-
Die Erfindung betrifft eine Druckerzeugungsvorrichtung für eine Bremsvorrichtung, eine Bremsvorrichtung, ein Verfahren sowie eine Verwendung.
-
Aus dem Stand der Technik ist eine große Anzahl an Hydraulik-Bremsvorrichtungen bekannt, die in vielen Fällen eine Steuerung aufweisen, die einen Elektromotor ansteuern/bestromen, der wiederum eine Pumpe antreibt, die für den Transport eines Hydraulikfluids sorgt, welches insbesondere einem Hydraulikfluid-Tank entstammt, wobei das Hydraulikfluid über ein Druckbegrenzungsventil und ein sich daran anschließendes 3/2-Wegeventil oder auch 2/2-Wegeventil in Richtung einer Bremseneinheit strömt, in der Bremseneinheit die eigentlichen Bremsen entweder aktiv zu aktuieren (aktive Bremse) oder bei einer passiven, meistens federvorgespannten Bremse diese dann freizugeben (passive Bremse). Bei Erreichen eines durch das Druckbegrenzungsventil vorher festgelegten maximalen Betriebsdrucks wird das 3/2-Wegeventil mittels eines Druckschalters derart umgeschaltet, dass das durch den Betrieb der Pumpe geförderte Hydraulikfluid nunmehr nicht mehr in Richtung der Bremseneinheit sondern wieder zurück zum Hydraulikfluid-Tank befördert wird, so dass ein Umlauf des Hydraulikfluids verwirklicht wird. Die Pumpe kann - muss jedoch nicht - dann abgeschaltet werden, wobei in vielen Fällen die Pumpe weiterhin läuft, um eine schnellere Reaktionszeit der Hydraulik-Bremsvorrichtung für weitere Bremseinsätze zu gewährleisten.
-
Zwischen dem 3/2-Wegeventil und der Bremseneinheit ist ein Parallelzweig verwirklicht, der häufig aus einer Spannungsversorgung, einem Membranspeicher und einem 3/2-Wegeventil besteht, so dass bei einer Bestromung des 3/2-Wegeventils der Hydraulikdruck in der Bremseneinheit abgebaut wird und ein Teil des Hydraulikfluids wieder in Richtung des Hydrauliktanks fließt, so dass die Bremseneinheit entlastet wird. Bei erneuter Aktivierung der Hydraulik-Bremsvorrichtung wird das Ablassventil geschlossen und durch den Betrieb der Pumpe wird wieder Hydraulikfluid über das 3/2-Wegeventil in Richtung Bremseneinheit gefördert.
-
DE 10 2014 218 884 A1 offenbart einen hydraulischen Antrieb, insbesondere für eine hydraulischer Presse, mit wenigstens einem Hydraulikzylinder, der einen Kolbenraum und einen Ringraum und einen Kolben aufweist, der den Kolbenraum vom Ringraum trennt, mit einer ersten Hydraulikpumpe, die einen Pumpeneingang und einen Pumpenausgang aufweist, wobei der Pumpenausgang der ersten Hydraulikpumpe hydraulisch mit dem Kolbenraum verbunden ist und wobei der Pumpeneingang der ersten Hydraulikpumpe hydraulisch mit dem Ringraum verbunden ist, wobei ein Wegeventil vorgesehen ist, das eine erste und eine zweite Schaltstellung aufweist, wobei eine zweite Hydraulikpumpe vorgesehen ist, deren Förderrichtung der Förderrichtung der ersten Hydraulikpumpe am Pumpenausgang entspricht, wobei die zweite Hydraulikpumpe in der ersten Schaltstellung des Wegeventils hydraulisch mit dem Kolbenraum verbunden ist und wobei die zweite Hydraulikpumpe in der zweiten Schaltstellung des Wegeventils hydraulisch nicht mit dem Kolbenraum verbunden ist.
-
DE 10 2017 117 399 A1 offenbart ein hydraulisches Bremssystem zum Bremsen eines Fahrzeugrades nach Maßgabe einer Bremsdruckregelung, umfassend eine von einem Elektromotor angetriebene Hydraulikpumpe zur hydraulischen Druckerzeugung; eine elektronische Regeleinheit zur Ermittlung mindestens eines Stellwertes zum Ausgleich einer Regelabweichung, ausgehend von einem gemessenen Ist-Bremsdruck im Vergleich zu einer Soll-Druckvorgabe, welche mindestens ein Stellglied zur Druckerhöhung oder Druckverminderung des Ist-Bremsdrucks in Anpassung zur Soll-Druckvorgabe ansteuert, wobei die elektronische Regeleinheit den Elektromotor als Stellglied zum Ausgleich der Regelabweichung derart ansteuert, dass die Hydraulikpumpe in einer Drehrichtung eine Druckerhöhung des Bremsdrucks und in der anderen Drehrichtung eine Druckverminderung des Bremsdrucks erzeugt.
-
EP 1 389 686 B1 offenbart ein elektrohydraulisches Bremsmodul, insbesondere für eine Windkraftanlage, mit wenigstens einem Federspeicher-Bremszylinder, dessen hydraulische Druckbeaufschlagung gegen die Feder durch eine mit einer elektronischen Steuervorrichtung verbundene Ventilbaugruppe gesteuert wird, und der einem zu bremsenden Maschinenelement zugeordnet ist, wobei das Bremsmodul zur proportionalen Bremssteuerung zumindest bei Ausfall des Windkraftmaschinen-Netzes zur Ablassteuerung zu einem Tank ein durch einen Proportionalmagneten betätigbares Druckbegrenzungs-Regelventil und zur Einspeisesteuerung aus einer Druckquelle ein durch einen Schwarz-Weiß-Magneten betätigbares Umschaltventil, jeweils in Sitzventilbauweise, in Parallelschaltung in einer Arbeitsleitung zum Bremszylinder aufweist, wobei die elektrische Steuervorrichtung eine mit einem Drehzahlsensor des zu bremsenden Maschinenelementes und einem Drucksensor in der Arbeitsleitung verbundene Programmsteuerung ist, wobei zwischen der Programmsteuerung und dem Proportionalmagneten eine Stromsteuerleitung und zwischen der Programmsteuerung und dem Schwarz-Weiß-Magneten eine Spannungssteuerleitung vorgesehen sind, über die die Programmsteuervorrichtung zumindest bei Ausfall des Windkraftmaschinen-Netzes durch Strom- und Spannungsänderungen für das Maschinenelement eine Drehzahlbegrenzung auf eine Soll-Drehzahl proportional einregelt.
-
DE 103 24 723 B4 offenbart eine Federspeicher-Feststellbremse für Fahrzeuge mit Fremdkraftbremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1. Gleichwohl ist der Aufbau dieser Federspeicher-Feststellbremse relativ kompliziert.
-
Diese relativ komplizierte Art der Steuerungen erfordert eine relativ hohe Anzahl einzelner Bauelemente/Baugruppen, so dass bei längerem Betrieb in der Praxis durchaus Störungen auftreten, die es zu vermeiden respektive zu verringern gilt.
-
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Druckerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, eine Bremsvorrichtung nach Anspruch 6, ein Verfahren nach Anspruch 7 sowie eine Verwendung nach Anspruch 8 gelöst.
-
Bei erfindungsgemäßen Druckerzeugungsvorrichtung handelt es sich um eine Druckerzeugungsvorrichtung für eine Bremsvorrichtung, mit einem eine Hydraulikpumpe, die ein Hydraulikfluid befördert, antreibenden Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerzeugungsvorrichtung derart eingerichtet ist, dass ein mittels der Hydraulikpumpe durch die Beförderung des Hydraulikfluids erzeugter Druck mittels eines Speicherladeventils bis zu einem Umschaltdruck des Speicherladeventils einer Bremseneinheit der Bremsvorrichtung zugeführt wird, um beim Erreichen des Umschaltdruckes des Speicherladeventils das Hydraulikfluid nicht mehr der Bremseneinheit zuzuführen.
-
Mit ein erfindungswesentlicher Aspekt ist die Tatsache, dass ein Speicherladeventil anstatt eines Druckbegrenzungsventils, eines Druckschalters und eines 3/2-Wegeventils verwendet wird. Auf diese Weise verwendet man statt der aus dem Stand der Technik eingesetzten drei Bauelemente lediglich nur noch ein Bauelement, was eine erhebliche Vereinfachung und somit auch eine höhere Zuverlässigkeit bei gleichzeitiger Miniaturisierung hinsichtlich der Abmessungen bedeutet.
-
In diesem Kontext ist es erfindungsgemäß, da praxisbewährt, dass bei Erreichen des Umschaltdruckes das Speicherladeventil in einen Umlauf, der insbesondere quasi drucklos ist, umschaltet.
-
Weiterhin ist es erfindungsgemäß, dass im Umlauf ein Hydraulikfluidtank angeordnet ist.
-
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, da bewährt, wenn der Elektromotor nach dem Umlauf-Umschalten stromlos geschaltet wird, um einen möglichst geringen Stromverbrauch aufzuweisen, oder weiterhin bestromt läuft, um eine möglichst niedrige Latenz aufzuweisen.
-
Bei einer Entlastung einer durch die erfindungsgemäße Druckerzeugungsvorrichtung beaufschlagte Bremseneinheit ist es erfindungsgemäß, wenn sich nach dem Umlauf-Umschalten ein zwischen der Bremseneinheit und dem Speicherladeventil angeordnetes Wegeventil öffnet und den Hydraulikfluidtank freigibt, um ein kontrollierte und effiziente Entlastung zu bewerkstelligen.
-
In diesem Kontext ist es vorteilhaft, da bewährt, wenn es sich beim Wegeventil um ein 2/2-Wegeventil handelt.
-
Im Vergleich zum Stand der Technik ersetzt das 2/2-Wegeventil und das Speicherladeventil die üblichen Bauelemente Membranspeicher und 3/2-Wegeventil, was auch zu einer Verringerung der Bauelemente und somit auch zu einer zuverlässigeren Funktionsweise bei kleineren Dimensionen führt.
-
Zu einer erneuten Aktuierung der Bremseneinheit ist es vorteilhaft, dass bei einer erneuten Bestromung des Elektromotors sich das Wegeventil schließt, so dass erneut - in der Regel ausgesprochen schnell - Druck aufgebaut wird.
-
Es wird bei der erfindungsgemäßen Druckerzeugungsvorrichtung darüber hinaus im Vergleich zu vielen konventionellen Systemen in vielen Fällen auch eine zweite Spannungsversorgung - meist im Bereich von einigen wenigen Volt (häufig 24 Volt) - für die Bestromung der Steuerung eingespart, da erfindungsgemäß kein Ablassventil zu steuern ist (Stand der Technik), sondern das 2/2-Wegeventil (als Bauelement der erfindungsgemäßen Druckerzeugungsvorrichtung) in der Regel ohne Steuerung auskommt.
-
Es wird weiterhin eine Bremsvorrichtung beansprucht, die eine erfindungsgemäße Druckerzeugungsvorrichtung aufweist.
-
Weiterhin wird ein Verfahren zum Betreiben einer Bremsvorrichtung beansprucht, wobei diese eine erfindungsgemäße Druckerzeugungsvorrichtung aufweist.
-
Schließlich wird die Verwendung einer erfindungsgemäßen Druckerzeugungsvorrichtung in einer Bremsvorrichtung und/oder Verwendung eines Speicherladeventils in einer erfindungsgemäßen Druckerzeugungsvorrichtung und/oder in einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung beansprucht.
-
Durch die erfindungsgemäße Druckerzeugungsvorrichtung wird eine zuverlässige Funktionsweise insbesondere für Bremsvorrichtungen bereitgestellt, bei gleichzeitig geringeren Dimensionierungen.
-
Bei den einzelnen Bauelementen handelt es sich um handelsübliche Bauelemente; dies gilt insbesondere für die Bauelemente Spannungsversorgung für den Motor, Motor, Hydraulikfluid-Tank, Pumpe, Speicherladeventil und das 2/2-Wegeventil.
-
Die Erfindung wird im nachfolgenden in nicht-beschränkender Weise näher erläutert, wobei
- 1 - eine skizzenartige Gegenüberstellung einer aus dem Stand der Technik häufigen Ausführungsform von Druckerzeugungsvorrichtungen für Bremsvorrichtungen und einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Druckerzeugungsvorrichtung;
- 2 - eine skizzenartige Darstellung eines Nicht-Umlauf-Betriebs einer erfindungsgemäßen Druckerzeugungsvorrichtung und eines Umlauf-Betriebs einer erfindungsgemäßen Druckerzeugungsvorrichtung.
-
Die aus dem Stand der Technik bekannte Hydraulik-Bremsvorrichtung weist eine Steuerung 20 auf, die einen Elektromotor 23 (0,25 - 3 kW) ansteuert/bestromt, der wiederum eine Pumpe 22 (1,5 - 6 Liter/min) antreibt, die für den Transport eines Hydraulikfluids sorgt, welches einem Hydraulikfluid-Tank 21 entstammt, wobei das Hydraulikfluid über ein Druckbegrenzungsventil 24 und ein sich daran anschließendes 3/2-Wegeventil 26 in Richtung einer Bremseneinheit 4 strömt, in der Bremseneinheit 26 die eigentlichen Bremsen entweder aktiv zu aktuieren (aktive Bremse) oder bei einer passiven, meistens federvorgespannten Bremse diese dann freizugeben (passive Bremse). Bei Erreichen eines durch das Druckbegrenzungsventil 24 vorher festgelegten maximalen Betriebsdrucks (kann über ein Manometer 25 beobachtet werden) wird das 3/2-Wegeventil 26 mittels eines Druckschalters 27 (0 bis 240 bar Arbeitsbereich) derart umgeschaltet, dass das durch den Betrieb der Pumpe 22 geförderte Hydraulikfluid nunmehr nicht mehr in Richtung der Bremseneinheit 4 sondern wieder zurück zum Hydraulikfluid-Tank 21 befördert wird, so dass ein Umlauf des Hydraulikfluids verwirklicht wird. Die Pumpe 22 kann - muss jedoch nicht - dann abgeschaltet werden, wobei in vielen Fällen die Pumpe 22 weiterhin läuft, um eine schnellere Reaktionszeit der Hydraulik-Bremsvorrichtung für weitere Bremseinsätze zu gewährleisten.
-
Zwischen dem 3/2-Wegeventil 26 und der Bremseneinheit 4 ist ein Parallelzweig verwirklicht, der häufig aus einer Spannungsversorgung 28, einem Membranspeicher 29 und einem Ablassventil 30 (und natürlich aus einer Hydraulikfluid-Leitung, die mit dem Hydraulikfluid-Tank 21 verbunden ist) besteht, so dass bei einer Bestromung des Membranspeichers 29 respektive des Ablassventils 30 der Hydraulikdruck in der Bremseneinheit 4 abgebaut wird und ein Teil des Hydraulikfluids wieder in Richtung des Hydraulikfluidtanks 21 fließt, so dass die Bremseneinheit 4 entlastet wird. Bei erneuter Aktivierung der Hydraulik-Bremsvorrichtung wird das Ablassventil 30 geschlossen und durch den Betrieb der Pumpe 22 wird wieder Hydraulikfluid über das 3/2-Wegeventil 26 in Richtung Bremseneinheit 4 gefördert.
-
Diese relativ komplizierte Art der Steuerung erfordert eine relativ hohe Anzahl einzelner Bauelemente/Baugruppen, so dass bei längerem Betrieb in der Praxis durchaus Störungen auftreten, die es zu vermeiden respektive zu verringern gilt.
-
Bei der erfindungsgemäßen Druckerzeugungsvorrichtung handelt es sich um eine Druckerzeugungsvorrichtung für eine Bremsvorrichtung, mit einem eine Hydraulikpumpe 1, die ein Hydraulikfluid befördert, antreibenden Elektromotor 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerzeugungsvorrichtung derart eingerichtet ist, dass ein mittels der Hydraulikpumpe 1 durch die Beförderung des Hydraulikfluids erzeugter Druck mittels eines Speicherladeventils 3 bis zu einem Umschaltdruck des Speicherladeventils 3 der Bremseneinheit 4 der Bremsvorrichtung zugeführt wird, um beim Erreichen des Umschaltdruckes des Speicherladeventils 3 das Hydraulikfluid nicht mehr der Bremseneinheit 4 zuzuführen.
-
Mit ein erfindungswesentlicher Aspekt ist die Tatsache, dass ein Speicherladeventil 3 anstatt eines Druckbegrenzungsventils 24, eines Druckschalters 27 und eines 3/2-Wegeventils 26 verwendet wird. Auf diese Weise verwendet man statt der aus dem Stand der Technik eingesetzten drei Bauelemente lediglich nur noch ein Bauelement, was eine erhebliche Vereinfachung und somit auch eine höhere Zuverlässigkeit bei gleichzeitiger Miniaturisierung hinsichtlich der Abmessungen bedeutet.
-
Bei Erreichen des Umschaltdruckes schaltet das Speicherladeventil 3 in einen Umlauf 5, wobei im Umlauf 5 ein Hydraulikfluidtank 6 angeordnet ist.
-
Nach erfolgter Umlauf-Umschaltung findet kein Druckaufbau durch den Elektromotor 2 mehr statt, lediglich eine Umwälzung des Hydraulikfluids. Hieraus ergibt sich der geringe Energieverbrauch im Vergleich zum Stand der Technik.
-
Bei einer Entlastung einer durch die erfindungsgemäße Druckerzeugungsvorrichtung beaufschlagte Bremseneinheit 4 ist es von Vorteil, da bewährt, wenn sich nach dem Umlauf-Umschalten ein zwischen der Bremseneinheit 4 und dem Speicherladeventil 3 angeordnetes Wegeventil 7 öffnet und den Hydraulikfluidtank 6 freigibt, um eine kontrollierte und effiziente Entlastung zu bewerkstelligen, wobei es sich beim Wegeventil 7 um ein 2/2-Wegeventil 7 handelt.
-
Im Vergleich zum Stand der Technik ersetzt das 2/2-Wegeventil 7 die üblichen Bauelemente Membranspeicher 29 und 3/2-Wegeventil 30, was auch zu einer Verringerung der Bauelemente und somit auch zu einer zuverlässigerenden Funktionsweise bei kleineren Dimensionen führt.
-
Zu einer erneuten Aktuierung der Bremseneinheit 4 ist es vorteilhaft, dass bei einer erneuten Bestromung des Elektromotors 2 sich das Wegeventil 7 schließt, so dass erneut - in der Regel ausgesprochen schnell - Druck aufgebaut wird.
-
Es wird bei der erfindungsgemäßen Druckerzeugungsvorrichtung darüber hinaus im Vergleich zu vielen konventionellen Systemen in vielen Fällen auch eine zweite Spannungsversorgung 31- meist im Bereich von einigen wenigen Volt (häufig 24 Volt) - für die Bestromung der Steuerung eingespart, da erfindungsgemäß kein 3/2-Wegeventil 30 zu steuern ist (Stand der Technik), sondern das 2/2-Wegeventil 7 (als Bauelement der erfindungsgemäßen Druckerzeugungsvorrichtung) in der Regel ohne Steuerung auskommt.
-
Im Nicht-Umlauf-Betrieb (linke Seite der 2) fließt das Hydraulikfluid in einem Nicht-Umlauf 9 in Richtung der Bremseneinheit4, während im Umlaufbetrieb (rechte Seite der 2) bei einer Entlastung der Bremseneinheit 4 Hydraulikfluid in einem Entlastungsnichtumlauf 10 zum Hydraulikfluidtank 6 fließt, da das 2/2-Wegeventil geöffnet ist.
-
Durch die erfindungsgemäße Druckerzeugungsvorrichtung wird eine zuverlässige Funktionsweise insbesondere für Bremsvorrichtungen bereitgestellt, bei gleichzeitig geringeren Dimensionierungen.
-
Bei den einzelnen Bauelementen handelt es sich um handelsübliche Bauelemente; dies gilt insbesondere für die Bauelemente Spannungsversorgung 11 für den Motor 2, Motor 2, Hydraulikfluid-Tank 6, Pumpe 1, Speicherladeventil 3 und das 2/2-Wegeventil 7.
