DE2815947A1

DE2815947A1 - Druckmittelgesteuertes stellorgan- system fuer mit retardern kombinierte betriebsbremsen von fahrzeugen mit schaltgetrieben

Info

Publication number: DE2815947A1
Application number: DE19782815947
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Glaser; Friedrich Schueppel; Kurt Venger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1978-04-13
Filing date: 1978-04-13
Publication date: 1979-10-18
Also published as: GB2024353A; DE2815947C2; NL7901877A; SE7903268L; SE448079B; GB2024353B; CH639904A5

Description

Es ist bekannt, zur Ansteuerung von Bremsen in Fahrzeugen Schaltungen mit druckmittelgesteuerten oder elektrischen Stellorgan-Systemen einzusetzen, welche eine Bedienung der Motorwagen-Reibungsbremsen und einer in der Triebachse wirkenden, verschleißfreien Bremse, beispielsweise einer Strömungsbremse (auch Retarder genannt), über ein gemeinsames Betätigungsorgan ermöglichen.

Es ist weiterhin auch bekannt, hierbei sogenannte Zweikreis-Trittplatten-Bremsventile einzusetzen, welche über geeignete Ausrüstungen verfugen, um die verschiedenen Bremsen so aufeinander abzustimmen, daß, beispielsweise im Anfangsbereich eines beliebigen Bremsvorganges, nur die verschleißfreie Retarderbremse und am Ende erst die Reibungsbremse in Funktion tritt.

Hieraus bekannt ist auch die Problemstellung für den sowohl auf maximale Sicherheit als auch auf optimalen Komfort bedachten Konstrukteur, der unter dem Zwang zur Vermeidung von Störungsgründen (wie beispielsweise Federermüdungen, verschleißbedingte Reibungserhöhungen, Erwärmungsfolgen usw.) letztlich auch Lösungen erarbeiten muß, welche sich sowohl unter den stark wechselnden Einsatzbedingungen aus der Sicht des Benutzers als komfortabel und bedienungssicher als auch für den Hersteller als kostengünstig und vielseitig verwendbar erweisen.

Akte 5487

909842/0454

Die sich dem auf polyvalente Lösungen hinarbeitenden Konstrukteur entgegenstellenden Hindernisse sind insbesondere auch auf die Bauart-Unterschiede sowie die damit bewirkten unterschielichen Verhaltensweisen der diversen Retarder-Typen- und -Einbaumethoden zurückzuführen.

Während dort, wo der Retarder dem Obersetzungsgetriebe vorgeordnet ist, wo es sich also um einen "Primärretarder" handelt, zwar eine ausreichende Bremswirkung bis zu niedrigen Drehzahlen (z. B. entsprechend 15 km/h) herunter gegeben ist, jedoch andererseits die unangenehme Begleiterscheinung von Schaltstößen beim Zurückschalten besondere Gegenmaßnahmen erforderlich macht, ist dort, wo der Retarder dem Obersetzungsgetriebe nachgeordnet ist, wo es sich also um einen "Sekundärretarder" handelt, die Bremswirkung des Retarders schon bei weit höheren Geschwindigkeiten praktisch zu Ende, jedoch kein Schaltstoß beim Zurückschalten zu befürchten. Wieder etwas anders liegen die Verhältnisse bei sogenannten integrierten Retardern, d. h. wo der Wandler durch Strömungsumkehr zur Bremse wird.

Bei den Bemühungen, die aus diesen unterschieden resultierenden, unterschiedlichen Anforderungen alle möglichst ideal zu erfüllen, hat sich bisher ein im wesentlichen durch

Akte 5487

909842/0454

elektrische Umschaltkontakte und Magnetventile für diverse Umsteuerungen gekennzeichnetes Bremsen-Ansteuerungsprinzip auf breiterer Basis eingeführt (siehe z. B. Kundenzeitschrift "atü-Bremsentechnik" der Firma WABCO-Westinghouse GmbH, Hannover, Ausgabe 1/1977);

Für den Einsatzfall eines sogenannten integrierten Primärretarders - wo der Wandler durch Strömungsumkehr zur Bremse wird -, welche aufgrund ihrer Einbaulage und Bauweise sowie infolge der hohen Drehzahlabhängigkeit nicht mehr genügend sicher arbeiten würde, hat man hier beispielsweise im System eine Umschaltvorrichtung vorgesehen, die selbsttätig auf die normale Reibungs-Betriebsbremse umschaltet, sobald die Geschwindigkeit über diese Untergrenze abgesunken ist.

Diese Lösung ist indessen leider noch in mehrererlei Hinsicht unbefriedigend.

Eine größere Zahl elektrischer Schaltkontakte und die davon ausgehend umgeschalteten Elektro-Magnetventile bewirken sowohl stoßartige übergänge von Bremsbereich zu Bremsbereich als auch erhöhtes Fehlerrisiko bei Installation, Wartung und Benutzung. So wurde beispielsweise auch in der DE-OS 2 321 schon festgestellt, daß es unvorteilhaft ist, wenn ein Stellorgan-System für Fahrzeugbremsen auf viele, verschieden

Akte 5487

909842/0454

/13

einzujustierende und im Vergleich zu Drucksteuer-Ventilen störungsanfälligere bzw. übersensible Elektroschalter angewiesen ist oder wenn es sich zu großen Teilen auf Elektromagnetventile stützt, deren abruptes Arbeiten weiche Übergänge von Bremsbereich zu Bremsbereich erschwert.

Auf die sich mit den bisher gebräuchlichen Bremsbetätigung s sy steinen ergebenden und als sicherheitsmindernd anzusehenden Exngewöhnungsproblemen für Fahrer, die häufig wechselnd verschiedenerlei Omnibusse oder Schwerlastfahrzeuge usw. mit unterschiedlichen Lasten, Abmessungen und Bremsfunktionen zu steuern haben, wurde schon in dem Bericht "Retarders for Commercial Vehicles" (INSTR. MECH. ENGRS., Conference Publication 1/1974) nachdrücklich hingewiesen.

Es ist einleuchtend, daß solche Erschwernisse und Risiken nicht nur durch unterschiedlich eingestellte Bremssysteme verursacht werden, sondern auch durch die bisher übliche Vielzahl von Bremsbereichs-Stufen und Einstellvorrichtungen sowie die Auswirkungen der dazu erforderlichen Umschalt-Bauelemente. Insbesondere das Fehlen einer auch klar erkennbaren Trennung von Retarder- und Betriebs-Bremsbereich erschwerte die Überschaubarkeit der Bremskraft-Reserven sowie die feinfühlige Dosierung. So war es bei den

Akte 5487

909842/0454

At

bisher bekannten Lösungen beispielsweise auch schon für erfahrene Benutzer nicht einfach, ohne längere Gewöhnung die verschiedenen Druckpunkte auf dem Pedalwege, die das Einsetzen der üblicherweise mehr als zwei Retarder-Bremsstufen zu signalisieren haben, sicher und schnell auseinanderzuhalten und beispielsweise bezüglich der Einschätzung der noch verfügbaren Bremskraftreserven schnell genug und genau genug zu bewerten.

Erschwerend kamen noch die bauart-typischen Einflüsse durch die vielen verschiedenen Retarder-Bauarten hinzu. So wurden beispielsweise Ansteuerungssysteme bekannt, welche nach der letzten, von meistens vier Bremsstufen, die in der Regel an der Bremsen-Trittplatte per Druckpunkten erspürbar gemacht worden waren, eine Abschaltung des Retarders auslösten.

Andere Systeme, insbesondere mit elektrischem Retarder, schalten ihn auch nach der letzten Stufe nicht ab. Zwar ist hiermit die Gefahr der überbremsung vermindert, jedoch kann in beiden Fällen der Fahrer, insbesondere wegen der vielen Brems-Stufen, nicht sicher erkennen, wieviel Bremskraft-Reserve jeweils noch vorhanden ist bzw. von welcher Stellung des Bremspedales an die verschleißfreie Bremsung aufhört. Auch diejenigen Ansteuerungs-Systeme, welche überhaupt keine Druckpunkte auf dem Pedalweg aufweisen und bei denen auch

Akte 5487

909842/0454

praktisch keine Gegenkraft auf dem Pedalwege spürbar ist, werden von vielen Benutzern als unvorteilhaft empfunden,· weil hierbei schon durch leichte Unachtsamkeiten des Fahrers oder beispielsweise durch leichte Fahrbahnstöße ein "Hineinstolpern" in den Gewaltbremsungs-Bereich mit evtl. gefährlicher überbremsung vorkommen kann.

Eine klare aufbaumäßige und funktioneile Trennung der beiden vom Wesen her so verschiedenartigen Bremssysteme muß auch aus überwachungstechnischen Gründen gefordert werden, um insbesondere sichergehen zu können, daß nicht etwa beim Reparieren eines Systems das benachbarte verstellt werden kann, was womöglich zum Versagen beider führen könnte. Das Fehlen einer klaren Trennung der beiden Systeme bei den bisher bekanntgewordenen Ausführungen führte auch dazu, daß es nicht - oder nur mit beträchtlich hohem Aufwand - möglich war, parallel zum Motorwagen-Reibungsbrems- und -Retardersystem die Strömungsbremse wahlweise auch über ein druck- « mittelgespeichertes Handhebel-Regelventil feindosiert einzusetzen, ohne eine gesonderte Umschaltung vornehmen zu müssen.

Viele bekannte Bremssysteme weisen auch folgende, weitere funktionellen Nachteile auf:

Akte 5487

909842/0454

Je nach Betätigungsgeschwindigkeit des Trittplattenventils ergeben sich unter sonst identischen Voraussetzungen verschieden starke Stoßeffekte. - Deren Stärke ist wiederum stark abhängig vom Volumen der nachfolgenden Leitungen, selbst bei sonst gleichem Vordruck.

Die Druckänderungen, in Relation zum Pedalwinkel, unterscheiden sich.

Die Kraftaufwendungen an der Trittplatte, in Relation zur Bremsintensität bzw. zum Pedalwinkel, sind stark ver schi eden.

Die Kraftsprünge an Druckpunkten sind oft nicht annähernd identisch und wegen ihrer Vielzahl, besonders in der Eile, schwer zu unterscheiden.

Aus dieser, nur auszugsweisen Darstellung der Problematik aufgrund der vielen verschiedenen Ansteuerungsarten wird ersichtlich, wie notwendig sowohl eine systematische Analyse der Benutzerbedürfnisse und eine darauf abgestellte, grundlegend neue Ansteuerungsart für Bremssysteme dieses Bereiches ist. Das Ergebnis einer solchen Bedarfs-Analyse unter dem Haupt-Gesichtspunkt der Anwendbarkeit für Bremssysteme, welche mit Strömungsbremsen kombiniert sind, läßt sich nun in seinen wesentlichen Punkten im nachfolgenden Anforderungsprifol zusammenfassen, dessen weitestmögliche Abdeckung

Akte 5487

909842/0454

gleichzeitig die Aufgabe der in Anspruch 1 und 2 sowie in den nachfolgenden Unteransprüchen dargestellten Erfindung ist: Diese soll Merkmale von druckmittelbetätigten Stellorgan-Systemen von mit Retardern kombinierten Betriebsbremsen in Fahrzeugen in Obereinstimmung mit den einschlägigen Normen und Vorschriften dahingehend weiterentwickeln, daß

a) statt mehrstufiger Ansteuerungen solche ohne Stufe oder mit höchstens einer möglich werden;

b) statt elektrischer Schaltorgane weitestgehend druckmittelbetätigte verwendet werden;

c) statt der Energieeinspeisung von nur einer Quelle solche von separat versorgten Netzen erfolgen;

d) statt vieler getriebespezifischer Bremsen-Ansteuerungs-Systeme nur noch ein anpassungsflexibles Standard-Pedal-Prinzip erforderlich ist;

e) statt einer in das Bremssystem integrierten bzw. sandwichartigen Unterbringungsweise alle Zusatzbauteile separat und ohne Eingriff in das Hauptbremssystem zugänglich bleiben;

Akte 5487

909842/045 4

f) statt eines unkontrollierbaren Pedalweg-Bremskraft-Verhältnisses eine stetige Pedalkraft-Zunahme mit nur einem sehr kleinen Kraftanstieg am Ende des Retarder-Regelweges erreichbar ist;

g) statt einer komplizierten Verknüpfung zweier verschiedenartiger Bremssysteme eine einfache Möglichkeit zu parallel funktionsfähiger und sich zweckmäßig ergänzender Betätigungsweise geschaffen wird;

h) statt einer Beschränkung auf Trittplatten-Betätigung das prinzipiell gleiche System auch ohne Umschaltung für Langzeit-Bremsungen wahlweise auch über ein fein dosierbares Handhebel-Regelventil in Funktion gesetzt werden kann;

i) statt einer vermehrten, physischen und sensorischen Inanspruchnahme für verbesserte Bremsenausrüstungen dennoch nur eine vergleichbar unwesentliche Zusatzanforderung an Fahrer und Servicetechniker gestellt werden braucht.

Allen diesen Anforderungen wird das gemäß den Patentansprüchen dargestellte, druckmittelgesteuerte Stellorgan-System für mit Retardern kombinierte Betriebsbremsen von

Akte 5487

909842/0454

Fahrzeugen in nahezu vollständiger Weise gerecht und weist daher gegenüber dem Stand der Technik eine große Zahl von Vorteilen auf.

Mit der Erfindung wird insbesondere der Vorteil für den Benutzer erreicht, daß der Einsatz eines Retarder-Bremssystems nahezu keine Umgewöhnung mehr für erstmals· mit Retarder bremsen befaßte Fahrer mehr erfordert, weil eine dem Pedalkraft-Aufwand optimal entsprechende und viel weicher als mit Elektroventilen eingreifende Stufen-Druckmittelbetätigung per Trittplatte für alle Bremskraftbereiche vorhanden ist und diese eine wartungs- und kontrollgünstige Bauweise aufweist, welche ohne jede Umschaltung auch den beliebigen Einsatz eines wahlweise mitverwendbaren Handhebel-Ventiles gestattet.

Weiterhin ist auch der sicherheitstechnische Fortschritt von großer Bedeutung, der durch die verschiedenen Erfindungsmerkmale erreicht wird. Es kann nun - nötigenfaXls selbst nach Ausfall der- Elektrik eines-Fahrzeuges - auch dann noch mit Retarder und/oder Reibungs-Betriebsbremse gebremst werden, wenn eine der Druckmittelquellen bzw. Druckleitungen unterbrochen sein sollte, ohne daß es hierzu irgendeiner Umschaltungs-Manipulation bedürfte und für welche im Notfall womöglich keine Zeit mehr verfügbar sein könnte.

Akte 5487

909842/0454

Schließlich werden mit dem erfindungsgemäßen Stellorgan-System auch Bedien- und Fahrkomfort verbessert sowie der Verschleiß an den Reibungsbremsen reduziert, weil - auch bei den schaltsprungsensibleren Priiaär-Retarder-Bremssystemen stoßartige übergänge beim Verzögerungsablauf und unbeabsichtigtes, starkes Bremsen in günstigster Weise vermieden werden.

Gemäß Anspruch 2 wurde in weiterer Ausbildung der Erfindung eine Möglichkeit gefunden, auch eine kostengünstig herstellbare und für Wartung und Instandhaltung vorteilhafte Anordnung für das Trittplatten-Bedienelement (9) gefunden, die insbesondere auch die Anpassung dieses Prinzips an die unterschiedlichen, fahrzeugart-bedingten Anforderungen erleichtert.

Gemäß Anspruch 3 wurde eine vorteilhafte, zeitliche Reihenfolge der Bewegungsabläufe der verschiedenen Teilelemente des Trittplatten-Bedienelementes (9) gefunden, welche insbesondere die günstigste, sensorische Erkennung der verschiedenen Bremsbelastungsstufen ermöglicht.

Gemäß Anspruch 4 wurden in weiterer Ausbildung der Erfindung Merkmale gefunden, wie die Aufgabenlösung mit einem Trittplatten-Bedienelement bewerkstelligt werden kann, wenn dazu ein schwenkfähiges Pedal verwendet wird.

Akte 5487

909842/0454

Gemäß Anspruch 5 wurde eine zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe besonders vorteilhafte Kraftverteilungsart bei den Teilelementen des Trittplatten-Bedienelementes (9) gefunden für eine stufenlose Betätigung.

Nach Anspruch 6 wurde eine Lösung zur Betätigung mit einem einzigen, deutlich spürbaren und klar zuordenbaren Kraftsprung unmittelbar beim Eingreifen der Reibungs-Betriebsbremse gefunden.

Nach Anspruch 7 wurden noch Möglichkeiten zur Lösung an sich aufgabenfremder Probleme mit dem erfindungsgemäßen Stellordnungs-Prinzip offenbart, bei welchen auf zusätzliche, elektrische Signal- und Stellglieder nicht verzichtet werden kann.

Akte 5487

909842/0454

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles des druckmittelbetätigten Stellorgan-Systems mit Hilfe der Zeichnungen Fig. 1 bis 3 näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Schaltschema,

Fig. 2 zeigt ein Trittplatten-Bedienelement, Fig. 3 zeigt einen Bremsdruckverlauf.

Der Aufbau ist anhand Fig. 1 erläutert. Hier ist die Druckmittelquelle (1) für die Retarder-Bremse (2) und die Druckmittelquelle (3) für den ersten Reibungs-Betriebsbremskreis (4) sowie die Druckmittelquelle (5) für den zweiten Reibungs-Betriebsbremskreis (6) über das erfindungsgemäße Stellorgan-System miteinander schaltungsmäßig so gekoppelt, daß ein Energieausfall in einem der Systeme kein anderes mit unterbrechen kann.

Während die Retarder-Bremsdruckleitung (7) vor dem Handhebel-Ventil (8) bzw. dem Modulator-Druckregelventil (9) sich aufteilt in die Zweigleitungen (7a und 7b), welche nach dem Passieren der besagten Regelventile im Zweiwegeventil (10) wieder zusammengeführt sind zur Steuerdruckleitung (7c) und endend im Fülldruckregelventil (11) des Retarders (2), ist jede der beiden Reibungs-Betriebsbremsen-Druckleitungen (12a und 12b bzw. 13a und 13b) unverzweigt direkt über ihr jeweiliges einziges Druckregelventil (14, 15) zur zugehörigen Bremse (4, 6) geführt.

Akte 5487 onoo/o/n/t/

909842/045 4

Für die Kontrolle bzw. für die Anbindung des erfindungsgemäßen Stellanordnungs-Systems an evtl. noch vorhandene, anderweitige Stellanordnungen ist es selbstverständlich möglich, in die Steuerdruckleitungen (7, 12, 13) bzw. an die Bedienelemente (8, 9.0 noch weitere Signal- und Steuer-Elemente einzubauen, ohne die wesentlichen Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Schaltung zu verändern. Da solche Zusatzeinrichtungen jedoch nicht von entscheidender Bedeutung für das Verständnis der erfinderischen Lösung sind, wurden sie hier nicht eingezeichnet bzw. mitbeschrieben.

In Fig. 2 ist die Trittplatte bzw. das Pedal (16) im Schwenklager (17) mit einer Haupt-Rückstellfeder (18) sowie einer Hilfs-Einsteuerfeder (19) so im Bodenblech (20) eines Fahrzeuges befestigt, daß mit einem Gesamt-Pedalwinkel (α) von vorzugsweise etwa 21 bis 25° die Einstellung aller vorkommenden Hübe bei den ebenfalls in der Bodenplatte (20) eingelassenen Druckregel-Ventilen (9, 14, 15) möglich ist.

Im Beispiel ist eine Anordnung gezeigt, bei welcher die Stößelfeder (21) des Modulator-Druckregelventils (9a) unter dem kürzeren Hebelarm des Trittplatten-Schwenkpedals (16) in Ausgangsstellung aufgrund der Rückstellkräfte aus den Federn (18 und 19) so weit zusammengepreßt ist, daß der Steuerkolben im Modulator-Druckregelventil (9a) in Entlüftungsposition über den Auslaß (9b) steht.

Akte 5487

909842/045 4

Bei Betätigung bis etwa Winkel Qf = 7 steht bei dieser Anordnung nur das Modulator-Druckregelventil (9a) im Eingriff. Erst bei Winkeln mit ex ^ 7 erfolgt aus den in diesem Beispiel nebeneinanderliegenden Reibungsbremsen-Druckregelventilen (14 und 15), von welchen hier im Bild (wegen der Seitenansicht) nur eines zu sehen ist, eine Druckausgabe. Der Stößel (22) kommt indessen bereits etwa 1° früher am Pedal (16) zum Anschlag.

Die Anschlagsbegrenzungs-Einstellmöglichkeit (23) ist hier in Form einer in der Bodenplatte (20) eingelassenen Stellschraube vorgesehen.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Systems sei weiterhin anhand eines Diagrammes nach Fig. 3 für ein angenommenes Beispiel schematisch erläutert.

Hier ist (et) der durch die Trittplatte aus der Ausgangslage ausgeschwenkte Pedalwinkel (P ) der mit dem Modulator-Druckregelventil (9a) bewirkte Steuerdruck für die Retarder-

v bremsen-Betätigung (P_D) der mit einem der beiden Reibungsbremsen-Druckregelventile (14, 15) bewirkte Betriebs-Bremsdruck und (P_xJ die auf die Trittplatten-Mitte aufzubringende Pedalkraft als Δρ ist der Bereich der Regelhysterese des Modulator-Druckregelventiles (9) bezeichnet. P₁. ist der Kraftsprung bei Einsatz der Betriebsbremse, auf

welchen erfindungsgemäß auch verzichtet werden kann.

Akte 5487

909842/0454

Um die Trittplatte aus der Ausgangsstellung'(α = 0°) in Bewegung zu setzen, sind bei P ca. 1 bis 3,5 kp erforderlich. Zur Sicherstellung vollkommener Abschaltungen ist hier zunächst ein funktionsloser Start-Hub von ca. 1/20 des Gesamthubes vorgesehen. Danach springt die Funktion des Modulator-Druckregelventiles (9a) ein mit vorerst nur einem relativ geringen, stetig ansteigenden Kräftebedarf, nämlich von α = 0 mit ca. 1 kp bis auf ca. 5 kp bei α 1/3. In diesem Bereich (ab Punkt "A") steigt der Retarder-Steuerdruck pm von 0 auf Max., wobei allerdings, je nach Federqualität und ähnlichen Einflüssen, eine gewisse Streuung unvermeidbar ist. Zur Sicherung einer guten Regelbarkeit für kleine Bremsmomente soll bei 1/20 nicht mehr als ca. 1/16 des Gesamt-Bremsdruckes betragen. Außerdem führt das Druckregelverhalten des Modulator-Ventiles (9ä)zu einer Regelhysterese Ap_Mzwischen P Max. und P Min. infolge Änderungen des Sekundärdruckes ρ . Wenn der Steuerdruck im Maximum 1/3 oder mehr Weg um mehr als ca. 1/16 abfällt, muß das Modulator-Ventil (9a)nachspeisen. über der gesamten Strecke von 0 bzw. 1/20 bis 1/3 des Gesamtweges sind die Reibungsbremsen-Druckregelventile · (14, 15) vollkommen geschlossen, d. h. es wird bei linearem Druckanstieg von ρ nur mit dem Retarder gebremst, jedoch ist dies bereits Leerhub für die Betriebsbremse (14, 15) .

Akte 5487

909842/0454

Als Vorankündigung für das Eingreifen der Reibungsbetriebsbremse (14, 15) kann kurz vor dem Ende des ersten Drittels (bei "B") eine kraftsprungfreie Richtungsänderung des Kraftanstieges vorgesehen, welcher sich - nach dem überwinden des einzigen Kraftsprunges in der Größenordnung von ca. 0,5 bis 1,0 kp nach 1/3 des Gesamtweges bei "C" zur sensorischen Signalisierung des Eingreifens der Reibungs-Betriebsbremse (14, 15) mit etwa gleichem Anstieg bis zum Ende des Betätigungsweges fortsetzt bei D.

Der Bremsdruck P_ der Reibungs-Betriebsbremse wird dabei von 0 auf Max. mit etwa gleichem Anstieg wie der Retarder-Steuerdruck ρ erhöht und erreicht etwa bei 2/3 des

Gesamtweges (bei "D") seinen Höchstwert, d. h. den Punkt, von welchem aus sich die gemeinsame Bremskraft ρ + ρ auch mit mehr Pedalkraft P nicht mehr erhöhen läßt.

ix

Wird, wie in Fig. 2 gezeigt, ein Betätigungselement für die Bremsdruckregelventile verwendet, welches als Schwenk-Pedal ausgebildet wird, so haben sich für das erfindungsgemäße System folgende Richtwerte für die Auswahl der Federkennlinie als besonders vorteilhaft erwiesen;

im Anfangsbereich etwa 0,5 bar pro Pedalwinkel bis kurz vor dem Ende des ersten Wegdrittels (bei Punkt "B"), danach etwa 0,56 bar pro Pedalwinkel bis zum Ende. Hierbei wurde einfachheitshalber die Einsprungfunktion von 0 bis ca. 1/20 unberücksichtigt gelassen.

Akte 5487 9G9842/Q4B4

Sinngemäß gleiche Verhältnisse würden dort bevorzugt, wo ein Trittplatten-Element mit linearer Hub-Charakteristik angewandt werden soll.

Auch kann selbstverständlich eine der erfindungsgemäßen Problemlösungen in der Wirkung entsprechende Ausführung auch mit anders angeordneten bzw. bemessenen oder mehr oder weniger Federn oder anderen Hebel- und Hebellängenverhältnissen u. ä. Umgestaltungs-Maßnahmen bewirkt werden, wobei jedoch die wesentlichen kennzeichnenden Merkmale der Erfindung erhalten bleiben.

17.03.1978
T-PA sln-hg
Akte 5487

9.0 9 8 A 2 /04 5

Claims

ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN

Aktiengesellschaft 28159^7

Friedrichshafen

Druckmittelgesteuertes Stellorgan-System für mit Retardern kombinierte Betriebsbremsen von Fahrzeugen mit Schaltgetrieben

Patentansprüche

1J Druckmittelgeteuertes Stellorgan-System für mit Retardern kombinierte Betriebsbremsen von Fahrzeugen,

im wesentlichen bestehend aus mindestens

- einer beliebigen Druckmittelquelle,

einem Reibungs-Betriebsbremsen-System beliebiger Art (3, 4)

- einer hydrodynamischen Strömungsbremse ( 2) oder einem als solche benutzbarem Wandler in der Triebachse des Fahrzeuges mit Schaltgetriebe, einem druckmittelbetätigten Regelglied der Retarderbremse, vorzugsweise als Füllungsregler (11),

Akte 5487

909842/046*

ORIGINAL INSPECTED

- mindestens einem trittplatten-betätigten Bedienelement (9) für den Steuerdruck des Retarder-Regelgliedes (11), vorwiegend zu Kurzzeitbremsungen,

wahlweise einem weiteren, vorzugsweise handbetätigten Bedienelement (8) für den Steuerdruck des Retarder-Bremsen-Regelgliedes (11), vorwiegend zu Langzeitbremsungen und

den erforderlichen druckmittelgespeicherten Steuerleitungen zur Betätigung dieser Elemente,

dadurch gekennzeichnet, daß

voneinander unabhängige Druckmittelquellen (1 und 3 bzw. 5) für die Steuerung der Reibungs-Betriebsbremse (4 bzw. 6) und für die Steuerung der Retarderbremse (2) vorhanden sind,

die Hauptdruckleitung (7) aus einer das Retarder-Bremsen-System versorgenden Druckmittelquelle (1). welche unabhängig ist von der bzw. den die Reibungsbremsen (4, 6) versorgenden Druckmittelquelle(n) (3, 5), sich in Strömungsrichtung aufteilt in zwei Teilabschnitte (7a, 7b), welche vorzugsweise dimensioniert sind für gleich starke und gleich schnelle Ableitung des jeweils maximal ansteuerbaren Durchflusses,

und zwar entweder ausschließlich über das trittplattenbetätigte, selbstrückstellende Bedienelement (9) für vorzugsweise Kurzzeitbremsungen steuerbar

Akte 5487 909842/0454

28159A7

oder ausschließlich über das vorzugsweise handhebel-betätigte, in seiner Einstellposition verharrende Bedienelement (8) für Langzeitbremsungen dosierbar als auch für beliebige Teilmengen des Gesamtdurchflusses mittels beider Bedienelemente (8, 9) , gleichzeitig oder aufeinanderfolgend unterteilbar

und daß sich weiterhin in den von den besagten Bedienelementen (8, 9) abgehenden Steuerleitungszweigen (7a, 7b) ein diese wieder vereinigendes und ausschließlich selbsttätiges Wechselventil (10) an sich bekannter Art befindet, welches zwei sperrbare Zuflüsse (7a, 7b) und einen Abfluß (7c) hat

und das derart gebaut ist, daß der Zufluß mit dem höheren Druck mit dem Abfluß verbunden ist, während der andere Zufluß gegen Rückströmung gesperrt ist und daß ausschließlich das trittplatten-betätigte Bedienelement (9) für die Steuerung aller Bremsen mechanisch gekoppelt ist mit dem - oder den - Druckregelventilen (14, 15) zur Steuerung der Reibungs-Betriebsbremse (4, 6) und dem Druckregelventil (9a) für die Steuerung der Retarder-Bremse (2).

Akte 5487

S09842/0A5
2. Druckmittelgesteuertes Stellorgan-System nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und

bei welchem das trittplattengesteuerte Druckregelventil für vorzugsweise Kurzzeit-Bremsungen in bekannter Weise eingerichtet ist für

die gemeinsame, gleichzeitige Steuerung von zwei unabhängig voneinander geführten,

aber im gleichen Bedienelement (9) untergebrachten Druckregelventilen (14, 15) für die separaten Reibungs-Betriebsbremsen-Stellgliedbetätigungen (4, 6) - und bei welchem der Pedalführung (17) bzw. dem dieser zugeordneten Betriebsbremsen-Ventilbetätigungsstößel (21) über nahezu den gesamten Pedalweg der Betätigungskraft entgegenwirkende und vorzugsweise mittels Federn ausgelöste Rückstellkräfte sowie ein vorzugsweise einstellbarer End-Anschlag (23) zur Signalisierung der Vollbrems-Stellung zugeordnet sind

und bei welphem beide Ventile (14, 15) je einen Entlüftungsauslaß haben, welche geöffnet sind, wenn sich das Pedal (16) in Ausgangsstellung bzw. im Leerhub-Bereich befindet,

dadurch gekennzeichnet,
Akte 5487

909842/0454

5 *

daß im gleichen Trittplatten-Bedienelement (9) und angeordnet für die gemeinsame, gleichzeitige Betätigung zusammen mit den an sich bekannten Druckregelventilen (14, 15)

noch ein drittes, ausschließlich zur Retardersteuerung dienendes Modulator-Druckregelventil (9a) unabhängig befestigt ist,

welches geeignete Einrichtungen aufweist, um mindestens in voll geöffnetem Zustand als Konstantdruckregler arbeiten zu können,

- mit einer Öffnungsfeder (22a), welche in der Ausgangslage des Pedals (16) gespannt gehalten ist

- sowie einem Steuerkolben (22), welcher in der Ausgangslage die Retarder-Steuerleitung (7) geschlossen und die Entlüftung (9b) geöffnet hat.
3. Druckmittelgesteuertes Stellorgan-System nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

- daß im Bereich von etwa einem ersten Drittel des gesamten möglichen Betätigungsweges der Trittplatte (16) die Betriebsbremsen-Druckregelventile (14, 15) geschlossen bleiben,

daß jedoch bereits ab etwa einem Zwanzigstel des Weges

Akte 5487

9Ö98A2/0454

6 -6-

- das Modulator-Druckregelventil (9a) zur Retardersteuerung teilweise geöffnet ist

- und daß es nach etwa dem gleichen Betätigungswege, nach welchem der Öffnungshub der Ventile (14, 15) zur Reibungs-Betriebsbremsen-Steuerung eingesetzt hat, voll geöffnet ist und geöffnet bleibt und daß diese Druckregelventile (14, 15) ab etwa dem zweiten Drittel des gesamten möglichen Betätigungsweges der Trittplatte (16)

zusammen mit dem Modulator-Druckregelventil (9a) ebenfalls voll geöffnet sind und geöffnet bleiben.
4. Druckmittelgesteuertes Stellorgan-System nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Trittplatte (16) ein Pedal für die Winkelbewegung ist,

bei dem nicht nur die Reibungs-Betriebsbremsen-Ventile (14, 15) und die ihnen zugeordnete Rückstellfeder (18) zur Wiederherstellung der Ausgangslage mit geschlossenem Durchgang (12 bzw. 13) und geöffneter Entlüftung (14a bzw. 15a),

sondern auch noch ein weiteres, separates, vorzugsweise gelenkig gelagertes Federelement (19) unter dem längeren, vom Trittplatten-Drehgelenk (17) abgehenden Hebelarm angelenkt ist zur Erzeugung und Variabilität einer weiteren Pedal-Rückstellkraft

Akte 5487

909842/0454

und bei der unter dem kürzeren, vom Trittplatten-Drehgelenk (17) abgehenden Hebelarm, völlig unabhängig von den anderen Ventilen befestigt, das Modulator-Druckregelventil (9a) für die Retarder-Bremsensteuerung angelenkt ist.
5. Druckmittelgesteuertes Stellorgan-System nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Rückstellkräfte zur unmittelbaren, sensorischen Erkennung der jeweils noch verfügbaren Bremskraft-Reserven durch den Bedienenden mittels einer spürbaren Widerstandserhöhung vor dem Eintritt in den Reibungs-Betriebsbremsen-Bereich (C bis D) nutzbar gemacht sind und daß dazu die Pedalkraft (P_x.) zur Ingangsetzung der Trittplattenbetätigung etwa ein Zwanzigstel der zur Einstellung der Maximal-Öffnungsquerschnitte bei allen gemeinsam betätigten Druckregelventilen (9a, 14, 15) benötigten Maximalkraft beträgt

und daß. die Pedalkraft (P_x.) nach stetiger, jedoch zunächst mit etwas schwächerem

- und erst kurz vor dem Ende, etwa des ersten Drittels,

des gesamten möglichen Betätigungsweges (α) mit leicht verstärktem Anstieg erfolgender Zunahme einen Punkt (bei B) erreicht, der der Vollausnutzung der Retarder-Bremsleistung bzw. dem max. Steuerdruck

am Retarder (P„,„„ ) entspricht
max.

Akte 5487 909842/0454

- und welcher etwa ein Viertel bis ein Fünftel der Maximalkraft für P ausmacht

JS.

und daß dabei (hier bei B) der Übergang vom leichten zum stärkeren Pedalkraftanstieg drucksprungfrei und mit kaum spürbarem Übergang erfolgt,

- etwa ein Zwanzigstel des möglichen Gesamtweges vor dem Beginn der Öffnungsbewegung (bei "C") der Reibungs-Betriebsbremsenventile (14, 15) und daß der Pedalkraftanstieg nach diesem kaum spürbaren Übergang zu erhöhtem Widerstand nahezu unverändert, linear und stufenlos weiterwachsend ist bis zu dem durch Anschlag (23) fixierten Endpunkt des gesamten Betätigungsweges der Trittplatte (16).
6. Druckmittelgesteuertes Stellorgan-System nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß der Pedalkraft gleichzeitig mit dem Erreichen des Öffnungspunktes der Ventile (14, 15) zur Reibungs-Betriebsbremsen-Steuerung (bei "C") ein deutlich spürbarer Zusatzwiderstand (AP_R) von vorzugsweise etwa einem halben bzw. einem ganzen Kilopond entgegengerichtet ist

Akte 5487

909842/0454

- und daß die Pedalkraft (P_x,) nach diesem einzigen Kraftsprung auf dem gesamten Betätigungswege mit nahezu gleichem Anstieg, wie vor dem Kraftsprung, linear und stufenlos weiterwachsend ist bis zu dem durch Anschlag (23) fixierten Endpunkt.
7. Druckmittelgesteuertes Stellorgan-System nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß in der Steuerdruckleitung (7) zum Retarder-Füllungsregelglied (11) für weitere Koppelungs- und Signalaufgaben ein oder mehrere beliebige Umsteuerventile vorgesehen sind,

welche über Hilfssteuerleitungen mit dem Handhebelventil (8) bzw. mit einem Bremsdruck-Kontrollschalter verbunden sind.

Akte 5487

909842/0454