Verzögerung der Arbeitsmaschine hat.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt
1 einen hydraulischen Schaltplan eines erfindungsgemäßen Bremssteuerungssystems und
2 eine Weiterbildung der 1.
In der 1 ist ein erfindungsgemäßes Bremssteuerungssystem 1 einer Arbeitsmaschine, beispielsweise eines batterie-elektrisch betriebenen Gabelstaplers, mit einer als Federspeicherbremse 5 ausgebildeten Bremseinrichtung 2 dargestellt, die eine Feststellbremse und eine Betriebsbremse bildet.
In der 1 ist die linke Hälfte einer Antriebsachse der Arbeitsmaschine dargestellt, wobei ein angetriebenes Rad über eine Radwelle 3 von einem Antriebsmotor 4 antreibbar ist, beispielsweise einem Elektromotor. Die Radwelle 3 ist durch die Bremseinrichtung 2 abbremsbar und arretierbar, die als hydraulisch lösbare Federspeicherbremse 5 ausgebildet ist. Bevorzugt ist die Federspeicherbremse 5 als ölgekühlte Lamellenbremse ausgebildet.
Die Federspeicherbremse 5 ist von einer Federeinrichtung 6 in eine die Bremsstellung bildende Schließstellung beaufschlagt, wobei die Kraft der Federeinrichtung 6 eine maximale Bremskraft und somit eine maximale Verzögerung definiert. Die Federspeicherbremse 5 ist als einkreisige Federspeicherbremse ausgebildet und umfasst ausschließlich einen der Federeinrichtung 6 entgegenwirkenden Bremslösedruckraum 7, der bei einer Druckbeaufschlagung mit einem Bremslüftdruck der Kraft der Federeinrichtung 6 entgegenwirkt, um die Federspeicherbremse 5 in eine Lösestellung zu beaufschlagen. Der Bremslösedruckraum 7 ist an eine hydraulische Bremsleitung 8 angeschlossen, die an eine Druckversorgungsleitung 9 einer nicht mehr näher dargestellten Druckversorgungseinrichtung anschließbar ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Bremssteuerungssystem 1 weist die einkreisige Federspeicherbremse 2 die Funktion einer Feststellbremse und die Funktion einer Betriebsbremse auf.
Zur Steuerung der Federspeicherbremse 5 zwischen der Bremsstellung und der Lösestellung ist ein steuerbares Bremsventil 10 vorgesehen, das gemäß der 1 als mechanisch betätigtes Bremsventil ausgebildet ist und zur Betätigung mit einem Betätigungsorgan 11 in mechanischer Wirkverbindung steht. Das Betätigungsorgan 11 ist bevorzugt als Bremspedal 12 ausgebildet. Das Bremsventil 10 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Bremsregelventil mit einer fallenden Kennlinie ausgebildet. Das Bremsventil 10 ist an die Druckversorgungsleitung 9 und an die zu dem Bremslösedruckraum 7 geführte Bremsleitung 8 sowie an eine zu einem Behälter 13 geführte Behälterleitung 14 angeschlossen.
Das Bremsventil 10 ist mittels einer Feder 16 in eine Lösestellung beaufschlagt, in der die Bremsleitung 8 mit der Druckversorgungsleitung 9 in Verbindung steht und die Verbindung der Bremsleitung 8 zur Behälterleitung 14 abgesperrt ist, so dass im Bremslösedruckraum 7 ein der Federeinrichtung 6 entgegenwirkender Bremslüftdruck erzeugt wird und die Federspeicherbremse 5 in die Lösestellung beaufschlagt wird.
Bei einer Betätigung des Betätigungsorgans 11 wird das Bremsventil 10 über einen Betätigungsstößel 15 in Abhängigkeit von der Betätigung des Betätigungsorgans 11 zunehmend in eine die Bremsleitung 8 mit der Behälterleitung 14 verbindende Bremsstellung beaufschlagt, so dass durch einen dosierten Abbau des in der Bremsleitung 8 anstehenden Bremslüftdruckes die Federspeicherbremse 5 zur Erzielung einer Betriebsbremsfunktion dosiert in die Bremsstellung beaufschlagt wird.
Um bei dem Bremssteuerungssystem 1 mit der einkreisigen Federspeicherbremse 5 zusätzlich zu der über das Betätigungsorgan 11 erzielbaren Betriebsbremsfunktion eine Hilfsbremsfunktion der Betriebsbremse zu erzielen, ist erfindungsgemäß ein elektrisch betätigbares Proportionalventil 20 vorgesehen, das in Abhängigkeit von einem Bedienelement 51 betätigbar ist und dem Bremslösedruckraum 7 zur Steuerung des Bremslüftdruckes zugeordnet ist.
Das elektrisch betätigbare Proportionalventil 20 ist parallel zu dem Bremsventil 10 angeordnet und ebenfalls an die Druckversorgungsleitung 9 der Druckversorgungseinrichtung und an die zu dem Bremslösedruckraum 7 geführte Bremsleitung 8 sowie die Behälterleitung 14 angeschlossen. Zur Parallelschaltung des Bremsventils 10 und des Proportionalventils 20 sind das Bremsventil 10 und das Proportionalventil 20 mittels Versorgungszweigleitungen 9a, 9b an die Druckversorgungsleitung 9 und mittels Bremszweigleitungen 8a, 8b an die Bremsleitung 8 angeschlossen.
Durch die Parallelschaltung des Bremsventils 10 und des Proportionalventils 20 wird erzielt, dass der in dem Bremslösedruckraum 7 anstehende Bremslüftdruck mit dem Bremsventil 10 und dem Proportionalventil 20 jeweils unabhängig voneinander steuerbar ist.
Das elektrisch betätigbare Proportionalventil 20 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Proportionaldruckregelventil 21 mit einer steigenden Ventilkennlinie ausgebildet.
Das Proportionaldruckregelventil 21 ist im stromlosen Zustand mittels einer Feder 22 in eine Bremsstellung beaufschlagt, in der die Bremsleitung 8 mit der Behälterleitung 14 verbunden ist. Mittels einer elektrischen Betätigungseinrichtung 23, beispielsweise einem Proportionalmagneten, ist das Proportionaldruckregelventil 21 mit zunehmender Ansteuerung in Richtung einer Lösestellung beaufschlagt, in der die Bremsleitung 8 mit der Druckversorgungsleitung 9 in Verbindung steht, um einen Bremslüftdruck zu erzeugen.
Das Bedienelement 51, das beispielsweise als Joystick oder Hebel ausgebildet ist, ist als proportional betätigbares Bedienelement 51 ausgebildet und erzeugt bei einer Betätigung ein proportionales Ausgangssignal zur Steuerung des Proportionalventils 20. Hierzu ist eine elektronische Steuereinrichtung 50 vorgesehen, die eingangsseitig mit dem Bedienelement 51 und ausgangsseitig mit der Betätigungseinrichtung 23 zur Betätigung des Proportionalventils 20 in Verbindung steht.
Das mit einer steigenden Ventilkennlinie versehene Proportionalventil 20 wird hierbei derart angesteuert, dass bei nicht betätigtem Bedienelement 51 das Proportionalventil 20 vollständig bestromt ist und das Proportionalventil 20 in die Lösestellung angesteuert ist, in der durch eine Verbindung der Druckversorgungsleitung 9 mit der Bremsleitung 8 ein Bremslüftdruck zum Lösen der Federspeicherbremse 5 erzeugt wird. Bei einer Betätigung des Bedienelements 51 wird die elektrische Ansteuerung des Proportionalventils 20 proportional zur Betätigung des Bedienelements 51 verringert, so dass das Proportionalventil 20 in Richtung der Bremsstellung angesteuert wird, in der durch eine Verbindung der Bremsleitung 8 mit der Behälterleitung 14 der Bremslüftdruck gesteuert und dosiert verringert werden kann und die Federspeicherbremse 5 zur Erzielung eines Hilfsbremsfunktion dosiert in die Bremsstellung beaufschlagt werden kann.
Dem Bremsventil 10 ist ein erstes, elektrisch betätigtes Abkoppelventil 25 und dem Proportionalventil 20 ein zweites, elektrisch betätigtes Abkoppelventil 30 zugeordnet. Die Abkoppelventile 25, 30 sind jeweils als Schaltventil ausgebildet, die eine im stromlosen Zustand wirksame Sperrstellung 25a, 30a und eine elektrisch schaltbare Durchflussstellung 25b, 30b aufweisen. Die Abkoppelventile 25, 30 sind hierzu jeweils von einer Feder 26, 31 in die Sperrstellung 25a, 30a beaufschlagt und durch eine elektrische Betätigungseinrichtung 27, 32, beispielsweise einen Schaltmagneten, in die Durchflussstellung 25b, 30b betätigbar. Die Abkoppelventile 25, 30 stehen zur elektronischen Ansteuerung auf nicht näher dargestellte Weise mit der elektronischen Steuereinrichtung 50 in Verbindung.
Das dem Bremsventil 10 zugeordnete Abkoppelventil 25 ist in der Versorgungszweigleitungen 9a angeordnet, so dass in der Sperrstellung 25a das Bremsventil 10 von der Druckversorgung getrennt wird.
Das dem Proportionalventil 20 zugeordnete Abkoppelventil 30 ist in der Bremszweigleitung 8b angeordnet, so dass in der Sperrstellung 30a das Proportionalventil 20 von dem Bremslösedruckraum 7 abgekoppelt ist.
Um eine manuell betätigbare Feststellbremsfunktion und/oder eine automatische Feststellbremsfunktion zu erzielen, weist das Bremssteuerungssystem 1 ein elektrisch betätigbares Schaltventil 35 mit einer Sperrstellung 35a und einer Drucklosstellung 35b auf, das dem Bremslösedruckraum 7 zugeordnet ist und in einer die Bremsleitung 8 mit der Behälterleitung 14 verbindenden Steuerleitung 36 angeordnet ist. In der Steuerleitung 36 und somit der Verbindung des Bremslösedruckraumes 7 mit dem Behälter 13 sind zusätzlich zu dem Schaltventil 35 keine weiteren drosselnden Ventileinrichtungen angeordnet. Das Schaltventil 35 ist von einer Feder 37 in die Sperrstellung 35a beaufschlagt und durch eine elektrische Betätigungseinrichtung 38, beispielsweise einen Schaltmagneten, in die Drucklosstellung 35b beaufschlagbar. Das Schaltventil 35 befindet sich somit im stromlosen Zustand in der Sperrstellung 35a. Bei einer Ansteuerung wird das Schaltventil 35 in die Drucklosstellung 35b betätigt, in der der Bremslösedruckraum 7 über die Steuerleitung 36 direkt und ohne Zwischenschaltung weiterer Ventileinrichtungen mit dem Behälter 13 verbunden ist, um durch den Abbau des Bremslösedruckes in dem Bremslösedruckraum 7 die Feststellbremsfunktion zu erzielen.
Das Schaltventil 35 ist mittels der elektronischen Steuereinrichtung 50 betätigbar. Als Betätigungsorgan für die manuelle Feststellbremsfunktion dient das Bedienelement 51, das in der vollständig betätigten Endstellung mittels einer Arretiervorrichtung 52 arretierbar ist und in dieser arretierten Endstellung ein Steuersignal für die manuelle Feststellbremsfunktion erzeugt, anhand dessen von der Steuereinrichtung 50 das Schaltventil 35 in die Drucklosstellung 35b bestromt wird.
Die automatische Feststellbremsfunktion wird von der Steuereinrichtung 50 initiiert, beispielsweise im Fahrzeugstillstand oder nachdem eine Bedienperson einen Fahrersitz verlässt, wozu zum Erfassen dieser Betriebszustände geeignete nicht näher dargestellte Sensoren vorgesehen sein können.
Um im stromlosen Zustand, beispielsweise bei einem Stromausfall oder nach der Betätigung eines Not-Aus-Schalters, ein Abbremsen der Arbeitsmaschine mit einem reduzierten Bremsmoment zu erzielen, weist das erfindungsgemäße Bremssteuerungssystem 1 ein weiteres elektrisch betätigbares Schaltventil 40 mit einer Sperrstellung 40a und einer Durchflussstellung 40b auf, das dem Bremslösedruckraum 7 zugeordnet ist und in einer die Bremsleitung 8 mit der Behälterleitung 14 verbindenden Steuerleitung 41 angeordnet ist. Das Schaltventil 40 ist von einer Feder 42 in die Durchflussstellung 40b beaufschlagt und durch eine elektrische Betätigungseinrichtung 43, beispielsweise einen Schaltmagneten, in die Sperrstellung 40a beaufschlagbar. Das Schaltventil 40 befindet sich somit im stromlosen Zustand in der Durchflussstellung 40b und wird bei einer Ansteuerung in die Sperrstellung 40a beaufschlagt. In der Steuerleitung 41 ist stromab des Schaltventils 40 eine Druckabbaueinrichtung 44 angeordnet. Die Druckabbaueinrichtung 44 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Druckventil, beispielsweise Druckbegrenzungsventil, ausgebildet. Die Druckabbaueinrichtung 44 kann jedoch ebenfalls von einer Blende, einer Drossel, einem Druckminderventil, einem Drosselventil oder einem Druckspeicher gebildet werden. Das Schaltventil 40 ist mittels der elektronischen Steuereinrichtung 50 betätigbar.
Um eine stehende Arbeitsmaschine im stromlosen Zustand abschleppen zu können, ist in einer den Behälter 13 mit der Bremsleitung 8 verbindenden Leitung 45 eine manuell betätigbare Handpumpe 46 zwischen zwei zum Behälter 13 schließenden Rückschlagventilen 47, 48 angeordnet. Zum Lösen der Federspeicherbremse 5 mittels der Handpumpe 46 ist an dem Schaltventil 40 eine mechanische Betätigungsvorrichtung 49 angeordnet, um das Schaltventil 40 bei stromloser Arbeitsmaschine manuell in Sperrstellung 40a betätigen zu können und durch Betätigen der Handpumpe 46 einen Bremslüftdruck zum Lösen der Federspeicherbremse 5 in dem Bremslösedruckraum 7 erzeugen zu können.
In der 2 ist eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Bremssteuerungssystems 1 dargestellt. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Bei der 2 ist anstelle des mechanisch betätigten Bremsventils 10 mit der fallenden Kennlinie der 1 das Bremsventil 10 als elektrisch betätigbares Proportionalventil 110 ausgebildet. Das elektrisch betätigbare Proportionalventil 110 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Proportionaldruckregelventil 111 mit einer steigenden Ventilkennlinie ausgebildet.
Das Proportionaldruckregelventil 111 ist im unbestromten Zustand mittels einer Feder 112 in eine Bremsstellung beaufschlagt, in der die Bremsleitung 8 mit der Behälterleitung 14 verbunden ist. Mittels einer elektrischen Betätigungseinrichtung 113, beispielsweise einem Proportionalmagneten, ist das Proportionaldruckregelventil 111 mit zunehmender Ansteuerung in Richtung einer Lösestellung beaufschlagt, in der die Bremsleitung 8 mit der Druckversorgungsleitung 9 in Verbindung steht.
Das Proportionaldruckregelventil 111 ist mittels der Steuereinrichtung 50 ansteuerbar, wozu die von dem Bremspedal 12 gebildete Betätigungsorgan 11 mit einem entsprechenden Sensor 115 versehen ist, der mit zunehmender Betätigung des Bremspedals 12 ein ansteigendes Ausgangssignal erzeugt.
Das mit einer steigenden Ventilkennlinie versehene Proportionalventil 110 wird hierbei derart angesteuert, dass bei nicht betätigtem Bremspedal 12 das Proportionalventil 110 vollständig bestromt ist und das Proportionalventil 110 in die Lösestellung angesteuert ist, in der durch eine Verbindung der Druckversorgungsleitung 9 mit der Bremsleitung 8 ein Bremslüftdruck zum Lösen der Federspeicherbremse 5 erzeugt wird. Bei einer Betätigung des Bremspedals 12 wird die elektrische Ansteuerung des Proportionalventils 110 proportional zur Betätigung des Bremspedals 12 verringert, so dass das Proportionalventil 110 in Richtung der Bremsstellung angesteuert wird, in der durch eine Verbindung der Bremsleitung 8 mit der Behälterleitung 14 der Bremslüftdruck gesteuert und dosiert verringert werden kann und die Federspeicherbremse 5 zur Erzielung der Betriebsbremsfunktion dosiert in die Bremsstellung beaufschlagt werden kann. Bevorzugt wird hierzu in der Steuereinrichtung 50 das Ausgangssignal des Sensors 115 für die Ansteuerung der Betätigungseinrichtung 113 invertiert.
Das dem Bremsventil 10 zugeordnete Abkoppelventil 25 ist bei der 2 in der Bremszweigleitung 8b angeordnet, so dass in der Sperrstellung 25a das Proportionalventil 110 von dem Bremslösedruckraum 7 abgekoppelt ist.
In einer Fahrenstellung der Arbeitsmaschine, in der die Federspeicherbremse 5 in die Lösestellung beaufschlagt ist und bei einer Betätigung des Bremsventils 10 mittels des Bremspedals 12 der 1 bzw. 2 eine Betriebsbremsung durchgeführt werden kann, ist das Abkoppelventil 30 nicht angesteuert, so dass in der Sperrstellung 30a des Abkoppelventils 30 das Proportionalventil 20 von der Bremsleitung 8 und dem Bremslösedruckraum 7 abgekoppelt ist. In der Fahrenstellung ist das Abkoppelventil 25 in die Durchflussstellung 25b angesteuert, so dass über das Bremsventil 10 die Federspeicherbemse 5 in die Lösestellung beaufschlagt ist und bei einer Betätigung des Bremsventils 10 mittels des Betätigungsorgans 11 eine Betriebsbremsfunktion erzielt werden kann.
In der Fahrenstellung ist weiterhin das Schaltventil 35 nicht angesteuert und befindet sich in der Sperrstellung 35a und ist das Schaltventil 40 in die Sperrstellung 40a angesteuert.
Bei geöffnetem Abkoppelventil 25 wird somit über das nicht betätigte mechanische Bremsventil 10 der 1, das durch die Feder 16 in die Lösestellung beaufschlagt ist, in der Bremsleitung 8 ein Bremslüftdruck zum Lösen der Federspeicherbremse 5 erzeugt. Das elektrisch betätigte Bremsventil 10 der 2 ist bei nicht betätigtem Bremspedal 12 maximal bestromt, um über das in die Lösestellung beaufschlagte Bremsventil 10 den Bremslüftdruck zum Lösen der Federspeicherbremse 5 zu erzeugen.
In der Fahrenstellung ist bevorzugt das Proportionalventil 20, das mittels des in der Sperrstellung 30a befindlichen Abkoppelventils 30 von der Bremsleitung 8 abgekoppelt ist, bestromt, um einen Bremslüftdruck erzeugen, der jedoch aufgrund des in der Sperrstellung 30a befindlichen Abkoppelventils 30 nicht im Bremslösedruckraum 7 ansteht. Bei einer Anforderung einer manuellen Feststellbremsfunktion während der Fahrt der Arbeitsmaschine durch Betätigen des Bedienelements 51 – wie später beschrieben – kann durch diese Bestromung des Proportionalventils 20 verhindert werden, dass bei der Betätigung des Abkoppelventils 30 in die Durchflussstellung 30b eine ruckartige Verzögerung der Arbeitsmaschine auftritt.
In der Fahrenstellung bei gelöster Federspeicherbremse 5 kann durch eine Betätigung des Bremspedals 12 das Bremsventil 10 der 1, 2 in Richtung der Bremsstellung getätigt werden, um durch einen dosierten Abbau des Bremslüftdruckes die Betriebsbremsfunktion zu erzielen.
Durch die erfindungsgemäße Parallelschaltung des Bremsventils 10 und des Proportionalventils 20 wird erzielt, dass mittels des Bremsventil 10 und des Proportionalventils 20 unabhängig voneinander der Bremslüftdruck in der Bremsleitung 8 geregelt werden kann. Hierdurch wird in der einkreisigen Federspeicherbremse 5 eine Hilfsbremsfunktion der Betriebsbremse über das Proportionalventil 20 erzielt, das unabhängig von dem Bremsventil 10 den Bremslüftdruck in der Bremsleitung 8 regeln kann.
Die Betätigung der Hilfsbremse erfolgt durch eine Betätigung des Bedienelements 51, wobei bei einer Betätigung des Bedienelements 51 mittels der elektronischen Steuereinrichtung 50 das Abkoppelventil 30 in die Durchflussstellung 30b angesteuert wird und das Proportionalventil 20 proportional zur Betätigung des Bedienelements 51 in die Bremsstellung angesteuert wird. Durch die proportionale Ansteuerung des Proportionalventils 20 wird ein durch die Betätigung des Bedienelements 51 gewünschter Bremslüftdruck in der Bremsleitung 8 eingestellt, so dass der Bremslüftdruck in der Bremsleitung durch das Proportionalventil 20 dosiert abgebaut werden kann, um die Hilfsbremse der Betriebsbremse zu erzielen. Bei vollständig in die Endstellung betätigtem Bedienelement 51 steht das maximale, von der Federeinrichtung 6 definierte Bremsmoment der Federspeicherbremse 5 zur Verfügung. Für die Hilfsbremse wird von der Steuereinrichtung 50 weiterhin die Ansteuerung des Abkoppelventils 25 beendet, so dass das Abkoppelventil 25 in die Sperrstellung 25a beaufschlagt wird und das Bremsventil 10 abgekoppelt ist. Hierdurch wird erzielt, das das Bremsventil 10 der 1 und 2, das sich im nicht von dem Bremspedal 12 betätigten Zustand in der Lösestellung befindet und einen Bremslüftdruck erzeugt, abgekoppelt ist und somit verhindert, dass das nicht betätigte Bremsventil 10 den Bremslüftdruck in der Bremsleitung 8 aufrechterhält, so dass bei einer Betätigung des Bedienelements 51 durch entsprechende Ansteuerung des Proportionalventils 20 der Bremslüftdruck geregelt werden kann.
Bei der 1 ist durch eine Betätigung des Bremspedals 12 und einer entsprechenden Betätigung des Bremsventils 10 in Richtung der Bremsstellung während der Hilfsbremse ein Zubremsen über das Bremspedal 12 möglich.
Für die Hilfsbremse ist weiterhin das Schaltventil 35 nicht angesteuert und befindet sich in der Sperrstellung 35a und ist das Schaltventil 40 in die Sperrstellung 40a angesteuert.
Das erfindungsgemäße Bremssteuerungssystem 1 ermöglicht weiterhin eine manuelle und eine automatische Feststellbremsfunktion.
Die manuelle Feststellbremsfunktion kann während einer Fahrt oder im Fahrzeugstillstand durch Betätigen des Bedienelements 51 in die Endstellung erzielt werden, in der das Bedienelements 51 durch die Arretiervorrichtung 52 gehalten wird.
Durch die Betätigung des Bedienelements 51 in die Endstellung wird mittels der elektronischen Steuereinrichtung 50 das Abkoppelventil 30 in die Durchflussstellung 30b angesteuert und das Proportionalventil 20 maximal in die Bremsstellung angesteuert.
Die automatischen Feststellbremsfunktion wird von der Steuereinrichtung 50 durch entsprechende Ansteuerung des Schaltventils 35 in die Drucklosschaltstellung 35b automatisch eingeleitet, beispielsweise im Fahrzeugstillstand der Arbeitsmaschine oder nach dem Verlassen eines Fahrersitzes durch die Bedienperson. Das Abkoppelventil 30 ist hierbei nicht angesteuert und befindet sich in der Sperrstellung 30a und das Proportionalventil 20 ist nicht angesteuert.
In der Feststellbremsfunktion (manuell und automatisch) wird weiterhin das Schaltventil 35 in die Drucklosstellung 35b bestromt und die Ansteuerung des Abkoppelventils 25 beendet, so dass in der Sperrstellung 25a das Bremsventil 10 abgekoppelt ist.
Das Einfallen der Federspeicherbremse 6 in die Bremsstellung in der Feststellbremsfunktion wird über das in die Drucklosstellung 35b angesteuerte Schaltventil 35 erzielt, wodurch der anstehende Bremslüftdruck schnell zum Behälter 13 abgebaut wird und an der Federspeicherbremse 5 das von der Federeinrichtung 6 definierte maximale Bremsmoment zur Verfügung steht.
Das Schaltventil 40 kann hierbei in die Sperrstellung 40a angesteuert sein oder durch Beenden der Ansteuerung in die Durchflussstellung 40b beaufschlagt werden.
Bei Stromausfall, einer stromlosen Arbeitsmaschine oder bei der Betätigung eines Not-Aus-Schalters wird bei dem erfindungsgemäßen Bremssteuerungssystem 1 eine Notbremsung der fahrenden Arbeitsmaschine mit einem reduzierten Bremsmoment erzielt. Im stromlosen Zustand befindet sich die Abkoppelventile 25, 30 und das Schaltventil 35 in den Sperrstellungen 25a, 30a, 35a. Das Schaltventil 40 wird im stromlosen Zustand in die Durchflussstellung 40b beaufschlagt, in der der in der Bremsleitung 8 anstehende Bremslüftdruck über die Druckabbaueinrichtung 44 zum Behälter 13 abgebaut wird und infolge dessen die Arbeitsmaschine mit einem reduzierten Bremsmoment in den Stillstand abgebremst wird.
In der 1 ist durch die Betätigung des Bremspedals 12 und die mechanische Betätigung des Bremsventils 10 bei der Notbremsung ein Zubremsen möglich, indem durch einen Abbau des Bremslüftdruckes über das betätigte Bremsventil 10 die Fahrzeugabbremsung erhöht werden kann.
In der 1 wird durch das in der Sperrstellung 30a befindliche Abkoppelventil 30 sowie in der 2 durch die in den Sperrstellungen 25a, 30a befindlichen Abkoppelventile 25, 30 erzielt, dass die Proportionalventile 20 bzw. 110, die sich im stromlosen Zustand in der Bremsstellung befinden und die Bremsleitung 8 zum Behälter 13 entlasten, von der Bremsleitung 8 abgekoppelt sind, so dass in der Notbremsung verhindert wird, dass der Bremslüftdruck schlagartig über die nicht angesteuerten Proportionalventile 20, 110 zum Behälter 13 abgebaut wird.
Zum Abschleppen der stromlosen Arbeitsmaschine kann das Schaltventil 40 mittels der Betätigungsvorrichtung 49 manuell in die Sperrstellung 40a betätigt werden, um durch Betätigen der Handpumpe 46 einen Bremslüftdruck in der Bremsleitung 8 erzeugen zu können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009031743 A1 [0006]
DE 102010010824 A1 [0006]

Claims

Bremssteuerungssystem (1) einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere Flurförderzeug, mit einer als Federspeicherbremse (5) ausgebildeten einkreisigen Bremseinrichtung (2), die als Betriebsbremse arbeitet, wobei die Bremseinrichtung (2) hydraulisch mittels eines in einem Bremslösedruckraum (7) anstehenden Bremslüftdruckes in Richtung einer Lösestellung beaufschlagbar ist und zur Erzielung der Betriebsbremse ein in Abhängigkeit von einem Betätigungsorgan (11), insbesondere einem Bremspedal (12), betätigbares Bremsventil (10) vorgesehen ist, mittels dem der in dem Bremslösedruckraum (7) anstehende Bremslüftdruck zur Betätigung der Federspeicherbremse (5) in eine Bremsstellung verringerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer Hilfsbremsfunktion der Betriebsbremse ein elektrisch betätigbares Proportionalventil (20) vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von einem Bedienelement (51) betätigbar ist und dem Bremslösedruckraum (7) zur Steuerung des Bremslüftdruckes zugeordnet ist, wobei der in dem Bremslösedruckraum (7) anstehende Bremslüftdruck mit dem Bremsventil (10) und dem Proportionalventil (20) unabhängig voneinander steuerbar ist.
Bremssteuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsventil (10) an eine Druckversorgungsleitung (9) einer Druckversorgungseinrichtung und an eine zu dem Bremslösedruckraum (7) geführte Bremsleitung (8) angeschlossen ist und das elektrisch betätigbare Proportionalventil (20) parallel zu dem Bremsventil (10) angeordnet ist und an die Druckversorgungsleitung (9) der Druckversorgungseinrichtung und an die zu dem Bremslösedruckraum (7) geführte Bremsleitung (8) angeschlossen ist.
Bremssteuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch betätigbare Proportionalventil (20) als Proportionaldruckregelventil (21), insbesondere als Proportionaldruckregelventil mit einer steigenden Ventilkennlinie, ausgebildet ist.
Bremssteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (51) bei einer Betätigung ein proportionales Ausgangssignal zur Steuerung des Proportionalventils (20) erzeugt.
Bremssteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bremsventil (10) ein erstes, elektrisch betätigbares Abkoppelventil (25) zugeordnet ist.
Bremssteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem elektrisch betätigbaren Proportionalventil (20) ein zweites, elektrisch betätigbares Abkoppelventil (30) zugeordnet ist.
Bremssteuerungssystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite Abkoppelventil (25; 30) als Schaltventil ausgebildet ist, das eine im stromlosen Zustand wirksame Sperrstellung (25a; 30a) und eine elektrisch schaltbare Durchflussstellung (25b; 30b) aufweist.
Bremssteuerungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Abkoppelventil (30) in der von dem Proportionalventil (20) zu dem Bremslösedruckraum (7) geführten Bremsleitung (8) angeordnet ist.
Bremssteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsventil (10) mechanisch mittels des Betätigungsorgans (11) betätigbar ist und als Bremsregelventil mit einer fallenden Ventilkennlinie ausgebildet ist.
Bremssteuerungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Abkoppelventil (25) in der zu dem Bremsventil (10) geführten Druckversorgungsleitung (9) angeordnet ist.
Bremssteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsventil (10) elektrisch in Abhängigkeit von der Stellung des Betätigungsorgans (11) betätigbar ist und als Proportionalventil (110), insbesondere als Proportionaldruckregelventil (111) mit einer steigenden Ventilkennlinie, ausgebildet ist.
Bremssteuerungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Abkoppelventil (25) in der von dem Proportionalventil (110) zu dem Bremslösedruckraum (7) geführten Bremsleitung (8) angeordnet ist.
Bremssteuerungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Fahrenstellung des Bremsteuerungssystems (1) das Proportionalventil (20) mittels des zweiten Abkoppelventils (30) von dem Bremslösedruckraum (7) abgekoppelt ist und das Bremsventil (10) mittels des ersten Abkoppelventils (25) mit dem Bremslösedruckraum (7) zur Steuerung des Bremslüftdruckes verbunden ist.
Bremssteuerungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Fahrenstellung das Proportionalventil (20) angesteuert ist, um einen Bremslüftdruck zu erzeugen.
Bremssteuerungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass für die Hilfsbremsfunktion der Betriebsbremse bei einer Betätigung des Bedienelements (51) das Proportionalventil (20) mittels des zweiten Abkoppelventils (30) mit dem Bremslösedruckraum (7) zur Steuerung des Bremslüftdruckes verbunden ist und das Bremsventil (10) mittels des ersten Abkoppelventils (25) abgekoppelt ist und das Proportionalventil (20) in Abhängigkeit von der Betätigung des Bedienelements (51) angesteuert wird.
Bremssteuerungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung des Proportionalventils (20) und der Abkoppelventile (25, 30) eine elektronische Steuereinrichtung (50) vorgesehen ist, die eingangsseitig mit dem Bedienelement (51) in Verbindung steht.
Bremssteuerungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Federspeicherbremse (5) als manuell betätigbare Feststellbremse arbeitet, wobei ein elektrisch betätigbares Schaltventil (35) vorgesehen ist, das dem Bremslösedruckraum (7) zugeordnet ist, wobei das Schaltventil (35) eine im stromlosen Zustand wirksame Sperrstellung (35a) und eine elektrisch schaltbare, den Bremslösedruckraum (7) mit einem Behälter (13) verbindende Drucklosstellung (35b) aufweist, wobei zur Erzielung der manuell betätigbaren Feststellbremse das Schaltventil (35) in die Drucklosstellung (35b) bestromt ist und das Bremsventil (10) mittels des ersten Abkoppelventils (25) abgekoppelt ist.
Bremssteuerungssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (51) des elektrisch betätigbaren Proportionalventils (20) in einer vollständig betätigten Endstellung arretierbar ist und in der Endstellung ein Steuersignal für die manuell betätigbare Feststellbremse erzeugt wird.
Bremssteuerungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Federspeicherbremse (5) als automatische Feststellbremse arbeitet, die im Fahrzeugstillstand eine automatische Betätigung der Federspeicherbremse (5) in die Bremsstellung mittels des elektrisch betätigbaren Schaltventils (35) ermöglicht, wobei zur Erzielung der automatischen Feststellbremse im Fahrzeugstillstand das Schaltventil (35) in die Drucklosstellung (35b) bestromt ist und mittels der Abkoppelventile (25, 30) das Bremsventil (10) und das Proportionalventil (20) abgekoppelt sind.
Bremssteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Federspeicherbremse (5) im stromlosen Zustand eine Notbremsung der Arbeitsmaschine mit einem reduzierten Bremsmoment ermöglicht, wobei ein weiteres elektrisch betätigbares Schaltventil (40) vorgesehen ist, das dem Bremslösedruckraum (7) zugeordnet ist, wobei das Schaltventil (40) eine im stromlosen Zustand wirksame Durchflussstellung (40b) aufweist, in der der Bremslösedruckraum (7) über eine Druckabbaueinrichtung (44) mit einem Behälter (13) in Verbindung steht, und eine elektrisch schaltbare Sperrstellung (40a) aufweist, und das weitere Schaltventil (40) zur Erzielung der Notbremsung unbestromt ist.
Bremssteuerungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung (50) mit dem Schaltventil (35) und dem weiteren Schaltventil (40) in Verbindung steht.
Bremssteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung des Proportionalventils (20) und/oder des elektrisch betätigbaren Bremsventils (10) in Abhängigkeit von der Fahrzeugmasse der Arbeitsmaschine erfolgt.