DE2748141A1

DE2748141A1 - Druckluftbremsanlage fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE2748141A1
Application number: DE19772748141
Authority: DE
Inventors: Harold Durling
Original assignee: Midland Ross Corp
Current assignee: Midland Ross Corp
Priority date: 1976-11-03
Filing date: 1977-10-27
Publication date: 1978-05-11
Also published as: FR2369954B1; US4121873A; IT1088959B; DE2748141C3; DE2748141B2; GB1549079A; ES462943A1; SE7710760L; FR2369954A1

Description

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MIDLAND-ROSS CORPORATION, 55, Public Square, Cleveland,

Ohio 44113, USA

Druckluftbremsanlage für Fahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine Druckluftbremsanlage für Fahrzeuge. Es ist bekannt, Fahrzeuge, die Vorder- und Hinterachsen haben, sowohl mit Betriebs- wie mit Parkbremsen für die Räder an den Vorder- und Hinterachsen auszurüsten. Um eine kontrollierte Bremsung im Fall einer Störung an den Betriebsbremsen zu ermöglichen, ist bei einer bekannten Anlage ein sichtbares oder hörbares Signal vorgesehen, so daß dann der.Fahrzeugbenutzer von Hand die Parkbremsen über eine getrennte Steuerung betätigen kann. Eine derartige Anlage ist sehr primitiv und unzuverlässig und es wäre sehr viel wünschenswerter, eine Anlage zu haben, bei der die Parkbremsen automatisch im Falle einer Störung im Betriebsbremssystem betätigt werden, und zwar durch die Betätigung der Betriebsbremssteuerung. Es existiert ein derartiges System, jedoch nur für Fahrzeuge, die Parkbremsen ausschließlich für die Räder auf den Hinterachsen des Fahrzeuges haben. Demzufolge resultiert eine Störung in den Betriebsbremsen für die Räder der Vorderachse in dem vollständigen Verlust der Bremskraft für die Räder der Vorderachsen. Es liegt auf der Hand, daß ein derartiges System unbrauchbar ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsanlage der in Frage stehenden Art zu schaffen, die

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Park- oder Notbremsen hat, die automatisch im Fall eines Fehlers entweder an den vorderachsigen oder an den hinterachsigen Betriebsbremsen ausgehend von der Betriebsbremssteuerung betätigt werden, wobei ferner dafür Sorge getragen sein soll, daß automatisch ein Fehler entweder an den vorderachsigen oder an den hinterachsigen Bremsen aufgespürt wird, um automatisch die Parkbremsen, die den fehlerhaften Betriebsbremsen zugeordnet sind, zu betätigen, wenn die Parkbremseteuerung betätigt wird. Angestrebt wird ferner eine Druckluftbremsanlage, bei der die Betätigung der Parkbremsen proportional zu den Drucksignalen erfolgt, die von der Betriebsbremssteuerung abgegeben werden.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus den Patentansprüchen.

Geschaffen ist ein Druckluftbremssystem für ein Fahrzeug mit vorderachsigen Betriebs- und Parkbremsen sowie hinterachsigen Betriebs- und Parkbremsen sowie mit voneinander getrennten Vorderbrems-, Hinterbrems- und Parkbremsdruckluftsystemen. Dabei ist eine selektiv betätigbare Betriebssteuerung vorgesehen, mit der gleichzeitig die Vorderrad- und Hinterradbremsen mit Luft jeweils aus den vorderen und hinteren Betriebsdruckluftsystemen während des Normalbetriebes der Druckluftbremsanlage betätigt werden können. Die Parkbremssteuerung hat passive und betriebsbereite Stellungen und befindet sich während des Normalbetriebes der Druckluftbremsanlage in der passiven Stellung. Die Parkbremssteuerung wird automatisch in die betriebsbereite Stellung in Abhängigkeit eines Fehlers in sowohl dem Druckluftsystem für die Hinterradbremsen wie für die Vorderradbremsen bewegt. In der passiven Stellung kann die Parkbremssteuerung die Parkbremsen nicht betätigen. In der betriebsbereiten Stellung ist jedoch für die Parkbremssteuerung die Möglichkeit gegeben, und zwar in Abhängigkeit von der Betätigung der Betriebssteuerung, die-jenigen Parkbremsen

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mit Druckluft aus dem Parkdruckluftsystem zu betätigen, die den Betriebsbremsen zugeordnet sind, die normalerweise von dem fehlerhaften Betriebsdruckluftsystem betätigt werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung betätigt die Parkbremssteuerung in der betriebsbereiten Stellung sowohl die Vorderrad- wie die Hinterradparkbremsen in Abhängigkeit von der Betätigung der Betriebssteuerung.

In der betriebsbereiten Stellung betätigt die Parkbremssteuerung gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung die Parkbremsen derart, daß eine Bremskraft proportional derjenigen Bremskraft erzeugt wird, die von den ungestörten Betriebsbremsen aufgebracht wird.

Es ist ferner eine Fehleraufspüreinrichtung vorgesehen, die einen Fehler in den beiden Betriebsdruckluftbremssystemen aufspürt und dann automatisch die Parkbremssteuerung in die betriebsbereite Stellung überführt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung beinhaltet die Druckluftbremsanlage Druckluftspeicher für das vordere Druckluftsystem, das hintere Druckluftsystem und das Parkdruckluftsystem, zu welchen Speichern Druckluft von einem Kompressor durch einen Aufspürdruckluftspeicher gefördert wird. Rückschlagventile sind zwischen dem Aufspürdruckluftspeicher und den anderen genannten Druckluftspeichern vorgesehen, um zu verhindern, daß Druckluft in Richtung von den Druck—

Bremsluftspeichern des vorderen und des hinteren Druckluftsystems und des Parkdruckluftsystems zurück zum Aufspürspeicher strömt. Der Aufspürspeicher befindet sich v/ährend des Normalbetriebes der Bremsanlage auf einem vorbestimmten Druck und er wird auf einen beträchtlich niedrigeren Druck im Fall eines Fehlers entv/eder im vorderen oder im hinteren Betriebsdruckluftsystem abgelassen. Die Parkbremssteuerung wird automatisch in die betriebsbereite Stellung in Abhängig-

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keit von der Absenkung des Druckes im Aufspürspeicher überführt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung schaffen die Rückschlagventile einen Druckluftstrom von dem Aufspürspeicher zu den Druckluftspeichern für das hintere und vordere Betriebsdruckluftsystem und für das Parkdruckluftsystem nur dann, wenn der Druck in dem Druckluftspeicher wesentlich höher als der Atmosphärendruck, aber ausreichend unterhalb des vorbestimmten Druckes liegt, bei dem die Anlage normalerweise arbeitet. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Betriebsweise der Bremsanlage bei reduziertem Luftdruck.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben·
Es zeigen

Fig. 1 eine Schemadarstellung einer Druckluftbremsanlage gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Parkbremssteuerung für die Anlage nach Fig. 1,

Fig. 3 eine weitere Querschnittdarstellung entsprechend Fig. 2, jetzt in einer anderen Betriebsstellung des Ventils.

Die in Fig. 1 gezeigte Druckluftbremsanlage weist einen Kompressor 102 auf, der vom Fahrzeugmotor in bekannter Weise angetrieben wird und dessen Auslaß über eine Leitung 104 mit einem Aufspürdruckluftspeicher 106 verbunden ist, der im Normalfall unter einem Überdruck von 9 at steht. Auf dem Aufspürspeicher 106 befindet sich ein Verteiler 109, an den die verschiedenen Auslaßleitungen angeschlossen sind,

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einschließlich einer Auslaßleitung 110, die über einen Regler mit einem Entladegerät 114 für den Kompressor verbunden ist, durch welches der Kompressor 102 entlastet wird, wenn der Aufspürspeicher 106 auf dem gewünschten Druck ist. Wenn der Druck in dem Aufspürspeicher 106 auf einen vorbestimmten Wert unterhalb des gewünschten Normaldruckes fällt, wird über das Entladegerät 114 der Kompressor 102 wieder unter Druck gebracht, so daß Druckluft zum Aufspürspeicher 106 gefördert werden kann.

Der Aufspürspeicher 106 ist über die Leitung 118 und das Rückschlagventil 120 mit einem Anhängerspeicher 122, über die Leitung 128 und das Rückschlagventil 130 mit dem rückwärtigen Betriebsdruckspeicher 132 für die hinterachsigen Räder und über die Leitung 138 und das Rückschlagventil 140 mit dem vorderen Betriebsdruckspeicher 142 sowie über die Leitung 148 und das Rückschlagventil 150 mit dem Parkdruckluftspeicher 152 verbunden. Eine Leitung 156, die mit der Leitung 138 verbunden ist, verbindet direkt den Aufspürspeicher 106 zu einem ersten Einlaß 30 eines Umschaltventils 12, das zugleich die Parkbremssteuerung definiert.

Eine Leitung 158 vom Anhängerspeicher 122 ist über eine Leitung 160 mit einem Relais 162 verbunden, von dem eine Leitung 164 zu einem Anschluß 168 für die Parkbremse des Anhängers führt. Die Leitung 158 ist ferner über eine Leitung 170 mit einem Dreifachrelais 172 und mit einem Anhänger-Handsteuerventil 174 verbunden, das mit dem Dreifachrelais 172 über die Leitung 176 rückgekoppelt ist. Eine Leitung 178 von dem Dreifachrelais 172 führt zu einem Anschluß 180 für den Anschluß der Anhängerbetriebsbremsen.

Der Parkdruckluftspeicher 152 ist mit einer Auslaßleitung 184 verbunden, in der ein Parkbremsventil 186 angeordnet ist, und ist ferner über eine Leitung 188 mit dem Relais 162 verbunden. Die Leitung 184 ist ferner mit einem Einlaß 32 des Umschaltventils 12 verbunden. Der Parkdruckluft-

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speicher 152 ist mit einer weiteren Auslaßleitung 190 verbunden, die ihrerseits über die Leitung 192 mit einem Relais 194 und über eine Leitung 196 mit einem Relais verbunden. Die Relais 194 und 198 sind untereinander durch eine Leitung 200 verbunden, die ihrerseits über die Leitung 202 mit einem Auslaß 33 des Umschaltventils 12 verbunden ist.

Das Relais 194 ist mittels einer Leitung 206 mit einem Zweiwegerückschlagventil 208 verbunden, das über die Leitung 210 mit einer Leitung 214 verbunden ist, die von einem Relais 212 sowie von den Betriebsbremskammern der Bremsbetätiger 218 für die rückwärtigen Fahrzeugräder kommt. Das Relais 212 ist ferner über die Leitung 224 mit dem Betriebsdruckspeicher 132 für das rückwärtige Druckluftsystem und über die Leitung 226 mit der Betriebsdruckleitung verbunden, die ihrerseits mit der Betriebsbremssteuerung 230 in Form eines fußpedalbetätigten Ventils verbunden ist. Dieses Ventil ist seinerseits über die Leitung 232 mit dem Betriebsdruckspeicher 132 für das hintere Bremsdruckluftsystem verbunden. Schließlich ist das Zweiwegerückschlagvcntil 208 über die Leitung 240 mit den Parkbremskammern der hinteren Bremsbetatiger 218 verbunden.

Das Relais 198 ist über die Leitung 250 über ein Zweiwegerückschlagventil 252 mit einer Leitung 254 verbunden, die ihrerseits mit den Parkbremskammern der vorderen Bremsbetätiger 260 verbunden ist. Das Zweiwegerückschlagventil ist ferner über die Leitung 262 mit einer Betriebsdruckleitung 264 verbunden, die durch die Betriebsbremssteuerung 230 zu dem vorderen Betriebsdruckspeicher 142 über die Leitung 266 führt. Eine Leitung 268, die mit der Betriebsdruckleitung 264 verbunden ist, verlauft zurück zum Dreifachrelais 172 zur Steuerung der Anhängerbetriebsdruckbremsen.

Ein Zweiwegerückschlagventil 270 ist mit beiden Betriebsdruckleitungen 228 und 268 verbunden und sein Auslaß ist

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mit einer Leitung 272 verbunden, die zu dem Anschluß 31 des Umschaltventils 12 führt.

Die Bremsbetätiger 218 und 160 sind die üblichen Doppelmembranbetätiger. Ein vereinfachter Schnitt eines Bremsbetätigers 260 für die vorderen Bremsen ist in Fig. 1 gezeigt. Eine vordere oder Betriebsdruckbremskammer 280 hat eine Membran 282. Eine rückwärtige Parkbremskammer 284 hat eine Membran 286. Die Betriebsbremskammer 280 betätigt normalerweise die Fahrzeugbremsen, indem sie Druckluft auf Betriebsdruck über die Leitung 264 empfängt, um die Membran 282 gegen die verlängerte Abgabestange 290 zu verlagern, mit der der übliche Totgangaufnahmemechanismus 292 gedreht wird und die Fahrzeugbremsen betätigt v/erden. Während des Normalbetriebes wird die Parkbremskammer 284 mit Druckluft auf Versorgungsdruck über die Leitung 254 gespeist, um die Membran 286 nach rechts, gesehen auf Fig. 1, gedrückt zu halten und die Feder 294 zusammenzudrücken. Wird die Druckluft aus der Parkbremskammer 284 entlüftet, expandiert die Feder 294 gegen die Abgabewelle 290 und dreht den Totgangaufnahmemechanismus 292 und betätigt die Parkbremsung des Fahrzeuges. Die gesteuerte Weise, in)der die Feder 294 sich ausdehnt, hängt von der Menge der Entlüftung von Druckluft aus der Parkbremskammer 284 durch das Umschaltventil 12 ab. Die rückwärtigen Bremsbetätiger 218 haben Betriebsbremskammern 300 entsprechend den Kammern 280 ind Parkbremskammern 304 entsprechend den Parkbremskammern 284.

In den Fig. 2 und 3 ist das Umschaltventil 12 im einzelnen gezeigt. In einem Ventilgehäuse 42 befindet sich eine abgesetzte zylindrische Bohrung 43. Der erste Einlaß 30 ist mit der Bohrung 43 an deren einem Ende in leitender Verbindung und die Bohrung 43 ist am gegenüberliegenden Ende durch einen Lüfterdeckel 45 verschlossen, der über Schrauben 46 am Ventilgehäuse 42 befestigt ist. Rippen 47 am Lüfterdeckel 45 sitzen auf dem Ventilgehäuseende gegenüberliegend dem ersten

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Einlaß 30 auf und definieren eine Mehrzahl von Lüftungsdurchlässen oder Lüftungsauslässen 34, die in leitender Verbindung mit dem Inneren des Ventilgehäuses 42 stehen. Zwischen dem Lüfterauslaß 34 und dem ersten Einlaß 30 liegen ein zweiter Einlaß 31, ein dritter Einlaß 32 und ein Auslaß 33, die alle in leitender Verbindung mit der Bohrung 43 stehen. Innerhalb der Bohrung 43 benachbart den Lüfterauslässen 34 liegt ein erster hohler, zylindrisch abgesetzter Kolben 50 mit einem Hauptabschnitt 51, einem radial nach außen abgesetzten oberen Endabschnitt 52 benachbart den Lüfterauslässen 34 sowie einer entgegengesetzt liegenden radial nach innen abgesetzten unteren ringförmigen Schultersitzfläche 55, die in einem länglichen hohlen Stößelabschnitt 53 endet, der seinerseits in einem nach außen geflanschten konischen ersten Ventilsitz 54 endet. Auf der Außenseite hat der hohle Stößelabschnitt 53 eine nach außen abgesetzte Stufe 56 und der Stößelabschnitt 53 erstreckt sich in das Innere des Hauptabschnittes 51 des Kolbens 50 hinein und definiert dort einen Vorsprung 57, auf dem eine Distanzscheibe 59 angeordnet ist, die als Sitz für zwei Druckfedern 60 dient, die als Spannmittel zum Vorspannen des ersten Kolbens 50 in Richtung auf den ersten Einlaß 30 dienen. Der erste Kolben 50 ist in der Bohrung 43 mittels O-Ringen 63,62 abgedichtet, die in Nuten liegen, die sich am Hauptabschnitt 51 und am Endabschnitt 52 befinden. Der Bereich des Kolbens 50 zwischen den O-Ringen 62 und 63 definiert einen ersten druckresponsiven Bereich des Ventils, nachfolgend als A-I bezeichnet. Der umschriebene Bereich zwischen dem ersten Ventilsitz 54 und dem O-Ring 63 definiert einen zweiten druckresponsiven Bereich des Ventils 12, der nachfolgend als A-2 bezeichnet v/ird.

In der Bohrung 43 liegt benachbart zum ersten Einlaß 30 eine zweite Kolbenanordnung 65 mit einem Kolben 66, einer Verschlußkappe 67 und einem Ventilkäfig 68. Der Kolben 66

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hat einen zylindrischen Basisabschnitt 70 an einem Ende und am gegenüberliegenden Ende einen einen Flansch aufweisenden Endabschnitt 71. Das Ende des mit Flansch versehenen Endabschnittes 71 wird von einer ringförmigen Dichtung 74 aus elastisch verformbarem Material überdeckt, welche Dichtung an ihren Umfang U-förmig gemäß Bezugsziffer 75 ist, um dichtend über den mit Flansch versehenen Endabschnitt 71 des Kolbens 66 zu greifen. Die Dichtung 74 ist an ihrem Außenumfang mittels eines metallischen, schalenartigen Klemmringes 76 gehalten.

Der Basisabschnitt 70 des Kolbens 66 kann dichtend in einem mittig liegenden Blindloch 78 der Verschlußkappe 67 aufgenommen werden. Die Verschlußkappe 67 hat einen zylindrischen Hauptabschnitt 79, einen mit Flansch versehenen Basisabschnitt 80 benachbart dem ersten Einlaß 30 sowie ein oberes, nach innen abgesetztes Schulterende 81. Das Schulterende 81 dient als Sitz für das eine Ende einer konischen Feder 82, die am gegenüberliegenden Ende unter dem schalenförmigen Klemmring 76 abgestützt ist.

Der mit Flansch versehene Basisabschnitt 80 der Verschlußkappe 67 ist mittels eines Sprengringes 85 in einem Basisabschnitt 84 des Ventilkäfige 68 verriegelt. Der Ventilkäfig 68 hat eine rohrförmige Gestalt mit einem Hauptabschnitt 86, der sich von dem Basisabschnitt 84 ausgehend erstreckt, und zwar radial nach innen abständig zum Bereich des dritten Einlasses 32. Der Ventilkäfig 68 hat eine Mehrzahl von radial laufenden Offnungen 87, die den Druckluftdurchtritt vom dritten Einlaß 32 ins Innere ermöglichen. Von dem Hauptabschnitt 86 erstreckt sich ein vorderer Ab schnitt 88, von dem sich eine Mehrzahl von schulterartigen Anschlägen 89 erstrecken, die in ringförmiger Anordnung von dem vorderen Abschnitt 88 vorstehen und die die Schultersitzfläche 55 des ersten Kolbens 50 kontaktieren können. Radial nach innen vom Inneren des vorderen Abschnittes 88

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erstreckt sich ein kegelstumpfförmiger zweiter Ventilsitz 90, dessen Durchmesser eine enge Toleranz zum Durchmesser des ersten Ventils 52 hat und der, wie aus Fig. 2 ersichtlich, streng konzentrisch zu dem Stößelabschnitt 53 liegt. In das Innere des Ventilkäfigs 68 und sich vom zweiten Ventilsitz 90 zum Basisabschnitt 84 erstreckend sind eine Mehrzahl von Nuten begrenzenden Stegen 92 vorgesehen, deren Innendurchmesser eng auf den Außendurchmesser des Klemmringes 76 toleriert ist, um den Kolben 66 bei seiner Bewe- gung zu führen. Die Nutenräume zwischen den Stegen 92 definieren Durchlässe für den Luftstrom durch den Ventilsitz 90 und radiale Öffnungen 87 vom dritten EInIaB 32 zum Auslaß 33. Abdichtungen für die zweite Kolbenanordnung 65 in Form von O-Ringen 94 und 95 befinden sich in Nuten jeweils im Basisabschnitt und im vorderen Abschnitt 84 bzw. 88. Die als Dichtungen fungierenden O-Ringe 94, 95 definieren einen dritten druckresponsiven Bereich A-3 des Ventils 12, und zwar definieren sie diesen speziell radial zwischen sich und dem zweiten Ventilsitz 90. Die Bohrung 43 und die Durch messer der Kolben 50, 65 sind gleich bemessen längs ihrer Begrenzungen, die die O-Ringe 63, 94 und 9b beinhalten. Die druckresponsiven Bereiche A-2 und A-3 können als äquivalent zueinander angesehen werden und der druckresponsive Bereich A-I ist größer bemessen als jeder der druckresponsiven Be reiche A-2 und A-3, vorzugsweise im Verhältnis von 1,5 s

Die Arbeitsweise des Umschaltventils 12 wird unter Bezugnahme auf die in Fig. 1 dargestellte Bremsanlage beschrieben und mit dem Fahrzeug in einer geparkten Stellung bei vom Druck entlastetem Druckluftsystem· In diesem Zustand sind die Speicher 106, 122, 132, 142 und 152 ungeladen und die Betriebsdruckleitungen 228 und 268 sind am Fußpedalventil 230 zur Atmosphäre gelüftet, so daß auch die Leitung 272 und der zweite Einlaß 31 des Umschaltventils 12 gelüftet sind. Das Parkbremsventil 186 ist zur Atmosphäre gelüf- tet, so daß auch die Leitung 184 und der dritte Einlaß 32

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zur Atmosphäre gelüftet sind. Auch die Leitungen 138 und 156 zusammen mit dem ersten Einlaß 30 des Umschaltventils 12 stehen nicht unter Druck. Bei derartigen Druckverhältnissen nehmen die Bauteile des Umschaltventils 12 die in Fig. 2 gezeigte Stellung ein. Bei geringem oder gar keinem Druck am ersten Einlaß 30 ist die von den Druckfedern 60 ausgeübte Kraft ausreichend, um den ersten Kolben 50 nach unten in die Ventilbohrung 43 zu drücken und den ersten Ventilsitz 54 gegen die Dichtung 74 abzudichten und die ringförmigen Schulterflächen 55 mit den Anschlägen 89 zu kontaktieren, so daß die ersten und zweiten Kolben 50 und 65 praktisch aufeinandergezwungen werden, bis der Basisabschnitt 84 des Ventilekäfigs 68 den Boden der Ventilbohrung 43 kontaktiert. In dieser Stellung ist der erste Ventilsitz 54 geschlossen und der zweite Ventilsitz 90 ist offen, so daß eine leitende Verbindung zwischen dem Einlaß 32 und dem Auslaß 33 durch die öffnungen 87 im Ventilkäfig 68 gegeben ist, und zwar an den Nutstegen 92 vorbei, rund um den Klemmring 86, am Sitz 90 vorbei, an den Anschlägen 89 und der Schulter 55 vorbei. Bei zur Atmosphäre offenen Parkbremsventil 86 sind die Leitung 84 und der Einlaß 32 zur Atmosphäre gelüftet. Der Auslaß 33 ist ebenfalls in der in Fig. 2 gezeigten Ventilstellung gelüftet, weil der Auslaß 33 mit dem Einlaß 32 in leitender Verbindung steht. Dies lüftet ferner die Leitungen 202 und 22, so daß die Relais 194, 198 hin- und herbewegt werden, um jeweils die Leitungen 206, 240 und 250 sowie 254 zu lüften, so daß die Parkbremskammern 284 und 304 gelüftet werden und die Federn sich ausdehnen, um die Parkbremsung durchzuführen.

Wenn der Fahrzeugführer den Motor anläßt, beschickt der

Kompressor 102 automatisch alle Speicher mit Druckluft auf Versorgungsdruck. Druckluft auf Versorgungsdruck wird dann vom Aufspürspeicher 106 über die Leitungen 138, 156 in den ersten Einlaß 30 des Ventils 12 gespeist, wodurch die KoI- ben 50 und 65 nach oben wandern und die Druckfedern 60 zu-

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sammendrücken, bis der Endabschnitt 52 des Kolbens 50 den Lüfterdeckel 46 kontaktiert, der als fester Anschlag wirkt. In diesen Druckzustand verbleiben die ersten und zweiten Ventilsitze 54 und 90 in ihrer gleichen Relativlage, wie vorstehend für den drucklosen Fall beschrieben, und der Einlaß 32 und der Auslaß 33 bleiben in leitender Verbindung durch die vorstehend genannten inneren Durchlässe des Ventils. Dies ist der passive Betriebszustand des Ventils 12 während des Normalbetriebes der Bremsanlage· Wenn das Park bremsventil 186 in seine die Bremsen freigebende Stellung bewegt wird, ist es nicht langer zur Atmosphäre gelüftet, so daß ein Drucksignal vom Parkbremsspeicher 152 durch die Leitung 184 zum Einlaß 32 des Umschaltventils 12 gelangt. Dieses Drucksignal gelangt durch das Ventil hindurch zum Auslaß 33 und gelangt von dort durch die Leitungen 202 und 200 zu den Relais 194 und 198, was zu einer Schaltung dieser Relais führt, so daß die Leitungen 206 und 250 nicht langer zur Atmosphäre durch diese Relais gelüftet werden. Vielmehr steht durch Relais 1S4 jetzt die Leitung 192 in leitender Verbindung zur Leitung 206. Xn gleicher Weise wird die Leitung 196 durch das Relais 198 mit der Leitung 250 verbunden. Demzufolge wird Druckluft direkt vom Parkbremsspeicher 152 durch die Leitung 190, die Leitung 192, das Relais 194, die Leitung 206, das Rückschlagventil 208 und die Lei tung 240 zu den Parkbremskammern 304 der rückwärtigen Brems- betätiger 218 geleitet, um die rückwärtigen Parkbremsen zu lösen. Die Leitung 190 steht ferner tber die Leitung 196, das Relais 198, die Leitung 250, das Zweiwegerückschlagventil 152 und die Leitung 254 mit den Parkbremskammern 284 der vorderen Bremsbetätiger 260 in Verbindung, so daß auch die vorderen Parkbremsen gelöst werden. Zn diesem Betriebszustand der Anlage werden die Betriebsbremsen im Normalbetrieb durch Betätigung des fußbetätigten Ventils 230 als Betriebsbremssteuerung betätigt und gelöst. Cine Betätigung des Ventils 230 bewirkt die leitende Verbindung des vorderen Betriebsdruckspeichers 142 durch die Leitungen 266 und 264

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mit den Betriebsbreinskammern 280 der vorderen Bremsbetätiger 260, um die vorderen Bremsen des Fahrzeuges zu betätigen. Gleichzeitig wird durch das Ventil 230 eine leitende Verbindung von der Leitung 232 zur Leitung 228 geschaffen, um ein Drucksignal durch die Leitung 226 zum Relais 212 zu schicken, das schaltet zur öffnung der Verbindung von Leitung 224 zu Leitung 214, die ihrerseits in leitender Verbindung mit den Betriebsbremskammern 300 der rückwärtigen Bremsbetätiger 218 steht, so daß die rückwärtigen Betriebs bremsen proportional zu den vorderen Betriebsbremsen be tätigt werden. Die Leitungen 228 und 268 erstrecken sich zurück zum Dreifachrelais 172 und schaffen so Signale, dieses Relais zu betätigen und Druckluft zu den Anhängerbetriebsbremsen vom Anhängerspeicher 122 zu bringen, falls ein An- hänger von dem Fahrzeug gezogen wird. Solange die Betriebsweise der Anlage in dieser Weise normal verläuft, verbleibt das Umschaltventil 12 in seiner passiven Betriebsstellung und jedwede Signale, die durch die Leitung 272 zum Einlaß 31 laufen, haben keine Auswirkung, weil das Ventil 12 be züglich seiner Kolben in der säulenartigen aufeinanderlie genden Stellung verbleibt und jeder Druck, der in das Ventil durch den Einlaß 31 eintritt, wird einfach zwischen den Dichtungen 62 und 63 gehalten.

Irgendein Fehler entweder im vorderen oder hinteren Betriebsdruckluftsystem initiiert die Betätigung des Umschaltventils 12 für die automatische Betätigung derjenigen Parkbremsen, die den Betriebsbremsen des fehlerhaften Systems zugeordnet sind, sobald die Betriebsbremssteuerung 230 betätigt wird. Jeder Fehler entweder in den vorderen oder hinteren Betriebsdruckspeichern 142 oder 132 oder irgendeiner der davon kom menden Leitungen bewirkt die Bewegung des Umschaltventils aus seiner passiven Betriebsstellung in die betriebsbereite Betriebsstellung· Ein Fehler entweder im vorderen oder hinteren Betriebsdruckluftsystem bewirkt, daß Luft vom Aufspürspeicher 106 durch die Leitungen 128 oder 138 in sehr viel

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stärkeren Ausmaß strömt, als der Kompressor 102 In der Lage 1st, den AufspUrspeicher 106 wieder aufzuladen. Demzufolge fällt der Druck im AufspUrspeicher 106 ziemlich schnell, ebenso wie der Druck in den Leitungen 138 und 156. Der reduzierte Druck am Einlaß 30 des Ventils 12 ist dann nicht mehr länger in der Lage, die Kolben 50 und 65 in der oberen Stellung zu halten. Druckluft auf Versorgungsdruck beaufschlagt weiterhin durch die Leitung 184 den Einlaß 32 und dies wirkt generell über den Bereich A-3 auf Kolben 50, um diesen in seiner oberen Lage gegen den Lüfterdeckel 45 zu halten. Der gleiche Versorgungsdruck wirkt nach unten auf die Kolbenanordnung 65, so daß sich diese Kolbenanordnung nun vom Kolben 50 nach unten fortbewegt. Dieses bewegt den zweiten Ventilsitz 90 näher an die Dichtung 74 heran, bis es eventuell zu einem Kontakt mit der Dichtung 74 kommt. Hin bis zu dem Punkt, an dem Ventilsitz 90 die Dichtung 74 kontaktiert, hält die konische Feder 82 den ersten Ventilsitz in dichtender Anlage an der Dichtung 74. Hat jedoch einmal der Ventilsitz 90 die Dichtung 74 kontaktiert und geschieht eine weitere Abwärtsbewegung der Kolbenanordnung 65, wird der ersten Ventilsitz 54 geöffnet, indem der Ventilsitz 54 außer Anlage mit der Dichtung 74 gerät, während der zweite Ventilsitz 90 gegen die Dichtung 74 verschlossen bleibt. Wenn dies geschieht, wird der das Ventil 12 durch den Einlaß 32 beaufschlagende Druck in dem Ventilkäfig 68 gegen einen Durchlaß durch den Ventilsitz 90 abgesperrt gehalten. Demzufolge ist der das Ventil beaufschlagende Versorgungsdruck durch den Einlaß 32 nicht länger wirksam, die Kolbenanordnung 65 nach oben oder unten zu drücken. Demzufolge lüftet, wenn der ersten Ventilsitz 54 sich außer Anlage mit der Dichtung 74 bewegt, die Druckluft in Leitung 202 zur Atmosphäre, indem sie vom Auslaß 33 an den Anschlägen 89 vorbei, am Ventilsitz 54 vorbei ins Innere des Stößelabschnittes 53 strömt und dann nach oben durch die Federn 60 zur Entlüftung durch die LUfterauslässe 34 unter dem Lüfterdeckel 45. Dies führt auch zu einer Entlüftung des Versorgungsdruckes, der generell auf

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den Bereich A-3 wirkte und darauf gerichtet war, den Kolben 50 oben zu halten. Die Federn 60 bewegen dann den Kolben 50 nach unten, bis der noch nach oben auf den Kolben 50 wirkende Druck gleich der Kraft der Federn 60 ist. Das Ventil 12 befindet sich dann in der Schaltstellung gemäß Fig. 3 mit beiden Sitzen 54 und 90 an der Dichtung 74. Hat es einen vollständigen Bruch im Druckluftsystem gegeben, wird sich der erste Kolben 50 auf dem Boden der Bohrung 43 befinden, mit der Stellkraft der Federn 60 ausbalanciert mit dem Druck, der gegen den Boden des Kolbens 50 generell über dem Bereich A-3 wirkt, so daß die Federn 294 der Bremsbetätiger immer noch zusammengedrückt sind und Ventil 12 bereit ist, einen Zyklus zur schnellen Betätigung der Parkbremsen zu steuern.

Befindet sich das Ventil 12 in seiner betriebsbereiten Stellung, wird die Betätigung der Betriebsbremssteuerung 230 immer noch Drucksignale durch entweder die Leitung 228 oder 268 senden, abhängig davon, ob das vordere oder das rückwärtige Betriebsdruckluftsystem gestört ist. Das Drucksig- nal in der ungestörten Leitung läuft durch das Zweiwegerückschlagventil 270 und die Leitung 272 in den Einlaß 31. Dieses auf Betriebsdruck befindliche Drucksignal wirkt gegen den Bereich A-I und bewegt den ersten Kolben 50 nach oben gegen den Lüfterdeckel 45 und trennt den Sitz 54 von der Dichtung 74 und öffnet den Auslaß 33 zur Atmosphäre durch die Lüfterauslässe 34. Dieses führt weiter zur Reduzierung des Druckes in den Leitungen 202 und 200, so daß die Relais 194 und 198 schalten, um den Druck in den Leitungen 206 und 250 in die Atmosphäre zu entlüften. Dieses reduziert den Luftdruck in den Parkbremskammern 284 und 304 auf ein Ausmaß proportional zum Betriebsdruckluftsignal, das zum Einlaß 30 gesendet wird, so daß die Federn der Parkbremsen diese Bremsen mit einer Kraft betätigen, die proportional der Bremskraft des ungestörten Betriebsbremssystems ist. Da der auf den Kolben 50 über den Bereich A-3 wirkende Druck reduziert

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ist, wird der Betreibsdruck, der über dem Bereich A-I in Kombination mit dem verbleibenden auf den Bereich A-3 wirkenden Druck kombiniert ist, ausbalanciert gegen die Kraft der Federn 60 und das Ventil 12 kehrt in seine schaltbereite Stellung zurück. Der Bereich A-I ist, wie bereits ausge führt, größer als jeder der Bereiche A-2 oder A-3, vorzugsweise um das 1,5-fache. Dies ermöglicht es dem Luftdruck in den Parkbremskammern, im Druck um das 1,5-fache größer abzufallen, als der Druck 1st, der von der Druckluft beim Betriebsdruck aufgebracht wird· Die Bremskraft auf die Parkbremsen wird dann generell proportional der Bremskraft des ungestörten Betriebsbremssystems sein·

Nachdem eine Betriebsbremsbetätigung vervollständigt ist und die Betriebsbremssteuerung 230 geschlossen ist, wird der Druck in den Leitungen 228 oder 268 zur Atmosphäre gelüftet, und zwar durch eben die Betriebsbremssteuerung 230. Dies führt ebenfalls zu einer Lüftung der Leitung 272 und des Einlasses 31 und führt zu einer Reduzierung des Druckes, der auf den Kolben 50 über den Bereich A-I wirkt. Die Federn 60 drücken dann den Kolben 50 nach unten, bis der erste Ventilsitz 54 auf die Dichtung 74 aufsetzt und die konische Feder 82 komprimiert, um die Dichtung 74 vom Ventilsitz 90 fortzubewegen. Dies führt wieder zur Herstellung der leitenden Verbindung «wischen dem Einlaß 32 und dem Auslaß 33, so daß sich Druck in dem Bereich A-2 aufbaut und der Druck wird auf die Parkbremskammern der Bremsbetätiger gebracht, um die Parkbremsen zu lösen und bis ein Gleichgewichtsdruck mit den Federn 60 erreicht ist, woraufhin der Kolben 50 auf den Lüfterdeckel 45 zu bewegt wird, so daß sich alle Teile wieder in der schaltbereiten Stellung nach Pig· 3 befinden. Dies führt das Ventil in seine betriebsbereite Stellung zurück, in der es dann bei der nächsten Betriebsbremsbetätigung wieder arbeiten kann.

Wenn einfache Rückschlagventile für die Rückschlagventile 120, 130, 140 und 150 eingesetzt werden, 1st jeder Druckluft-

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speicher geschützt, kann aber nicht erneut geladen werden, solange ein Fehler in einem der anderen Systeme vorhanden ist. Dies bedeutet, daß nur eine vorbestimmte Anzahl von Betriebsbremsbetätigungen gemacht werden können, bis der Druck in den restlichen Druckluftspeichern auf ein nicht mehr funktionsfähiges Niveau reduziert ist. Anstelle einer derartigen Ausgestaltung ist es möglich, den Ventilen 120, 130, 140 und 150 Druckschutzventile zuzuordnen. Derartige Druckschutzventile dichten die Versorgungsleitung zum ein Leck aufweisenden Speicher ab, wenn der Systemdruck unterhalb des am Druckschutzventil eingestellten Druckes liegt. Dies würde es dem Kompressor erlauben, den Druck im intakten Teil des Druckluftsystems bis zur Höhe des am Druckschutzventil eingestellten Druckes zu erneuern und aufrechtzuer- halten. Die Bremsanlage des Fahrzeuges könnte dann dauernd weiterbetätigt werden, so daß der Fahrer in jedem Fall zu einer Reparaturwerkstatt fahren kann. Beispielsweise könnten solche Druckschutzventile solche sein, die anfänglich bei etwa 7 at überdruck öffnen und die offengehalten würden durch einen Druck innerhalb des jeweils zugeordneten Speichers von etwa 5 bis 6 at überdruck. So würden gegebenenfalls, wenn der Kompressor 102 erstmals gestartet wird und die Speicher mit Druckluft versorgt, alle der Druckschutzventile bei 7 at Überdruck öffnen, um alle Druckluftspeicher mit dem Systemdruck von etwa 9 at überdruck zu beschicken. Solange der Druck innerhalb eines jeden Speichers auf 5 bis 6 at überdruck verbleibt, würde das entsprechende Druckschutzventil offengehalten. Im Fall eines Fehlers an irgendeinem Speicher würde die Absenkung des Druckes in diesem Speicher unterhalb 5 bis 6 at überdruck das zugehörige Druckschutzventil schließen.

Die anderen Druckschutzventile würden offen bleiben, weil der Druck in ihren jeweiligen Speichern dann noch Über 5 bis 6 at überdruck liegt. Demzufolge könnte der Kompressor am Laufen gehalten werden, um die schadensfreien Speicher

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wieder auf etwa 7 at überdruck zu laden. Dieser reduzierte Systemdruck würde immer noch zu einer Bremsbetätigung führen, bis der Fahrer zu einer Reparaturwerkstatt gelangt.

In der vorstehend beschriebenen Fahrzeugbremsanlage sind getrennte Systeme für die Vorderbetriebsbremsen, die Hinterbetriebsbremsen und die Parkbremsen, generell definiert durch die Speicher 142, 132 und 152. Eine selektiv betätigbare Betriebsbremssteuerung 230 betätigt gleichzeitig die vorderen und die hinteren Betriebsbremsen ausgehend von den vorderen und hinteren Betriebsdrucksystemen während der normalen Betätigung der Bremsanlage. Das Ventil 12 definiert eine Parkbremssteuerung mit passiven und betriebsbereiten Stellungen. Während des Normalbetriebes der Bremsanlage befindet sich die Parkbremssteuerung 12 in der passiven Stel- lung und wird automatisch in die betriebsbereite Stellung in Abhängigkeit eines Fehlers in entweder dem vorderen oder dem hinteren Betriebsdrucksystem bewegt. In der passiven Stellung kann die durch das Ventil 12 definierte Parkbremssteuerung nicht die Parkbremsen betätigen. In der betriebs- bereiten Stellung jedoch kann die Parkbremssteuerung in Form des Ventils 12 in Abhängigkeit von der Betätigung der Betriebsbremssteuerung 230 ausgehend von dem Parkdrucksystem diejenigen Parkbremsen betätigen, die denjenigen Betriebsbremsen zugeordnet sind, die normalerweise von dem fehler- haften Betriebsdrucksystem betätigt werden.

In der dargestellten und beschriebenen Ausgestaltung betätigt die Parkbremssteuerung 12 in ihrer betriebsbereiten Stellung sowohl die vorderen wie die hinteren Parkbremsen in Abhängigkeit der Betätigung der Betriebsbremssteuerung 230, wenn entweder das vordere oder das hintere Betriebsdrucksystem einen Fehler haben. Die Parkbremsen werden mit einer Bremskraft betätigt, die proportional derjenigen Bremskraft ist, die von den noch in Betrieb befindlichen und arbeitenden Betriebsbremsen aufgebracht wird.

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Die Ausgestaltung, durch die Druck durch die Leitung 156 auf den Einlaß 30 des Ventils 12 wirkt, kann als eine Aufspüreinrichtung für das Aufspüren eines Fehlers in einem der beiden Betriebsdrucksysteme angesehen werden. Diese Ausgestaltung führt zur automatischen Bewegung der Parkbremssteuerung in die betriebsbereite Stellung vor einer ersten Betätigung der Betreibsbremssteuerung 230. Die Parkbremssteuerung, die durch das Ventil 12 definiert ist, wird in der betriebsbereiten Stellung so betätigt, daß sie ihrerseits die Parkbremsen in Abhängigkeit von Drucksignalen betätigt, die über die Betriebsbremssteuerung 230 vom fehlerfreien Betriebsdrucksystem herangebracht werden. Der Druck am Einlaß 30 des Ventils 12, der die Bewegung des Ventils 12 von der passiven Stellung in die betriebsbereite Stellung bewirkt, kann irgendein Druck sein, der etwas unter dem normalen Systemdruck von etwa 9 at Überdruck liegt. Beispielsweise könnte das Ventil 12 in seine betriebsbereite Stellung von jeglichem Druck zwischen Null und 7 at Überdruck bewegt werden.

In der beschriebenen Anlage sind die Parkbremsen federbetätigt in der einen Richtung und werden durch Druckluft aus dem Parkdrucksystem in die andere Stellung bewegt, und zwar unter Kontrolle der Parkbremssteuerung 12. Die Parkbremssteuerung wirkt in ihrer betriebsbereiten Stellung dahin, daß sie Druckluft durch die Relais 194 und 198 von den Parkbremskammern in einem Ausmaß abläßt, das proportional dem Betriebsdrucksignal ist, das von der Betriebsbremssteuerung 230 kommt. Dies bedeutet, daß die Parkbremsen mit einer Kraft betätigt werden, die generell proportional der jenigen der Betriebsbremsen ist, wenn entweder die vorderen oder hinteren Betriebsbrerasen ausgefallen sind.

Es versteht sich, daß im Rahmen des Erfindungsgedankens zahlreiche Abwandlungen möglich sind. Die Erfindung schließt alle äquivalenten Modifikationen und Abänderungen in sich ein.

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Leerseite

Claims

MIDLA.ND-30SS CORPORATION Patentenweite Dipl.-lng. S:- vcl;e Dipl.-Ing. '. - Veck Bielefeld. Hcüc:uji J-.rTje 17 Patentansprüche

1. 'Druckluftbremsanlage für Fahrzeuge, gekennzeich-/n et durch die Kombination von vorderen Betriebsund Parkbremsen (260), hinteren Betriebs- und Parkbremsen (218), separaten Druckluftsystemen (142,132,152) für die vordere Betriebsbremsung, die hintere Betriebsbremsung und die Parkbremsung, eine selektiv betätigbare Betriebsbremssteuerung (230) für die gleichzeitige Betätigung der vorderen und hinteren Betriebsbremsen ausgehend von den vorderen und hinteren Betriebsdrucksystemen während des Normalbetriebes der Bremsanlage, einer Parkbremssteuerung (12), die eine passive und eine betriebsbereite Stellung hat, wobei die Parkbremssteuerung in der passiven Stellung während des Normalbetriebes der Bremsanlage ist und in die betriebsbereite Stellung automatisch in Abhängigkeit eines Fehlers entweder im vorderen oder im hinteren Betriebsdrucksystem bewegbar ist, wobei die Parkbremssteuerung in der passiven Stellung an einer Betätigung der Parkbremsen gehindert ist und in der betriebsbereiten Stellung instandgesetzt ist, mit Druckluft aus dem Parkdrucksystem und in Abhängigkeit der Betätigung der Betriebsbremssteuerung (230) diejenigen Parkbremsen zu betätigen, die denjenigen Betriebsbremsen zugeordnet sind, die normalerweise dem fehlerhaften Betriebsdrucksystem betätigt werden.

2. Druckluftbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Parkbremssteuerung (12) in der betriebsbereiten Stellung sowohl die vorderen wie die hinteren Parkbremsen in Abhängigkeit einer Betätigung der Betriebsbremssteuerung (230) betätigt.

3. Druckluftbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Parkbremssteuerung (12) in der betriebsberei-

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ten Stellung die Parkbremsen mit einer Bremskraft betätigt, die proportional derjenigen Bremskraft ist, die von den fehlerfreien Betriebsbremsen aufgebracht wird.

4. Druckluftbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch o^cennzeichnet, daß eine Aufspüreinrichtung (106) zur Aufspürung eines Fehlers in einem der beiden Betriebsdrucksysteme vorgesehen ist, über die die Parkbremssteuerung (12) automatisch in die betrtebsreite Stellung bewegbar ist.

5. Druckluftbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen und hinteren Betriebsdrucksysteme und das Parkdrucksystem jeweils Speicher (142,132,152) beinhalten und ein Aufspürspeicher (106) vorgesehen ist, durch den Druckluft von einem Kompressor (102) zu den Speichern für das vordere, das hintere und das Parkdrucksystem gefördert wird, wobei ferner Rückschlagventile (140,130,150) zwischen dem Aufspürspeicher (106) und den Speichern für das vordere, das hintere und das Bremsdrucksystem vorgesehen sind, mit denen ein Rückstrom in Richtung von diesen Speichern zurück zum Aufspürspeicher verhindert wird, wobei ferner der Aufspürspeicher (106) während des Normalbetriebes der Bremsanlage auf einem vorbestimmten Druck gehalten ist und durch einen Fehler entweder im vorderen oder im hinteren Betriebsdrucksystem auf einen wesentlich niedrigeren Druck gelüftet wird und die Parkbremssteuerung (12) automatisch in die betriebsbereite Stellung in Abhängigkeit von der Absenkung dieses Druckes in dem Auspürspeicher bewegbar ist.

6. Druckluftbremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile darauf ausgelegt sind, einen Luftstrom vom Aufspürspeicher zu den Speichern für das vordere, hintere und das Parkdrucksystem nur dann zu ermöglichen, wenn der Druck in dem Aufspürspeicher zwar wesentlich oberhalb des Atmosphärendruckes, aber deutlich unterhalb des genannten vorbestimmten Druckes liegt.

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7. Druckluftbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Parkbremssteuerung (12) in der betriebsbereiten Stellung die Parkbremsen ausgehend von dem Parkdrucksystem in Abhängigkeit von Drucksignalen betätigt, die zu der Parkbremssteuerung (12) durch die Betriebsbremssteuerung (230) ausgehend von dem fehlerfreien Betriebsdrucksystem gefördert werden.

8. Druckluftbremsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Parkbremsen durch Federspannung in die Bremsstellung bewegbar sind und in die gelöste Stellung durch Druckluft bewegbar sind, die von dem Parkdrucksystem unter Kontrolle der Parkbremssteuerung (12) förderbar ist, wobei die Parkbremssteuerung in der betriebsbereiten Stellung in dem Sinne betätigbar ist, daß Druckluft aus den Parkbremsen in einem Ausmaß gelassen wird, das proportional zu dem Drucksignal ist, das vom Betriebsdrucksystem her durch die Betriebsbremssteuerung zugeführt wird.

9. Druckluftbremsanlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Parkbremssteuerung (12) in der betriebsbereiten Stellung darauf ausgelegt ist, sowohl die vorderen wie die hinteren Parkbremsen in Abhängigkeit von Signalen zu bewegen, die von der Betriebsbremssteuerung (230) von lediglich einem der beiden Betriebsdrucksysteme zugeführt wird.

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