DE102014108555A1

DE102014108555A1 - Drucklufteinrichtung eines Fahrzeugs mit integriertem Notvorratsdruckbehälter

Info

Publication number: DE102014108555A1
Application number: DE102014108555.8A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Miller
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2014-06-18
Filing date: 2014-06-18
Publication date: 2015-12-24
Also published as: WO2015193159A1; CN106660536A; BR112016029346A2; EP3157788A1; CN106660536B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drucklufteinrichtung eines Fahrzeugs mit einer druckluftbetätigten Bremseinrichtung (1), einem ersten, von einem Kompressor (66) über einen Kreis (44) einer Schutzventileinrichtung (48) druckluftversorgten Vorratsdruckbehälter (16) zur Belieferung eines Druckluftverbraucherkreises (6) mit Druckluft, sowie mit einem zweiten Vorratsdruckbehälter (16’), welcher über eine Ventileinrichtung (50) mit der Vorratsdruckleitung (14) wenigstens eines druckluftbetätigten Bremskreises (6) der Bremseinrichtung (1) verbindbar ist. Die Erfindung sieht vor, dass der zweite Vorratsdruckbehälter (16’) in den ersten Vorratsdruckbehälter (16) integriert ist oder einen Teil von diesem bildet und von dem dem Druckluftverbraucherkreis (6) zugeordneten Kreis (44) der Schutzventileinrichtung (48) druckluftversorgt ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Drucklufteinrichtung eines Fahrzeugs mit einer druckluftbetätigten Bremseinrichtung, einem ersten, von einem Kompressor über einen Kreis einer Schutzventileinrichtung druckluftversorgten Vorratsdruckbehälter zur Belieferung eines Druckluftverbraucherkreises mit Druckluft, sowie mit einem zweiten Vorratsdruckbehälter, welcher über eine Ventileinrichtung mit der Vorratsdruckleitung wenigstens eines druckluftbetätigten Bremskreises der Bremseinrichtung verbindbar ist, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Eine solche druckluftbetätigte Bremseinrichtung ist aus EP 1 122 142 A1 bekannt. Dort ist für den Vorderachsbremskreis ein erster Vorratsdruckbehälter und, hiervon separat, ein zweiter Vorratsdruckbehälter vorgesehen, welcher von einem eigenen Kreis des Mehrkreisschutzventils druckluftversorgt wird. Bei einem Ausfall des Vorratsdrucks in dem ersten Vorratsdruckbehälter, beispielsweise infolge eines Lecks, schaltet ein elektromagnetisches Umschaltventil die Druckluftversorgung von Druckregelmodulen der Vorderachse von dem ersten Vorratsdruckbehälter auf den zweiten Vorratsdruckbehälter um. Nachteilig hierbei ist der relativ hohe Aufwand für die Bereitstellung eines redundanten Druckluftvorrats.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Drucklufteinrichtung der eingangs erwähnten Art derart weiter zu entwickeln, dass mit geringem Aufwand die Ausfallsicherheit erhöht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung sieht vor, dass der zweite Vorratsdruckbehälter in den ersten Vorratsdruckbehälter integriert ist oder einen Teil von diesem bildet und von dem dem Druckluftverbraucherkreis zugeordneten Kreis der Schutzventileinrichtung druckluftversorgt ist.
Der erste Vorratsdruckbehälter kann einen beliebigen Druckluftverbraucherkreis des Fahrzeugs mit Druckluft beliefern, beispielsweise einen Luftfederungskreis, einen Türöffnungskreis oder, hier bevorzugt wenigstens einen druckluftbetätigten Betriebsbremskreis und/oder einen druckluftbetätigten Feststellbremskreis der druckluftbetätigten Bremseinrichtung des Fahrzeugs.
Weil der erste Vorratsdruckbehälter und der zweite Vorratsdruckbehälter von demselben Kreis der Schutzventileinrichtung druckluftversorgt sind, lassen sich ein eigener Kreis des Mehrkreisschutzventils sowie ein separater Vorratsdruckbehälter einsparen, was den Bauaufwand sowie den Platzbedarf senkt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Erfindung möglich.
Besonders bevorzugt beliefert der erste, von dem Kompressor über den Kreis der Schutzventileinrichtung druckluftversorgte Vorratsdruckbehälter den wenigstens einen druckluftbetätigten Bremskreis der Bremseinrichtung und /oder einen druckluftbetätigten Feststellbremskreis mit Druckluft.
Besonders bevorzugt ist der zweite Vorratsdruckbehälter in den ersten Vorratsdruckbehälter dadurch integriert, dass in den ersten Vorratsdruckbehälter eine starre Trennwand eingesetzt ist, welche ein erstes Druckluftvolumen des ersten Vorratsdruckbehälters von einem zweiten Druckluftvolumen des zweiten Vorratsdruckbehälters trennt.
Dabei ist die Trennwand beispielsweise senkrecht zu einer Längsachse des ersten Vorratsdruckbehälters angeordnet. Damit ist es ausreichend, den ersten Vorratsdruckbehälter etwas länger zu bauen als üblich, um das zweite Volumen des zweiten Vorratsdruckbehälters unterzubringen.
Bevorzugt ist der erste Vorratsdruckbehälter den Bremsen einer Hinterachse des Fahrzeugs zugeordnet.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Ventileinrichtung mit dem ersten Vorratsdruckbehälter eine Baueinheit bilden, indem sie an den ersten Vorratsdruckbehälter angeflanscht ist oder mit dem ersten Vorratsdruckbehälter in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht ist. Dann kann auf eine Verlegung einer zwischen dem im ersten Vorratsdruckbehälter integrierten zweiten Vorratsdruckbehälter und der Ventileinrichtung gezogenen Druckleitung verzichtet werden.
Bevorzugt beinhaltet der wenigstens eine druckluftbetätigte Bremskreis wenigstens einen druckluftbetätigten Betriebsbremskreis und wenigstens einen druckluftbetätigten Feststellbremskreis mit wenigstens einem aktiven Feststellbremsaktuator, welcher durch Belüften zugespannt und durch Entlüften gelöst wird.
Der wenigstens eine druckluftbetätigte Betriebsbremskreis kann insbesondere ein elektro-pneumatischer Betriebsbremskreis mit vorrangigem elektrischen Bremskreis und nachrangigem pneumatischen Betriebsbremskreis als Rückfallebene im Falle eines Defekts des vorrangigen elektrischen Bremskreises sein.
Der druckluftbetätigte Feststellbremskreis kann insbesondere ein elektro-pneumatischer Feststellbremskreis sein, wobei der aktive Feststellbremsaktuator einen im Rahmen einer Betriebsbremsung zugespannten Betriebsbremsaktuator zum Feststellbremsen verriegelt und zum Lösen der Feststellbremse entriegelt.
Bei einem solchen elektro-pneumatischen Feststellbremskreis mit aktivem Feststellbremsaktuator, also ohne einen passiven Federspeicherbremszylinder, welcher durch Entlüften zugespannt und durch Belüften gelöst wird, besteht das Problem, dass bei einem Abfallen des Vorratsdrucks in dem ersten Vorratsdruckbehälter beispielsweise infolge eines Lecks sowohl die Betriebsbremse als auch die Feststellbremse funktionslos werden. Die Feststellbremse könnte dann nicht mehr wie im Falle von passiven Federspeicherbremszylindern als Hilfsbremse eingesetzt werden.
Aufgrund der mit dem zweiten Vorratsdruckbehälter geschaffenen Versorgungsredundanz mit Druckluft ist es aber möglich, die Betriebsbremse und/oder die Feststellbremse auch im Falle eines Druckabfalls im ersten Vorratsdruckbehälter funktionsfähig zu halten.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Ventileinrichtung eine elektro-magnetische Ventileinrichtung und beinhaltet wenigstens ein von einem elektronischen Steuergerät gesteuertes Magnetventil, wobei das Steuergerät das Magnetventil abhängig von den Signalen einer Sensoreinrichtung steuert, welche einen Druckabfall in dem ersten Vorratsdruckbehälter direkt oder indirekt detektiert.
Dabei kann die Sensoreinrichtung wenigstens einen den Vorratsdruck in dem ersten Vorratsdruckbehälter oder in der Vorratsdruckleitung oder den Bremsdruck in dem wenigstens einen druckluftbetätigten Betriebsbremskreis erfassenden Drucksensor oder einen Raddrehzahlsensor beinhalten. Falls ein solcher Drucksensor daher einen gegenüber einem Soll-Vorratsdruck verminderten Vorratsdruck in dem ersten Vorratsdruckbehälter detektiert, kann über die Ventileinrichtung eine Verbindung zwischen dem zweiten Vorratsdruckbehälter und der Vorratsdruckleitung geschaltet werden. Bei einem solchen Drucksensor kann es sich insbesondere auch um in Druckregelmodule von elektro-pneumatischen Bremseinrichtungen integrierte Drucksensoren handeln, welche den gerade vorliegenden Ist-Bremsdruck messen. Ein Druckabfall des Bremsdrucks bzw. dessen völliges Ausbleiben deuten dann auf ein Leck im ersten Vorratsdruckbehälter hin.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann ein Druckausfall während eines Bremsvorgangs auch anhand des Raddrehzahlverhaltens von gebremsten Rädern erkannt werden, wobei heutige druckluftbetätigte Bremseinrichtungen ohnehin eine Bremsschlupfregelung (ABS) mit derartigen Raddrehzahlsensoren umfassen. Liegt eine Bremsanforderung des Fahrers vor und werden überwachte Räder wegen eines Vorratsdruckabfalls zu schwach oder gar nicht gebremst, so erkennt das Steuergerät dies als Fehler und schaltet die Ventileinrichtung um, so dass die Druckluftversorgung über den zweiten Vorratsdruckbehälter erfolgt.
Ganz besonders bevorzugt verbindet die elektro-magnetische Ventileinrichtung im entstromten Zustand gemäß einer Durchlassstellung den zweiten Vorratsdruckbehälter mit der Vorratsdruckleitung des wenigstens einen elektro-pneumatischen Betriebsbremskreises und/oder mit der Vorratsdruckleitung des wenigstens einen elektro-pneumatischen Feststellbremskreises und sperrt gemäß einer Sperrstellung diese Verbindung im bestromten Zustand. Dabei kann das Magnetventil insbesondere ein in die Durchlassstellung federbelastetes 2/2-Wege-Magnetventil sein. Dies hat den Vorteil, dass bei einem Ausfall der Elektrik/Elektronik bzw. der Stromversorgung und einem Ausfall der Vorratsdrucks im ersten Vorratsdruckbehälter bei einem solchen elektro-pneumatischen Betriebsbremskreis zwar der vorrangige elektrische Betriebsbremskreis ausfällt, aber der nachrangige rein pneumatische Betriebsbremskreis dann immer noch auf der Basis des Vorratsdrucks im zweiten Vorratsdruckbehälter betrieben werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung ist beispielsweise ein Eingang des Magnetventils mit dem zweiten Vorratsdruckbehälter und ein Ausgang des Magnetventils mit einem Steueranschluss eines Relaisventil verbunden, welches mit einem Vorratsanschluss mit dem zweiten Vorratsdruckbehälter und mit einem Arbeitsanschluss mit der Vorratsdruckleitung des wenigstens einen Bremskreis verbunden ist. Das Relaisventil wirkt in vorteilhafter Weise druckmittelmengenverstärkend.
Weiterhin kann die Ventileinrichtung wenigstens ein erstes Rückschlagventil beinhalten, welches in eine zwischen einerseits dem Kreis der Schutzventileinrichtung (z.B. Mehrkreisschutzventil) und dem ersten Vorratsdruckbehälter und andererseits dem zweiten Vorratsdruckbehälter gezogene Druckleitung geschaltet ist und welches eine über die Druckleitung geführte Druckluftströmung von dem Kreis oder von dem ersten Vorratsdruckbehälter in den zweiten Vorratsdruckbehälter ermöglicht, aber eine Druckluftströmung in Gegenrichtung sperrt. Mittels dieses ersten Rückschlagventils wird sichergestellt, dass der zweite Vorratsdruckbehälter ständig mit dem maximalen Vorratsdruck befüllt wird.
Zusätzlich oder alternativ kann die Ventileinrichtung ein zweites Rückschlagventil beinhalten, welches in eine zwischen einerseits dem Kreis der Schutzventileinrichtung und dem ersten Vorratsdruckbehälter und andererseits der Vorratsdruckleitung gezogenen Druckleitung geschaltet ist und welches eine über die Druckleitung geführte Druckluftströmung von dem Kreis oder von dem ersten Vorratsdruckbehälter in die Vorratsdruckleitung ermöglicht, aber eine Rückströmung in Gegenrichtung sperrt. Mit dem zweiten Rückschlagventil wird verhindert, dass die aus dem zweiten Vorratsdruckbehälter ausgeströmte Druckluft in den lecken ersten Vorratsdruckbehälter strömt.
Besonders bevorzugt sind das erste Rückschlagventil und das zweite Rückschlagventil in der Druckluftleitung hintereinander in Reihe geschaltet, wobei die Vorratsdruckleitung von der Druckleitung an einer Stelle zwischen dem ersten Rückschlagventil und dem zweiten Rückschlagventil abzweigt.
Genaueres geht aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor.
Zeichnung
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur ein Schaltschema einer bevorzugten Ausführungsform einer Bremseinrichtung gemäß der Erfindung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In der Figur ist eine elektronisch geregelte Bremseinrichtung (EBS) 1 als Teil einer Drucklufteinrichtung eines schweren Nutzfahrzeugs mit Eignung zum Anhängerbetrieb gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gezeigt, mit einer elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtung, die einen vorrangigen elektro-pneumatischen Bremskreis 2 und demgegenüber nachrangige pneumatische Betriebsbremskreise, hier einen pneumatischen Vorderachsbremskreis 4 und einen pneumatischen Hinterachsbremskreis 6 als Rückfallebene beinhaltet. Bei der Bremseinrichtung wird der Betriebsbremsdruck elektronisch geregelt.
Der vorrangige elektro-pneumatische Bremskreis 2 beinhaltet einen elektrischen Kanal 36 eines Fußbremsmoduls 7, welcher abhängig von einer Betätigung einer Fußbremsplatte über eine elektrische Signalleitung 8 ein elektrisches Bremsanforderungssignal an ein beispielsweise zentrales Bremssteuergerät 9 steuert, welches dann bremsanforderungssignalabhängig über Signalleitungen zwei 1-Kanal-Druckregelmodule 10 an der Vorderachse bzw. ein 2-Kanal-Druckregelmodul an der Hinterachse 12 ansteuert.
Die Druckregelmodule 10, 12 sind mittels einer Versorgungsleitung 14, 15 vom Vorratsdruck je eines Druckluftvorrats, nämlich eines Vorratsdruckbehälters 16 für den Hinterachsbremskreis 6 und eines Vorratsdruckbehälters 17 für den Vorderachsbremskreis 4 druckluftversorgt und beinhalten in bekannter Weise eine Einlass-/Auslassventil-Kombination zur Steuerung eines Relaisventils sowie einen Drucksensor für jeden Kanal, um den an einem Arbeitsanschluss ausgesteuerten Bremsdruck für Betriebsbremszylinder 18 an der Vorderachse bzw. Hinterachse zu messen und den Istwert an ein im betreffenden Druckregelmodul 10, 12 integriertes elektronisches Steuergerät im Sinne eines Soll-Istwertabgleichs zu melden. Die Druckregelmodule 10, 12 modulieren dann aus dem Vorratsdruck einen der elektrischen Sollwertvorgabe entsprechenden Bremsdruck an ihre Arbeitsanschlüsse, welche über pneumatische Druckleitungen 20 mit den aktiven Betriebsbremszylindern 18 in Verbindung stehen.
Die Betriebsbremszylinder 18 an den Vorderrädern bzw. an den Hinterrädern betätigen hier beispielsweise Scheibenbremsen 20, genauer Bremsbeläge, welche mit je einer Bremsscheibe zusammen wirken.
Die lokalen Steuergeräte der Druckregelmodule 10, 12 beinhalten auch ABS-Routinen zur Realisierung einer radweisen bzw. achsweisen Bremsschlupfregelung. Das zentrale Bremssteuergerät 9 kann hier beispielsweise Routinen eines ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm) enthalten.
Parallel zu den elektrischen Signalen erzeugt das Fußbremsmodul 7 in dem pneumatischen Hinterachsbremskreis 6 und in dem pneumatischen Vorderachsbremskreis 4 auf der Basis eines von dem betreffenden Vorratsdruckbehälter 16 bzw. 17 über die betreffende Versorgungsleitung 14, 15 herangeführten Vorratsdrucks jeweils einen pneumatischen Betriebsbremsdruck, der abhängig von der Betätigung der Fußbremsplatte ist und über pneumatische Leitungen 24 pneumatischen Eingangsanschlüssen der Druckregelmodule 10, 12 zugeführt werden. In jedem Druckregelmodul 10, 12 ist ein sog. Backup-Magnetventil vorhanden, welches bei intakter Elektrik/Elektronik und in bestromtem Zustand den vom Hinterachsbremskreis 6 bzw. vom Vorderachsbremskreis 4 stammenden Betriebsbremsdruck gegenüber dem jeweiligen Arbeitsanschluss sperren, welcher über die pneumatischen Druckleitungen 20 mit den Betriebsbremszylindern 18 in Verbindung stehen. Erst bei einem Ausfall bzw. einer Störung der Elektrik/Elektronik schalten diese Backup-Magnetventile unbestromt und federbelastet in ihre Durchlassstellung, in welcher dann der jeweilige Betriebsbremsdruck an die Betriebsbremszylinder 18 weiter gesteuert werden kann.
Neben der Betriebseinrichtung umfasst die Bremseinrichtung eine Feststellbremseinrichtung, welche einen elektrischen Feststellbremswertgeber 26, hier beispielsweise einen elektrischen Parkbremshebel beinhaltet und durch diesen gesteuert ist. Abhängig von einer Betätigung des elektrischen Feststellbremswertgebers 26 werden Feststellbremsanforderungssignale über eine Signalleitung 27 hier bevorzugt in das zentrale Bremssteuergerät 9 eingesteuert, in welchem hier vorzugsweise die Feststellbremsroutinen implementiert sind. Alternativ könnte auch ein separates Feststellbremssteuergerät vorgesehen werden. Die Feststellbremsroutinen können neben der reinen Feststellbremsfunktion („Feststellbremse zuspannen bzw. lösen“) noch weitere Funktionen umfassen, wie beispielsweise eine Anhängerkontrollfunktion, eine Hilfsbremsfunktion oder eine Streckbremsfunktion.
Das zentrale Bremssteuergerät 9 übermittelt dann die Feststellbremsanforderungssignale hier bevorzugt an das lokale Steuergerät des Druckregelmoduls 12 der Hinterachse, welches über eine hier beispielsweise 6-polige elektrische Steuerleitung 30 an jedem Rad der Hinterachse angeordnete und hier nicht separat gezeigte Magnetventile 32 abhängig von den Feststellbremsanforderungssignalen betätigt. Diese Magnetventile 32 sind derart ausgeführt, dass sie im Feststellbremsanforderungsfall, d.h. in bestromtem Zustand den in den Druckleitungen 20 jeweils anstehenden Betriebsbremsdruck jeweils auf eine pneumatisch-mechanische Arretiervorrichtung 34 als druckmittelbetätigten Feststellbremsaktuator schalten, welche durch den Betriebsbremsdruck aktiv betätigt, die mittels des Betriebsbremsdrucks zugespannten Betriebsbremszylinder zum Feststellbremsen arretiert. Im unbestromten Zustand schalten diese Magnetventile 32 in ihre Sperrstellung, so dass die Arretiervorrichtungen 34 nicht aktiviert werden können. Vorzugsweise sind diese Magnetventile 32 2/2-Wegemagnetventile mit Durchlass- und Sperrstellung, wobei je Arretiervorrichtung 34 an der Hinterachse ein solches Magnetventil 32 vorhanden ist. Die Endstufen für diese Magnetventile 32 sind bevorzugt im 2-Kanal-Druckregelmodul 12 der Hinterachse angeordnet.
Der die pneumatisch betätigten Arretiervorrichtungen 34 betätigende Betriebsbremsdruck für die Hinterachse, welcher in den Druckleitungen 20 ansteht, kann durch den elektrischen Kanal 36 des Fußbremsmoduls 7 bzw. im elektro-pneumatischen Bremskreis 2 oder, im Defektfall der Elektrik/Elektronik durch den pneumatischen Hinterachskanal 38 des Fußbremsmoduls 7 bzw. im Hinterachsbremskreis 6 erzeugt werden. Neben dem pneumatischen Hinterachskanal 38 beinhaltet das Fußbremsmodul 7 auch einen pneumatischen Vorderachskanal 40 zur Steuerung des Vorderachsbremskreises 4.
Über die 6-poligen elektrischen Steuerleitungen 30 werden den lokalen Steuergeräten der Druckregelmodule 10, 12 außerdem Signale wie die momantane Raddrehzahl, der momentane Bremsbelagverschleiß, die Bremsbelagtemperatur sowie, an der Hinterachse der Zustand der Feststellbremse (gelöst bzw. zugespannt) übermittelt.
Nachdem die Zuspannstellung der Betriebsbremsaktuatoren 18 (hier: pneumatisch betätigte Bremszylinder an der Hinterachse mittels der Feststellbremsaktuatoren 34 (hier: pneumatisch-mechanische Arretiervorrichtung) mechanisch arretiert worden ist, können die Betriebsbremsen gelöst werden. Die die Feststellbremsaktuatoren 34 betätigenden Magnetventile 32 schalten dann in ihre Schließstellungen zurück.
Zum Lösen der Feststellbremse betätigt der Fahrer die Fußbremsplatte des Fußbremsventils 7 und den Feststellbremswertgeber 26, wodurch aufgrund der Betätigung des Feststellbremswertgebers 26 die die Feststellbremsaktuatoren 34 betätigenden Magnetventile 32 öffnen. Dann kann der aufgrund der Betätigung der Fußbremsplatte in den Druckleitungen 20 aufgebaute und auf die Feststellbremsaktuatoren 34 wirkende Betriebsbremsdruck dann dafür sorgen, dass die Feststellbremsaktuatoren 34 (hier: pneumatisch-mechanische Arretiervorrichtung) in ihre Lösestellung gelangen und die bisher vorliegende Arretierung der Betriebsbremsaktuatoren 18 aufheben.
Demnach funktionieren die Feststellbremsaktuatoren 34 (pneumatisch-mechanische Arretiervorrichtung) nach dem „Kugelschreiberprinzip“, d.h. durch Druckbeaufschlagung erfolgt jeweils eine Umschaltung von „Arretieren“ bzw. „Zuspannen“ auf „Arretierung aufheben“ bzw. „Lösen“ und umgekehrt, wobei die Druckbeaufschlagung jeweils durch das zugeordnete Magnetventil 32 erfolgt, das über den Feststellbremswertgeber 26, das zentrale Bremssteuergerät 9 sowie das lokale Steuergerät des 2-Kanal-Druckregelmoduls 12 feststellbremsanforderungsabhängig elektrisch gesteuert wird, sowie über eine Betätigung des Fußbremsmoduls 7, um den Betriebsbremsdruck als Steuerdruck für die Feststellbremsaktuatoren 34 zu erzeugen. Der elektro-pneumatische Feststellbremskreis umfasst daher den Feststellbremswertgeber 26, das zentrale Bremssteuergerät 9, das lokale Steuergerät des 2-Kanal-Druckregelmoduls 12, die Magnetventile 32 sowie die Feststellbremsaktuatoren 34 (hier: pneumatisch-mechanische Arretiervorrichtungen).
Die elektrischen/elektronischen Komponenten der Betriebsbremseinrichtung und der Feststellbremseinrichtung wie beispielsweise das zentrale Bremssteuergerät 9, die lokalen Steuergeräte in den Druckregelmoduln 10, 12, elektrische Sensoren, der elektrische Feststellbremsgeber 26, die die Feststellbremsaktuatoren 34 steuernden Magnetventile 32 werden von einer hier nicht gezeigten Stromquelle mit elektrischer Energie versorgt.
Besonders bevorzugt ist ein Not-Vorratsdruckbehälter 16’ in den Vorratsdruckbehälter 16 des Hinterachsbremskreises 6 dadurch integriert, dass in den Vorratsdruckbehälter 16 des Hinterachsbremskreises 6 eine starre Trennwand 42 eingesetzt ist, welche ein Druckluftvolumen des Vorratsdruckbehälters 16 des Hinterachsbremskreises 6 von einem Druckluftvolumen des Not-Vorratsdruckbehälters 16’ trennt.
Dabei ist die Trennwand 42 beispielsweise senkrecht zu einer Längsachse des Vorratsdruckbehälters 16 des Hinterachsbremskreises 6 angeordnet. Damit ist es ausreichend, den Vorratsdruckbehälter 16 des Hinterachsbremskreises 6 etwas länger zu bauen als üblich, um das Druckluftvolumen des Not-Vorratsdruckbehälters 16’ unterzubringen. Alternativ könnten die Abmessungen des Vorratsdruckbehälters 16 des Hinterachsbremskreises 6 auch trotz integriertem Not-Vorratsdruckbehälter 16’ unverändert bleiben.
Der Vorratsdruckbehälter 16 des Hinterachsbremskreises 6 sowie der Vorratsdruckbehälter 17 des Vorderachsbremskreises 4 sind jeweils von einem Kreis, hier Hinterachskreis 44 und Vorderachskreis 46 eines Mehrkreisschutzventils 48 druckluftversorgt, welches von einem hier nicht gezeigten Kompressor 66 gespeist wird. Da der Not-Vorratsdruckbehälter 16’ in den Vorratsdruckbehälter 16 des Hinterachsbremskreises 6 integriert ist, wird er von demselben Hinterachskreis 44 des Mehrkreisschutzventils 48 gespeist.
Der Not-Vorratsdruckbehälter 16’ ist über eine in der Figur durch das gestrichelte Rechteck symbolisierte Ventileinrichtung 50 mit der Versorgungsleitung 14 des Hinterachsbremskreises 6 verbindbar.
Diese Ventileinrichtung 50 bildet mit dem Vorratsdruckbehälter 16 des Hinterachsbremskreises 6 und mit dem in diesen integrierten Not-Vorratsdruckbehälter 16’ bevorzugt eine Baueinheit, indem sie an den Vorratsdruckbehälter 16, 16’ angeflanscht ist oder mit dem Vorratsdruckbehälter 16, 16’ in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht ist.
Bevorzugt beinhaltet die Ventileinrichtung 50 ein beispielsweise von dem Bremssteuergerät 9 über eine Signalleitung 52 gesteuertes 2/2-Wege-Magnetventil 54, wobei das Bremssteuergerät 9 das Magnetventil 54 abhängig von den Signalen einer Sensoreinrichtung 56 steuert, welche einen Druckabfall in dem Vorratsdruckbehälter 16 des Hinterachsbremskreises 6 direkt oder indirekt detektieren kann.
Dabei kann die Sensoreinrichtung 56 wenigstens einen Drucksensor beinhalten, der den Vorratsdruck in dem Vorratsdruckbehälter 16 des Hinterachsbremskreises 6 oder in der Vorratsdruckleitung 14 oder den Bremsdruck in den Bremsdruck führenden Druckleitungen 20 jenseits des Druckregelmoduls 12 erfasst. Bei einem solchen Drucksensor kann es sich insbesondere um einen der in das Druckregelmodul 12 der Hinterachse ohnehin integrierten Drucksensoren handeln, welche je Kanal den gerade vorliegenden Ist-Bremsdruck messen. Ein Druckabfall des Bremsdrucks bzw. dessen völliges Ausbleiben deuten dann auf ein Leck im Vorratsdruckbehälter 16 des Hinterachsbremskreises 6 hin. Falls ein solcher Drucksensor 56 daher einen gegenüber einem Soll-Vorratsdruck verminderten Vorratsdruck in dem Vorratsdruckbehälter 16 des Hinterachsbremskreises 6 detektiert, kann über die Ventileinrichtung 50 eine Verbindung zwischen dem Not-Vorratsdruckbehälter 16’ und der Vorratsdruckleitung 14 geschaltet werden.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann ein Druckausfall während eines Bremsvorgangs auch anhand des Raddrehzahlverhaltens von gebremsten Rädern erkannt werden. Liegt eine Bremsanforderung des Fahrers vor und werden überwachte Räder wegen eines Vorratsdruckabfalls zu schwach oder gar nicht gebremst, so erkennt das Bremssteuergerät 9 dies als Fehler und schaltet die Ventileinrichtung 50 um, so dass die Druckluftversorgung des Hinterachsbremskreises 6 dann über den Not-Vorratsdruckbehälter 16’ erfolgt.
Das Magnetventil 54 hat eine Sperr- und eine Durchlassstellung, wobei in der Durchlassstellung sein Eingang mit seinem Ausgang verbunden und in der Sperrstellung diese Verbindung unterbunden wird. Das Magnetventil 54 ist insbesondere ein in die Durchlassstellung federbelastetes 2/2-Wege-Magnetventil. Der Eingang des Magnetventils ist mit dem Not-Vorratsdruckbehälter 16’ verbunden und sein Ausgang mit einem Steueranschluss eines Relaisventils 58, welches mit seinem Vorratsanschluss an den Not-Vorratsdruckbehälter 16’ und mit seinem Arbeitsanschluss an die Vorratsdruckleitung 14 des Hinterachsbremskreises 6 angeschlossen ist.
Im entstromten Zustand gelangt das Magnetventil 54 federbelastet in seine Durchlassstellung und verbindet den Not-Vorratsdruckbehälter 16’ mit dem Steueranschluss des Relaisventils 58, welches daraufhin abhängig vom Vorratsdruck in dem Not-Vorratsdruckbehälter 16’ diesen Druck mengenverstärkt in die Vorratsdruckleitung 14 des Hinterachsbremskreises 6 einsteuert. Im bestromten Zustand unterbricht das Magnetventil 54 diese Verbindung in seiner Sperrstellung.
Dies hat den Vorteil, dass bei einem Ausfall der Elektrik/Elektronik bzw. der Stromversorgung und bei einem Ausfall des Vorratsdrucks im Vorratsdruckbehälter 16 des Hinterachsbremskreises 6 bei dem elektro-pneumatischen Betriebsbremskreis der Hinterachse zwar der vorrangige elektrische Betriebsbremskreis ausfällt, aber der nachrangige rein pneumatische Hinterachsbremskreis 6 dann immer noch auf der Basis des Vorratsdrucks im Not-Vorratsdruckbehälter 16’ betrieben werden kann. Dies ist für eine Betriebsbremsung solange möglich, wie sich noch Druckluft im Not-Vorratsdruckbehälter 16’ befindet und reicht in der Regel für wenigstens eine Betriebsbremsung von der Fahrt bis in den Stillstand aus. Auch für eine nachfolgende Verriegelung der Arretiervorrichtung 34 zum Zuspannen der Feststellbremse an der Hinterachse ist das Druckluftvolumen im Not-Vorratsdruckbehälter 16’ ausreichend bemessen.
Weil die Feststellbremsaktuatoren 34 auf die Betriebsbremsaktuatoren 18 der Hinterachse wirken bzw. den Rädern der Hinterachse zugeordnet sind, ist eine Druckluftversorgung des Feststellbremskreises und des Hinterachsbremskreises 6 durch den Not-Vorratsdruckbehälter 16’ von Vorteil, weil dann mit der in dem Not-Vorratsdruckbehälter 16’ befindlichen Druckluft sowohl die Betriebsbremsen der Hinterachse wie auch die Feststellbremsen noch aktivierbar sind.
Die Ventileinrichtung 50 beinhaltet weiterhin vorzugsweise ein erstes Rückschlagventil 60, welches in eine zwischen einerseits dem Hinterachskreis 44 des Mehrkreisschutzventils 48 und dem Vorratsdruckbehälter 16 des Hinterachsbremskreises 6 und andererseits Not-Vorratsdruckbehälter 16’ gezogene Druckleitung 62 geschaltet ist und welches eine über die Druckleitung 62 geführte Druckluftströmung von dem Hinterachskreis 44 oder von dem Vorratsdruckbehälter 16 des Hinterachsbremskreises 6 in den Not-Vorratsdruckbehälter 16’ ermöglicht, aber eine Druckluftströmung in Gegenrichtung sperrt. Mittels dieses ersten Rückschlagventils 60 wird sichergestellt, dass der Not-Vorratsdruckbehälter 16’ ständig mit dem maximalen Vorratsdruck befüllt wird.
Zusätzlich beinhaltet die Ventileinrichtung 50 beispielsweise ein zweites Rückschlagventil 64, welches in die zwischen einerseits dem Hinterachskreis 44 des Mehrkreisschutzventils 48 und dem Vorratsdruckbehälter 16 des Hinterachsbremskreises 6 und andererseits der Vorratsdruckleitung 14 des Hinterachsbremskreises 6 gezogenen Druckleitung 62 geschaltet ist und welches eine über die Druckleitung 62 geführte Druckluftströmung von dem Hinterachskreis 44 oder von dem Vorratsdruckbehälter 16 des Hinterachsbremskreises 6 in die Vorratsdruckleitung 14 des Hinterachsbremskreises 6 ermöglicht, aber eine Rückströmung in Gegenrichtung sperrt. Mit dem zweiten Rückschlagventil 64 wird verhindert, dass die aus dem Not-Vorratsdruckbehälter 16’ ausgeströmte Druckluft in einen lecken Vorratsdruckbehälter 16 des Hinterachsbremskreises 6 strömt.
Besonders bevorzugt sind das erste Rückschlagventil und das zweite Rückschlagventil in der Druckluftleitung 62 hintereinander in Reihe geschaltet, wobei die Vorratsdruckleitung 14 des Hinterachsbremskreises 6 von der Druckleitung 62 an einer Stelle zwischen dem ersten Rückschlagventil 60 und dem zweiten Rückschlagventil 64 abzweigt.
Es ist selbstverständlich, dass ein Not-Vorratsdruckbehälter anstatt in den Vorratsdruckbehälter 16 des Hinterachsbremskreises 6 auch in den Vorratsdruckbehälter 17 des Vorderachsbremskreises 4 integriert sein kann, wobei in diesem Falle die die Ventileinrichtung 50 diesen Not-Vorratsdruckbehälter dann beispielsweise mit der Vorratsdruckleitung 15 des Vorderachsbremskreises 4 verbinden kann. Auch eine diagonale Verbindung ist möglich, beispielsweise ein in den Vorratsdruckbehälter 16 des Hinterachsbremskreises 6 integrierter Not-Vorratsdruckbehälter 16’, der über die Ventileinrichtung 50 mit der Vorratsdruckleitung 15 des Vorderachsbremskreises 4 verbindbar ist oder umgekehrt. Mithin kann der Not-Vorratsdruckbehälter 16’ in einen Vorratsdruckbehälter eines jeglichen Druckluftverbraucherkreises des Fahrzeugs integriert sein.
Bezugszeichenliste

1: Bremseinrichtung
2: elektro-pneumatischer Bremskreis
4: Vorderachsbremskreis
6: Hinterachsbremskreis
7: Fußbremsmodul
8: Signalleitung
9: Bremssteuergerät
10: Druckregelmodul
11: Signalleitung
12: Druckregelmodul
14: Versorgungsleitung HA
15: Versorgungsleitung VA
16: Vorratsdruckbehälter HA
16’: Not-Vorratsdruckbehälter
17: Vorratsdruckbehälter VA
18: Betriebsbremszylinder
20: Druckleitung
22: Scheibenbremsen
24: Leitungen
26: Feststellbremswertgeber
27: Signalleitung
30: Steuerleitung
32: Magnetventile
34: Arretiervorrichtung
36: elektrischer Kanal
38: Hinterachskanal
40: Vorderachskanal
42: Trennwand
44: Hinterachskreis
46: Vorderachskreis
48: Mehrkreisschutzventil
50: Ventileinrichtung
52: Signalleitung
54: Magnetventil
56: Sensoreinrichtung
58: Relaisventil
60: erstes Rückschlagventil
62: Druckleitung
64: zweites Rückschlagventil
66: Kompressor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1122142 A1 [0002]

Claims

Drucklufteinrichtung eines Fahrzeugs mit einer druckluftbetätigten Bremseinrichtung (1), einem ersten, von einem Kompressor (66) über einen Kreis (44) einer Schutzventileinrichtung (48) druckluftversorgten Vorratsdruckbehälter (16) zur Belieferung eines Druckluftverbraucherkreises (6) mit Druckluft, sowie mit einem zweiten Vorratsdruckbehälter (16’), welcher über eine Ventileinrichtung (50) mit der Vorratsdruckleitung (14) wenigstens eines druckluftbetätigten Bremskreises (6) der Bremseinrichtung (1) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Vorratsdruckbehälter (16’) in den ersten Vorratsdruckbehälter (16) integriert ist oder einen Teil von diesem bildet und von dem dem Druckluftverbraucherkreis (6) zugeordneten Kreis (44) der Schutzventileinrichtung (48) druckluftversorgt ist.
Drucklufteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine druckluftbetätigte Bremskreis einen druckluftbetätigten Betriebsbremskreis (6) und/oder einen druckluftbetätigten Feststellbremskreis mit wenigstens einem aktiven Feststellbremsaktuator (34) beinhaltet, welcher durch Belüften zugespannt und durch Entlüften gelöst wird.
Drucklufteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine druckluftbetätigte Betriebsbremskreis ein elektro-pneumatischer Betriebsbremskreis mit vorrangigem elektrischen Bremskreis und nachrangigem pneumatischen Betriebsbremskreis (6) als Rückfallebene im Falle eines Defekts des vorrangigen elektrischen Bremskreises ist.
Drucklufteinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der druckluftbetätigte Feststellbremskreis ein elektro-pneumatischer Feststellbremskreis ist, wobei der aktive Feststellbremsaktuator (34) einen im Rahmen einer Betriebsbremsung zugespannten Betriebsbremsaktuator (18) zum Feststellbremsen verriegelt und zum Lösen der Feststellbremse entriegelt.
Drucklufteinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (50) eine elektro-magnetische Ventileinrichtung ist, die wenigstens ein von einem elektronischen Steuergerät (9) gesteuertes Magnetventil (54) beinhaltet, wobei das Steuergerät (9) das Magnetventil (54) abhängig von den Signalen einer Sensoreinrichtung (56) steuert, welche einen Druckabfall in dem ersten Vorratsdruckbehälter (16) direkt oder indirekt detektiert.
Drucklufteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (56) wenigstens einen den Vorratsdruck in dem ersten Vorratsdruckbehälter (16) oder in der Vorratsdruckleitung (14) oder den Bremsdruck in dem wenigstens einen druckluftbetätigten Betriebsbremskreis erfassenden Drucksensor oder einen Raddrehzahlsensor beinhaltet.
Drucklufteinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektro-magnetische Ventileinrichtung (50) im entstromten Zustand gemäß einer Durchlassstellung den zweiten Vorratsdruckbehälter (16’) mit der Vorratsdruckleitung (14) des wenigstens einen elektro-pneumatischen Betriebsbremskreises und/oder mit der Vorratsdruckleitung (14) des wenigstens einen elektro-pneumatischen Feststellbremskreises verbindet und gemäß einer Sperrstellung diese Verbindung im bestromten Zustand sperrt.
Drucklufteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (54) ein in die Durchlassstellung federbelastetes 2/2-Wege-Magnetventil ist.
Drucklufteinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingang des Magnetventils (54) mit dem zweiten Vorratsdruckbehälter (16’) und ein Ausgang des Magnetventils (54) mit einem Steueranschluss eines Relaisventils (58) verbunden ist, welches mit einem Vorratsanschluss mit dem zweiten Vorratsdruckbehälter (16’) und mit einem Arbeitsanschluss mit der Vorratsdruckleitung (14) des wenigstens einen druckluftbetätigten Bremskreises verbunden ist.
Drucklufteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (50) wenigstens ein erstes Rückschlagventil (60) beinhaltet, welches in eine zwischen einerseits dem Kreis (44) der Schutzventileinrichtung (48) und dem ersten Vorratsdruckbehälter (16) und andererseits dem zweiten Vorratsdruckbehälter (16’) gezogene Druckleitung (62) geschaltet ist und welches eine über die Druckleitung (62) geführte Druckluftströmung von dem Kreis (44) oder von dem ersten Vorratsdruckbehälter (16) in den zweiten Vorratsdruckbehälter (16’) ermöglicht, aber eine Druckluftströmung in Gegenrichtung sperrt.
Drucklufteinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (50) ein zweites Rückschlagventil (64) beinhaltet, welches in eine zwischen einerseits dem Kreis (44) der Schutzventileinrichtung (48) und dem ersten Vorratsdruckbehälter (16) und andererseits der Vorratsdruckleitung (14) gezogenen Druckleitung (62) geschaltet ist und welches eine über die Druckleitung (62) geführte Druckluftströmung von dem Kreis (44) oder von dem ersten Vorratsdruckbehälter (16) in die Vorratsdruckleitung (14) ermöglicht, aber eine Rückströmung in Gegenrichtung sperrt.
Drucklufteinrichtung nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rückschlagventil (60) und das zweite Rückschlagventil (64) in der Druckluftleitung (62) hintereinander in Reihe geschaltet sind, wobei die Vorratsdruckleitung (14) von der Druckleitung (62) an einer Stelle zwischen dem ersten Rückschlagventil (60) und dem zweiten Rückschlagventil (64) abzweigt.
Drucklufteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Vorratsdruckbehälter (16’) in den ersten Vorratsdruckbehälter (16) dadurch integriert ist, dass in den ersten Vorratsdruckbehälter (16) eine starre Trennwand (42) eingesetzt ist, welche ein erstes Druckluftvolumen des ersten Vorratsdruckbehälters (16) von einem zweiten Druckluftvolumen des zweiten Vorratsdruckbehälters (16’) trennt.
Drucklufteinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (42) senkrecht zu einer Längsachse des ersten Vorratsdruckbehälters angeordnet ist.
Drucklufteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Vorratsdruckbehälter (16) den Bremsen einer Hinterachse des Fahrzeugs zugeordnet ist.
Drucklufteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (50) mit dem ersten Vorratsdruckbehälter (16) und dem zweiten Vorratsdruckbehälter (16’) eine Baueinheit bildet, indem sie – an den ersten und zweiten Vorratsdruckbehälter (16, 16’) angeflanscht ist, oder – mit dem ersten und zweiten Vorratsdruckbehälter (16, 16’) in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht ist.
Drucklufteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, von dem Kompressor (66) über den Kreis (44) der Schutzventileinrichtung (48) druckluftversorgte Vorratsdruckbehälter (16) den wenigstens einen druckluftbetätigten Bremskreis (6) und /oder einen druckluftbetätigten Feststellbremskreis der Bremseinrichtung (1) mit Druckluft beliefert.
Fahrzeug beinhaltend eine Drucklufteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.