DE2218315A1

DE2218315A1 - Elektro-pneumatisches Bremssystem mit dazugehörigem Ventilmechanismus

Info

Publication number: DE2218315A1
Application number: DE19722218315
Authority: DE
Inventors: B C Deem; R D Krieder; R J Morse; D E Schnipke
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1971-04-16
Filing date: 1972-04-15
Publication date: 1972-10-26
Also published as: FR2133591B1; SE377085B; JPS5729303B1; IT957193B; DE2218315B2; SE391160B; DE2218315C3; FR2133591A1

Description

\νΙ3!ίβ

Οι ing. H. Nogendank

^ipi. I113.}! Hauck - Üioi. Phys. W. Schmitz

Dipl. Ing. E. GraHfs - Dipi. In^. W. Wehnert

8 München 2, ":^»rt-Waßo 23

Telefon S5S05S6

The Bendix Corporation

Executive Offices

Bendix Center 11. April 1972

Southfield,Mich.48075,USA Anwaltsakte M-2116

Eiektro-pneumatiaches Bremssystem mit dazugehörigem Ventilmeohanismus

Die Erfindung betrifft ein elektro-pneumatisches Bremssystem für ein luftgebremstes Fahrzeug und die Verwendung eines derartigen Systems in einem aus Zugwagen und Anhänger bestehendem fahrzeug.

Die übliohen Luftbremssysteme verwenden ein vom fahrer betätigtes Bremssteuerventil, das ein oder mehrere Eelaisventile betätigt, die die ihnen zugeordneten Bremszylinder mit dem Luftbehälter verbindet. Da sich die Druokimpulae in der sich zwisohen dem Bremssteuerventil und dem Relaisventil erstreckenden Steuerleitung mit Schallgeschwindigkeit fortsetzen, werden die hinteren Bremsen des Fahrzeugs nach den vorderen Bremsen betätigt. Während in kürzeren

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Fahrzeugen dieser Zeitverzug unbedeutend klein ist, kann er in längeren Fahrzeugen, z.B. in Zugwagen-Anhängerkombinationen, ausreichend groß sein, um den Bremabetrieb nachteilig zu beeinflussen. Dieses Problem wird inabesondere bei den sogenannten "Autobahnzügen" akut, die aus einem oder zwei von einer einzigen Antriebseinheit gezogenen Anhängern bestehen.

Es ist daher ein wichtiges Ziel der Erfindung, den Zeitverzug zwischen der Betätigung des Bremsateuerventils eines luftgebramsten Fahrzeugs und der Betätigung der Fahrzeugbremsen zu vermindern.

Daa erfindungsgemäße Bremsbetätigungssystem betrifft eine Bauart mit einer Druokmittelquelle, mit durch Druckmitteldruck betätigten Bremszylindern und mit einem mit der Druokmittelquelle verbundenen durch den Fahrer betätigten Bremssteuerventil. Es ist daduroh gekennzeichnet, daß es eine Steuereinrichtung aufweist, die das Druckmitteldruckniveau am Bremasteuerzylinder mit dem zu den Bremazylindern gelieferten Druokniveau vergleicht, die ein erstes Fehleraignal erzeugt, wenn das Druokniveau am Bremssteuerventil das zu den Bremazylindern gelieferte Druckniveau um mehr ala einen vorgegebenen Wert übersteigt, die einzweites Fehleraignal erzeugt, wenn das zu den Bremszylindern gelieferte Druckniveau das Druokniveau am Bremasteuerventil um mehr ala einen vor-

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gegebenen Wert übersteigt, und daß es vom ersten und zweiten Fehlersignaχ abhängige Ventile aufweist, die die Bremszylinder mit der Druckmittelquelle verbinden bzw. die Bremszylinder entlüften.

Gemäß einer weiteren Besonderheit der Erfindung weist das Bremsbetätigungssystem eine im Fahrerhaus des Fahrzeugs angeordnete Viameinrichtung auf sowie eine Ausfallsicherungseinrichtung zum Einschalten der Warneinrichtung, wenn eine Störung ein zufriedenstellendes Arbeiten der Steuereinrichtung verhindert.

Die Erfindung betrifft auch ein Zugwagen-Anhängerbremssystem mit einer Druckmittelquelle, mit durch Druckmitteldruck betätigten Bremszylindern, mit einem ersten vom Zugwagen getragenen Druckmittelbehälter, mit einem zweiten vom Anhänger getragenen Druckmittelbehälter, mit einem durch den Fahrer betätigten Bremssteuerventil, das zum Betätigen der Zugwagen- und Anhängerbremsen mit dem ersten Behälter verbunden ist, mit einem vom Zugwagen getragenen Relaisventil, das die vom Anhänger getragenen Bremszylinder betätigt, wobei das Relaisventil einen Primärabschnitt und einen Auslaßabachnitt hat, wobei der Primärabschnitt abhängig ist vom Druckmitteldruck, um den Auslaßabschnitt zu veranlassen, den zweiten Behälter mit den vom Zugwagen getragenen Bremsaylindern zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß eine

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Steuereinrichtung das Niveau des Druckmitteldruoks am Bremasteuerventil mit dem Niveau des Druckmitteldrucka an den vom Anhänger getragenen Bremazylindern vergleicht und ein erates Fehlersignal erzeugt, wenn daa Druckniveau am Bremsateuerventil daa zu dem Zugwageribremszylindern gelieferte Druckniveau um mehr als einen vorgegebenen Wert übersteigt, und ein zweites Fehlersignal erzeugt, wenn daa zu den Zugwagenbremszylindern gelieferte Druckniveau daa Druckniveau am Bremssteuerventil um mehr als einei vorgegebenen Wert überateigt, daß die elektrisch betätigten Ventile abhängig sind vom ersten Fehlersignal, um den Primärabschnitt des Relaisventils mit dem zweiten Behälter zu verbinden, um hierdurch den Auslaßabschnitt zu veranlaasen, den zweiten Behälter mit den vom Zugwagengetragenen Bremszylindern zu verbinden, und ferner abhängig sind vom zweiten Fehlersignal, um den Primärabschnitt zur Atmosphäre hin zu entlüften, um hierdurch dem Aualaßabschnitt zu gestatten, auch die Zugwagenbremszylinder zur Atmosphäre hin zu entlüften.

Gemäß einer weiteren Besonderheit der Erfindung ist das Bremasteuerventil mit dem Primärabschnitt zum Betätigen des Relaisventils verbunden, wenn eine Störung einen normalen Betrieb des elektrisch betätigten Ventilmechanismus' verhindert, wobei dieser die Druckmittelverbindung zwischen dem Bremsst <* lerventil und dem Primärabschnitt unterbricht, wenn die

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Verbindung zwischen dem zweiten Behälter und dem Primärabschnitt eingeleitet wird.

Auf diese Weise kehrt das erfindungsgemäße elektro-pneuraatisohe System zur unmittelbaren luftbetatigung zurüok, wenn die elektronische Steuereinrichtung ausfällt.

Die Erfindung betrifft auch ein Relaisventil zur Verwendung in einem elektro-pneumatisohen Bremssystem, bestehend aus einer Druckquelle, einer Vielzahl von Bremszylindern und einem Bremssteuerventil zum Betätigen der Bremszylinder} wobei das Heiaisventil ein Gehäuse aufweist, das darin eine Kammer begrenzt, bestehend aus einem verschiebbar in der Kammer angeordneten Kolben, der die Kammer in erste und zweite Abschnitte teilt, wobei der erste Abschnitt mit den Bremszylindern verbunden ist, bestehend aus einem duroh die Verschiebung des Kolbens betätigten Ventil, zum Steuern der Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt und der Druokquelle sowie zwischen dem ersten Abschnitt und der Atmosphäre, wobei der Kolben versohoben werden kann von einer ersten Stellung, die den ersten Absohnitt zur Atmosphäre hin entlüftet, in eine zweite Stellung, die die Verbindung zwisohen dem ersten Abschnitt und der Atmosphäre unterbricht sowie eine Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt und der Druokquelle einleitet, und bestehend aus einer elastischen Einrichtung, die den Kolben nachgiebig in Richtung zur

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ersten Stellung drückt. Dieses Relaisventil ist dadurch gekennzeiohnet, daß es einen elektrisch betätigten Ventilmecha-' niamus aufweist, der den Druckmitteldruck von der Druckquelle zum zweiten Absohnitt leitet, wenn eine Bremsbetätigung ausgeübt wird, um den Kolben in Richtung zur zweiten Stellung zu verschieben und um den zweiten Abschnitt zur Atmosphäre hin zu entlüften, wenn die Bremsbetätigung beendet ist.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigti

Pig. 1 eine schematische Darstellung der Luft- und elektro- niao&en Kreise eines elektro-pneumatischen Bremssystems für eine Zugwagen-Anhängerkombination der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine logische Schaltung der elektronischen Kreise für die elektrische Steuereinheit, die in dem in Fig.1 gezeigten elektro-pneumatischen Bremssystem verwendet wird,

Pig. 3 einen teilweisen Querschnitt eines Relaisventils, das in dem in Pig.1 gezeigten Bremssystem verwendet wird,

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— ν —

Fig. 4 einen teilweisen QuerBchnitt im wesentlichen entlang der Linie 4 - 4 in Figo3.

]Pigei zeigt ein elektro-pneumatisches Bremssystem, das in- einem aus Zugwagen und Anhänger bestehe nden Kombinationsfahrzeug verwendet wird.

Der normalerweise vom Zugwagen getragene Teil des Systems ist allgemein mit 10 und der normalerweise vom Anhänger getragene Teil des Systems ist allgemein mit 12 bezeichnet. Die Berührungsfläche zwischen den Zugwagen- und Anhängerteilen des Systems ist allgemein mit der gestrichelten Linie 14 bezeichnet. Bas System hat eine elektronische Steuereinheit 16, die entweder vom Zugwagen- oder vom Anhängerteil des Fahrzeugs getragen werden kann. Die in Fig.1 gezeigte elektronische Steuereinheit 16 wird in Figd vom Anhänger getragene

Der vom Zugwagen getragene Teil des Bremssystems hat einen vom Fahrzeugmotor angetriebenen üblichen Luftkompressor 18. Dieser komprimiert atmosphärische Luft zur Aufladung des Luftbehälters 20. Dieser steht über eins Leitung 24 in Verbindung mit dem Einlaß eines üblichen vom Fahrer betätigten Bremssteuerventils 23· Die Leitung 24 verbindet auch den Behälter 20 mit der Einlaßöffnung eines üblichen Luftrelaisventils 26.

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Bei Betätigung der Bremsen leitet das Relaisventil26 über die leitungen 28 luft vom Behälter 20 zu den hinteren Bremsen des Zugwagens. Die Auslaßöffnungen des Bremssteuerventils 22 werden über eine leitung 30 mi* den vorderen Bremsen des Zugwagens verbunden sowie über eine leitung 32 mit der Arbeiteöffnung des Relais 26 und über leitungen 36 und 38 mit der Arbeitsöffnung eines zweiten am Anhänger angeordneten Relaisventils Die leitungen 36 und 38 werden durch eine geeignete Kupplung an der Zugwagen-Anhänger-Berührungsfläche miteinander vereinigt. Die Druckluft wird auch vom Behälter 20 über eine leitung 44 zu einem zweiten am Anhänger angeordneten Behälter 42 geleitet. Die leitung 44 ist über eine geeignete Kupplung 46 an eine Zweigleitung der leitung 24 an der Zugwagen-Anhänger-Berührungsfläche angeschlossen. Der Auslaß des Relaisventils ist über leitungen 48 und 48a mit den Anhängerbremsen verbunden. Wenn der Fahrer durch Betätigen des Bremsventils 22 eine Bremebetätigung bewirkt, so wird, wie dem Fachmann allgemein bekannt, Druokiuft aus dem Behälter 20 über die leitung 30 zu den vorderen Bremszylindern geleitet, über die leitung 32 zur Arbeitsöffnung des Relaisventils 26 und über die leitungen 36 und 38 zur Arbeite öffnung des Relaisventils 34» Auf diese Weise werden die Relaisventile 24 und 36 zum Weiterleiten von Druckluft aus den Behältern 20 und 42 zu den Anhängerund Zugwagenbremszylindern be tätigt«

Mit dem Bremssteuerventil 22 ist ein Druckgeber 50 verbunden,

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der ein Ausgangssignal erzeugt, das proportional dem Druck im Bremssteuerventil 22 bei Betätigung der Bremsen ist. i)aa Ausgangssignal des Druckgebers 50 wird über Leitungen 52 und 54 zur elektronischen Steuereinheit 16 übertragen. Die leitungen 52 und 54 sind duroh eine geeignete Kupplung 56 an der Zugwagen-Anhänger-Berührungsfläche miteinander vereinigt. Ein zweiter Druckgeber 58, der identisch mit dem Druckgeber sein kann, erzeugt ein dem Druck an den Auslaßöffnungen des Relaisventils 34 proportionales Ausgangssignal. Das AuBgangssignal des Druokgebers 58 wird über eine Leitung 60 zur elektronischen Steuereinheit 16 übertragen. Die Geber 50 und sind von Piezo-Widerstandtyp. Eine Leitung 62 überträgt das Ausgangssignal der elektronischen Steuereinheit 16 zu einem vom Relaisventil 34 getragenen Magnetventil 64. Dieses steuert in noch zu beschreibender Weise über eine Leitung 66 die Verbindung zwischen dem Behälter 42 und der Primärkammer des Relaisventils 34. Eine Leitung 68 verbindet einen zweiten Ausgang der Steuereinheit 16 mit einem aweiten vom Relaisventil 34 getragenen Magnetventil 70, das die Druokmittelverbindung zwischen der Primärkammer des Ralaisventila 34 und der Atmosphäre steuert.

Das Relaisventil 34 hat ein eine Kammer 74 begrenzendes Gehäuse 72, vergl. Fig.3 und 5. Dieses Gehäuse ist mit einer mit der Leitung 44 in Verbindung stehenden Versorgungaöffnung

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versehen. Diese Öffnung steht in Verbindung mit einer Zwisohenkammer 76, die ihrerseits mit dem Behälter 42 verbunden ist. Ein ilansoh 78 am Gehäuse 72 befestigt das Rexaisventil 34 mit einem geeigneten am Behälter 42 vorgesehenen Befestigungavorsprung.

Ein Kolben 80 ist verschiebbar in der Kammer 74 angeordnet und teilt diese in einen Auslaßabschnitt 82 und einen Primärabsohnitt 84. Ein ringförmiges Ventilglied 86 begrenzt darin einen Kanal 88, der normalerweise die Auslaßkammer 82 über eine Auslaßöffnung 90 mit der Atmosphäre verbindet. Eine Feder 92 drückt das Ventil 86 nachgiebig in dichtenden Eingriff mit einem ringförmigen Ventilsitz 94 am Gehäuse 72, um hierduron eine Druokmittelverbindung zwisohen der Zwischenkammer 76 und dar Auslaßkammer 82 zu verhindern. Der Kolben 80 hat ein Ventilbatätigungsglied 96, das das Ventil 86 betätigen kann. Eine Feder 98 drückt den Kolben 80 und somit das Betätigungsglied 96 weg vom Ventilglied 86. Wie dem Faohmann allgemein bekannt, verbinden nicht dargestellte Auslaßöffnungen die Auslaßkammer 82 mit den Leitungen 48 und 48a, die das Relaisventil 34 mit den Anhängerbremszylindern verbinden.

Das Relaisventil ist ferner mit einer Arbeitsöffnung 100 versehen, die über Leitungen 36 und 38 mit dem Bremssteuerventil 22 verbunden ist, und mit einer zweiten Verscrgungs-

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öffnung 102, die über die Leitung 66 mit dem Behälter 42 verbunden ist. Jede der Öffnungen 100 und 102 stellt in Vs rbindung mit einem allgemein mit 104 bezeichneten Ventilraum im Gehäuse 42· Ventilsitze 4o6 und 108 teilen dan Yentilraum 104 in einen Mittelabsohnitt 110 und zwei Sndabaehnitte 112 und 114· Wie in Pig.4 dargestellt, ist die Arbeitaöffnung mit dem Endabsohnitt 112 und die Versorgungsöffnung 102 mit dem Endabschnitt 104 verbundene Ein Kanal 116 verbindet dem Mittelabsohnitt 110 mit dem Primärabsehnitt der Kammer 74· Ein Ventilglied 118 ist verschiebbar im fflittelabsdhnJLtt 110 angeordnet und mit einer Vantilbetätigungaatange 120 versehen, die sich durch den Ventilsitz 106 erstreckt} um in Eingriff mit dem Ende eines Ankers 122 zu stehen₉ dir θχη Teil dee M_agnetventils 64 ist. Eine Feder 124 drfcakt den Anker 122 in Fig.4 nachgiebig nach links. Eins weiter® Eeäez¹ 126 drückt das Ventilglied 118 nachgiebig in Sichtung zum Vemtilaitz 106. Da jedoch die Feder 124 stärker als die leder 126 ist, vJird das Ventilglied 118 normalerweise dichtend auf dem Ventilsitz 108 gehalten und der luftstrom wird durch den Ventilsitz 106 hindurohgelassen. Das Magnetventil 46 hat ferner ein Polstück 128 und eine elektrische Spule 130o Wenn Strom durch die Spule 130 fließt, so wird in dem Fachmann allgemein bekannter Weise der Anker 122 in Fig<>4 nach rechts gegen die Vorspannung der Feder 124 bewegt. Hierdurch kann die Feder 126 das Ventilglied 118 vom Ventilsitz 108 weg

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- 12 dichtend auf den Ventilsitz 106 drücken.

Das Relaisventil 34 hat ferner eine zweite Auslaßöffnung 132, die über eine Leitung 136 mit einer Ventilkammer 1g4 in Verbindung steht ο Die Kammer 134 steht auch über einen Kanal 138 mit der Primärkammer 84 in Verbindung. Eine Feder 140 drückt einen einen Teil des Magnetventils 70 bildenden Anker 142 in Fig.4 nachgiebig nach links. Der Anker 142 trägt ein Ventilglied 144» das durch die Feder dichtend auf einen Ventilsitz 146 gedrückt wird, um normalerweise eine Druckmittelverbindung zwischen der Leitung 136 und der Ventilkammer 134 zu verhindern. Das Magnetventil 70 hat ferner ein Polstück 148 und eine Spule 150. Wenn elektrischer Strom durch die Spule fließt, so wird in dem Fachmann allgemein bekannter Weise der Anker 142 in Fig.4 nach rechts gedrückt. Hierduroh wird eine Druckmittelverbindung von der Ventilkammer 134 in die leitung 136 und durch die zweite Auslaßöffnung 132 zur Atmosphäre zugelassen.

Die in Fig.2 gezeigte Schaltung innerhalb der elektronischen Steuereinheit 16 soll nun im einzelnen beschrieben werden. Der Eingang T₁ des Gatters 50 wird in einen Inverter 152 und auch in einen Misoher eingespeist. In ähnlicher Weise wird der Eingang T₂ des Gebers 58 in den Inverter 156 und auch in den Mischer 158 eingespeist. Die Ausgänge der Inverter 152 und werden in die Eingänge der Mischer 158 bzw. 154 eingespeist,

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so daß der Ausgang des Mischers 154 gleich ist der Menge T^ minus Q?₂ und der Ausgang des Mischers 158 gleich ist der Menge Tp minus T.. Der Ausgang des Mischers 154 wird in den Eingang eines Komparators 160 eingespeist, der die Mengen T. minus T_ mit einem Bezugswert vergleicht. Die Bezugsspannung A stellt ideal eine Druckhöhe von 2,1 at dar. Aus diesem Grund muß der Druck am Bremssteuerventil 22 den 'Druck in den leitungen 48 und 48a um wenigstens 3>5 at übersteigen, bevor die Anhängerbremsen durch die elektronische Steuerung betätigt werden. In ähnlicher Weise wird der Ausgang T„ minus T₁ mit einem Bezugsniveau im Komparator verglichen. Das im Komparator 162 verwendete Bezugsniveau entspricht etwa 3,5 at. Der Ausgang des Komparators 160 triggert einen monostabilen Multivibrator 164 mit 250 Millisekunden, dessen Ausgang mit einem der Eingänge eines UND-Gatters 166 verbunden ist. Der Ausgang des Komparators 16O wird auch unmittelbar in das UND-Ggtter eingespeiste Der dritte Eingang des UND-Gatters 166 ist mit dem Ausgang eines Fensterkomparators 168 verbunden, der den Eingang T, mit zwei Bezugsniveaus B und ö vergleicht. Das Bezugsniveau B ist bis zu einem Druokniveau von etwa 2,1 at proportional, um sicherzustellen, daß der Fahrere ine Bremsbetätigung ausgeführt hat. Das Bezugsniveau C ist bis zu einem Druckniveau von etwa 105 at proportional, um sicherzustellen, daß eine Störung im SteuersystemteBinen völlig ungerechtfertigten

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-H-

Eingang T₁ ergibto Der Ausgang des UND-Gatters 166 aktiviert einen Leistungsverstärker 170, der das Magnetventil 64 betätigt» Da der Ausgang des UND-Gatter 166 endet, nachdem der monostabile Multivibrator aus dem Takt fällt (times out), kann das Magnetventil 64 mit maximal 250 Millisekunden betätigt werden« Dies ist eine ausreichende Zeitdauer, die gewährleistet, daß der Druck in der Primärkammer 84 gleich dem Druckniveau im Bremssteiierventil 22 wird, die jedoch verhindert, daß eine Störung in der elektronischen Steuereinheit die Anhängerbremsen für eine unbestimmte Zeitdauer betätigte In ähnlicher Weise ist der Ausgang des !Comparators 162 mit dem Eingang eines monostabilen Multivibrators mit 500 Millisekunden verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang eines UND-Gatters 174 verbunden ist. Der Ausgang des !Comparators 162 ist auch unmittelbar mit dem UND-Gatter 174 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 174 ist m it einem Leistungsverstärker 176 verbunden, der das Magnetventil 70 betätigt, welches das Relaisventil 34 entlüftet» wodurch die Anhängerbremsen entlüftet werden. Das UND-Gatter 174 erzeugt nur so lange einen Ausgang, bis der monostabile Multivibrator aus dem Takt fällt, so daß das Relaisventil 34 maximal 500 Millisekunden lang entlüftet wird. Dadurch wird verhindert, daß eine Störung in der elektronischen Steuereinheit die Anhängerbremsen für eine unbestimmte Zeitdauer entlüftet.

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Zum Anzeigen einer Störung in der elektronischen Steuereinheit 16 oder in den Gebern 50 und 58 werden exklusive ODER-Ggtter 178 undfßO verwendet. Ein Eingang des exclusiven ODER-Ga⁺ter 178 ist mit dem Ausgang des !Comparators 160 und ein anderer Eingang des exclusiven ODER-G-atters 178 ist mit dem Ausgang des UND-Gatters 166 verbundene Der Ausgang des exclusiven ODER-Gatters 178 ist mit dem Eingang eines ODER-Gatters 182 verbunden, dessen Ausgang ein Ausfallsicherungslicht im Fahrerhaus des Fahrzeugs einschaltet. Wenn der Ausgang des !Comparators 160 vom Ausgang des UND-Gatters 166 abweicht, liegt eine Störung vor und das exclusive ODER-Gatter 176 und das ODER-Gatter 182 betätigen das Ausfallsicherungslicht. In ähnlicher Weise ist ein Ausgang des · exclusiven ODER-Gatters 180 mit dem Ausgaiig des !Comparators 162 verbunden und der andere Eingang des exclusiven ODER-Gatters 180 ist mit dem Ausgang des UND-Gatters 174 verbundene Wenn der Ausgang des !Comparators 162 vom Ausgang des UND-Gatters 174 abweicht, liegt eine Störung vor und das exclusive ODER-Gatter 180 und das ODER-Gatter 182 schalten das Ausfallsicherungslicht ein.

Exclusive NOR-Gatter 184 und 185 zeigen eine Störung in den Leistungstransistoren 186a, 186b oder i86c an, die im leistungsverstärker 170 enthalten sind, sowie in den Transistoren 188a, 188b und I88c, die im leistungsverstärker 176 ent-

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halten sind. Einer der Eingänge des exclusiven NOR-Gatters 184 ist mit der Basis des Transistors 186a verbunden und der andere Eingang des exclusiven NOR-Gatters 184 ist mit dem Kollektor des Transistors 186 verbundene Wenn die beiden Eingänge des exclusiven NOR-Gatters 184 gleichsind, liegt eine Störung vor und das exclusive NOR-Gatter und das ODER-Gatter 182 schalten das Ausfallsioherungslicht ein. In ähnlicher V/eise ist einer- der Eingänge des exclusiven NOR-Gatters 185 mit der Basis des Transistors 188a und der andere Eingang des exclusiven NQR-Gatters 185 mit dem Kollektor des Transistors I88a verbundene Wenn die beiden Eingänge des exclusiven NOR-Gatters 185 gleich sind, liegt eine Störung vor und das exclusive NOR-C-atter 185 arbeitet mit dem ODER-Gatter 182 zusammen, um die Warneinrichtung im Fahrerhaus des Fahrers einzuschalten«

Dieses oben beschriebene Bremssystem arbeitet wie folgt:

Wenn eine Bremsbetätigung ausgeführt wird, betätigt der Fahrer das Bremssteuerventil 22, um die vorderen Bremsen des Fahrzeugs zu betätigen und um auch das Relaisventil 26 zu betätigen, daa die hinteren Bremsen dea Zugwagens betätigt« Das Druckniveau an der Auolaßöffnung des Bremsateuerventila wird vom Geber 50 gemessen und zur Steuereinheit 16 übertragen. Wenn das Druckniveau am Brem3steuerventil 22 angehoben wird, um ein Niveau von etwa 3,5 at über dem Niveau dea Ausgangs

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des Relaisventils 34 zu erhalten, erzeugt der Komparator ein Ausgangssignal, das durch das UND-Gatter 166 gespeist wird, das seinerseits den leistungsverstärker 170 betätigt, um das Magnetventil 64 zu betätigen. In diesem Fall wird der Anker 122 des M_agnetventils 64 in Fig.4 naoh reohta gedrückt, wodurch der Feder 126 gestattet wird, das Ventilglied 118 dichtend auf den Ventilsitz 106 zu drückeno Hierdurch wird die Druckmittelverbindung zwischen der Arbeitsöffnung 100 und der Primärkammer 84 unterbrochene Gleichzeitig bewegt sich das andere Ende des Ventilglieds 118 vom Ventilsitz 108 weg und gestattet der Luft vom Behälter 42 über den Kanal 116 in den Primärabschnitt 84 zu strömen. Die Luft im Primärabschnitt 84 drüokt den Kolben 80 gegen die Vorspannung der Feder 98 nach unten_o

Wenn sich der Kolben 80 bewegt, dann betätigt das Ventilbetätigungsglied 96 zuerst das Ventilglied 86, um die Verbindung zwischen dem Auslaßabschnitt 82 und der Auslaßöffnung 90 zu unterbrechen«, Anschließend daran drüokt dia weitere Bewegung des Kolbens 80 das Ventilglied 86 vom Ventilsitz 94 weg, um im Behälter 42 unter hohem Druck stehende Luft in den Auslaßabschnitt zu leiten. Wie oben erwähnt, wird die unter hohem Druck stehende Luft im Auslaßabschnitt 82 über nicht gezeigte Auslaßöffnungen im Relaisventil 34 und über die Leitungen 48 und 48a zu den Anhängerbremszylindern geleitet. Wenn ausreichender Luft-

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druck zu den Anhängerbrerna zylindern geleitet wird, derart, daß der Geber 58 einen Druck mißt, der etwa 3,5 at unter dem vom Geber 50 gemessenen Druck liegt, ao schließt der Ausgang des !Comparators 160· Hierdurch wird der Leistungaveratärker 170 abgeschaltet, um dadurch das Magnetventil zu entlasten, wodurch das Ventilglied 118 wieder in die in Fig.4 gezeigte Stellung zurückgeführt werden kann» Anschließend daran strömt luft durch die leitungen 36 und 38 bis ein normales Gleichgewicht des Brens drucks erreicht ist.

Wenn der Fahrer das Bremssteuerventil 22 freigibt, derart, daß der Druckgeber 50 einen Druck im Brenissteuerventil 22 mißt, der etwa 3,5 at unter dem vom Geber 58 gemessenen Druok liegt, ao erzeugen der Komparator 162 und das tHiD-Gatter 174 einen Ausgang, der den Verstärker 176 betätigt. Dieser betätigt das Magnetventil 70, das den das Ventilglied 144 tragenden Anker 142 vom Ventilsits 146 wegdrückt, um dem Primärabschnitt 84 über den Kanal 138, die Kammer 134 und die leitung 136 eine Entlüftung durch die Auslaßöffnung 132 zu gestatten. In diesem Fall drückt die Feder 98 den Kolben 80 in die in Fig.3 gezeigte Stellung, wodurch das Ventilveraohlußglied 86 wieder den Ventilsitz 94 abdichtet, um eine Zuführung von Versorgungsluft in die Auslaßkammer 82 zu verhindern und um der Auslaßkammer 82 durch die Auslaßöffnung 90 eine Entlüftung zur Atmosphäre hin zu gestatten. Da die Bremszylinder mit der

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Aualaßkammer 82 in Verbindung stehen, werden die lahrzeug-1 remsen dadurch gelöst.

Es ist zu bemerken, daß das Heiaisventil 34 als Standard-Helaisventil arbeitet, wenn sieh die Druckniveaus zwischen den Bremssteuerventil 22 und dem Relaisventil 34 innerhalb vorgegebener Grenzen halten oder wenn die elektronische Steuereinheit eine Störung hat, da die Arbeitsluft über die leitungen 36 und 38 vom Bremssteuerventil 22 isur Arbeitsöffnung 100 geliefert wird* Wenn das Magnetventil 64 entlastet ist, so wird, wie oben beschrieben, das Ventilglied 118 vom Ventilsitz 106 weggedrückt und eine Druokmittelverbindung von der Arbeitsöffnung 109 über die Kammern 112» 110 und den Kanal 116 zur Primärkammer 84 zugelassene Die Druckimpulse vom Bremssteuerventil betätigen den Kolben 80 In Qer oben beschriebenen normalen Weise um die AnhängerTbrtsmsen au betätigen. Es werden jedoch die Druckimpulse übar cäie leiatungen 36 und 38 mit Schallgeschwindigkeit übertragen, während die elektronische Steuereinheit und die Zubehörteile im wesentlichen mit Lichtgeschwindigkeit arbeiten© Aus diesem Grund wird die Zeitverzögerung zwischen der Betätigung des Bremaateuerventila 22 durch den Fahrer und der Betätigung der Anhängerbremsen viel kleiner sein, wenn die elektronische Steuereinheit normal arbeitet als wenn eine Störung eine Betätigung des Relaisventils durch Arbeitsluft vom Bremssteuer- \-3jrfcil erfordert·

Patentansprüche ι 209844/0862

Claims

Patentansprüche

1«JFahrzeugbremabetätigungssystem mit einer Druokmittelquelle, mit durch Druckmitteldruck betätigten Bremszylinder!} und mit einem mit der Druckmittelquelle verbundenen durch den Fahrer betätigten Bremssteuerventil, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Steuereinrichtung (16) aufweist, die das Druckmitteldruckniveau am Bremssteuerventil (22) mit dem zu den Bremszylindern gelieferten Druckniveau vergleicht, die ein erstes Fehlersignal erzeugt, wenn das Druokmiveau am Bremssteuerventil das zu den Bremszylindern gelieferte Druckniveau um mehr als einen vorgegebenen Wert übersteigt, die ein zweites Fehlersignal erzeugt, wenn das zu den Bremszylindern gelieferte Druckniveau am Brems steuerventil (22) um mehr als einen vorgegebenen Wert übersteigt, und daß es vom ersten und zweiten Fehlersignal abhängige Ventile (64» 70) aufweist, die die Bremszylinder mit der Druckmittelquelle (42) verbinden bzw. die Bremszylinder entlüften.

2. Anordnung nach Anspruch 1 , daduroh gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (16) eine erste Einrichtung (154) zur Erzeugung eines ersten Zwischensignals aufweist, das proportional ist der Differenz zwischen dem

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Druckniveau am Bremssteuerventil (22) und dem zu den Bremszylindern gelieferten Druckniveau, daß die Steuereinrichtung (16) eine zweite Einrichtung (158) zur Erzeugung eines zweiten Zwischensignals aufweist, das proportional ist der Differenz zwischen dem zu den Bremszylindern gelieferten Druokniveau und dem Druokniveau am Bremssteuerventil (22).

5. Anordnung naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichn e t,daß die Steuereinrichtung (16) eine erste druokabhängige Einrichtung (50) am Bremaateuerventil (22) zum Erzeugen eines elektrischen Signals aufweist, das dem Druckniveau am Bremssteuerventil (22) proportional ist, sowie eine zweite druokabhängige Einrioh"t.ung (58) zum Erzeugen eines elektrischen Signals, das dem zu den Bremszylindern gelieferten Druckniveau proportional ist, wobei die von der ersten und der zweiten druokabhängigen Einriohtung (50) bzw. (58) erzeugten elektrischen Signale zur ersten bzw. zweiten ein Zwisohensignal erzeugenden Einrichtung (154 bzw.158) übertragen werden.

4» Anordnung nach Anspruch 3, daduroh gekennzeiohn e t, daß die ersten und zweiten druokabhängigen Einiiohtungen £50, 58) Piezowiderstandadruakgeber sind.

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5. Anordnung naoh einem der Ansprüche 3 und 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der ersten druckabhängigen Einrichtung (50) in einen eraten Mischer (154) und in einen ersten Inverter (152) eingespeist wird, daß der Ausgang der zweiten druckabhängigen Einrichtung (158) in einen zweiten Mischer (158) und in einen zweiten Inverter (156) eingespeist vdrd, daß der Ausgsng des zweiten Inverters in den Eingang des ersten Mischers und der Ausgang des ersten Inverters in den Eingang des zweiten Misohers eingespeist wird, wobei der erste Mischer das erste Zwischensignal und der zweite Mischer das zweite Zwischensignal erzeugt.

6. Anordnung naoh einem der Ansprüche 2 bis 5» daduroh gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (16) ferner einen eraten Komparator (16O) aufweist zum Vergleichen des ersten Zwischensignals mit einem ersten Bezugssignal und ein erstes Fehlersignal erzeugt, wenn das erste Zwischensignal das erste Bezugssignal übersteigt, daß die Steuereinrichtung einen zweiten Komparator (162) aufweist zum Vergleichen des zweiten Zwischensignals mit einem zweiten Bezugsignal und ein zweites Fehlersignal erzeugt, wenn das zweite Zwischensignal größer als das zweite Bezugssignal ist.

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7» Anordnung nach einem der Ansprüohe 3 "bis 5_S dadurch gekennzeichnet«, daß die Steuereinrichtung (16) ferner eine Einrichtung (164) aufweist, die abhängig ist vom Ausgang eines der Komparatoren (16Ο) zum Erzeugen eines Signals während einer vorgegebenen Zeitdauer sowie ein erstes Satter (166) aufweist, das den Ausgang des einen Komparators (16Ο) sperrt, nachdem das von der genannten Einrichtung erzeugte Signal endet.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichn e t, daß die Steuereinrichtung (16) ferner eine Einrichtung (172) aufweist, die abhängig ist vom Ausgang des anderen Komparators (162) zum Erzeugen eines Signals während einer vorgegebenen Zeitdauer, sowie ein zweites Gatter (174) aufweist, das den Ausgang des anderen Komparators sperrt, nachdem das von der genannten Einrichtung erzeugte Signal endet.

Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ("16) ferner eine Einrichtung (164) aufweist, die abhängig ist vom Ausgang des ersten Komparators zum Erzeugen eines Signals während einer vorgegebenen Zeitdauer, sowie einen Fensterkomparator (168) aufweist, zum Vergleichen des ersten Zwischensignals mit zwei Bezugssignalen und zum Erzeugen eines Ausgangssignals, wenn das erste Zwischen-

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signal größer ist als eines der Bezugssignale aber kleiner ist als das andere Bezugssignal, sowie ein Gatter (166) aufweist, das den Ausgang des ersten Komparators sperrt sofern nicht der Fensterkomparator und die genannte Einrichtung ein Ausgangssignal erzeugene

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch geke η η-zeichnet, daß das Bremsbetätigungssystem ein Relaisventil (34) aufweist, zum Steuern der Druckmittelverbindung zwischen der Druckmittelquelle (18, 20, 42) und den Bremszylindern, daß das Bremssteuerventil (22) Druck zum Relaisventil (34) übertragen kann, und um das letztere zu betätigen und um eine Druckmittelverbindung zwischen den Bremszylindern und der Druckmittelquelle einzuleiten, wenn das Bremssteuerventil betätigt wird,und um daa Relaisventil zum Entlüften der Bremszylinder freizugeben, wenn das Bremssteuerventil freigegeben wird, wobei die Ventile (64, 70) vom ersten Fehlersignal abhängig sind, um das Relaisventil zu betätigen und um hierdurch eine Verbindung zwisohen den Brems zylindern und der Druckquelle (42) einzuleiten und ferner abhängig sind vom zweiten Fehlersignal, um das Relaisventil freizugeben und um die Bremszylinder zu entlüften.

11. Anordnung nach Anspruch 10, daduroh gekennzeichnet, daß die Ventile (64, 70) aus einem ersten elektrisch

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■betätigten Ventil (64) bestehen, das abhängig iat vom ersten lehlersignal, um die Druckmittelverbindung zwischen dem Relaisventil (34) und dem Bremasteuerventil (22) zu unterbrechen und um eine Druckmittelverbindung zwischen der Druckquelle (42) und dem Relaiaventil einzuleiten, um das letztere zum Beaufachlagen der Bremszylinder mit Druckmitteldruck zu betätigen, und daß die Ventile (64> 70) aus einem zweiten elektrisch betätigten Ventil (70) bestehen, daa abhängig iat vom zweiten Fehlersignal, um daa Relaiaventil zum Entlüften der Bremszylinder freizugeben.

12. Anordnung nach einem der Anaprüohe 1 bis 11, dadurch gekennzeio-hnet, daß daa Bremsbetatigungasystem im Fahrerhaus des Fahrzeugs eine Warneinrichtung aufweist sowie Auafallssicherungseinrichtungen (178-185) zum Betätigen dieser Warneinrichtung, wenn eine Störung einen zufriedenatellenden Betrieb der Steuereinrichtung (16) verhindert.

13o Anordnung nach Anapruch 12 und 7, dadurch g e k θ η nzeichnetjdaßdie Auafallasicherungseinrichtung eine Einrichtung (178) zum Betätigen der Warneinrichtung aufweiat, wenn der Auagang dea ersten G-attera (166) nicht gleich iat dem Ausgang des einen Koparatora (16Ο).

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14· Anordnung nach Anspruch 12 und 8, dadurch ge k e η η zeichnet, daß die Ausfallssicherungaeinrichtung eine Einrichtung (180) zur Betätigung der Warneinrichtung aufweist, wenn der Ausgang des zweiten Gattera (174) nicht gleich ist dem Ausgang des anderen !Comparators (162).

15. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (16) erste und zweite Leiatungsveratärker (170, 176) zum Veratärken der eraten bzw. zweiten Fehleraignale aufweist, und daß die Steuereinrichtung ferner eine Einrichtung (I84, 185) zum Betätigen der Warneinrichtung aufweiat, wenn entweder der erate oder der zweite leiatungaveratärker eine Störung hat.

16. Zugwagen-Anhängerbremsaystern mit einer Druckmittelquelle, mit durch Druckmitteldruck betätigten Bremazylindern, mit einem ersten vom Zugwagen getragenen Druckmittelbehälter, mit einem zweiten vom Anhänger getragenen Druckmittelbehälter, mit einem durch den Fahrer betätigten Bremaateuerventil, daa zum Betätigen der Zugwagen- und Anhängerbremsen mit dem eraten Behälter verbunden ist, mit einem vom Zugwagen getragenen Relaisventil, das die vom Anhänger getragenen Bremszylinder betätigt, wobei daa Relaisventil einen Primärabschnitt und einen Aualaß-

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abschnitt hat, wobei der Primärabschnitt abhängig ist vom Druckmitteldruck, um den Auslaßabschnitt zu veranlassen, den zweiten Behälter mit den vom Zugwagen getragenen Bremszylindern zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (16) das Niveau des Druokmitteldrucks am Steuerventil (22) mit dem Uiveau des Druckmitteldrucks an den vom Anhänger getragenen Bremszylindern vergleicht und ein erstes Fehlersignal erzeugt, wenn das Druckniveau am Bremssteuerventil das zu den Zugwagenbremszylindern gelieferte Druckniveau um mehr als einen vorgegebenen Wert übersteigt, und ein zweites Fehlersignal erzeugt, wenn das zu den Zugwagenbremsen gelieferte Druckniveau das Druokniveau am Bremssteuerventil um mehr als einen vorgegebenen Wert übersteigt, daß elektrisch betätigte Ventile (64» 70) abhängig sind vom ersten Fehlersignal, um den Primärabschnitt (84) des Relaisventils mit dem zweiten Behälter (42) zu verbinden, um hierdurch den Auslaßabschnitt zu veranlassen, den zweiten Behälter mit den vom Zugwagen getragenen Bremszylindern zu verbinden, und ferner abhängig sind vom zweiten Fehlersignal, um den Primärabschnitt zur Atmosphäre hin zu entlüften, um hierdurch dem Auslaßabschnitt zu gestatten, auoh die Zugwagenbremszylinder zur Atmosphäre hin zu entlüften c

17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,

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daß das Bremsateuerventil (22) mit dem Primärabachnitt (84) zum Betätigen dea Relaisventil (34) verbunden wird, wenn eine Störung den normalen Betrieb der elektrisch betätigten V_entile (64, 70) verhindert, daß die elektrisch betätigten Ventile die Druckmittelverbindung zwischen dem Brems steuerventil (22) und dem Primärabschnitt (84) unterbrechen, wenn die Verbindung zwischen dem zweiten Behälter (42) und dem Primärabschnitt eingeleitet wird.

18. Relaisventil zur Verwendung in einem elektro-pneumatiachen Bremssystem, bestehend aus einer Druckquelle, einer Vielzahl von Bremszylindern und einem Bremssteuerventil zum Betätigen der Bremszylinder, wobei das Relaisventil ein Gehäuse aufweist, das darin eine Kammer begrenzt, bestehend aus einem verschiebbar in der Kammer angeordneten Kolben, der die Kammer in erste und zweite Abschnitte teilt, wobei der erste Abschnitt mit den Bremszylindern verbunden i3t, bestehend aus einem durch die Verschiebung des Kolbens betätigten Ventil, zum Steuern der Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt und der Druokquelle sowie zwisohen dem ersten Abschnitt und der Atmosphäre, wobei der Kolben verschoben werden kann von einer ersten Stellung, die den ersten Abschnitt zur Atmosphäre hin entlüftet, in eine w eite Stellung, die die Verbina ung zwischen dem ersten Abschnitt und der Atmosphäre unterbricht sowie

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eine Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt und der Druckquelle einleitet, und bestehend aus einer elastischen Einrichtung, die den Kolben nachgiebig in Richtung zur ersten Stellung drückt, dadurch gekennz eichnet, daß das Eelaisventil (34) einen elektrisch betätigten Ventilmechanismus (64, 70) aufweist, der den Druckmitteldruck von der Druckquelle zum zweiten Absohnitt (84) leitet, wenn eine Bremsbetätigung ausgeübt wird, um den Kolben (80) in Siohtung zur zweiten Stellung zu verschieben und um den zweiten Absohnitt zur Atmosphäre hin zu entlüften, wenn die Bremsbetätigung beendet ist.

-. Anordnung nach Anspruoh 18, daduroh gekennzeichnet, daß das Gehäuse (72) eine Versorgungsöffnung (1Ο2) hat, die mit der Druokquelle, mit dem zweiten Abaohnitt (84) sowie mit einer den zweiten Absohnitt mit der Atmosphäre verbindenden Auslaßöffnung (132) verbunden ist, daß der elektrisch betätigte Ventilmeohanismus (70, 64) aus einem ersten Ventil (64) zum Steuern der Verbindung zwisohen dem zweiten Abschnitt (84) und der Versorgungsöffnung (1Ο2) besteht sowie aus einem zweiten Ventil (70) zum Steuern der Druckmittelverbindung zwisohen dem zweiten Abschnitt (84) und der Auslaßöffnung (132)·

20. Anordnung naoh Anspruoh 19, daduroh gekennzeioh-

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net, daß das zweite Ventil (70) ein Magnetventil iat, das normalerweise eine Druokmittelverbindung zwischen dem zweiten Abschnitt (84) und der Aualaßöffnung (132) verhindert.

21. Anordnung naoh einem der Ansprüche 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil (64) ein Magnetventil iat, das normalerweise eine Druokmittelverbindung zwischen dem zweiten Absohnitt (84) und der Veraorgungsöffnung (102) verhindert.

22. Anordnung naoh Anspruoh 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (72) eine Veraorgungaöffnung (1O2)

aufweist, dif den zweiten Abaohnitt (84) mit der Druokquelle verbindet, sowie eine mit dem Bremaateuerventil verbundene Arbeitaöffnung (1OO) aufweist aowie eine Aualaßöffnung (132)» dia den zweiten Abaohnitt mit der Atmosphäre verbindet, daß der elektriaoh betätigte Ventilmeohaniamus (64» 70) normalerweise eine Verbindung zwiaohen den Veraorgungs- und Aualaßöffnungen (102 bzw. 132) aowie dem zweiten Absohnitt (84) verhindert und eine Druokmittelverbindung zwischen der zweiten Öffnung (1OO) und dem zweiten Absohnitt (84) zuläßt, daß das elektrisoh betätigte Ventil (64) eine Verbindung zwisohen der Arbfitsöffnung (1OO) und dem zweiten Absohnitt (84) beendet und eine

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DruckmitteIverbindung zwischen der Versorgungsöffnung (1O2) und dem zweiten Abschnitt (84) einleitet, wenn eine Bremsbetätigung ausgeübt wird, daß der elektrisch betätigte Ventilmechanismua (64, 70) eine Bruckmittelvertindung zwischen der Versorgungsöffnung (1O2) und dem zweiten Abschnitt (84) beendet und eine Verbindung zwischen der Auslaßöffnung (132) und dem zweiten Abschnitt (84) einleitet, wenn eine Bremsbetätigung beendet ist.

23· Anordnung naoh Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch betätigte Ventilmechanismus (64, 70) ein doppelt wirkendes Magnetventil (64) aufweist, das betrieben werden kann sowohl zum Beenden der Verbindung zwisohen der Arbeiteöffnung (1OO) und dem zweiten Abschnitt (84) als auch zum Einleiten der Verbindung zwischen der Versorgungsöffnung (1O2) und dem zweiten Abschnitt (84), wenn eine Bremsbetätigung ausgeübt wird.

24· Anordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das doppelt wirkende Magnetventil (64) eine im Gehäuse (72) festgelegte Bohrung (1O4) aufweist sowie Ventilsitze (1O6, 108) an den gegenüberliegenden Enden der Bohrung, die die letztere in eine Mittelkammer (11O)

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und in zwei Endkammern (112> 114) unterteilen, wobei die eine (114) der Endkammern mit der Arbeite öffnung (100) und die Mittelkammer (110) mit dem zweiten Abschnitt (84) verbunden ist, da3 das Magnetventil (64) ferner innerhalb der Mittelkammer (11O) ein Ventilglied (118) aufweist, sowie eine elastische Einrichtung (124)» die das Ventilglied (118) nachgiebig in Eingriff mit dem Ventilsitz (IO8) zwischen der Mittelkammer (11O) und der einen Endkammer (114) drückt, sowie ein Ventilbetätigungsglied (12O), das sich durch einen der Ventilsitze (1Ο6) erstreckt, um in Eingriff mit dem Anker (120) des Magnetventils (64) zu kommen.

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