DE2815947C2

DE2815947C2 - Betätigungsanordnung für eine druckmittelbetätigte Betriebsbremsanlage für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2815947C2
Application number: DE19782815947
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. Glaser; Friedrich Schüppel; Kurt 7990 Friedrichshafen Venger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1978-04-13
Filing date: 1978-04-13
Publication date: 1985-12-05
Also published as: CH639904A5; SE448079B; DE2815947A1; GB2024353B; NL7901877A; GB2024353A; SE7903268L

Description

gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

d) die Trittplatte (16) wirkt als zentrales Bedienelement direkt auf die Druckregelventile (14 und 15) der Reibungsbremsen und auf das Modulator-Druckregelventil (9a) des Füllungsreglers;

e) das Modulator-Druckregelventil (9a) des Füllungsreglers ist im Ruhezustand der Trittplatte (16) durch diese in der Sperrstellung gehalten und wird während eines ersten Teils des Betätigungsweges der Trittplatte (16) von einer im Modulator-Druckregelventil (9a) eingebauten und im Ruhestand vorgespannten Feder in Funktion gesetzt, wobei der Retarder (2) als Funktion des Betätigungsweges der Trittplatte (16) bis zu seiner maximalen Bremswirkung ausgesteuert wird;

f) am Ende dieses ersten Teils des Betätigungsweges der Trittplatte (16) gelangt diese in Eingriff mit den Druckregelventilen (14 und 15) der Reibungsbremsen und steuert während des weiteren Betätigungsweges zusätzlich deren Bremswirkung.

2. Betätigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites — trittplattenunabhängiges und handbetätigbares — Steuerventil (8) für den im Füllungsregler (11) auch bei Nichtbetätigung der Trittplatte wirksamen Steuerdruck über ein Wechselventil (10) (nach DIN 24 500) parallel zum ersten Steuerventil (9a) angeordnet ist.

3. Betätigungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

a) das Modulator-Druckregelventil (9a) weist Einrichtungen auf, um mindestens in voll geöffnetem Zustand als Konstantdruckregler arbeiten zu können

b) und hat eine Öffnungsfeder (2a), welche in der Ausgangslage der Trittplatte (16) gespannt gehalten ist

el sowie einen Stößel (22), welcher in der Aus-

gangslage der Trittplatte (16) die Retarder-Steuerleitung (7) geschlossen und die Entlüftung (9f»; geöffnet hat

4. Betätigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung von Trittplatte (16) und Stößeln (21, 22) von Regelventilen (14, 15) und Modulator-Druckregelventil (9a)so aufeinander abgestimmt sind,

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

b) jedoch bereits bei etwa einem Zwanzigstel des Weges das Modulator-Druckregelventil (9a) zur Retarderstererung anspricht

c) und daß es nach etwa dem gleichen Betätigungswege, nach welchem der Offnungshub der Druckregelventile (14, 15) zur Steuerung der Reibungsbetriebsbremsen eingesetzt hat, voll geöffnet ist und geöffnet bleibt

d) und daß die Druckregelventile (14,15) ab etwa dem zweiten Drittel des gesamten möglichen Betätigungsweges der Trittplatte (16) zusammen mit dem Modulator-Druckregelventil (9a) für den Retarder ebenfalls voll geöffnet sind unü geöffnet bleiben.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet.

a) daß an der Trittplatte (16) ein weiteres, separates, vorzugsweise gelenkig gelagertes Federelement (19) unter dem längeren, vom Schwenklager (17) abgehenden Hebelarm zur Erzeugung einer weiteren Pedalrückstellkraft angelenkt ist

b) und unter dem kürzeren, vom Schwenklager (17) abgehenden Hebelarm das Modulator-

Druckregelventil (9a) für die Retardersteue-

rung angelenkt ist.

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und richtet sich auf mit Strömungsbremsen zusätzlich ausgerüstete Fahrzeuge mit den dazu erforderlichen Bedieneleso menten.

Die Problematik der benutzergerechten Ausgestaltung solcher Bremsanlagen ist z. B. bekannt aus der DE-OS 23 21 090 und dem Bericht »Die VOITH-Strömungsbremse« in oelhydraulik + pneumatik 12 (1968), Nr. 6, Seite 254/255 durch Lösungen mit verschiedenen Bauelementen, ähnlich dem in der W ABCO-WESTING-HOUSE-Zeitschrift »atü-Bremsentechnik«, Ausgabe 1/77, geschilderten System. — Einführungshemmende Strömungsbremsen-Benutzungserfahrungen wurden u.a. auch bekannt durch den Bericht »Retarders for Commercial Vehicles« (INSTR. MECH. ENGRS, Conference Publication 1/1974).—

Eine aus diesem noch unbefriedigenden Stand der Technik erarbeitete Benutzeranalyse offenbarte neben erheblichem Aufwand und bedienungstechnischen Behinderungen, z. B. durch gesonderte Umschalter, Abhängigkeit von zwei Energiearten usw., insbesondere folgende Nachteile:

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gliedbetätigungen um eine entsprechende Zusatzausrü-

— Je nach Betätigungsgeschwindigkeit des Trittplat- stung erweitert, wie sie im Kennzeichen des Patentantenventils ergeben sich unter sonst identischen Spruches 1 angegeben ist

Voraussetzungen verschieden starke Stoßeffekte. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung enthal-

— Deren Stärke ist wiederum stark abhängig vom Vo- s ten die Unteransprüche.

lumen der nachfolgenden Leitungen, selbst bei Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Aus-

sonst gleichem Vordruck. führungsbeispieles der druckmittelbetätigten Betriebs-

— Die Druckänderungen,in Relation zum Pedalwin- bremsanlage mit Hilfe der Zeichnungen Fig. 1 bis 3 kel, unterscheiden sich. näher erläutert Es zeigt

— die Kraftaufwendungen an der Trittplatte, in Rda- io F i g. 1 ein Schaltschema,

tion zur Bremsintensität bzw. zum Pedalwinkel, F i g. 2 ein Trittplatten-Bedienelement,

sind stark verschieden. F i g. 3 einen Bremsdruckverlauf.

— Kraftsprünge treten an mehreren Druckpunkten Den Aufbau der Anlage zeigt Fig. 1. Hier ist die auf, sind oft nicht annähernd identisch und wegen Druckmittelquelle 1 für den Retarder 2 und die Druckihrer Vielzahl, besonders in der Eile, schwer zu un- 15 mittelquelle 3 für den ersten Reibungsbetriebsbremsterscheiden. kreis. 4 sowie die Druckmittelquelle 5 für den zweiten

Reibungsbetriebsbremskreis 6 über die erfindungsge-

Die Aufgabe der im Patentanspruch 1 definierten Er- mäße Betriebsbremsanlage miteinander schaltungsmäfindung besteht demzufolge darin, Ansprechsicherheit Big so gekoppelt, daß ein Energieausfall in einem der und Bedienungskomfort druckmittelbetätigbarer Be- 20 Systeme kein anderes mit unterbrechen kann, triebsbremsanlagen bei Trittplatteneinsatz zu erhöhen. Während die Retarderbremsdruekleitung 7 vor dem

unabhängig vom jeweiligen Fahrzeugtyp. Handhebelventil 8 bzw. dem Modulator-Druckregel-

Die Lösung dieser Aufgabe wird mit dem Kennzei- ventil 9 sich aufteilt in die Zweigleitungen 7a und 7b, chen des Anspruches 1 erreicht, wobei sich folgende welche nach dem Passieren dieser Ventile im Zweikreis-Vorteile ergeben: 25 schutzventil bzw. Wechselventil 10 wieder zusammengeführt sind zur Steuerdruckleitung 7c und im Füll-

a) Statt mehrstufiger Ansteuerungen werden solche druckregelventil 11 des Retarders 2 endet, ist jede der ohne Stufe oder mit höchstens einer Stufe möglich. beiden Reibungsbetriebsbremsen-Druckleitungen 12a

b) Statt elektrischer Schaltorgane werden druckmit- und 126 bzw. 13a und 13b unverzweigt direkt über ihr telbetätigte verwendbar. 30 jeweiliges einziges Druckregelventil 14· und 15 zur zuge-

c) Statt der Energieeinspeisung von nur einer Quölle hörigen Bremse 4 bzw. 6 geführt.

erfolgt diese von separat versorgten Netzen. Für die Kontrolle bzw. für die Anbindung der erfin-

d) Statt vieler spezifischer Bremsen-Ansteuerungssy- dungsgemäßen Betriebsbremsanlage an evtl. noch vorsteme ist nur noch ein anpassungsflexibles Stan- handene, anderweitige Stellanordnungen ist es selbstdard-Pedalsystem erforderlich. 35 verständlich möglich, in die Steuerdruckleitungen 7,12

e) Statt einer in das Bremssystem integrierten bzw. und 13 bzw, die Bedienelemente 8 und 9 noch weitere sandwichartigen Unterbringungsweise bleiben alle Signal- und Steuerelemente einzubauen, ohne die we-Zusatzbauteile separat und ohne Eingriff in das sentlichen Merkmale und Vorteile der erfindungsgemä-Hauptbremssystem zugänglich. ßen Schaltung zu verändern. Da solche Zusatzeinrich-

f) Statt eines unkontrollierbaren Pedalweg-Brems- 40 tungen jedoch nicht von entscheidender Bedeutung für kraftverhältnisses ist eine stetige Pedalkraftzunah- das Verständnis sind, werden sie hier nicht gezeichnet me mit nur einem sehr kleinen Kraftanstieg am bzw. beschrieben.

Ende des Retarderregelweges erreichbar. In F i g. 2 ist die Trittplatte 16 im Schwenklager 17 mit

einer Rückstellfeder 30 sowie einer Einsteuerfeder 19 so

Weiterhin ist auch der sicherheitstechnische Fort- 45 im Bodenblech 20 eines Fahrzeuges befestigt, daß mit schritt von Bedeutung, der durch die verschiedenen Er- einem Gesamtpedalwinkel λ von vorzugsweise etwa 21 findungsmerkmale erreicht wird. Es kann nun — nöti- bis 25° die Einstellung aller vorkommenden Hübe bei genfalls selbst nach Ausfall der Elektrik eines Fahrzeu- den ebenfalls im Bodenblech 20 eingelassenen Druckreges — auch dann noch mit Retarder und/oder Reibungs- gelventilen 9a, 14 und 15 möglich ist. betriebsbremse gebremst verden, wenn eine der 50 Im Beispiel ist eine Anordnung gezeigt, bei welcher Druckmittelquellen bzw. Druckleitungen unterbrochen die Stößelfeder 22a des Modulator-Druckregelventils sein sollte, ohne daß es hierzu irgendeiner Umschal- 9a unter dem kürzeren Hebelarm der Trittplatte 16 in tungsmanipulation bedürfte, für welche im Notfall wo- Ausgangsstellung aufgrund der Rückstellkräfte aus den möglich keine Zeit mehr verfügbar sein könnte. Federn 30 und 19 so weit zusammengepreßt ist, daß der

Schließlich werden mit dem erfindungsgemäßen 55 Steuerkolben im Modulator-Druckregelventil 9a in Ent-Stellorgansystem auch Bedien- und Fahrkomfort ver- lüftungsposition über dem Auslaß 9b steht, bessert sowie der Verschleiß an den Reibungsbremsen Bei Betätigung bis etwa Winkel α = 7° steht bei die-

reduziert, weil — auch bei den schaltsprungsensibleren ser Anordnung nur das Modulator-Druckregelventil 9a Primärretarder-Bremssystemen — stoßartige Übergän- im Eingriff. Erst bei Winkeln mit α > 7° erfolgt aus den ge beim Verzögerurigsablauf und unbeabsichtigtes, star- 60 in diesem Beispiel nebeneinanderliegenden Reibungskes Bremsen in günstiger Weise vermieden werden. Zu bremsen-Druckregelventilen 14 und 15, von welchen diesem Zweck wurde ein an sich bekanntes trittplatten- hier im Bild (wegen der Seitenansicht) nur eines zu segesteuertes Drucki'egelventil für vorzugsweise Kurz- hen ist, eine Druckausgabe. Der Stößel 21 dieser Druckzeitbremsungen, da's in an sich bekannter Weise einge- regelventile 14 und 15 kommt indessen bereits etwa 1° richtet ist, die gemeinsame, gleichzeitige Steuerung von 65 früher an der Trittplatte 16 zum Ansch lag. zwei unabhängig voneinander geführten, aber im glei- Die Anschlagsbegrenzungs-Einstellmöglichkeit 23 ist

chen Bedienelemenl untergebrachten Druckregelventi- hier in Form einer im Bodenblech 20 eingelassenen len für die separaten Reibungsbetriebsbremsen-Stell- Stellschraube vorgesehen.

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

Hier ist aw der Trittplattenschwenkwinkel aus der Ausgangslage, bezogen auf den möglichen Schwenkwinkel. Pm der mit dem Modulator-Druckregelventil 9a bewirkte Steuerdruck für die Retarderbremsenbetätigung, Pb der mit einem der beiden Reibungsbremsen-Druckregelventile 14 bzw. 15 bewirkte Betriebsbremsdruck und Pk die auf die Trittplattenmitte aufzubringende Pedalkraft. Als JPk ist der Bereich der Regelhysterese des Modulator-Druckregelventils 9a bezeichnet.

ΔΡκ ist der Kraftsprung bei Einsatz der Betriebsbremse, auf welchen erfindungsgemäß auch verzichtet werden kann.

Um die Trittplatte aus der Ausgangsstellung (λ = 0°) in Bewegung zu setzen, sind bei Pk ca. 10 bis 15 N erforderlich. Zur Skiherstellung vollkommener Abschaltungen ist hier zunächst ein funktionsloser Starthub von ca. V20 des Gesamthubes vorgesehen. Danach setzt die Funktion des Modulator- Druckregelventiles 9a ein mit vorerst nur einem relativ geringen, stetig ansteigenden Kräftebedarf, nämlich von ac = 0 mit ca. 10 N bis auf ca. 50 N bei χ = V₃. 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 einem Hub von '/20 des Gesamthubes der Steuerdruck nicht mehr als ca. Vi₆ des Gesarntbremsdruckes betragen. Außerdem führt das Druckregelverhalten des Modulator-Druckregelventiles 9a zu einer Regelhysterese ΔΡ_Μ zwischen Pm_11x und /mm infolge Änderungen des Sekundärdruckes Pm. Wenn der Steuerdruck im Maximum bei λ = V₃ oder mehr um mehr als ca. Vi₆ abfällt, muß das Modulator-Druckregelventil 9a nachspeisen. Über der gesamten Strecke von 0 über Va> bis V₃ des Gesamtweges sind die Reibungsbremsen-Druckregelventile 14 und 15 vollkommen geschlossen, d. h. es wird nur mit dem Retarder gebremst jedoch ist dies bereits Leerhub für die Betriebsbremse 14,15.

Als Vorankündigung für das Eingreifen der Reibungsbetriebsbremse 14, 15 kann kurz vor dem Ende des ersten Drittels des Trittplattenschwenkwinkels (bei »B«) eine sprungfreie Zunahme des Kraftanstieges vorgesehen sein, welche sich — nach dem Überwinden des einzigen Kraftsprunges in der Größenordnung von ca. 5 bis ION nach V₃ des Gesamtweges bei »C« — zur sensorischen Signalisierung des Eingreifens der Reibungsbetriebsbremse mit etwa gleichem Anstieg bis zum Ende des Betätigungsweges bei D fortsetzt

Der Bremsdruck P₈ der Reibungsbetriebsbremse wird dabei von O auf Max. mit etwa gleichem Anstieg wie vorher der Retarder-Steuerdruck Pm erhöht und erreicht etwa bei ²/₃ des Gesamtweges der Trittplatte 16 (bei »D«) seinen Höchstwert, d. n. den Funkt, von welchem aus sich die gemeinsame Bremskraft Pm + Pb auch mit mehr Pedalkraft P_K nicht mehr erhöhen läßt

Für das erfindungsgemäße System haben sich folgende Richtwerte für die Auswahl der Kennlinie als besonders vorteilhaft erwiesen:

— im Anfangsbereich etwa 50 kPa/° Pedalwinkel bis kurz vor dem Ende des ersten Wegdrittels (bei Punkt »B«X

— danach etwa 56 kPa/° Pedalwinkel bis zum Ende. Hierbei wurde einfachheitshalber die Einsprungfunktion von 0 bis ca. λ
lassen.

Vm unberücksichtigt ge-

Sinngemäß gleiche Verhältnisse werden dort bevorzugt, wo ein Trittplattenelement mit linearer Hubcharakteristik angewandt werden soll.

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

Hierzu 2 Biatt zeichnungen

Claims

Patentansprache:

1. Betätigungsanordnung für eine druckmittelbetätigte Betriebsbremsanlage für Fahrzeuge mit folgenden Merkmalen:

a) Druckregelventile für Reibungsbremsen und einen Fallungsregler für eine Strömungsbremse liegen in getrennten Druckmittelkreisläufen und werden von einem zentralen Bedienelement mit einer gemeinsamen Trittplatte angesteuert;

b) bei Betätigung der Trittplatte wird zunächst stufenlos das Druckregelventil für den Füllungsregler und bei weiterem Durchtreten auch die Druckregelventile für die Reibungsbremsen betätigt;

c) über nahezu den gesamten Pedalweg der Trittplatte werden entgegen der Betätigungskraft wirkende Rückstellkräfte z. B. durch Federn erzeugt, und die Bewegung der Trittplatte ist durch einen Endanschlag begrenzt,