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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 Bremslösedruckes 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 Bremslösedruck zur Betätigung der Federspeicherbremse in eine Bremsstellung verringerbar ist.
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Derartige als Federspeicherbremsen ausgebildete Bremseinrichtungen, die durch einen Bremslösedruck, der in einem Bremslösedruckraum ansteht, 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 Bremslösedruckes, 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 Bremslösedruck steuerbaren Bremsventils zwischen der Lösestellung und der Bremsstellung betätigbar sind, werden auch als einkreisige Federspeicherbremsen bezeichnet.
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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 Bremslösedruck dosiert abgebaut und somit die Federspeicherbremse als Betriebsbremse dosiert in die Bremsstellung betätigt werden kann.
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Eine Feststellbremse ist durch den vollständigen Abbau des Bremslösedruckes in dem Bremslösedruckraum zu einem Behälter erzielbar, so dass die Federspeicherbremse durch das Federpaket in die Bremsstellung betätigt wird.
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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.
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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.
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In der
2 der
DE 10 2010 010 824 A1 ist ein gattungsgemäßes Bremssteuerungssystem einer mobilen Arbeitsmaschine mit einer einkreisigen Bremseinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 bekannt.
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Aus der nachveröffentlichten
DE 10 2012 106 212 A1 ist ein Bremssteuerungssystem einer mobilen Arbeitsmaschine bekannt.
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Derartige zweikreisige Bremsventile weisen jedoch aufgrund des zusätzlichen Bremsdruckraumes an der Federspeicherbremse und der zusätzlichen zu dem Bremsdruckraum geführten Bremsleitung einen hohen Bauaufwand auf.
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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.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zur Erzielung einer Hilfsbremsfunktion der Betriebsbremse, wobei in der Hilfsbremsfunktion der Betriebsbremse ein dosiertes Abbremsen der Arbeitsmaschine in Abhängigkeit von der Betätigung eines Bedienelements der Hilfsbremsfunktion, das als proportional betätigbares Bedienelement ausgebildet ist, vorgesehen ist, ein elektrisch betätigbares Proportionaldruckbegrenzungsventil vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von dem Bedienelement der Hilfsbremsfunktion betätigbar ist, wobei das Proportionaldruckbegrenzungsventil eingangsseitig an eine zu dem Bremslösedruckraum geführte Bremsleitung und ausgangsseitig an eine Drucksenke angeschlossen ist. Der erfindungsgemäße Gedanke besteht somit darin, bei einer einkreisigen Federspeicherbremse, die lediglich den Bremslösedruckraum aufweist, eine Hilfsbremsfunktion durch ein elektrisch betätigbares 2-Wege-Proportionaldruckbegrenzungsventil vorzusehen, das den in dem Bremslösedruckraum anstehenden Bremslösedruck steuern bzw. regeln kann. Ein elektrisch betätigbares Proportionaldruckbegrenzungsventil weist einen geringen Bauaufwand und Herstellaufwand auf und ermöglicht somit, mit geringem Bauaufwand an der einkreisigen Federspeicherbremse eine Hilfsbremsfunktion der Betriebsbremse zu erzielen. 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 Proportionaldruckbegrenzungsventil ermöglicht hierbei, dass der in dem Bremslösedruckraum anstehende Bremslösedruck 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 Proportionaldruckbegrenzungsventils 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 kostengünstiger Hebel oder kostengünstiger Joystick ausgebildet werden kann. Zudem kann durch die fehlende mechanische Verbindung zwischen dem Proportionaldruckbegrenzungsventil und dem Bedienelement bei der erfindungsgemäßen elektrischen Ansteuerung des Proportionaldruckbegrenzungsventils die Kraftkennlinie für die Betätigungskraft des Bedienelements nach ergonomischen Gesichtspunkten gewählt werden. Die elektrische Ansteuerung des Proportionaldruckbegrenzungsventils ermöglicht es weiterhin, dass die Verzögerungskennlinie der Arbeitsmaschine in der Hilfsbremsfunktion frei programmiert werden kann.
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Bevorzugt erzeugt das Bedienelement bei einer Betätigung ein proportionales Ausgangssignal zur Steuerung des Proportionaldruckbegrenzungsventils. Das Bedienelement stellt somit ein proportional betätigbares Bedienelement dar, wodurch eine proportionale Ansteuerung des Proportionaldruckbegrenzungsventils auf einfache Weise erzielt werden kann, um ein dosiertes Abbremsen der Arbeitsmaschine in der Hilfsbremsfunktion in Abhängigkeit von der Betätigung des Bedienelements zu erzielen.
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Besondere Vorteile ergeben sich, wenn das Bedienelement gemäß einer Weiterbildung der Erfindung im unbetätigten Zustand in eine unbetätigte Ausgangsstellung zurückgeht. Mit einem Bedienelemente, das nicht arretierbar ist und nach dem Loslassen durch einen Fahrer in die unbetätigte Ausgangsstellung zurückgeht, wird eine einfache und sichere Bedienung der Hilfsbremsfunktion der einkreisigen Federspeicherbremse durch das Proportionaldruckbegrenzungsventil erzielt.
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Mit besonderem Vorteil ist das elektrisch betätigbare Proportionaldruckbegrenzungsventil mit einer steigenden Ventilkennlinie ausgebildet. Ein derartiges Proportionaldruckregelventil weist einen einfachen und kostengünstigen Aufbau auf und ermöglicht mit einem geringen Zusatzaufwand die Hilfsbremsfunktion der Betriebsbremse. Ein Proportionaldruckbegrenzungsventil mit einer steigenden Ventilkennlinie ist im nicht-angesteuerten, stromlosen Zustand in einer Stellung mit minimalem Einstelldruck und somit einer offenen Stellung und wird bei einer elektrischen Ansteuerung mit zunehmendem elektrischen Ansteuersignal in Richtung einer Erhöhung des Einstelldruckes und somit einer Erhöhung des Bremslösedruckes verstellt. Sofern das in Abhängigkeit von dem Bedienelement ansteuerbare Proportionaldruckbegrenzungsventil derart angesteuert wird, dass bei nicht betätigtem Bedienelement das Proportionaldruckbegrenzungsventil vollständig elektrisch angesteuert ist und somit einen maximalen Bremslösedruck absichert und mit zunehmender Betätigung des Bedienelements die elektrische Ansteuerung des Proportionaldruckbegrenzungsventil verringert wird und somit der Bremslösedruck verringert wird, wird auf einfache Weise erzielt, dass durch eine Betätigung des Bedienelements mit dem Proportionaldruckbegrenzungsventil der Bremslösedruck gezielt und dosiert verringert werden kann, um die Arbeitsmaschine dosiert abbremsen zu können.
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Besondere Vorteile ergeben sich, wenn dem elektrisch betätigbaren Proportionaldruckbegrenzungsventil ein erstes, elektrisch betätigbares Abkoppelventil zugeordnet ist. Mit einem dem Proportionaldruckbegrenzungsventil zugeordneten Abkoppelventil wird auf einfache Weise ermöglicht, dass das Proportionaldruckbegrenzungsventil mit der steigenden Ventilkennlinie bei einem Fehlerfall am Proportionaldruckbegrenzungsventil, beispielsweise einem stromlosen Fahrzeug oder einem Kabelbruch, wirkungslos geschalten werden kann, so dass ein Abbremsen der Arbeitsmaschine mit blockierenden Rädern aufgrund eines ungewollten Abbaus des Bremslösedrucks bei einem Fehler an dem Proportionaldruckbegrenzungsventil vermieden werden kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Proportionaldruckbegrenzungsventil in einer von der Bremsleitung zur Drucksenke geführten Steuerleitung angeordnet und das Abkoppelventil in der Steuerleitung angeordnet. Mit einer Anordnung des Proportionaldruckbegrenzungsventils und des Abkoppelventils in einer Steuerleitung, die von der den Bremslösedruck führenden Bremsleitung zu einer Drucksenke geführt ist, kann auf einfache Weise und geringem Bauaufwand mit einem als 2-Wege-Proportionaldruckbegrenzungsventil ausgebildeten Proportionaldruckbegrenzungsventil die Hilfsbremsfunktion der Betriebsbremse erzielt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Bremsventil als Druckregelventil ausgeführt, das an eine Druckversorgungsleitung einer Druckversorgungseinrichtung, an die zu dem Bremslösedruckraum geführte Bremsleitung sowie an eine zu der Drucksenke geführte Ablaufleitung angeschlossen ist. Mit einem derartigen Bremsventil wird bei einfachem Schaltungsaufwand erzielt, den in dem Bremslösedruckraum anstehenden Bremslösedruck zu steuern und dosiert zu reduzieren, um die Betriebsbremsfunktion zu erzielen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist dem Bremsventil ein zweites, elektrisch betätigbares Abkoppelventil zugeordnet. Das Bremsventil erzeugt bei nicht betätigtem Betätigungsorgan einen die Federspeicherbremse in die Lösestellung beaufschlagenden Bremslösedruck. Mit einem dem Bremsventil zugeordneten Abkoppelventil wird auf einfache Weise ermöglicht, das Bremsventil von der Druckversorgung abzukoppeln, um für eine Feststellbremsfunktion den in der Bremsleitung anstehenden Bremslösedruck zur Drucksenke abbauen zu können.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in der zu dem Bremsventil geführten Druckversorgungsleitung eine Drosseleinrichtung angeordnet. In der Hilfsbremsfunktion bei geöffnetem zweiten Abkoppelventil wird hierdurch erzielt, dass die den Bremslösedruck führende Bremsleitung mit der Druckversorgungsquelle verbunden ist und somit die Druckmittelversorgung der Bremsleitung mit der Druckversorgungsquelle während einer Hilfsbremsfunktion sichergestellt ist. Während der Hilfsbremsfunktion bei einer Betätigung des Proportionaldruckbegrenzungsventils steht somit über die Drosseleinrichtung, beispielsweise eine Blende, permanent eine Überschussmenge an Druckmittel zur Verfügung, die sicherstellt, dass bei einer Zurücknahme der Betätigung des Bedienelements in Richtung der Ausgangsstellung eine Erhöhung des Bremslösedruckes in der Bremsleitung erfolgt, um die Abbremsung der Arbeitsmaschine zu verringern und somit eine Dosierbarkeit der durch das Proportionaldruckbegrenzungsventil erzielten Hilfsbremsfunktion zu ermöglichen.
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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 von der Druckversorgungsleitung bzw. eine Wirkungslosschaltung des Proportionaldruckbegrenzungsventils erzielt Derartige Abkoppelventile ermöglichen es somit auf einfache Weise, das Bremsventil bzw. das Proportionaldruckbegrenzungsventil abzukoppeln.
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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 Bremslösedruck zum Lösen der Federspeicherbremse. Mit zunehmender Betätigung des Betätigungsorgans wird somit der von dem Bremsventil gesteuerte Bremslösedruck verringert, um die Federspeicherbremse in die Bremsstellung zu betätigen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Bremssteuerungssystem ist in einer Fahrenstellung des Bremsteuerungssystems das dem Proportionaldruckbegrenzungsventil zugeordnete erste Abkoppelventil in die Sperrstellung betätigt ist und das dem Bremsventil zugeordnete zweite Abkoppelventil in die Durchflussstellung betätigt. 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 Proportionaldruckbegrenzungsventils 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 Bremslösedruckes verbunden ist, um die Federspeicherbremse für den Fahrbetrieb zu lösen und durch Betätigen des Betätigungsorgans und einem Abbau des Bremslösedruckes bei betätigtem Bremsventil eine Betriebsbremsung zu erzielen.
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Für die Hilfsbremsfunktion der Betriebsbremse bei einer Betätigung des Bedienelements ist das dem Bremsventil zugeordnete zweite Abkoppelventil in die Durchflussstellung betätigt und das dem Proportionaldruckbegrenzungsventil zugeordnete erste Abkoppelventil in die Durchflussstellung betätigt, wobei das Proportionaldruckbegrenzungsventil in Abhängigkeit von der Betätigung des Bedienelement angesteuert ist. Durch die Verbindung des Bremsventils mit der Druckversorgungsquelle bei in der Durchflussstellung befindlichem zweiten Abkoppelventil wird erzielt, dass über die Drosseleinrichtung permanent eine Überschussmenge an Druckmittel während der Betätigung des Hilfsbremsfunktion bei einer Ansteuerung des Proportionaldruckbegrenzungsventils zur Verfügung steht und bei einer Zurücknahme der Betätigung des Bedienelements der Bremslösedruck in dem Bremslösedruckraum der Federspeicherbremse wieder erhöht werden kann, um eine Dosierbarkeit der Hilfsbremsfunktion zu ermöglichen. Das dem Proportionaldruckbegrenzungsventil zugeordnete Abkoppelventil ist hierbei in die Durchflussstellung bestromt, so dass über das Proportionaldruckbegrenzungsventil der Bremslösedruckraum zur Steuerung des Bremslösedruckes mit der Drucksenke verbindbar ist, um entsprechend der Betätigen des Bedienelements die Hilfsbremsfunktion zu erzielen und die Arbeitsmaschine dosiert abbremsen zu können.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in der Hilfsbremsfunktion bei Erreichen der Endstellung des Bedienelements das dem Bremsventil zugeordnete zweite Abkoppelventil in die Sperrstellung betätigt. Hierdurch kann verhindert werden verhindert, dass bei der Betätigung der Hilfsbremsfunktion nicht permanent Druckmittel von der Druckversorgungsquelle über die Drosseleinrichtung zu der Drucksenke gefördert wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist mittels des Proportionaldruckbegrenzungsventils eine Feststellbremsfunktion erzielbar, wobei in der Feststellbremsfunktion das Proportionaldruckbegrenzungsventil in Abhängigkeit eines Schalterelements der Feststellbremsfunktion betätigbar ist. Mit dem erfindungsgemäßen Proportionaldruckbegrenzungsventil kann neben der Hilfsbremsfunktion der Betriebsbremse eine Feststellbremsfunktion ermöglicht werden, bei der der Bremslösedruck innerhalb einer kurzen Zeitspanne und schlagartig zu der Drucksenke abgebaut wird. Hierzu ist lediglich ein Schalterelement mit zwei Schaltstellungen erforderlich, das beispielsweise von dem Fahrer betätigt wird. Mit dem Proportionaldruckbegrenzungsventil kann somit in Verbindung mit dem Schalterelement auf einfache Weise eine manuell betätigbare Feststellbremsfunktion zur Verfügung gestellt werden. 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. Durch die elektrische Ansteuerung des Proportionaldruckbegrenzungsventils kann das Schalterelement für die Hilfsbremsfunktion im Fahrerarbeitsplatz frei angeordnet werden. Bei der Erfindung ergibt sich weiterhin für das Schalterelement eine freie Gestaltungsmöglichkeit, so dass das Schalterelement beispielsweise als einfach aufgebauter Schalter mit zwei Endstellungen für eine geöffnete Feststellbremse und eine geschlossene Feststellbremse ausgebildet werden kann.
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In der Feststellbremsfunktion ist gemäß einer Ausgestaltungsform der Erfindung das dem Proportionaldruckbegrenzungsventil zugeordnete erste Abkoppelventil in die Durchflussstellung betätigt, das Proportionaldruckbegrenzungsventil in eine Öffnungsstellung betätigt und das dem Bremsventil zugeordnete zweite Abkoppelventil in die Sperrstellung betätigt. Durch Betätigen des ersten Abkoppelventils in die Durchflussstellung und Betätigen des Proportionaldruckbegrenzungsventils in die Öffnungsstellung 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. Über das in die Sperrstellung betätigte zweite Abkoppelventil, das dem Bremsventil zugeordnet ist, wird während der Feststellbremsfunktion das Bremsventil von der Druckversorgungsquelle abgekoppelt, so dass verhindert wird, dass das unbetätigte Bremsventil einen Bremslösedruck in der Bremsleitung aufrechterhält. Bei abgekoppeltem Bremsventil von der Druckversorgungsquelle wird somit ermöglicht, dass über das in der Durchflussstellung befindliche erste Abkoppelventil und entsprechende Betätigung des Proportionaldruckbegrenzungsventils der Bremslösedruck schlagartig abgebaut werden kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Bremssteuerungssystem mit einer Bremsbereitschaftsfunktion versehen ist, mit der zeitlich vor der Betätigung des Betätigungsorgangs der Betriebsbremse durch Betätigung des Proportionaldruckbegrenzungsventils die Federspeicherbremse von einer Lösestellung in eine Bremsbereitschaftsstellung betätigbar ist. Für eine Betriebsbremsung muss bei hydraulisch lüftbaren Federspeicherbremsen zunächst ausgehend von der in der Lösestellung befindlichen Federspeicherbremse ein bestimmtes Drittmittelvolumen, das sogenannte Lüftvolumen, aus dem Bremslösedruckraum in den Behälter abgeleitet werden muss, um die Federspeicherbremse ausgehend von der Lösestellung in eine Bremsanfangsstellung zu bringen, in der ein Bremsrotor an einem Bremsstator anliegt und anschließend die Bremskraft ausgebracht werden kann. Hierdurch ergibt sich eine hohe Bremsansprechzeit bekannter Federspeicherbremse bei einer Betriebsbremsung, wobei in dieser Bremsansprechzeit die Arbeitsmaschine ungebremst weiterrollt. Bei einer Betätigung der Bremspedaleinrichtung durch den Fahrer der Arbeitsmaschine während einer Betriebsbremsung ergibt sich somit bis zum Erreichen der Bremsanfangsstellung zunächst keine Bremswirkung. Mit einer Bremsbereitschaftsfunktion kann zeitlich vor der Betätigung des als Bremspedaleinrichtung ausgebildeten Betätigungsorgangs der Betriebsbremse und somit einer absehbaren Bremspedalbetätigung durch eine Betätigung des Proportionaldruckbegrenzungsventils die Federspeicherbremse in eine Bremsbereitschaftsstellung gebracht werden, in der der Bremsrotor und der Bremsstator der Federspeicherbremse gegenüber der Lösestellung aneinander angenähert sind. Mit dieser Bremsbereitschaftsstellung wird somit erzielt, dass bei einer anschließenden Betätigung des Betätigungsorgangs der Betriebsbremse die Bremsansprechzeit der Federspeicherbremse bis zum Aufbau eines Bremsmoments verringert ist. Durch die Bremsbereitschaftsstellung der Federspeicherbremse wird für einen Fahrer der Arbeitsmaschine bei einer Betätigung des Betätigungsorgangs der Betriebsbremse und somit beim Durchführen einer Betriebsbremsung eine verbesserte Dosierbarkeit der als Betriebsbremse eingesetzten Federspeicherbremse erzielt. Durch die verringerte Bremsansprechzeit bei einer Betriebsbremsung mit der Federspeicherbremse wird zudem der Anhalteweg der Arbeitsmaschine bei einer Betriebsbremsung reduziert.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Federspeicherbremse als Lamellenbremse, insbesondere nasslaufende Lamellenbremse, mit abwechselnd angeordneten drehfesten Bremslamellen als Bremsstator und rotierenden Bremslamellen als Bremsrotor ausgebildet, wobei in der Bremsbereitschaftsstellung die Bremslamellen unter Vermeidung einer Anlage aneinander angenähert sind. Eine als nass laufende Lamellenbremse ausgebildete Federspeicherbremse weist in der Lösestellung einen großen Abstand und somit ein hohes Lüftspiel zwischen den drehfesten und rotierenden Bremslamellen auf, um in der Lösestellung und somit im Fahrbetrieb der Arbeitsmaschine geringe Reibungsverluste und somit Energieverluste der Federspeicherbremse zu erzielen. Mit der Bremsbereitschaftsstellung, in der die Bremslamellen gegenüber der Lösestellung unter Vermeidung einer Anlage aneinander angenähert sind, kann bei einer zeitlich folgenden Betätigung der Bremspedaleinrichtung beim Einleiten einer Betriebsbremsung die Bremsansprechzeit der als Lamellenbremse ausgebildeten Federspeicherbremse deutlich verringert werden. In der Bremsbereitschaftsstellung sind hierbei die rotierenden und drehfesten Bremslamellen derart aneinander angenähert, dass diese noch frei drehen können und gerade noch nicht in Anlage aneinander kommen. Bei einer zeitlich anschließenden Betätigung der Bremspedaleinrichtung und einem weiterem Abbau des Bremslösedrucks gelangen somit die Bremslamellen innerhalb einer kurzen Bremsansprechzeit in Anlage aneinander, um eine Bremskraft aufzubauen.
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Vorteilhafterweise ist für die Bremsbereitschaftsfunktion das dem Proportionaldruckbegrenzungsventil zugeordnete erste Abkoppelventil in die Durchflussstellung betätigt, das dem Bremsventil zugeordnete zweite Abkoppelventil in die Sperrstellung betätigt und ist das Proportionaldruckbegrenzungsventil derart angesteuert, dass der im Bremslösedruckraum anstehenden Bremslösedruck einem Grenzdruck entspricht. Mit dem elektrisch betätigbaren Proportionaldruckbegrenzungsventil kann auf einfache Weise für die Bremsbereitschaftsstellung die Druckabbaueinrichtung aktiviert werden, um ein bestimmtes Drittmittelvolumen aus dem Bremslösedruckraum zur Drucksenke abzuführen und den Bremslösedruck auf ein bestimmtes Niveau abzubauen, in dem die Bremslamellen aneinander angenähert sind. Das Proportionaldruckbegrenzungsventil ist hierbei derart angesteuert, bis der im Bremslösedruckraum anstehende Bremslösedruck einem Grenzdruck entspricht und sich somit der Bremslösedruck auf einen Grenzdruck abgebaut hat. Der Grenzdruck entspricht hierbei einer Stellung der Federspeicherbremse, in der der Bremsrotor und der Bremsstator gegenüber der Lösestellung aneinander angenähert sind, jedoch der Bremsrotor noch frei drehen kann und eine Anlage zwischen Bremsstator und Bremsrotor vermieden wird.
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Die Bremsbereitschaftsfunktion wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei einem Auslösezustand einer Fahrpedaleinrichtung aktiviert. Sofern eine den Fahrantrieb steuernde Fahrpedaleinrichtung einen Auslösezustand einnimmt, kann auf einfache Weise bei einer fahrenden Arbeitsmaschine auf eine absehbare Bremspedalbetätigung für eine Betriebsbremsung geschlossen werden, um durch Aktivierung der Bremsbereitschaftsfunktion die Federspeicherbremse in die Bremsbereitschaftsstellung zu betätigen.
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Der Auslösezustand ist vorteilhafter Weise von einer Zurücknahme der Fahrpedaleinrichtung gebildet. Sofern von einem Fahrer der Arbeitsmaschine die Fahrpedaleinrichtung zurückgenommen wird, kann dies als Zustand bewertet werden, auf den eine Betriebsbremsung und somit eine absehbare Bremspedalbetätigung folgt.
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Der Auslösezustand ist vorteilhafterweise von einer Zurücknahme der Fahrpedaleinrichtung in eine Neutralstellung der Fahrpedaleinrichtung gebildet. Sofern von einem Fahrer der Arbeitsmaschine die Fahrpedaleinrichtung in die Neutralstellung zurückgenommen wird, kann davon ausgegangen werden, dass eine Betriebsbremsung und eine Betätigung der Bremspedaleinrichtung unmittelbar bevorsteht.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zur Steuerung des Proportionaldruckbegrenzungsventils und der Abkoppelventile eine elektronische Steuereinrichtung vorgesehen, die eingangsseitig mit dem Bedienelement der Hilfsbremsfunktion und/oder dem Schalterelement der Feststellbremsfunktion und/oder der Fahrpedaleinrichtung in Verbindung steht. Mit einer derartigen elektronischen Steuereinrichtung kann auf einfache Weise eine entsprechende Ansteuerung des Proportionaldruckbegrenzungsventils in Abhängigkeit von der Betätigung des Bedienelements und/oder des Schaltelements und/oder der Fahrpedaleinrichtung und eine entsprechende Ansteuerung der Abkoppelventile erzielt werden, um über das Proportionaldruckbegrenzungsventils die Hilfsbremsfunktion der Betriebsbremse und/oder die Feststellbremsfunktion und/oder die Bremsbereitschaftsfunktion zu erzielen.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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In der Figur 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.
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In der Figur ist die linke Hälfte einer Antriebsachse der Arbeitsmaschine dargestellt, wobei ein angetriebenes Rad 3 über eine Radwelle 3a von einem Antriebsmotor 4 antreibbar ist, beispielsweise einem Elektromotor. Die Radwelle 3a 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 als Lamellenbremse ausgebildete Federspeicherbremse 5 weist abwechselnd angeordnete drehfeste Lamellen 7a als Bremsstator und drehende Lamellen 7b als Bremsrotor auf.
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Eine nicht näher dargestellte, zweite Achshälfte der Antriebsachse 3 weist einen identischen Aufbau auf. Anstelle von zwei, bevorzugt als Radmotoren ausgebildeten Fahrmotoren ist es alternativ möglich, einen einzelnen Fahrmotor vorzusehen, der über ein Differential die beiden Radwellen antreibt.
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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 Bremslösedruck 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. Die Druckversorgungseinrichtung besteht aus einer nicht näher dargestellten Hydraulikpumpe und einem der Druckversorgungsleitung 9 zugeordneten Druckmittelspeicher 10. In der Druckversorgungsleitung 9 ist stromab des Druckmittelspeichers 10 ein in Richtung zu den Bremslösedruckraum 7 öffnendes Rückschlagventil 11 angeordnet. Zur Erfassung des Speicherladedruckes des Druckmittelspeichers 10 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Drucksensor 12 vorgesehen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Bremssteuerungssystem 1 weist die einkreisige Federspeicherbremse 5 die Funktion einer Feststellbremse und die Funktion einer Betriebsbremse auf.
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Zur Steuerung der Federspeicherbremse 5 zwischen der Bremsstellung und der Lösestellung ist ein steuerbares Bremsventil 20 vorgesehen, das als mechanisch betätigtes Bremsventil ausgebildet ist und zur Betätigung mit einem Betätigungsorgan 21 in mechanischer Wirkverbindung steht. Das Betätigungsorgan 21 ist bevorzugt als Bremspedal 22 ausgebildet. Das Bremsventil 20 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Bremsregelventil mit einer fallenden Kennlinie ausgebildet. Das Bremsventil 20 ist an die Druckversorgungsleitung 9 und an die zu dem Bremslösedruckraum 7 geführte Bremsleitung 8 sowie an eine zu einer als Behälter ausgebildeten Drucksenke 15 geführte Ablaufleitung 16 angeschlossen.
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Das Bremsventil 20 ist mittels einer Feder 23 in eine Lösestellung beaufschlagt, in der die Bremsleitung 8 mit der Druckversorgungsleitung 9 in Verbindung steht und die Verbindung der Bremsleitung 8 zur Ablaufleitung 16 abgesperrt ist, so dass im Bremslösedruckraum 7 ein der Federeinrichtung 6 entgegenwirkender Bremslösedruck erzeugt wird und die Federspeicherbremse 5 in die Lösestellung beaufschlagt wird.
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Bei einer Betätigung des Betätigungsorgans 21 wird das Bremsventil 20 in Abhängigkeit von der Betätigung des Betätigungsorgans 21 zunehmend in eine die Bremsleitung 8 mit der Ablaufleitung 16 verbindende Bremsstellung beaufschlagt, so dass durch einen dosierten Abbau des in der Bremsleitung 8 anstehenden Bremslösedruckes die Federspeicherbremse 5 zur Erzielung einer Betriebsbremsfunktion dosiert in die Bremsstellung beaufschlagt wird.
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Um bei dem Bremssteuerungssystem 1 mit der einkreisigen Federspeicherbremse 5 zusätzlich zu der über das Betätigungsorgan 21 erzielbaren Betriebsbremsfunktion eine Hilfsbremsfunktion der Betriebsbremse zu erzielen, ist erfindungsgemäß ein elektrisch betätigbares Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 vorgesehen, das in Abhängigkeit von einem Bedienelement 26 der Hilfsbremsfunktion betätigbar ist.
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Das Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 ist als 2-Wege-Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 ausgebildet und steht eingangsseitig mit der Bremsleitung 8 in Verbindung und ausgangseitig mit der Drucksenke 15. Das Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 ist hierzu in einer von der Bremsleitung 8 zu der Ablaufleitung 16 geführten Steuerleitung 27 angeordnet.
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Das elektrisch betätigbare Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 mit einer steigenden Ventilkennlinie ausgebildet.
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Das Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 ist im stromlosen Zustand mittels einer Feder 28 in eine geöffnete Stellung und somit eine Bremsstellung der Federspeicherbremse 5 beaufschlagt, in der die Bremsleitung 8 mit der Ablaufleitung 16 verbunden ist. Mittels einer elektrischen Betätigungseinrichtung 29, beispielsweise einem Proportionalmagneten, ist das Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 mit zunehmender Ansteuerung in Richtung einer Erhöhung des Einstelldruckes und somit in Richtung einer Lösestellung der Federspeicherbremse 5 beaufschlagt, in der in der Bremsleitung 8 ein entsprechender Bremslösedruck abgesichert wird.
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Das Bedienelement 26 der Hilfsbremsfunktion, das beispielsweise als Joystick oder Hebel ausgebildet ist, ist als proportional betätigbares Bedienelement ausgebildet und erzeugt bei einer Betätigung ein proportionales Ausgangssignal zur Steuerung des Proportionaldruckbegrenzungsventils 25. Hierzu ist eine elektronische Steuereinrichtung 30 vorgesehen, die eingangsseitig mit dem Bedienelement 26 der Hilfsbremsfunktion und ausgangsseitig mit der Betätigungseinrichtung 29 zur Betätigung des Proportionaldruckbegrenzungsventils 25 in Verbindung steht. Das Bedienelement 26 der Hilfsbremsfunktion weist keine Rastung oder Arretierung auf und geht im unbetätigten Zustand in eine unbetätigte Ausgangsstellung zurück.
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Das mit einer steigenden Ventilkennlinie versehene Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 wird hierbei derart angesteuert, dass bei nicht betätigtem Bedienelement 26 das Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 vollständig bestromt ist und das Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 auf einen maximalen Einstelldruck angesteuert ist, so dass in der Bremsleitung 8 über das Bremsventil 20 ein Bremslösedruck zum Lösen der Federspeicherbremse 5 erzeugt werden kann. Bei einer zunehmenden Betätigung des Bedienelements 26 wird die elektrische Ansteuerung des Proportionaldruckbegrenzungsventils 25 proportional zur Betätigung des Bedienelements 26 verringert, so dass das Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 in Richtung einer Verringerung des Einstelldruckes angesteuert wird. Durch eine Verbindung der Bremsleitung 8 mit der Ablaufleitung 16 bei geöffnetem Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 kann der in der Bremsleitung 8 anstehende Bremslösedruck gesteuert und dosiert verringert werden kann und die Federspeicherbremse 5 zur Erzielung einer Hilfsbremsfunktion dosiert in die Bremsstellung beaufschlagt werden kann.
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Dem Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 ist ein erstes, elektrisch betätigtes Abkoppelventil 35 und dem Bremsventil 20 ein zweites, elektrisch betätigtes Abkoppelventil 36 zugeordnet. Die Abkoppelventile 35, 36 sind jeweils als Schaltventile ausgebildet, die eine im stromlosen Zustand wirksame Sperrstellung 35a, 36a und eine elektrisch schaltbare Durchflussstellung 35b, 36b aufweisen. Die Abkoppelventile 35, 36 sind hierzu jeweils von einer Feder 37, 38 in die Sperrstellung 35a, 36a beaufschlagt und durch eine elektrische Betätigungseinrichtung 39, 40, beispielsweise einen Schaltmagneten, in die Durchflussstellung 35b, 36b betätigbar. Die Abkoppelventile 35, 36 stehen zur elektronischen Ansteuerung auf nicht näher dargestellte Weise mit der elektronischen Steuereinrichtung 30 in Verbindung.
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Das dem Bremsventil 20 zugeordnete zweite Abkoppelventil 36 ist in der zu dem Bremsventil 20 geführten Druckversorgungsleitung 9 angeordnet, so dass in der Sperrstellung 36a das Bremsventil 20 von der Druckversorgung getrennt und in der Durchflussstellung 36b das Bremsventil 20 mit der Druckversorgung verbunden ist. Zwischen dem Bremsventil 20 und dem zweiten Abkoppelventil 36 ist eine Drosseleinrichtung 45 in der Druckversorgungsleitung 9 angeordnet. Die Drosseleinrichtung 45 ist bevorzugt als Blende ausgeführt.
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Das dem Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 zugeordnete Abkoppelventil 35 ist in der Steuerleitung 27 angeordnet.
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Mittels des Proportionaldruckbegrenzungsventils 25 ist weiterhin eine Feststellbremsfunktion des Bremssteuerungssystems 1 erzielbar. In der Feststellbremsfunktion ist das Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 in Abhängigkeit von einem Schalterelement 50 der Feststellbremsfunktion betätigbar. Das Schalterelement 50 der Feststellbremsfunktion steht ebenfalls mit der elektronischen Steuereinrichtung 30 in Verbindung. Das Schalterelement 50 ist zwischen zwei Schaltstellungen für die gelöste Feststellbremsfunktion und die betätigte Feststellbremsfunktion betätigbar.
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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 60 mit einer Sperrstellung 60a und einer Durchflussstellung 60b auf, das dem Bremslösedruckraum 7 zugeordnet ist und in einer die Bremsleitung 8 mit der Ablaufleitung 16 verbindenden Steuerleitung 61 angeordnet ist. Das Schaltventil 60 ist von einer Feder 62 in die Durchflussstellung 60b beaufschlagt und durch eine elektrische Betätigungseinrichtung 63, beispielsweise einen Schaltmagneten, in die Sperrstellung 60a beaufschlagbar. Das Schaltventil 60 befindet sich somit im stromlosen Zustand in der Durchflussstellung 60b und wird bei einer Ansteuerung in die Sperrstellung 60a beaufschlagt. In der Steuerleitung 61 ist stromab des Schaltventils 60 eine Druckabbaueinrichtung 64 angeordnet. Die Druckabbaueinrichtung 64 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Druckventil, beispielsweise Druckbegrenzungsventil, ausgebildet. Die Druckabbaueinrichtung 64 kann jedoch ebenfalls von einer Blende, einer Drossel, einem Druckminderventil, einem Drosselventil oder einem Druckspeicher gebildet werden. Das Schaltventil 60 ist mittels der elektronischen Steuereinrichtung 30 betätigbar.
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Um eine stehende Arbeitsmaschine im stromlosen Zustand abschleppen zu können, ist in einer die Drucksenke 15 mit der Bremsleitung 8 verbindenden Leitung 65 eine manuell betätigbare Handpumpe 66 zwischen zwei zur Drucksenke 15 schließenden Rückschlagventilen 67, 68 angeordnet. Zum Lösen der Federspeicherbremse 5 mittels der Handpumpe 66 ist an dem Schaltventil 60 eine mechanische Betätigungsvorrichtung 69 angeordnet, um das Schaltventil 60 bei stromloser Arbeitsmaschine manuell in Sperrstellung 60a betätigen zu können und durch Betätigen der Handpumpe 66 einen Bremslösedruck zum Lösen der Federspeicherbremse 5 in dem Bremslösedruckraum 7 erzeugen zu können.
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Mit der elektronischen Steuereinrichtung 30 steht weiterhin ein Drucksensor 70 in Verbindung, der dem Bremslösedruckraum 7 bzw. der Bremsleitung 8 zugeordnet ist und den Bremslösedruck der Federspeicherbremse 5 erfasst.
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Die elektronische Steuereinrichtung 30 steht eingangsseitig weiterhin mit einer Fahrpedaleinrichtung 75 zur Erfassung der Stellung der Fahrpedaleinrichtung 75 in Verbindung. Hierzu kann eine nicht näher dargestellte Sensoreinrichtung vorgesehen sein. Bei einer Betätigung der Fahrpedaleinrichtung 75 ausgehend von einer Neutralstellung wird der Fahrmotor 4 angesteuert. Die Fahrpedaleinrichtung 75 kann als Doppelpedalsteuerung ausgeführt sein, bei der jeweils ein Fahrpedal der Vorwärtsfahrtrichtung und ein Fahrpedal der Rückwärtsfahrtrichtung zugeordnet ist. Alternativ kann die Fahrpedaleinrichtung 75 als Einpedalsteuerung ausgeführt werden, bei dem ein einzelnes Pedal vorgesehen ist und die Fahrtrichtung durch einen Fahrtrichtungsschalter auswählbar ist.
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In einer Fahrenstellung der Arbeitsmaschine, in der die Federspeicherbremse 5 in die Lösestellung beaufschlagt ist und bei einer Betätigung des Bremsventils 20 mittels des Bremspedals 22 eine Betriebsbremsung durchgeführt werden kann, ist das dem Proportionaldruckbegrenzungsventil 20 zugeordnete Abkoppelventil 35 nicht angesteuert und befindet sich in der Sperrstellung 35a, so dass in der Sperrstellung 35a des Abkoppelventils 35 die Verbindung des Bremslösedruckraumes 7 mit der Drucksenke 15 über das Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 abgesperrt ist. Das Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 ist nicht angesteuert. In der Fahrenstellung ist das dem Bremsventil 20 zugeordnete Abkoppelventil 36 in die Durchflussstellung 36b angesteuert, so dass über das Bremsventil 20 die Federspeicherbemse 5 in die Lösestellung beaufschlagt ist und bei einer Betätigung des Bremsventils 20 mittels des Betätigungsorgans 21 eine Betriebsbremsfunktion erzielt werden kann. Das Schaltventil 60 ist angesteuert und in die Sperrstellung 60a betätigt.
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Bei geöffnetem Abkoppelventil 36 wird somit über das nicht betätigte mechanische Bremsventil 20, das durch die Feder 23 in die Lösestellung beaufschlagt ist, in der Bremsleitung 8 ein Bremslösedruck zum Lösen der Federspeicherbremse 5 erzeugt.
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In der Fahrenstellung bei gelöster Federspeicherbremse 5 kann durch eine Betätigung des Bremspedals 22 das Bremsventil 20 in Richtung der Bremsstellung getätigt werden, um durch einen dosierten Abbau des Bremslösedruckes die Betriebsbremsfunktion zu erzielen.
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Die Betätigung der Hilfsbremse der Betriebsbremsfunktion erfolgt durch eine Betätigung des Bedienelements 26, wobei bei einer Betätigung des Bedienelements 26 mittels der elektronischen Steuereinrichtung 30 das Abkoppelventil 35 in die Durchflussstellung 35b angesteuert wird und das Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 proportional zur Betätigung des Bedienelements 26 in die Bremsstellung angesteuert wird. Durch die proportionale Ansteuerung des Proportionaldruckbegrenzungsventils 25 wird ein durch die Betätigung des Bedienelements 26 durch den Fahrer vorgegebener Bremslösedruck in der Bremsleitung 8 eingestellt, so dass der Bremslösedruck in der Bremsleitung durch das Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 dosiert gesteuert werden kann, um die Hilfsbremse der Betriebsbremse zu erzielen. Für die Hilfsbremsfunktion wird von der Steuereinrichtung 30 das zweite Abkoppelventil 36 angesteuert, so dass das Abkoppelventil 36 in die Durchflussstellung 36b betätigt ist. Hierdurch wird erzielt, dass die Bremsleitung 8 an die Druckversorgungsleitung 9 angeschlossen ist. Bei einer Betätigung der Hilfsbremsfunktion bei einer entsprechenden Ansteuerung des Proportionaldruckbegrenzungsventils 25 steht über die Drosseleinrichtung 45 permanent eine bestimmte Überschussmenge an Druckmittelstrom der Druckmittelversorgungseinrichtung zur Verfügung. Sofern bei einer entsprechenden Betätigung des Bedienelements 26 das Bremsmoment der Federspeicherbremse 5 erhöht werden soll und das Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 in Richtung einer Verringerung des Einstelldruckes angesteuert wird, wird diese überschüssige Druckmittelmenge von dem Bremsventil 20 in die Ablaufleitung 16 geleitet. Sofern bei einer Zurücknahme des Bedienelements 26 das Bremsmoment der Federspeicherbremse 5 verringert werden soll und das Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 in Richtung einer Erhöhung des Einstelldruckes angesteuert wird, ermöglicht die an dem Bremsventil 20 anstehende Überschussmenge, dass der in der Bremsleitung 8 anstehende Bremslösedruck erhöht werden kann, um die gewünschte Zurücknahme der Verzögerung der Arbeitsmaschine zu erzielen. Die an dem Bremsventil 20 ansteuernde Überschussmenge ermöglicht somit in der Hilfsbremsfunktion eine Dosierbarkeit des Bremsmoments, so dass der Fahrer je nach Betätigung des Bedienelements 26 die Arbeitsmaschine dosiert abbremsen kann.
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In der Hilfsbremsfunktion kann bei Erreichen der Endstellung des vollständig betätigten Bedienelements 26 das dem Bremsventil 20 zugeordnete zweite Abkoppelventil 36 in die Sperrstellung 36a betätigt werden. Hierdurch kann verhindert werden, dass in der Hilfsbremsfunktion bei vollständig betätigten Bedienelements 26 die über die Drosseleinrichtung 45 bereitgestellte Überschussmenge von der Druckversorgungsleitung 9 über das Bremsventil 20 in die Drucksenke 15 abgeleitet wird.
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Für die Hilfsbremsfunktion ist weiterhin das Schaltventil 60 in die Sperrstellung 60a betätigt.
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Das erfindungsgemäße Bremssteuerungssystem 1 ermöglicht weiterhin mittels des Proportionaldruckbegrenzungsventils 25 eine Feststellbremsfunktion.
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Die Feststellbremsfunktion kann während einer Fahrt oder im Fahrzeugstillstand durch Betätigen des Schalterelements 50 erzielt werden.
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Durch die Betätigung des Schalterelements 50 wird mittels der elektronischen Steuereinrichtung 30 das Abkoppelventil 35 in die Durchflussstellung 35b angesteuert und das Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 in eine Öffnungsstellung betätigt, in der das Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 nicht angesteuert ist und sich auf einem minimalen Einstelldruck befindet.
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In der Feststellbremsfunktion wird weiterhin das Abkoppelventil 36 in die Sperrstellung 36a betätigt, so dass in der Sperrstellung 36a das Bremsventil 20 von der Druckversorgungsleitung 9 abgekoppelt ist.
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In der Feststellbremsfunktion kann das Schaltventil 60 in die Durchflussstellung 60b oder die Sperrstellung 60a betätigt sein.
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Das Einfallen der Federspeicherbremse 5 in die Bremsstellung in der Feststellbremsfunktion wird über das nicht angesteuerte Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 und das in der Durchflussstellung 35b befindliche Abkoppelventil 35 erzielt, wodurch der anstehende Bremslösedruck schnell zur Drucksenke 15 abgebaut wird und an der Federspeicherbremse 5 das von der Federeinrichtung 6 definierte maximale Bremsmoment zur Verfügung steht.
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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 35, 36 in den Sperrstellungen 35a, 36a. Das Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 ist ebenfalls nicht angesteuert, über das in der Sperrstellung 35a befindliche Abkoppelventil 35 jedoch wirkungslos geschaltet. Das Schaltventil 60 wird im stromlosen Zustand in die Durchflussstellung 60b beaufschlagt, in der der in der Bremsleitung 8 anstehende Bremslösedruck über die Druckabbaueinrichtung 64 zum Behälter 13 abgebaut wird und infolge dessen die Arbeitsmaschine mit einem reduzierten Bremsmoment in den Stillstand abgebremst wird.
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Zum Abschleppen der stromlosen Arbeitsmaschine kann das Schaltventil 60 mittels der Betätigungsvorrichtung 69 manuell in die Sperrstellung 60a betätigt werden, um durch Betätigen der Handpumpe 66 einen Bremslösedruck in der Bremsleitung 8 zum Lösen der Federspeicherbremse erzeugen zu können.
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Mit dem erfindungsgemäßen elektrisch betätigbaren Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 kann weiterhin bei einer absehbaren und bevorstehenden Betriebsbremsung eine Bremsbereitschaftsfunktion des Bremssteuerungssystems erzielt werden, um die Bremsansprechzeit der Federspeicherbremse 5 bei einer Betätigung des Betätigungsorgans 21 der Betriebsbremse zu verringern.
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Ausgehend von einer Fahrstellung der Federspeicherbremse 5 als Ausgangszustand, in dem das Abkoppelventil 35 unbestromt ist und sich in der Sperrstellung 35a befindet, das Schaltventil 60 in die Sperrstellung 60a betätigt und das Abkoppelventil 36 in die Durchflussstellung 36b betätigt ist und somit die Federspeicherbremse 5 in die Lösestellung betätigt ist, wird von der elektronischen Steuereinrichtung 30 die Bremsbereitschaftsfunktion freigegeben, wenn die Fahrpedaleinrichtung 75 einen Auslösezustand einnimmt, beispielsweise eine Zurücknahme der Fahrpedaleinrichtung 75 in die Neutralstellung erfolgt. Die Zurücknahme der Fahrpedaleinrichtung 75 bildet eine absehbare Betätigung des Betätigungsorgans 21 der Betriebsbremse.
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Nach Erfassen des Auslösezustands und somit einer absehbaren Betätigung des Betätigungsorgans 21 wird das zweite Abkoppelventil 36 in die Sperrstellung 36a betätigt, um die Verbindung des Bremsventils 20 mit der Druckversorgungsleitung 9 abzusperren, und das erste Abkoppelventil 35 in die Durchflussstellung 35b betätigt. Das Schaltventil 60 ist in die Sperrstellung 60a betätigt.
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In der Bremsbereitschaftsfunktion wird das Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 derart angesteuert, dass eine bestimmte Druckmittelmenge aus dem Bremslösedruckraum 7 zur Drucksenke 15 abgeführt und somit der Bremslösedruck in der Bremsleitung auf einen derartigen Grenzdruck abgebaut wird, dass die Federspeicherbremse 5 in eine Bremsbereitschaftsstellung betätigt wird, in der die Bremslamellen 7a, 7b gegenüber der Lösestellung aneinander angenähert sind, jedoch noch frei drehen können und somit noch nicht aneinander liegen.
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Bei einer anschließenden Betätigung des Betätigungsorgans 21 und somit des Bremsventils 20 bei einer Betriebsbremsung kann somit das Ansprechverhalten der Federspeicherbremse 5 bei einer Betätigung des Betätigungsorgans 21 und somit bei einer Betriebsbremsung verbessert und eine verringerten Bremsansprechzeit der Federspeicherbremse 5 bei einer Betätigung des Betätigungsorgans 21 erzielt werden. Die Bremsansprechzeit der Federspeicherbremse 5 bildet eine Totzeit, in der nach einer Betätigung des Betätigungsorgans 21 keine Bremswirkung auftritt. Durch die Verringerung der Bremsansprechzeit wird die Dosierbarkeit der Federspeicherbremse 5 durch den Fahrer bei einer Betätigung des Betätigungsorgans 21 während einer Betriebsbremsung verbessert. Zudem wird durch die Verringerung der Bremsansprechzeit der Federspeicherbremse 5 bei einer Betriebsbremsung der Anhalteweg der Arbeitsmaschine verkürzt, da der Reaktionsweg, den die Arbeitsmaschine innerhalb der Bremsansprechzeit nach der Betätigung der des Betätigungsorgans 21 zurücklegt, verringert ist.
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Das erfindungsgemäße Bremssteuerungssystem 1 weist eine Reihe von Vorteilen auf.
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Mit dem elektrisch betätigbaren, als 2-Wege-Proportionaldruckbegrenzungsventil ausgebildeten Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 kann die Hilfsbremsfunktion der Betriebsbremse und eine Feststellbremsfunktion mit geringem Bauaufwand erzielt werden, da ein 2-Wege-Proportionaldruckbegrenzungsventil einen kostengünstigen Aufbau aufweist. Die durch entsprechende Ansteuerung des elektrisch betätigbaren Proportionaldruckbegrenzungsventils 25 erzielte Verzögerungskennlinie für die Hilfsbremsfunktion der Betriebsbremse kann frei programmiert werden. Zudem wird durch das elektrisch betätigbare Proportionaldruckbegrenzungsventil 25 ermöglicht, dass das Bedienelement 26 für die Hilfsbremsfunktion der Betriebsbremse und das Schalterelement 50 der Feststellbremsfunktion frei und ergonomisch günstig in einem Fahrerarbeitsplatz der Arbeitsmaschine angeordnet werden können. Zudem kann als Bedienelement 26 für die Hilfsbremsfunktion ein kostengünstiger Bedienhebel, beispielsweise ein Joystick, verwendet werden. Das Schalterelement 50 der Feststellbremsfunktion kann von einem kostengünstigen Schalter mit zwei Schaltstellungen gebildet werden.
