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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bremsfunktionsprüfung bei einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere Flurförderzeug, mit einer Bremseinheit, welche eine Feststellbremse und eine Betriebsbremse umfasst, wobei die Feststellbremse als mit einem eine Vorspannkraft aufbringenden Kraftspeicher, insbesondere einer Feder, ausgebildet ist und die Betriebsbremse eine zur Vorspannkraft entgegengesetzte Bremskraft aufbringen kann, sowie eine mobile Arbeitsmaschine zur Durchführung des Verfahrens.
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Mobile Arbeitsmaschinen, wie z.B. Flurförderzeuge, Schleppfahrzeuge oder Land- und Forstgeräte, verfügen in der Regel über eine Betriebs- und eine Feststellbremse. Die einwandfreie Funktion der beiden von der Betriebs- und der Feststellbremse gebildeten Bremssysteme ist im Betrieb in regelmäßigen Abständen nachzuweisen. Zum Beispiel kann eine tägliche Prüfung der Bremssysteme jeweils vor Fahrzeuginbetriebnahme durchgeführt werden. Regelmäßige Bremsenprüfungen sind zum Beispiel für Flurförderzeuge in Deutschland jährlich vorgeschrieben. In anderen EU-Ländern bestehen ebenfalls entsprechende Richtlinien. Außerdem sind Wartungsempfehlungen der Hersteller zu beachten. Darüber hinaus ist nach einer Reparatur am Bremssystem eine Funktionsprüfung erforderlich.
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Nach dem derzeitigen Stand der Technik wird die Bremsenprüfung bei mobilen Arbeitsmaschinen üblicherweise durch den Fahrer oder einen Servicetechniker als Prüfperson durchgeführt.
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Dabei erfolgt die Prüfung der Betriebsbremse in der Regel dadurch, dass von der Prüfperson manuell eine Vollbremsung der mobilen Arbeitsmaschine durchgeführt wird und die Bremsfunktion nach Gefühl der Prüfperson oder durch Messung des Bremsweges bewertet wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, bei einem stehenden Fahrzeug und aktivierter Betriebsbremse einen Bremsentest durchzuführen. Hierbei wird bei stehendem Fahrzeug und aktivierter Betriebsbremse das maximale motorische Antriebsmoment des Fahrantriebs aufgebracht und das Fahrzeug auf eine unzulässige Fahrzeugbewegung hin überprüft. Der letztgenannte Bremsentest kann auch als Bremsentestprogramm von einer Fahrzeugsteuerung der Arbeitsmaschine automatisiert durchgeführt werden und die Prüfperson über das Ergebnis informiert werden.
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Die Prüfung der Feststellbremse erfolgt üblicherweise dadurch, dass eine Rampe befahren wird, die möglichst der maximalen Steigfähigkeit des Fahrzeugs gemäß Herstellerangabe entspricht. Dann wird bei einem an der Rampe stehenden Fahrzeug die Feststellbremse aktiviert und geprüft, ob das Fahrzeug gehalten wird, also nicht rollt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Feststellbremse während der Fahrt des Fahrzeugs manuell von der Prüfperson zu aktivieren und die Bremsfunktion nach Gefühl der Prüfperson oder durch Messung des Bremsweges zu bewerten. Eine andere Möglichkeit besteht darin, bei einem stehenden Fahrzeug und aktivierter Feststellbremse das maximale motorische Antriebsmoment des Fahrantriebs aufzubringen und das Fahrzeug auf eine unzulässige Fahrzeugbewegung hin zu überprüfen. Der letztgenannte Bremsentest kann auch als Bremsentestprogramm von einer Fahrzeugsteuerung der Arbeitsmaschine automatisiert durchgeführt werden und die Prüfperson über das Ergebnis informiert werden.
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Eine automatische Prüfung der Bremsanlage im Stillstand des Fahrzeugs ist zum Beispiel in der
DE 10 2011 004 995 A1 beschrieben.
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Die Prüfung der Bremsanlage nach aktuellem Stand der Technik weist sowohl bei manueller Prüfung als auch im automatisierten Prüfzyklus Nachteile auf.
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Eine manuelle Prüfung der Bremssysteme ist personenabhängig und subjektiv. Außerdem ist sie ungenau und fehleranfällig. Durch den großen Zeitaufwand und die notwendige Messtechnik bei einer Bremswegmessung ist eine solche manuelle Prüfung sehr aufwendig. Darüber hinaus ist die manuelle Prüfung schlecht quantifizierbar und reproduzierbar. Es steht auch selten eine geeignete Rampe zum Prüfen der Feststellbremse zur Verfügung. Größere Risiken und mehr Platzbedarf entstehen durch hohe Fahrzeuggeschwindigkeiten.
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Eine automatisierte Prüfung nach dem Stand der Technik hat den Nachteil, dass die mechanische Betriebsbremse nur bis zum maximalen Antriebsmoment des Fahrantriebs geprüft werden kann. Oftmals ist das notwendige Betriebsbremsmoment der Betriebsbremse aber größer als das maximale Antriebsmoment des Fahrantriebs. Bei der Funktionsprüfung der Betriebsbremse muss die Prüfperson den Bremsgeber, üblicherweise das Bremspedal, betätigen. Je nach Betätigungskraft und Qualität der Sensierung sind ungenaue oder falsche Prüfergebnisse möglich. Bei einer Bremsenprüfung im Stillstand des Fahrzeugs erhält die Prüfperson keine subjektive Rückmeldung über das Bremsverhalten, da keine Fahrzeugbewegung vorliegt. Außerdem ist keine Ergebnisanalyse möglich bzw. sie ist schwieriger, da keine Aufzeichnung einer Bremskennlinie erfolgt. Dadurch wird das Erkennen von Trends und die Einleitung einer geeigneten Fahrzeugreaktion erschwert. Es besteht kein Zusammenhang von Bremspedalkraft und Bremskraft und kein Zusammenhang von Bremspedalweg und Bremskraft. Darüber hinaus wird nur ein stationäres Bremsmoment aufgebracht bzw. geprüft. Veränderungen des Bremssystems, zum Beispiel durch Korrosion, Verschleiß, Alterung oder chemisch/physikalische Einwirkungen, können bei dieser Art der Prüfung nicht ausreichend erfasst werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine mobile Arbeitsmaschine, insbesondere ein Flurförderzeug, zur Durchführung des Verfahrens so auszugestalten, dass die genannten Nachteile des Standes der Technik vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird verfahrensseitig erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zur Bremsfunktionsprüfung der Betriebsbremse die Betriebsbremse mit maximaler Betriebskraft betätigt wird und ein Überdrücken der Vorspannkraft erfasst und als Information ausgegeben wird.
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Zweckmäßigerweise ist der die Vorspannkraft aufbringende Kraftspeicher der Federspeicherbremse als Feder ausgebildet. Bevorzugt drücken Betriebsbremse und Feststellbremse aus entgegengesetzter Richtung auf mindestens einen drehbaren und abzubremsenden Bremsrotor. Üblicherweise ist eine Mehrzahl von Bremsrotoren und Bremsstatoren in Form von Lamellen vorgesehen, die ein Lamellenpaket bilden. Betriebsbremse und Feststellbremse drücken also in diesem Fall aus entgegengesetzter Richtung und somit von gegenüberliegenden Seiten auf das gemeinsame Lamellenpaket. Dies bietet eine technisch einfache Möglichkeit, die Funktionsfähigkeit der Betriebsbremse zu überprüfen. Die Betriebsbremse wird mit maximaler Betriebskraft betätigt. Wenn dadurch die Federn der Feststellbremse überdrückt werden, also bis zum Anschlag komprimiert werden, liegt mindestens eine Betriebsbremskraft der Betriebsbremse so hoch wie die Feststellbremskraft der Feststellbremse vor.
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Bevorzugt wird die Information über das Überdrücken der Vorspannkraft einer Prüfperson angezeigt. Das erfolgreiche Überdrücken kann der Prüfperson über eine Sensorik oder Mechanik akustisch und/oder optisch gemeldet werden.
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Bei einer elektrischen Sensierung kann diese Information auch einer Fahrzeugsteuerung der mobilen Arbeitsmaschine übermittelt werden. Daher ist in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Information an die Fahrzeugsteuerung weitergeleitet wird.
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Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird bei Betätigung der Betriebsbremse mittels Auslenkung eines Bremsgebers, insbesondere eines Bremspedals, der Auslenkweg, insbesondere Pedalweg, und/oder die Betätigungskraft, insbesondere Pedalkraft, erfasst und an die Fahrzeugsteuerung weitergeleitet, in der daraus eine Nenn-Bremskraft bestimmt wird. Bei der oben beschriebenen Ausführung der Federspeicherbremse mit einer Feder zur Aufbringung der Vorspannkraft wird also der Pedalweg und/oder die Pedalkraft beim Betätigen des Bremspedals der Betriebsbremse gemessen und die Kompression der Feder sensiert. Somit kann eine Korrelation zwischen Pedalweg bzw. Pedalkraft und Bremskraft der Betriebsbremse hergestellt werden. Für eine bestimmte Pedalkraft bzw. einen bestimmten Pedalweg ist somit durch Sensierung der Kompression der Feder eine Bremskraft bekannt und es kann auf eine Nenn-Bremskraft extrapoliert werden
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Vorzugsweise wird vor der Bremsfunktionsprüfung der Betriebsbremse eine Bremsfunktionsprüfung der Feststellbremse durchgeführt. Es sollte also zunächst die Prüfung der Feststellbremse erfolgen. Da sich Feststell- und Betriebsbremse bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Bremseinheit das Lamellenpaket teilen, kann bei erfolgreicher Prüfung der Feststellbremse davon ausgegangen werden, dass die Lamellen auch für die Betriebsbremse in Ordnung sind. Daher reicht es aus, die Betriebsbremse nur hinsichtlich der aufgebrachten Axialkraft auf die Lamellen zu prüfen.
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Die der eigentlichen Bremsfunktionsprüfung der Betriebsbremse vorgeschaltete Bremsfunktionsprüfung der Feststellbremse kann auf herkömmliche Weise nach dem Stand der Technik erfolgen.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Bremsfunktionsprüfung der Feststellbremse aber dynamisch, d.h. unter Einbeziehung einer Fahrbewegung der mobilen Arbeitsmaschine. Dabei werden während der Fahrbewegung auftretende Fahrparameter des Fahrantriebs und Bremsparameter der Feststellbremse erfasst und in einer Datenverarbeitungseinheit ausgewertet sowie mit Referenzkennlinien abgeglichen.
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Als Fahrparameter werden zweckmäßigerweise zumindest Fahrgeschwindigkeit und/oder Drehzahl des Fahrantriebs und/oder Antriebsmoment des Fahrantriebs erfasst. Als Bremsparameter werden bevorzugt zumindest Bremsmoment der Feststellbremse und/oder Bremsdruck der Feststellbremse und/oder Bremskraft der Feststellbremse erfasst.
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Die Erfindung betrifft ferner eine mobile Arbeitsmaschine, insbesondere ein Flurförderzeug, zur Durchführung des Verfahrens mit einer Bremseinheit, welche eine Feststellbremse und eine Betriebsbremse umfasst, wobei die Feststellbremse als Federspeicherbremse mit einem eine Vorspannkraft aufbringenden Kraftspeicher, insbesondere einer Feder, ausgebildet ist und die Betriebsbremse eine zur Vorspannkraft entgegengesetzte Bremskraft auf den Bremsrotor aufbringen kann.
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Bei einer solchen mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere einem Flurförderzeug, wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kraftspeicher mit einem Sensor zur Erfassung eines Überdrückens der Vorspannkraft durch die Bremskraft der Betriebsbremse versehen ist.
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Zweckmäßigerweise weist die Feststellbremse mindestens eine Druckplatte als ersten Bremskörper auf, die in einer Bremsposition der Feststellbremse von der Vorspannkraft gegen ein Lamellenpaket gedrückt wird, das aus einer Mehrzahl von drehbaren und abzubremsenden Bremsrotoren und Bremsstatoren aufgebaut ist, und die Druckplatte zum Lösen der Feststellbremse durch eine Lüftvorrichtung in eine gelüftete Position beaufschlagt werden kann, wobei in der gelüfteten Position der Druckplatte eine Betriebsbremsung durch die Betriebsbremse ermöglicht wird, während in der Bremsposition der Feststellbremse die Betriebsbremse eine zur Vorspannkraft entgegengesetzte Bremskraft auf das Lamellenpaket aufbringen kann und die Druckplatte bis in die gelüftete Position gedrückt werden kann.
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Vorzugsweise steht der Sensor mit einer Anzeigevorrichtung in Wirkverbindung. Auf diese Weise kann das erfolgreiche Überdrücken der Vorspannkraft der Prüfperson akustisch und/oder optisch gemeldet werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann der Sensor auch mit einer Fahrzeugsteuerung in Wirkverbindung stehen.
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Die Erfindung eignet sich für alle Arten von mobilen Arbeitsmaschinen. Insbesondere ist die Erfindung für Flurförderzeuge, z.B. Gegengewichtsgabelstapler, geeignet. Auch bei Schleppfahrzeugen und landwirtschaftlichen Fahrzeugen sowie forstwirtschaftlichen Fahrgeräten kann die Erfindung mit Vorteil eingesetzt werden.
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Mit der Erfindung ist eine ganze Reihe von Vorteilen verbunden:
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Mit der Erfindung ist eine schnelle und zuverlässige Prüfung der Betriebsbremse durch Überdrücken der als Federspeicherbremse ausgebildeten Feststellbremse möglich. Dabei muss kein Antriebsmoment aufgebracht werden, wodurch sich ein Sicherheitsgewinn ergibt. Außerdem ermöglicht die Erfindung eine bedarfsoptimierte Bremsfunktionsprüfung anstelle einer pauschalen Inbetriebnahmeprüfung. Dadurch entstehen keine unnötigen Verzögerungen für den Betreiber bzw. Fahrer. Ferner ergibt sich durch eine genauere Bestimmung des optimalen Wartungszeitpunktes eine bessere Wirtschaftlichkeit.
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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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Die Figur zeigt eine Schnittdarstellung einer Bremseinheit einer mobilen Arbeitsmaschine, beispielsweise eines Flurförderzeugs, mit einer Feststellbremse 1 und einer Betriebsbremse 2.
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Eine Druckplatte 3 bildet einen ersten Bremskörper 4 und wird durch eine Feder 5 als Kraftspeicher 6 in der Darstellung der Figur nach rechts vorgespannt auf ein Lamellenpaket 7, das aus einer Mehrzahl von Bremsstatoren 8 und Bremsrotoren 9 aufgebaut ist, die abwechselnd angeordnet sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Bremsrotoren 9 auf zwei Wellen 10 aufgeteilt, die drehend mit einem rechten und einem linken Rad verbunden sind. Dadurch kann die Feststellbremse 1 zwei Räder einer Achse zugleich abbremsen. Durch eine Lüftvorrichtung 11 in Form eines Elektromagneten 12 kann die Druckplatte 3 gegen die Kraft der Feder 5 nach in der Figur links in eine gelüftete Position gezogen werden. Führungsschrauben 13 dienen zur Drehsicherung und Führung der Druckplatte 3 und durch Radialdichtringe 14 erfolgt eine Abdichtung für das Hydraulikfluid, in dem das Lamellenpaket 7 läuft.
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Wenn der Elektromagnet 12 stromlos ist, drückt die Feder 5 die Druckplatte 3 nach in der Figur rechts und komprimiert das Lamellenpaket 7, wodurch die Bremsrotoren 9 und über diese die zwei Wellen 10 in einer Funktion als Feststellbremse 1 abgebremst werden.
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Die Betriebsbremse 2 besteht aus einem Hydraulikkolben 15, der bei Betätigung auf das Lamellenpaket 7 eine Kraft in Richtung auf die Druckplatte 3 gegen in Richtung der Figur links in die Richtung der Vorspannkraft der Feder 5 ausübt. Der Hydraulikkolben 15 kann ringförmig ausgeführt sei oder von mehreren über den Umfang verteilten Hydraulikkolben gebildet sein. Wenn die Druckplatte 3 sich in der gelüfteten Position befindet, kann dadurch eine Betriebsbremsung erfolgen. Wenn die Druckplatte 3 sich in einer Bremsposition befindet, so kann durch den Hydraulikkolben 15 bei entsprechender Auslegung die Druckplatte 3 nach links bis in deren gelüftete Position verschoben werden.
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Zur Bremsfunktionsprüfung der Betriebsbremse 2 wird diese mit maximaler Betriebskraft betätigt. Wenn dadurch die Feder 5 der Feststellbremse 1 überdrückt, also bis zum Anschlag komprimiert wird, liegt mindestens eine Betriebsbremskraft der Betriebsbremse so hoch wie die Feststellbremskraft der Feststellbremse vor.
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Das erfolgreiche Überdrücken der Feder 5 wird über eine Sensorik erfasst und der Prüfperson auf einem Display angezeigt. Alternativ oder zusätzlich kann diese Information an eine Fahrzeugsteuerung der Arbeitsmaschine weitergeleitet werden.
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Bei der erfindungsgemäßen Bremseinheit, bei der die als Federspeicherbremse ausgebildete Feststellbremse 1 mittels des Elektromagneten 12 in die Lösestellung betätigt und somit gelüftet wird, kann weiterhin auf einfache Weise eine Verschleißerkennung des Lamellenpakets 7 umgesetzt werden. Mit zunehmendem Verschleiß der Lamellen 8, 9 des Lamellenpakets 7 vergrößert sich der Luftspalt 20 des Bremskörpers 4, der zum Lüften der Feststellbremse 1 überwunden werden muss. Der Strom, der in den Elektromagneten 12 eingebracht werden muss, um die Federspeicherbremse 1 zu lösen, steigt exponentiell mit dem Luftspalt 20 an. Über ein Strommessung kann daher der Luftspalt 20 und somit der Verschleiß des Lamellenpakets 7 in einfacher Weise bestimmt werden. Der Verschleißzustand der Bremseinheit 1 automatisch, beispielsweise drahtlos über eine Internetverbindung, an eine Servicestelle oder an ein Flottenmanagementsystem übermittelt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011004995 A1 [0006]
