-
Steuervorrichtung für das hydraulische Bremssystem des Anhängers eines
Zugfahrzeuges, insbesondere Ackerschleppers Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung
für das hydraulische Bremssystem des Anhängers eines Zugfahrzeuges, insbesondere
Ackerschleppers, mit einem Druckmittelverteiler, dessen Einlaß mit einer auf dem
Zugfahrzeug befindlichen hydraulischen Druckquelle verbunden ist und in welchem
ein über eine Steuerkammer hydraulisch betätigbares Steuerteil die Druckmittelzufuhr
zu einem ersten, zu dem Anhängerbremssystem führenden Auslaß und zu einem zweiten,
zu mindestens einem weiteren am Zugfahrzeug befindlichen Verbraucherorgan führenden
Auslaß steuert.
-
In der deutschen Patentschrift 1 580 614 ist eine Einrichtung der
vorgenannten Gattung beschrieben, bei welcher ein Druckmittelverteiler direkt in
Abhängigkeit von der Abbremsung des Zugfahrzeuges betätigt wird. Hierbei wird über
einen Kolben ein Steuerschieber unmittelbar von dem im Zugfahrzeug herrschenden
Bremsdruck beaufschlagt, wobei diesem am Steuerschieber wirksamen Druck der vom
Druckmittelverteiler ausgesteuerte Bremsdruck direkt am entgegengesetzten Ende des
Steuerschiebers entgegenwirkt.
-
Ein derartiger Druckmittelverteiler hat naturgemäß auf Grund des zu
verarbeitenden Druckmittelvolumens relativ groß bemessene Steuernuten und Steuerkanten
bzw. einen relativ großen Steuerschieber. Daraus resultieren große Strömungs- und
Reibungskräfte, beispielsweise bei jeder Änderung der drehzahl abhängigen Pumpenfördermenge
oder wechselnder Belastung zusätzlicher Verbraucher, welche eine große Hysterese
bewirken und die Rückmeldung
des tatsächlich ausgesteuerten Bremsdruckes
verfälschen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile auszuschalten
und eine Anordnung zu treffen, die ein feinfühliges und schnelles Regulieren des
ausgesteuerten Bremsdruckes und seine Konstanthaltung unabhängig von äußeren Störeinflüssen
gewährleistet.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Druckmittelverteiler
derart mit einem nach Maßgabe der Abb-remsung des Zugfahrzeuges betätigten Vorsteuerventil
gekoppelt ist, daß die Steuerkammer des Druckmittelverteilers von einem vom Vorsteuerventil
ausgesteuerten Steuerdruck beaufschlagbar ist und das Vorsteuerventil in seiner
Betätigungsstellung dem vom Druckmittelverteiler ausgesteuerten, der Betätigungskraft
des Vorsteuerventils entgegengerichteten Bremsdruck unterliegt.
-
Bei dieser Ausbildung erfolgt ein Vergleich der Betätigungskraft mit
dem ausgesteuerten Bremsdruck unabhängig von den infolge Belastung weiterer Verbraucher
oder Veränderung des Eingangsstromes am Steuerteil des Druckmittelverteilers angreifenden
Strömungs- und Reibungskräften, so daß die große Hysterese des Druckmittelverteilers
auf die Aussteuerung und Nachregelung bzw. Aufrechterhaltung des Bremsdruckes praktisch
keinen hinderlichen Einfluß mehr hat.
-
Gemäß einer zweckmäßigen Ausbildung weist das Vorsteuerventil einen
mit einer mit der Steuerkammer des Druckmittelverteilers verbundenen Steuernut versehenen
Steuerschieber auf, dessen erste Steuerkante die Verbindung einer mit der Druckquelle
verbundenen Vorratsnut des Vorsteuerventils mit der Steuerkammer des Druckmittelverteilers
und dessen zweite Steuerkante
die Verbindung der Steuerkammer mit
einer Rücklaufnut des Vorsteuerventils herstellt oder unterbricht und daß der Steuerschieber
einen in eine vom ausgesteuerten Bremsdruck beaufschlagte Raktionskammer des Vorsteuerventils
ragenden kolbenartigen Endabschnitt aufweist. Ein in solcher ei gestaltetes Vorsteuerventil
hat im Vergleich zum Druckmittelverteiler nur eine sehr geringe Hysterese, welche
eine feinfühlige Betätigung nicht merklich beeinträchtigt.
-
Zweckmäßigerweise sind die mit Druckmittel beaufschlagbaren Räume
des Vorsteuerventils kleiner als entsprechende mit diesen verbundende lläum des
Druckmittelverteilers. Bei dieser Ausbildung kann das Ansteuervolum des Vorsteuerventils
sehr klein gehalten werden.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand der
Zeichnung näher erläutert.
-
Die Fig. 1 bis 3 zeigen vereinfacht dargestellte Steuervorrichtungen
r jeweils abgewandelter Ausführung des Druckmittelverteilers.
-
Die auf dem Zugfahrzeug angeordnete Steuervorrichtung gemäß Fig. 1
besteht im wesentlichen aus einem Druckmittelverteiler 1 und einem Vorsteuerven
til 2.
-
Der Druckmittelverteiler 1 ist mit einem Steuerschieber 3 versehen,
svelcher eine Steuerkammer 4 begrenzt, der ein Steueranschluß 5 zugeordnet ist.
-
Darüber hinaus weist der Druckmittelverteiler 1 folgende Anschlüsse
auf:
Einen Eingangsanschluß 6, der über eine Vorratsleitung 7 mit
einer Druckmittelpumpe 8 verbunden ist.
-
Einen Auslaß 9 zur Verbindung mit einem Verbraucherorgan 10.
-
Einen Auslaß 11 zur Verbindung mit den nicht dargestellten Bremsbetätigungsorganen
des Anhängers.
-
Einen Auslaß 12, welcher über eine Rücklaufleitung 13 mit einem Behälter
14 in Verbindung steht, welcher zur Speisung der die Steuervorrichtung ständig mit
Druckmittel versorgenden Druckmittelpumpe 8 dient und in den ebenfalls über eine
weitere Rücklaufleitung 15 das für das Verbraucherorgan 10 bestimmte Druckmittel
eingeleitet wird.
-
Einen Entlastungsanschluß 16, der ebenfalls an die Rücklaufleitung
13 angeschlossen ist.
-
Der Steuerschieber 3 weist zwei Stege 17, 18 auf, die durch eine Ringnut
19 voneinander getrennt sind, welche dem Eingangsanschluß 6 zugeordnet ist.
-
Der Steg 17 wirkt mit einer Nut 20 zusammen, deren Auslaß 9 zum Verbraucherorgan
10 führt, wobei dem Steg 17 zu diesem Zweck eine Steuerkante 21 zugeordnet ist.
Der Steg 18 wirkt mit einer Nut 22 zusammen, welcher der Auslaß 11 für die Anhängerbremsen
zugeordnet ist und der zwei Steuerkanten 23, 24 aufweist.
-
Der Steuerschieber 3 bildet ferner eine Reaktionskammer 25, welche
durch einen feststehenden Stift 26 begrenzt ist und die über einen Innenkanal 27
ständig mit der Nut 22 in Verbindung steht. Darüber hinaus hat der Steuerschieber
3 am Ende des Steges 18 eine Ausnehmung 28, durch welche die Nut
22
mit der Rücklaufleitung 13 in Verbindung steht.
-
Das Vorsteuerventil 2 weist einen mechanisch oder hydraulisch beaufschlagbaren
Betätigungsstößel 29 auf, welcher über ein Druckbegrenzungsorgan 30 auf einen Steuerschieber
31 wirkt. Dem Druckbegrenzungsorgan 30 sind außerdem Endanschläge 32 zugeordnet.
-
Das Vorsteuerventil 2 ist darüber hinaus mit einer Vorratsnut 33 versehen,
deren Eingangsanschluß 34 mit der gemeinsamen Vorratsleitung 7 verbunden ist, während
ein einer Rücklaufnut 35 zugeordneter Auslaß 36 an die gemeinsame Rücklaufleitung
13 angeschlossen ist.
-
Der Steuerschieber 31 selbst weist eine Steuernut 37 auf, deren Auslaß
38 mittels einer Steuerleitung 39 an die Steuerkammer 4 des Druckmittelverteilers
1 angeschlossen ist. Die Steuernut 37 ist mittels einer Steuerkante 40 mit der Nut
33 und mittels einer Steuerkante 41 mit der Nut 35 verbindbar.
-
Das Vorsteuerventil 2 ist ferner mit einer Druckkammer 42 versehen,
die über eine Leitung 43 mit dem ausgesteuerten Bremsdruck aus der Nut 22 des Druckmittelverteilers
beaufschlagbar ist und in welche eine unter Federvorspannung stehende kolbenartige
Verlängerung 44 des Steuerschiebers 31 ragt.
-
Die Wirkungsweise der Steuervorrichtung ist folgende: In der Darstellung
gemäß Fig. 1 befinden sich das Vorsteuerventil 2 und der Druckmittelverteiler 1
in der Ruhestellung, in welcher der Steg 18 des Steuerschiebers 3 mit seiner Steuerkante
23 eine Verbindung der Ringnut 19 mit der Nut 22 verhindert, während der Steg 17
mit seiner Steuerkante
21 eine Verbindung der Ringnut 19 mit der
Nut 20 zuläßt, so daß das Verbraucherorgan 10 wahlweise in Tätigkeit gesetzt werden
kann. Die Bremsbetätigungsorgane des Anhängers sind hingegen unempfindlich für Druckveränderungen,
die zwischen der Druckmittelpumpe 8 und betätigtem Verbraucherorgan 10 auftreten
können. Die Bremsbetätigungsorgane des Anhängers sind in dieser Ruhestellung des
Steuerschiebers 3 über die die Verbindung zwischen der Nut 22 und der Ausnehmung
28 offenhaltende Steuerkante 24 des Steges 18 mit der Rücklaufleitung 13 verbunden.
-
Bei einer Bremsung des Zugfahrzeuges wird der Betätigungsstößel 29
des Vorsteuerventils 2 in Abhängigkeit von der durch den Fahrzeugführer ausgeübten
Bremskraft mit einem hydraulischen oder mechanischen Druck beaufschlagt. Dieser
wird über das Druckbegrenzungsorgan 30 auf den Steuerschieber 31 übertragen, dessen
Steuerkante 41 die Verbindung zwischen der Steuerleitung 39 und der Rücklaufleitung
13 versperrt und die Verbindung zwischen der Vorratsleitung 7 und der Steuerleitung
39 herstellt. Auf diese Weise wird die Steuerkammer 4 des Druckmittelverteilers
1 mit Druckmittel beliefert, was folgende Arbeitsvorgänge auslöst: Der Steuerschieber
3 wird in eine Stellung bewegt, in der die Steuerkante 24 des Steges 18 zunächst
die Verbindung der Nut 22 mit der Ausnehmung 28 schließt, wodurch die Verbindung
des zu den Bremsbetätigungsorganen des Anhängers führenden Auslasses 11 mit der
Rücklaufleitung 13 unterbrochen wird. Die Steuerkante 23 desselben Steges stellt
die Verbindung zwischen der Nut 22 und der Ringnut 19 und somit mit der Vorratsleitung
7 her.
-
Gleichzeitig drosselt die Steuerkante 21 des Steges 17 die Verbindung
zwischen der Ringnut 19 und der Nut 20, doho zwischen der Druckmittelquelle und
dem Verbraucherorgan 10
Befindet sich das Verbraucherorgan 10 zum
Zeitpunkt der Bremsung des Zugfahrzeuges nicht in Betrieb, so strömt das aus der
Druckmittelpumpe 8 austretende Druckmittel ohne wesentlichen Druck zum Verbraucherergan
10 und über die Rücklaufleitung 15 zum Behälter 14. Infolge der Drosselung der Verbindung
zwischen der Ringnut 19 und der Nut 20 findet ein Druckanstieg oberstromseitig der
Steuerkante 21 statt und somit eine Druckbeaufschlagung der Bremsbetätigungsorgane
des Anhängers sowie der Reaktionskammer 25 über den Innenkanal 27, wodurch auf den
Steuerschieber 3 ein Gegendruck ausgeübt wird, der das Bestreben hat, den Steuerschieber
3 in eine Gleich gewichtsstellung zurückzubewegen. Dieser Gleichgewichtszustand
des Steuerschiebers 3 stabilisiert sich in der Drosselstellung der Verbindung zwischen
der Ringnut 19 und der Nut 20, die zur Erzeugung des Druckes notwendig ist, der
auf die Bremsorgane des Anhängers ausgeübt werden soll.
-
Darüber hinaus steht der ausgesteuerte Bremsdruck über die Leitung
1F3 in der Druckkammer 42 des Vorsteuerventils 2 an und übt auf die kolbenartige
Verlängerung 44 des Steuerschiebers 31 eine Kraft aus, welche der Betatigungskraft
des Betätigungsstößels 29 entgegengerichtet ist. Auf diese Weise wird der Steuerschieber
31 in eine Abschlußstellung zuriickbewegt, in der die Steuerkante 40 den Steuerstrom
in die Steuerleitung 39 drosselt und die Steuerkante 41 den Rücklauf drosselt.
-
Jede während der Bremsbetätigung durch Regelbewegungen des Steuerschiebers
3 des Druckmittelverteilers 1 hervorgerufene Veränderung des ausgesteuerten Bremsdruckes,
sei es infolge Ab- oder Zuschaltung von Verbrauchern oder Fördermengenschwankungen
der Druckmittelpumpe 8, hat sofort auch unter Umgehung der Hysterese des Steuerschiebers
3 des Druckmittelverteilers 1 eine entsprechende Druckänderung in der Druckkammer
42 des Vorsteuerventils 2 ur Folge. Dies wiederum bewirkt eine umittelbrc, entsprechende
Veränderung
des Steuerdruckes in der Steuerkammer 4 und damit einen Ausgleich der Bremsdruckschwankungen.
Der Bremsdruck kann auf diese Weise praktisch weitgehend konstant gehalten werden.
-
Es kann auch der Betätigungsfall gegeben sein, daß zum Zeitpunkt der
Bremsung des Zugfahrzeuges sich das Verbraucherorgan 10 in Tätigkeit befindet, so
daß bereits ein bestimmter Druck zwischen der Druckmittelquelle 8 und dem Verbraucherorgan
10 besteht.
-
Ist hierbei der Verbraucherdruck höher als der erforderliche Anhängerbremsdruck,
so wirkt der Druckmittelverteiler 1 nach Ar-t eines Druckminderers im Hinblick auf
die Beaufschlagung der Bremsbetätigungsorgane des Anhängers. Diese Wirkungsweise
unterscheidet sich von der obenbeschriebenen dadurch, daß nach Freigabe der Nut
22 durch die Steuerkante 23 und Druclçausübung des ausgesteuerten Bremsdruckes auf
den Steuerschieber 3 dieser entgegen dem Steuerdruck in der Steuerkammer 4 soweit
zurückbewegt wird, bis die Steuerkante 23 die Verbindung zwischen der Ringnut 19
und der Nut 22 wieder schließt. Dadurch bleibt der ausgesteuerte Bremsdruck wieder
in bhängigkeit vom Bremsdruck des Zugfahrzeuges, jedoch in diesem Fall unabhängig
von dem zwischen der Druckmittelquelle 8 und dem Verbraucherorgan 10 herrschenden
höheren Druck.
-
Wenn der für das Verbraucherorgan 10 erforderliche Druck niedriger
als der notwendige Bremsdruck ist, gleicht die Wirkungsweise des Druckmittelverteilers
t im wesentlichen der des vorangehend geschilderten ersten Betriebsfalles, jedoch
mit dem Unterschied, daß die Drosselung des Druckmittelabflusses durch die Steuerkante
21 zwecks der oberstromseitigen Druckerhöhung nur einen Druckunterschied zu bewirken
braucht, der nicht dem erforderlichen Anhängerbremsdruck entspricht, sondern lediglich
gleich dem
Unterschied zwischen diesem letzten Druck und dem vorher
bereits aufrechterhaltenen Druck des Verbraucherorgans 10 ist.
-
Die Ausführung der Steuervorrichtung gemäß Fig. 2 gleicht der Ausführung
gemäß Fig. 1 mit dem Unterschied, daß als Reaktionsdruck auf den Steuerschieber
3 des Druckmittelverteilers 1 nicht der auf die Bremsbetätigungsorgane des Anhängers
ausgeübte Druck, sondern der von der Druckmittelquelle 8 aufrechterhaltene Druck
dient, und zwar über eine die Ringnut 19 mit der Reaktionskammer 25 verbindende
Bohrung 45.
-
Die Ausführung gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von den vorgenannten
dadurch, daß von dem Auslaß 11 zu den Bremsbetätigungsorganen des Anhängers ein
Stromregler 46 bekannter Bauart abgezweigt ist, wobei als Reaktionsdruck bei dieser
Ausführung wieder der Bremsdruck auf den Steuerschieber 3 geleitet wird.
-
Alle drei Ausführungsarten der Steuervorrichtung haben jeweils eine
gemein same Druckmittelzuleitung 7 und Rücklaufleitung 13 für den Druckmittelverteiler
1 und das Vorsteuerventil 2. Im übrigen sind Aufbau und Wirkungsweise aller drei
Ausführungsformen identisch, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen
sind.