DE10324723A1 - Federspeicher-Feststellbremse für Fahrzeuge mit Fremdkraftbremsanlage - Google Patents

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Abstract

Eine Federspeicher-Feststellbremse für Fahrzeuge mit Fremdkraftbremsanlage umfasst wenigstens einen Federspeicherbremszylinder (32), der mit einer Druckmittelquelle (16) über eine Versorgungsleitung (44) verbunden ist, im gelösten Zustand der Feststellbremse mit dem Druck der Druckmittelquelle über ein Versorgungsventil (30) beaufschlagt ist und im eingelegten Zustand der Feststellbremse über das Versorgungsventil und eine Druckentlastungsleitung (46) mit einer Drucksenke (14) verbunden ist. Zwischen dem Versorgungsventil (30) und dem Federspeicherzylinder (32) ist ein sperrbares Ventil (34) angeordnet. Die beiden Ventile (30 und 34) sind so schaltbar, dass beim Einlegen der Feststellbremse beide Ventile zur Druckentlastung des Federspeicherzylinders in die Durchfluss-Grundstellung schaltbar sind zur Verbindung des Federspeicherzylinders mit der Drucksenke, zum Lösen der Federspeicherbremse das Versorgungsventil (30) auf die Druckmittelquelle (16) und das sperrbare Ventil (34) in die Durchlassstellung schaltbar sind zur Verbindung mit der Druckmittelquelle zur Druckeinsteuerung in den Federspeicherzylinder (32) und nach eingelegter Federspeicherbremse das sperrbare Ventil (34) in die Sperrstellung schaltbar ist zum Abkoppeln des Federspeicherzylinders von der Versorgungsleitung (44) und danach das Versorgungsventil (30) wieder in die Durchfluss-Grundstellung schaltbar ist zur Verbindung der Versorgungsleitung (44) mit der Drucksenke (14).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Federspeicher-Feststellbremse für Fahrzeuge mit Fremdkraftbremsanlage gemäß Obergriff des Anspruchs 1.
  • Feststellbremsanlagen für Fahrzeuge gibt es in den unterschiedlichsten Ausführungsformen. Es gibt Seilzug-Park/Feststellbremsen, druckluftbetätigte Federspeicherbremsen und hydraulisch lösbare Federspeicherbremsen. Der Nachteil von Seilzug-Park-/Feststellbremsen ist vor allem die aufwendige Seilzugmechanik, die viel Platz benötigt und sehr störanfällig ist. Eine automatische Bremsbetätigung ist nicht möglich. Die Nachteile bisheriger druckluftbetätigter Federspeicher-Feststellbremsen sind vor allem in der aufwendigen Druckluftversorgung und der Anordnung eines Federspeicherventils in der Fahrerkabine zu sehen. Die Nachteile bisheriger hydraulisch lösbarer Federspeicherbremsen bestehen unter anderem darin, dass der Aufwand für Ventile und die hydraulische Druckversorgung groß ist und dass Druckleitungen in der Fahrerkabine angeordnet sind.
    •
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Federspeicher-Feststellbremse für Fahrzeuge der eingangs genannten Art sicherer zu machen, insbesondere so auszubilden, dass unerwünschte Änderungen des Zustandes der Feststellbremse bei Fehlbedienung und bei Auftreten von Fehlern verhindert werden – unter Einhaltung der gesetzlichen Bestimmungen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Aufgabenlösung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabenlösung verbessert die Funktionalität der Federspeicher-Feststellbremse unter Einhaltung der gesetzlichen Anforderungen bei gleichzeitiger Erhöhung der Systemsicherheit.
    •
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand der beifügten Zeichnung, die beispielhaft ein Blockschaltbild eines Teils einer hydraulischen bzw. elektrohydraulischen Federspeicher-Feststellbremsanlage gemäß vorliegender Erfindung zeigt, näher erläutert werden.
  • Der in der Zeichnung dargestellte Teil einer Federspeicher-Bremsanlage 2 umfasst einen Feststellbrems- oder Parkbremsschalter 4 welcher, wie dargestellt, vorzugsweise ein kombinierter Zug-/Druckschalter ohne Arretiereinrichtung bzw. ohne Raststellen ist, der stets in die mittlere Neutral-Position zurückkehrt und der Betätigung der Feststellbremse dient. Bspw. ist die Feststellbremse bei gedrücktem Schalter gelöst und bei gezogenem Schalter eingelegt. Der Betätigungszustand der Feststellbremse wird z.B. durch eine Lampe angezeigt. Die Ausführung des Schalters 4 ohne Raststellen also ohne Arretierung in den Betätigungszuständen ist vorgesehen, damit die Feststellbremse von verschiedenen Einrichtungen betätigt werden kann. Auf diese Weise kann man auf aufwendige mechanische Vorrichtungen zur Rückstellung des Schalters aus einer Raststellung oder Arretierung verzichten.
  • Der Feststellbremsschalter 4 ist über Leitungen 6, 8 elektrisch mit einer zentralen Steuereinrichtung 10 verbunden, die die Feststellbremse über einen Druckmittelkreis 12 steuert. Der Druckmittelkreis 12 umfasst einen Druckmittelvorratsbehälter 14, einen Druckmittel-Energiespeicher 16 als Druckmittelquelle, eine Druckmittelpumpe 18, die von einem Motor 20 angetrieben wird, welcher über eine elektrische Leitung 22 von der Steuereinrichtung 10 steuerbar ist, einen als variablen Widerstand dargestellten Druckgeber 24, der den Druck im Energiespeicher 16 überwacht und über eine elektrische Leitung 26 mit der Steuereinrichtung 10 verbunden ist, ein über eine Leitung 28 elektromagnetisch von der Steuereinrichtung betätigbares Versorgungsventil 30, einen Federspeicherzylinder 32, ein weiteres, sperrbares Ventil 34, das von der Steuereinrichtung 10 über eine Leitung 35 elektromagnetisch schaltbar ist und zwischen dem Versorgungsventil 30 und dem Federspeicherzylinder 32 in einer das Versorgungsventil 30 und den Federspeicherzylinder 32 verbindenden Verbindungsleitung 33 angeordnet ist, und einen Druck- oder Wegsensor 36, der die Funktion des Federspeicherzylinders 32 überwacht und über eine elektrische Leitung 38 mit der zentralen Steuereinrichtung 10 verbunden ist zum Erkennen und Kompensieren von Fehlern der Feststellbremse.
  • Der Federspeicherzylinder 32 weist eine Federkammer 40 mit Feder 41 und eine Druckkammer 42 auf, die über die Ventile 34 und 30 und eine Versorgungsleitung 44 und Druckleitung 45 mit dem Energiespeicher 16 und der Pumpe 18 und über eine Druckentlastungsleitung 46 mit dem Vorratsbehälter 14 verbindbar ist.
  • Das Bezugszeichen 47 bezeichnet ein Filter, das in einer Verbindungsleitung 48 zwischen Pumpe 16 und Vorratsbehälter 14 angeordnet ist.
  • Mit den Bezugszeichen 50 und 52 sind Einrichtungen bezeichnet, die Informationen über den Zündungszustand und den Batteriezustand an die zentrale Steuereinrichtung 10 über elektrische Leitungen 54 und 56 senden, zum Feststellen, ob Batteriespannung für das System vorhanden ist, damit bspw. die Ventile betätigt werden können. Die Zündungsinformation ist bspw. von Bedeutung, wenn es Anforderungen gibt, dass bei Ausschalten der Zündung die Feststellbremse automatisch einzulegen ist, was eine weitere Möglichkeit darstellt, die Feststellbremse zu aktivieren.
  • Das Bezugszeichen 58 bezeichnet eine Steuerelektronik für das Getriebe, über die z. B. bei einem Automatik-Getriebe über eine elektrische Leitung 60 der zentralen Steuereinheit 10 signalisiert wird, dass die Feststellbremse einzulegen ist, wenn das Automatik-Getriebe in die Parkstellung geschaltet ist. Entsprechende Informationen erhält die Steuerelektronik 58 über einen Datenbus 62.
  • Der Druckmittel-Energiespeicher 16 wird druckmäßig vom Druckgeber 24 überwacht. Unterschreitet der Druck im Energiespeicher 16 einen vorbestimmbaren Wert, wird dies der zentralen Steuereinrichtung 10 vom Druckgeber mitgeteilt. Die Steuereinrichtung 10 schaltet dann den Motor 20 zur Betätigung der Pumpe 18 ein, die dann den Energiespeicher wieder auflädt, indem sie Druckmittel dem Druckmittelvorratsbehälter 14 entnimmt und in den Energiespeicher 16 einpresst.
  • Das Versorgungsventil 30 kann, wie dargestellt, als 3/2-Wegeventil ausgebildet sein, das in der Grundstellung offen ist mit Durchfluss in zwei Richtungen und elektromagnetisch gegen eine Rückstellfeder schaltbar ist. Das Versorgungsventil 30 kann auch durch 2/2 Wegeventile gebildet sein.
  • Das weitere, sperrbare Ventil 34 kann wie dargestellt, als 2/2-Wegeventil ausgebildet sein, das in der Grundstellung offen ist mit Durchfluss in zwei Richtungen und elektromagnetisch gegen eine Rückstellfeder in eine Sperrstellung schaltbar ist.
  • Die Zeichnung zeigt das Versorgungsventil 30 und das Ventil 34 in ihren Ruhestellungen, in denen die Druckkammer 42 des Federspeicherzylinders 32 über diese beiden Ventile mit dem als Drucksenke dienenden Druckmittelvorratsbehälter 14 in Verbindung steht und druckentlastet ist, so dass die Feststellbremse eingelegt ist.
  • Zum Lösen der Feststellbremse nach Betätigung des Schalters 4 wird der im Energiespeicher 16 gespeicherte Druck benötigt, wozu das Versorgungsventil 30 durch die elektronische Steuereinheit 10 umgeschaltet wird. Über das Versorgungsventil wird der Druck des Energiespeichers in die Druckkammer 42 des Federspeicherzylinders 32 geleitet, wodurch die Feder 41 im Federspeicherzylinder zusammengedrückt und die Feststellbremse gelöst wird. In diesem gelösten Zustand der Feststellbremse, d. h. also, wenn die Druckkammer 42 druckbeaufschlagt ist, schaltet die zentrale Steuereinrichtung 10 das 2/2-Wegeventil 34 um in den geschlossenen Zustand; anschließend wird die Versorgungsleitung 44 durch Umschalten des Versorgungsventils in die dargestellte Grundstellung drucklos geschaltet. Dies hat z. B. den Vorteil, dass im einfachsten Fall, wenn eine Leitung abreißt, der Federspeicherzylinder nicht automatisch entspannt wird zum Aktivieren der Feststellbremse. Um die Gefahr eines Abrisses der Leitung 33 zwischen dem 2/2-Wegeventil 34 und dem Federspeicherzylinder 32 zu vermeiden, wird das 2/2-Wegeventil 34 möglichst nahe, vorzugsweise direkt am Federspeicherzylinder 32 angeordnet. Im nicht bestromten Zustand, also in der Durchfluss-Grundstellung, nimmt das 2/2-Wegeventil keinen Einfluss auf die Stellung des Federspeicherzylinders 32.
  • Wie schon oben erwähnt, dient der Druck- oder Wegsensor 36 zur Überprüfung der Funktion des Federspeicherzylinders 32; dieser Sensor 36 überprüft nach Einschalten der Feststellbremse, ob die mechanische Reaktion an der Bremse wirklich erfolgt. Stellt der Sensor eine Leckage fest, wird diese der elektronischen Steuereinrichtung 10 mitgeteilt, die dann das Versorgungsventil 30 aus der Grundstellung umschaltet und das 2/2-Wegeventil 34 ausschaltet, d. h. in die Durchlass-Grundstellung schaltet, wodurch die Druckkammer 42 des Federspeicherzylinders 32 mit Druckmittel aus dem Energiespeicher 16 nachgefüllt wird. Nach Erreichen des zum Lösen der Feststellbremse ausreichenden Drucks wird das 2/2-Wegeventil wieder in den Sperrzustand umgeschaltet und das Versorgungsventil 30 in den Durchlass-Grundzustand zurückgeschaltet, so dass die Versorgungsleitung 44 wieder drucklos wird. Das Drucklosschalten der Versorgungsleitung vermindert die Gefahr eines Leitungsabrisses, da die Druckleitungen regelmäßig quer durch das Fahrzeug verlaufen.
  • Die zentrale Steuereinrichtung 10 überwacht und steuert die elektrischen Zustände der Ventile 30 und 34. Sollte das sperrbare Ventil 34 aus der Schließstellung in die Offenstellung ungewollt umschalten, erkennt dies die zentrale Steuereinrichtung als Fehler und schaltet das Versorgungsventil 30 aus der Durchlassstellung um in die Versorgungsstellung, die eine Verbindung zwischen Federspeicherzylinder 32 und Druckmittelquelle 16 herstellt, so dass die Druckkammer 42 des Federspeicherzylinders 32 weiterhin druckbeaufschlagt und die Federspeicherbremse gelöst bleibt, so dass ein unerwünschtes Einlegen der Feststellbremse bei einem Fehler am sperrbaren Ventil 34 verhindert wird.
  • Ohne das Ventil 34 wird abhängig von der Schaltstellung des Versorgungsventiles 30 die Feststellbremse gelöst oder angelegt: Wird die Feststellbremse gelöst, so wird die Versorgungsleitung 44 mit dem Druckspeicher 16 verbunden und wird die Feder 41 im Federspeicherzylinder 32 zusammengedrückt. Dies stellt den Normalzustand während der Fahrt dar. Tritt bei einer solchen Ausführung ohne Ventil 34 ein Einfachfehler, z.B. ein Bruch der Versorgungsleitung 44 oder ein Fehler am Ventil 30 auf, führt dies zu einer Druckabsenkung in der Druckkammer 42 des Federspeicherzylinders 32, wodurch die Feder 41 entspannt wird und die Feststellbremse ungewollt angelegt wird.
  • Durch den Einbau des sperrbaren Ventils 34 ist es möglich, die Feststellbremse abzusperren und die Versorgungsleitung 44 durch Zurückschalten des Versorgungsventils 30 in den Durchlass-Grundzustand drucklos zu machen. Der Druck in der Druckkammer 42 des Federspeicherzylinders 32 und damit in der Feststellbremse bleibt erhalten, so dass ein Defekt in der Versorgungsleitung 44, z.B. ein Leitungsbruch, oder ein Defekt des Ventils 30 sich nicht auf die Feststellbremse auswirken kann, welche gelöst bleibt. Ein Bruch der Leitung 44 führt dann auch nicht mehr zu einem Verlust von Bremsflüssigkeit und zu einem Ausfall des Bremskreises.
  • Die Erfindung ist anhand der Zeichnung für eine Hydraulik-Federspeicher-Feststellbremsanlage beschrieben worden; es versteht sich aber, dass die Erfindung analog bei einer pneumatischen Bremsanlage einsetzbar ist.

Claims (9)

  1. Federspeicher-Feststellbremse für Fahrzeuge mit Fremdkraftbremsanlage, mit wenigstens einem Federspeicherbremszylinder, der mit einer Druckmittelquelle über eine Versorgungsleitung verbindbar ist, im gelösten Zustand der Feststellbremse mit Druck der Druckmittelquelle über ein Versorgungsventil beaufschlagt ist und im eingelegten Zustand der Feststellbremse über das Versorgungsventil und eine Druckentlastungsleitung mit einer Drucksenke verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass – zwischen dem Versorgungsventil (30) und dem Federspeicherzylinder (32) ein sperrbares Ventil (34) angeordnet ist, wobei die beiden Ventile (30, 34) so schaltbar sind, dass – zum Einlegen der Federspeicherbremse beide Ventile (30, 34) zur Druckentlastung des Federspeicherzylinders (32) in die Durchflussstellung schaltbar sind zur Verbindung des Federspeicherzylinders (32) mit der Drucksenke (14), – zum Lösen der Federspeicherbremse das Versorgungsventil (30) auf die Druckmittelquelle (16) und das sperrbare Ventil (34) in die Durchlassstellung schaltbar sind zur Verbindung des Federspeicherzylinders mit der Druckmittelquelle und zur Druckeinsteuerung in den Federspeicherzylinder (32) und – nach eingelegter Feststellbremse das sperrbare Ventil (34) in die Sperrstellung schaltbar ist zum Abkoppeln des Federspeicherzylinders (32) von der Ver sorgungsleitung (44) und – danach das Versorgungsventil (30) wieder in die Durchflussstellung schaltbar ist zur Verbindung der Versorgungsleitung (44) mit der Drucksenke (14).
  2. Federspeicher-Feststellbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Versorgungsventil (30) ein 3/2-Wegeventil ist mit Durchfluss-Grundstellung mit Durchfluss in zwei Richtungen (Druckentlastungsstellung) und elektromagnetischer Betätigung in eine Druckversorgungsstellung gegen eine Rückstellkraft.
  3. Federspeicher-Feststellbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Versorgungsventil (30) durch zwei 2/2 Wegeventile gebildet ist.
  4. Federspeicher-Feststellbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das sperrbare Ventil (34) ein 2/2-Wegeventil mit Durchfluss-Grundstellung mit Durchfluss in zwei Richtungen und elektromagnetisch betätigbarer Sperrstellung gegen eine Rückstellkraft ist.
  5. Federspeicher-Feststellbremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das sperrbare Ventil (34) nahe am Federspeicherzylinder (32) oder direkt am Federspeicherzylinder (32) angeordnet ist.
  6. Federspeicher-Feststellbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile (30, 34) von einer zentralen Steuereinrichtung (10) gesteuert werden.
  7. Federspeicher-Feststellbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein an die zentrale Steuereinheit (10) angeschlossener Druck- oder Wegsensor (36) den Federspeicherzylinder (32) auf ordnungsgemäße Funktion überwacht und einen erkannten Funktionsfehler kompensiert
  8. Federspeicher-Feststellbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Feststellung einer Leckage im Federspeicherzylinder (32) die zentrale Steuereinheit (10) das Versorgungsventil (30) aus der Grundstellung in die Versorgungsstellung umschaltet und das sperrbare Ventil (34) in die Durchlassstellung zurückschaltet zur Verbindung des Federspeicherzylinders (32) mit der Versorgungsleitung (44) und der Druckmittelquelle (16) zwecks Nachfüllen des Federspeicherzylinders (36) aus der Druckmittelquelle.
  9. Federspeicher-Feststellbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Steuereinheit (10) bei fehlerhaftem Umschalten des sperrbaren Ventils (34) in die Durchlass-Grundstellung das Versorgungsventil (30) in die Versorgungsstellung umschaltet zur Verbindung des Federspeicherzylinders (32) mit der Druckmittelquelle (14).
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