DE2824909C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Die Bremsvorrichtung ist in erster Linie zur Verwendung in Straßenfahrzeugen vorge­ sehen. Dabei ist in der üblichen Weise jedem Rad des Fahrzeuges eine Reibungsbremse zugeordnet; außerdem ist eine einzige hy­ drodynamische Bremse vorgesehen, die in der Regel auf die Hin­ terachse des Fahrzeuges wirkt.

Bekanntlich steigt die von einer hydrodynamischen Bremse er­ zeugte Bremskraft mit zunehmender Drehzahl ungefähr parabelför­ mig an, sofern der Füllungsgrad der Bremse unverändert bleibt. Deshalb wird überlicherweise einer hydrodynamischen Bremse eine Regeleinrichtung zugeordnet, welche den Füllungsgrad der hydro­ dynamischen Bremse derart beeinflußt, daß sich die Bremskraft, unabhängig von der augenblicklichen Drehzahl, auf den jeweils gewünschten Wert einstellt.

Bei bekannten Regeleinrichtungen für hydrodynamische Bremsen ist es üblich, als Regelgröße den Ist-Wert eines in der hydrodynamischen Bremse sich einstellen­ den Flüssigkeitsdruckes zu messen, der wenigstens angenähert ein Maß für das hydrodynamische Bremsmoment ist (z. B. DE-PS 24 08 876). Man kann auch das Bremsmoment unmittelbar mittels einer am Stator der hydrodynamischen Bremse befestigten Momentenstütze messen (DE-OS 22 39 008).

In beiden Fällen ver­ gleicht die Regeleinrichtung einen Sollwert des Bremsmoments mit der genannten Regelgröße und löst bei einem Abweichen der Regelgröße vom Sollwert ein Verändern des Füllungsgrades der hydrodynamischen Bremse aus, derart, daß sich die Regelgröße dem Sollwert, also dem gewünschten Bremsmoment nähert.

Die Erfindung geht aus von einer Bremsvorrichtung mit einer hydrodynamischen Bremse der vorbeschriebenen Bauart und mit Reibungsbremsen. Aus der Voith-Bedienungsanleitung 3.626-6360 sind verschiedene Bremsvorrichtungen dieser Art bekannt:

• A. Bei einer bevorzugten Bauart werden die hydrodynamische Bremse und die Reibungsbremse mittels separater Bedie­ nungshebel gesteuert. Dabei erfolgt die Steuerung der hy­ drodynamischen Bremse durch einen Handhebel und die Steue­ rung der Reibungsbremsen durch das übliche Bremspedal, auch "Trittpedal" genannt.
• B. Es ist aber auch bekannt, die hydrodynamische Bremse ge­ meinsam mit den Reibungsbremsen durch einen einzigen Be­ dienungshebel, z. B. durch das Bremspedal zu steuern. Hier­ bei muß zwischen zwei Fällen unterschieden werden:
  • 1. Die Reibungsbremsen sämtlicher Fahrzeugachsen werden erst dann beaufschlagt, wenn die hydrodynamische Brem­ se voll ausgesteuert ist (d. h. wenn sie das bei der jeweiligen Drehzahl größtmögliche Bremsmoment er­ zeugt). Dadurch kann eine bestmögliche Schonung (Ver­ schleißminderung) der Reibungsbremsen erzielt werden.
  • 2. Die Reibungsbremsen der Vorderachse und gegebenenfalls der Hängerachsen beginnen schon bei kleinem oder mitt­ lerem hydrodynamischen Bremsmoment zusätzlich tätig zu werden. Nur die Reibungsbremsen der Hinterachse, auf die auch die hydrodynamische Bremse wirkt, werden zu­ rückgehalten, bis die hydrodynamische Bremse voll aus­ gesteuert ist. Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß die Bremskraft gleichmäßiger als im Falle 1 auf die verschiedenen Achsen verteilt ist.

In allen Fällen (A, B 1, B 2) kann die Bremskraft der Reibungs­ bremsen der Hinterachse durch eine selbsttätige Rückhalteein­ richtung (z. B. durch ein sogenanntes hydropneumatisches Regel­ ventil) in dem Maße reduziert werden, wie die hydrodynamische Bremse ihre Bremskraft entwickelt. Dadurch kann eine sogenannte Überbremsung der Hinterachse vermieden werden. Eine solche Überbremsung könnte in kritischen Verkehrssituationen (z. B. wenn eine plötzliche Vollbremsung erforderlich ist) zu einem Blockieren der Hinterachsräder und zu einem Schleudern des Fahrzeuges führen.

Diese bekannten Bremsvorrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß die selbsttätige Rückhalteeinrichtung verhältnismäßig auf­ wendig ist, und daß im Falle einer Notbremsung die Verteilung der Bremskraft auf die verschiedenen Fahrzeugachsen nicht genü­ gend gleichmäßig erfolgt.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekann­ ten Bremsvorrichtungen dahingehend zu verbessern, daß ein Über­ bremsen derjenigen Fahrzeugachse, auf welche die hydrodynami­ sche Bremse wirkt, noch sicherer als bisher vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Bremsvor­ richtung gelöst.

Gemäß der Erfindung wird die bisher bei hydro­ dynamischen Bremsen übliche Methode, mittels der Regeleinrich­ tung das hydrodynamische Bremsmoment auf einen gewünschten Wert einzuregeln, verlassen. Statt dessen werden die Meßeinrichtung und die Regeleinrichtung derart ausgebildet, daß nunmehr die Drehverzögerung der Räder der zu bremsenden Fahrzeugachse auf den jeweils gewünschten Sollwert eingeregelt wird.

Hierbei be­ steht allerdings die Gefahr, daß sich der Arbeitsflüssigkeits­ druck im Gehäuse der hydrodynamischen Bremse einem unzulässig hohen Wert nähert, sofern bei einer hohen Drehzahl des Brems­ rotors ein sehr hoher Verzögerungswert gefordert wird. Um die­ ser Gefahr zu begegnen, ist erfindungsgemäß an die hydrodyna­ mische Bremse eine Druckschalter-Anordnung angeschlossen, die beim Erreichen eines bestimmten Arbeitsflüssigkeitsdruckes ein weiteres Erhöhen des Füllungsgrades der hydrodynamischen Bremse unterbindet. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß beim Auftre­ ten der genannten Gefahr die Regeleinrichtung vorübergehend unwirksam gemacht wird.

Aus der US-PS 39 17 356 ist schon eine Bremsvorrichtung bekannt mit einer Regeleinrichtung für die Drehverzögerung von Flug­ zeug-Rädern. Dort sind jedoch den Rädern ausschließlich Rei­ bungsbremsen zugeordnet.

Aus der DE-OS 23 50 476 ist eine Bremsvorrichtung für ein Fahr­ zeug bekannt, die außer Reibungsbremsen eine elektrische Bremse aufweist, die auf der Ausnützung von Wirbelströmen beruht. Zur Steuerung der Bremskraft der elektrischen Bremse ist eine Reihe von Schaltschützen vorgesehen, mit deren Hilfe die Anzahl der wirksamen Wicklungen der elektrischen Bremse gesteuert werden kann. Zu dieser bekannten Bremsvorrichtung gehören außerdem eine Antiblockierregelung mit einer Meßeinrichtung, welche die Drehverzögerung der Räder mißt. Wenn die Gefahr einer Blockie­ rung festgestellt wird, dann wird selbsttätig ein vollkommenes oder teilweises Ausschalten der elektrischen Bremse ausgelöst. Obwohl die Bremskraft der elektrischen Bremse, ähnlich wie eine hydrodynamische Bremse, mit zunehmender Drehzahl progressiv ansteigt, hat die bekannte Bremsvorrichtung keine Regeleinrich­ tung, die während des Bremsbetriebes ein selbsttätiges Anpassen der Bremskraft an einen Sollwert herbeiführen könnte. Deshalb muß der Fahrer bei einer Änderung der Fahrgeschwindigkeit durch Betätigen eines Wahlschalters die Bremskraft von Hand verstel­ len.

Bei der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung werden dagegen wäh­ rend des Bremsens mittels der hydrodynamischen Bremse durch die Regeleinrichtung alle Änderungen der Drehverzögerung der zu bremsenden Räder erfaßt, darunter Änderungen, die durch wech­ selndes Gefälle der Fahrbahn verursacht werden und insbesondere solche Änderungen, die durch ein etwaiges zusätzliches Betäti­ gen der Reibungsbremsen, auch der Reibungsbremsen der anderen Fahrzeugachsen, ausgelöst werden.

Gemäß der Erfindung wird so­ mit mittels der Regelung der Drehverzögerung der durch die hy­ drodynamischen Bremse gebremsten Räder folgendes erreicht: Wenn zusätzlich zu der hydrodynamischen Bremse die Reibungsbremsen betätigt werden, dann wird die Bremswirkung der hydrodynami­ schen Bremse selbsttätig zurückgenommen, und zwar umso mehr, je stärker die Reibungsbremsen wirksam werden. Wird dabei durch die Reibungsbremsen allein eine Verzögerung erreicht, die grö­ ßer als der eingestellte Sollwert ist, dann schaltet die Regel­ einrichtung die hydrodynamische Bremse vollständig ab. Es wird also, insbesondere im Falle von Notbremsungen, das Überbremsen der durch die hydrodynamische Bremse gebremsten Räder mit noch größerer Sicherheit vermieden. Dadurch kann das Fahrzeug in kritischen Verkehrssituationen (z. B. bei Vollbremsungen) besser beherrscht werden; denn es ist nunmehr in solchen Fällen mög­ lich, die Bremskräfte optimal auf alle Räder des Fahrzeuges zu verteilen .

Ein nennenswerter zusätzlicher Aufwand für die Regeleinrichtung entsteht nicht. Denn auch die bekannten Bremsvorrichtungen wei­ sen, wie schon erwähnt, eine Regeleinrichtung auf, die aber nicht die Drehverzögerung, sondern das Bremsmoment auf den je­ weils geforderten Wert einregelt. Durch die Erfindung wird also insoweit eine Einsparung erzielt, als die bisher erforderliche selbsttätige Rückhalteeinrichtung entfällt.

Der Wegfall der Rückhalteeinrichtung hat zwar zur Folge, daß im untersten Fahrgeschwindigkeitsbereich, insbesondere wenn das Fahr­ zeug zum Stillstand gebracht werden soll, die Reibungsbremsen nicht mehr automatisch hinzugeschaltet werden, sondern durch bewußtes (gegebenenfalls weiteres) Niederdrücken der Trittplatte seitens des Fahrers betätigt werden müssen. Es hat sich aber gezeigt, daß dieser geringfügige Nachteil durch die Vorteile der Erfindung bei weitem aufgewogen wird.

Die Erfindung ist bevorzugt anwendbar bei der eingangs unter A genannten Bauart, desgleichen aber auch bei der Bauart B im Fal­ le 1., also immer dann, wenn innerhalb des üblichen Betriebsbe­ reiches der hydrodynamischen Bremse die Reibungsbremsen nicht beauf­ schlagt werden.

Zu den bisher schon genannten Vorteilen der erfindungsgemäßen Bauweise kommen noch weitere hinzu: Dadurch, daß die Regelein­ richtung die Verzögerung einregelt, wird ähnlich wie bei lastab­ hängigen Bremskraftreglern die jeweilige Höhe der Fahrzeugmasse selbsttätig mit berücksichtigt; d. h. die Regeleinrichtung stellt das Bremsmoment der hydrodynamischen Bremse umso größer ein, je höher die Beladung des Fahrzeuges ist. Dabei kann in geschickter Weise der Umstand genutzt werden, daß mit zunehmender Fahrzeugmasse die Anpressung der Räder auf der Straße verbessert wird und daß hierdurch ein höheres Bremsmoment auf die Straße übertragen werden kann, ohne daß die Räder blockieren bzw. unzulässig verzögert werden.

Sollte es dennoch aus irgendeinem Grunde z. B. bei Glatteis zu einer Überbremsung kom­ men, bei der die Räder zu blockieren beginnen, so bemerkt dies die Regeleinrichtung umgehend und verringert dementsprechend das Bremsmoment. Das unverzügliche Arbeiten der Regeleinrichtung wird u. a. auch dadurch sichergestellt, daß die der Regeleinrichtung als Istwert eingegebene Regelgröße, nämlich die Dreh-Verzögerung, wie an sich bekannt durch Differentiation der Drehzahl der gebremsten Fahrzeugachse (oder der diese antreibenden Gelenkwelle) gewonnen wird und nicht etwa durch ein Meßgerät, welches Änderungen einer Trägheitskraft re­ gistriert.

Ein weiterer wichtiger durch die Erfindung erzielbarer Vorteil besteht darin, daß bei Bedarf durch den Sollwertgeber, d. h. mittels des Bedienungshebels "Verzögerung gleich Null" befohlen werden kann. Dadurch kann mit Hilfe der Regeleinrichtung die Fahrzeuggeschwin­ digkeit auf einen konstanten Wert eingeregelt werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn eine lange Gefällestrecke, insbesondere mit ungleichmäßigem Gefälle, durchfahren werden soll.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Besonders zweckmäßig ist es, an Stelle von bisher üblichen mechanischen oder hydraulischen Regeleinrichtungen eine elek­ tronische Regeleinrichtung vorzusehen. In diesem Falle ver­ steht es sich, daß zum Messen des Istwertes eine elektrische Meßeinrichtung und zum Einstellen des Sollwertes ein elektri­ scher Sollwertgeber vorgesehen werden. Ferner werden als Druck­ schalter elektrische Schalter verwendet, und das Verändern des Füllungsgrades der hydrodynamischen Bremse durch die Regel­ einrichtung erfolgt mit Hilfe von Elektromagnetventilen. Auf diese Weise können die verschiedenen Daten und Schaltbefehle in einfacher Weise miteinander verknüpft werden. Außerdem kann die bei bekannten Reglern unvermeidbare Hysterese weitestgehend vermieden werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese zeigt das Steuerschema für eine Bremsvorrichtung eines Straßenfahrzeuges.

In dem Schema ist von einem Straßenfahrzeug die Vorderachse bei 31 und die Hinterachse bei 32 angedeutet. Ferner sind dargestellt:
Ein Antriebsaggregat mit Getriebe 30 und Abtriebswelle 30 a, eine darauf angeordnete hydrodynamische Bremse 1, eine Gelenkwelle 2 und ein Differentialgetriebe 3. Von der mechanischen Bremsanlage sind sichtbar: An der Vorderachse 31 zwei Bremszylinder 33, an der Hinterachse 32 zwei Bremszylinder 34, sowie ein Trittplatten­ ventil 37, das über Druckmittelleitungen 35 und 36 mit den Brems­ zylindern 33 bzw. 34 verbunden ist.

Zur Regelung der hydrodynamischen Bremse 1 ist eine elektronische Regeleinrichtung 7 vorgesehen. Ein an der Gelenkwelle 2 angeordne­ ter elektrischer Drehzahlgeber 4 ist über einen Frequenz-Spannungs- Wandler 28 und über eine Leitung 28′ an ein Differenziergerät 27 angeschlossen und dieses über eine Leitung 27′ an die Regeleinrich­ tung 7. Diese erhält somit als Istwert eine elektrische Größe, die proportional zur Verzögerung der Gelenkwelle 2 ist. Mit Hilfe eines durch einen Handhebel 5 verstellbaren Schiebewiderstandes 6 kann ein elektrischer Sollwert gebildet werden, der über Leitungen 6′, einen Widerstands-Spannungs-Wandler 24 und über eine Leitung 24′ in die Regeleinrichtung 7 eingegeben wird. In der Zeichnung befin­ det sich der Handhebel 5 in der Stellung A (hydrodynamische Bremse 1 ausgeschaltet). Bei einem Verdrehen des Handhebels 5 in Richtung des Pfeiles P ge­ langt dieser zunächst in die Stellung 0, in der er durch eine Raste 5 a festgehalten wird und in der "Verzögerung = Null" befohlen wird. Von hier aus kann der Handhebel 5 stufenlos noch bis in die Stellung I verstellt werden. Die Stromversorgung der Regeleinrichtung er­ folgt über eine Leitung 40.

Die hydrodynamische Bremse 1 weist ein Rotorschaufelrad 1 a und ein Gehäuse 1 c mit Statorschaufelrad 1 b auf. Das Leitungssystem für die Arbeitsflüssigkeit der hydrodyamischen Bremse 1 umfaßt eine Auslaßleitung 41, eine Einlaßleitung 42, einen Kühler 43, eine Füll- und Entleer­ leitung 44 und einen Hydrospeicher 13. Die Höhe des darin einge­ stellten Luftdruckes bestimmt in bekannter Weise den Füllungsgrad und damit die Bremswirkung der hydrodynamischen Bremse 1. Luftseitig ist der Hydrospeicher 13 über eine Leitung 11 a/11 b mit einem elektro­ magnetisch betätigbaren Auf-Zu-Ventil 11 an eine Druckquelle 12 angeschlossen. Von der Leitung 11 b zweigt eine Entlastungsleitung 15 a ab zu einem weiteren elektromagnetisch betätigbaren Auf-Zu- Ventil 15.

An der Regeleinrichtung 7 sind zwei Ausgänge vorgesehen, nämlich ein Ausgang 8 für das Signal "Bremsmoment erhöhen" und ein Ausgang 9 für das Signal "Bremsmoment verringern". Der Ausgang 8 ist an einen Eingang eines Und-Gliedes 10 angeschlossen, dessen Ausgang über eine Leitung 10′, ein weiteres Und-Glied 45 und eine Leitung 45′ an den Elektromagneten des Auf-Zu-Ventils 11 angeschlossen ist. Der Ausgang 9 ist mit einem Eingang eines Oder-Gliedes 14 verbunden; dieses weist einen invertierenden Ausgang auf, der über eine Leitung 14′, ein Und-Glied 46 und eine Leitung 46′ mit dem Elektromagneten des Auf-Zu-Ventils 15 verbunden ist.

In der Regeleinrichtung 7 werden der Istwert und der Sollwert mit­ einander verglichen und die hieraus resultierende Regelabweichung gebildet. Die Regelabweichung führt zu den obengenannten, am Aus­ gang 8 oder am Ausgang 9 erscheinenden Signalen "Bremsmoment er­ höhen" oder "Bremsmoment verringern". Ist also z. B. das tatsäch­ liche Moment der hydrodynamischen Bremse 1 zu gering, um die vorgewählte Verzögerung zu erreichen, dann erscheint am Ausgang 8 ein Signal, welches das in Ruhestellung geschlossene Auf-Zu-Ventil 11 öffnet (voraus­ gesetzt, daß an beiden Eingängen des Und-Gliedes 45 ein Signal anliegt, wie weiter unten erläutert). Dies bewirkt eine Drucker­ höhung im Hydrospeicher 13 und damit eine Erhöhung des Füllungs­ grades der hydrodynamischen Bremse 1. Wenn die vorgewählte Verzögerung des Fahrzeuges erreicht ist, dann verschwindet das Signal am Aus­ gang 8, und das Auf-Zu-Ventil 11 geht in die geschlossene Stellung zurück.

Das Auf-Zu-Ventil 15 ist in Ruhestellung geöffnet. Bei Inbetriebnahme der dynamischen Bremse 1 wird das Ventil 15 geschlossen (wiederum vorausgesetzt, daß an beiden Eingängen des Und-Gliedes 46 ein Signal anliegt). Ist in der Regeleinrichtung 7 der Istwert der Verzögerung höher als der Sollwert, dann erscheint am Ausgang 9 ein Signal, das mit Hilfe des invertierenden Ausganges des Oder- Gliedes 14 den Elektromagneten des Ventils 15 stromlos macht. Dadurch geht das Ventil 15 in die geöffnete Stellung, wodurch eine Druckabsenkung im Hydrospeicher 13 bewirkt wird; dies wie­ derum so lange, bis der Sollwert erreicht ist.

Zur Überwachung der Betriebsgrenzwerte der hydrodynamischen Bremse 1 dienen ein erster Druckschalter 17 und ein zweiter Druckschal­ ter 16. Der zweite Druckschalter 16 ist an die Einlaßleitung 42 und der erste Druckschalter 17 an das Gehäuse 1 c angeschlossen. Ihre elektrischen Ausgänge sind über Leitungen 16′ und 17′ mit Eingängen eines Oder-Gliedes 18 verbunden, von dessen Ausgang eine Leitung 18′ zu einem invertierenden Eingang des Und-Gliedes 10 führt. Der erste Druckschalter 17 gibt bei einem bestimmten Ansprechdruck ein Signal ab, nämlich wenn der maximal zulässige Flüssigkeitsdruck im Bremsengehäuse 1 c erreicht wird. Durch das Erscheinen dieses Signals wird ein weiteres Erhöhen des Druckes im Hydrospeicher 13 unterbunden. Ansonsten bestünde die Gefahr, daß die Strömungsbremse 1 ein unzulässig hohes Bremsmoment er­ zeugt oder daß Teile des Bremsgehäuses 1 c übermäßig bean­ sprucht werden. Aus diesen Gründen ist das Vorhandensein des ersten Druckschalters 17 unerläßlich. Dagegen könnte auf den zweiten Druckschalter 16 verzichtet werden. Dieser gibt ein Signal ab, wenn der Flüssigkeitsdruck in der Leitung 42 einen bestimmten Wert erreicht, bei dem die hydrodynamische Bremse 1 voll mit Arbeitsflüssigkeit gefüllt ist. Das Er­ scheinen dieses Signals hat ebenfalls zur Folge, daß ein weite­ res Erhöhen des Druckes im Hydrospeicher 13 unterbunden wird. Dadurch wird ein unnötiger Steuerenergieverbrauch vermieden.

Der obenerwähnten Gefahr, daß die hydrodynamische Bremse 1 ein un­ zulässig hohes Bremsmoment erzeugt oder daß Teile des Bremsen­ gehäuses 1 c übermäßig beansprucht werden, kann noch zusätzlich dadurch begegnet werden, daß der Ausgang des Druckschalters 17 über eine Leitung 17′′ mit einem zweiten Eingang des Oder-Glie­ des 14 verbunden ist. Dadurch wird beim Ansprechen des Druck­ schalters 17 zusätzlich mittels des Ventils 15 eine Druckabsen­ kung im Hydrospeicher 13 bewirkt, bis der Druck im Bremsen­ gehäuse 1 c wieder unterhalb des Ansprechdruckes des ersten Druckschalters 17 liegt.

Eine zusätzliche Sicherung gegen zu hohes Ansteigen des Flüssig­ keitsdruckes in der hydrodynamischen Bremse 1 kann wie folgt erzielt wer­ den: Es wird ein weiterer Druckschalter 19, der in der Ruhestel­ lung geschlossen ist, an das Bremsengehäuse 1 c angeschlossen. Der Schaltpunkt dieses Druckschalters 19 liegt höher als derjenige des Druckschalters 17, so daß er sich nur öffnet, wenn eine Störung ein­ getreten ist, die ein unzulässiges Ansteigen des Flüssigkeitsdruckes im Gehäuse 1 c zur Folge hat. Ein elektrischer Eingang des Druckschalters 19 ist über eine Leitung 21′ und über einen Schalter 21, der am Sollwertgeber 5, 6 angeordnet ist, sowie über eine Leitung 40′ mit der Versorgungsspannung (Leitung 40) verbunden. Der Ausgang des in der Ruhestellung geschlossenen Durckschalters 19 ist über eine Leitung 19′ mit einem Eingang eines Und-Gliedes 29 verbunden und dessen Ausgang über eine Leitung 29′ mit dem Elektromagneten eines weiteren Auf-Zu-Ventils 20. Dieses Ventil ist in einer mit der Leitung 15 a verbundenen zusätzlichen Entlüftungsleitung 20 a ange­ ordnet. Es ist in der Ruhestellung geöffnet; jedoch schließt es sich, wenn der Sollwertgeber 5, 6 aus seiner Null-Lage verdreht wird, (wobei ein Nocken 22 den Schalter 21 schließt) und wenn der Druckschalter 19 geschlossen ist und wenn an einem weiteren Eingang des Und-Glie­ des 29 ein Signal anliegt, wie weiter unten erläutert wird. Beim Ausschalten der hydrodynamischen Bremse 1, d. h. wenn der Sollwertgeber 5, 6 wieder in die Stellung A gebracht wird, öffnet sich der Schalter 21 und damit das Auf-Zu-Ventil 20. Dies hat eine rasche Druckabsenkung im Hydrospeicher 13 und somit ein rasches Entleeren der Strömungsbrem­ se 1 zur Folge.

Mit der vorbeschriebenen Anordnung wird beim Ausschalten der hydrodynamischen Bremse 1 für ein rasches Abbauen des Bremsmomentes gesorgt. Damit kann eine deutliche Treibstoffersparnis erzielt werden, da häufig unmittelbar nach dem Ausschalten der hydrodynamischen Bremse das Fahrzeug wieder beschleunigt wird. Würde sich hierbei die Bremse nicht schnell genug entleeren, dann müßte das Antriebsaggregat 30 vorübergehend gegen das restliche, noch anstehende Bremsmoment ar­ beiten, was den Treibstoffverbrauch erhöhen würde.

Vielfach ist es erwünscht, daß die hydrodynamische Bremse bei stillstehen­ dem Fahrzeug selbsttätig entleert wird, damit die Wellendichtungen nicht unnötig unter Druck stehen. Hierzu wird zweckmäßig folgendes vorgesehen: An die Leitung 28′, die ein zur Drehzahl der Gelenk­ welle 2 proportionales Signal führt, ist über eine Leitung 28′′ ein Nullspannungs-Indikator 39 als Grenzwertgeber angeschlossen. Die­ ser leitet über die Verbindung 39′ ein Signal nur dann an die Und- Glieder 29, 45 und 46, wenn die Drehzahl und damit die Fahrgeschwin­ digkeit oberhalb eines Grenzwertes, z. B. 5 km/h liegt. Bei Unter­ schreiten dieses Grenzwertes wird, sofern die hydrodynamische Bremse 1 bisher einge­ schaltet und die Auf-Zu-Ventile 11, 15 und 20 betätigt waren, durch das Verschwinden des Signales in der Leitung 39′ unter Umgehung der Re­ geleinrichtung 7 das Entleeren der hydrodynamischen Bremse 1 ausgelöst. Durch die Und-Glieder 45 und 46 wird verhindert, daß die Regeleinrichtung 7 bei stillstehendem Fahrzeug die Auf-Zu-Ventile 11 und 15 betätigt.

Während des Bremsbetriebes bleibt das Auf-Zu-Ventil 20 geschlossen. Das Einregeln des Bremsmomentes erfolgt ausschließlich über die Auf-Zu-Ventile 11 und 15. Durch das Vorhandensein des sogenannten Schnellentleer­ ventils 20 kann das Ventil 15 kleiner dimensioniert und somit im Hinblick auf die Regelvorgänge günstiger ausgelegt werden.

Die beschriebene Schaltungsanordnung dient auch zur schnellen Ab­ schaltung der hydrodynamischen Bremse 1, im Falle einer Blockierung der Hinterachse 32. Ist bei einer normalen Bremsung der Istwert der Verzögerung (Drehzahlabnahme) zu groß, wird dies, wie oben schon er­ wähnt, von der Regeleinrichtung 7 mit Hilfe des Auf-Zu-Ventils 15 ausge­ glichen. Kommt es jedoch zu einer Blockierung der Hinterachsräder, so wird dies auf dem schnellstmöglichen Wege über die Bauteile 39, 29, 45 und 46 wieder beseitigt. Die regeltechnisch notwendigen Zeit­ verzögerungen werden vermieden, und die Entleerzeit, wird durch die "Schnellentleerung" auf ein Minimum verkürzt.

Da die hydrodynamische Bremse 1 normalerweise ihr Bremsmoment über die Gelenkwelle 2, das Differential 3, die Hinterachse 32 mit oft zusätzlichen Untersetzungsgetrieben und die Räder auf die Straße überträgt, werden diese Bauteile bei den Bremsungen entsprechend belastet. Diese Bauteile sind dafür ausgelegt, die Motorleistung zu übertragen. Die Bremsleistung kann jedoch ohne weiteres ein Mehrfaches der Motorleistung betragen.

Um deshalb eine fahrgeschwindigkeitsabhängige Begrenzung der hydro­ dynamischen Bremswirkung herbeiführen zu können, ist folgendes vor­ gesehen: Die Leitung 24′ ist über einen Schalter 23, eine Dioden­ schaltung 25 und einen Grenzwertbildner 26 mit der Leitung 28′ verbunden. Solange der Schalter 23 geöffnet ist, wird der in dem Schiebewiderstand 6 eingestellte Sollwert nach der Umwandlung in eine Spannung unverändert in die Regeleinrichtung 7 eingegeben. Wenn man den Schalter 23 schließt, dann wird der von dem Widerstand-Spannungs-Wandler 24 abgegebenen Sollspannung eine im Grenzwertbildner 26 erzeugte Grenzspannung so überlagert, daß die letztere nicht überschritten werden kann. Die genannte Grenzspannung wird im Grenzwertbildner 26 in Abhängigkeit von der in dem Frequenz-Spannungs-Wandler 28 er­ zeugten drehzahlabhängigen Spannung geformt.

Mit der vorbeschriebenen Schaltung erhält man eine von der jewei­ ligen Fahrzeuggeschwindigkeit abhängige Beschränkung des Sollwer­ tes. Damit erzielt man, sofern die Fahrzeugmasse unverändert bleibt, eine Bremsleistungsbeschränkung. Die beschriebene Anord­ nung wird in vielen Einsatzfällen genügen. Sie hat den Vorzug, mit einfachen Mitteln herstellbar zu sein.

Falls die Genauigkeit der vorbeschriebenen Anordnung nicht genü­ gen sollte, müßte dem Grenzwertbildner 26 noch ein Signal zuge­ führt werden, das dem tatsächlichen Drehmoment der Strömungsbrem­ se 1 entspricht. Dies könnte in Form einer Spannung geschehen, die von einer Drehmomentmeßwelle kommt, oder von einer Druckmeßdose, die am Gehäuse 1 c der Bremse 1 den Druck der Arbeitsflüssigkeit aufnimmt. Dieser Druck ist angenähert proportional dem Bremsmo­ ment.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel steuert die Regelein­ richtung 7 die Stelleinrichtungen der hydrodynamischen Bremse 1, also die Ventile 11 und 15, mit digitalen Signalen. Dadurch ändert sich der Luftdruck in den Leitungen 11 b und 15 a stufenweise. Den­ noch wird die Bremswirkung der hydrodynamischen Bremse 1 im wesentlichen kontinu­ ierlich verändert, weil der Hydrospeicher 13 als Dämpfungselement wirkt. Der Vorteil dieser Steuerungsmethode ist, daß die Ventile 11 und 15 als einfache Auf-Zu-Ventile ausgebildet sein können.

Anders liegt der Fall, wenn der Füllungsgrad der hydrodynamischen Bremse 1 mittels eines in einer Leitung für die Arbeitsflüssigkeit angeord­ neten Steuerventils gesteuert werden soll und somit ein Hydrospei­ cher nicht vorhanden ist. In diesem Fall ist es zweckmäßig, als Steuerventil ein solches Ventil zu verwenden, dessen bewegliches Ventilglied beliebig viele Zwischenstellungen einnehmen kann. Bei­ spielsweise kommt hierfür ein sogenanntes Servoventil oder ein Pro­ portionalventil in Betracht. Die Regeleinrichtung muß in diesem Fall das Steuerventil mittels eines analogen, d. h. stufenlos ver­ änderlichen elektrischen Signals ansteuern.

Diese Methode kann aber selbstverständlich auch zum Steuern der dargestellten, pneumatisch über den Hydrospeicher 13 steuerbaren hydrodynamischen Bremse 1 benutzt werden.

Claims (12)

1. Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug, mit den folgenden Merk­ malen:

• a) einer der Achsen des Fahrzeuges ist außer Reibungs­ bremsen (34) eine hydrodynamische Bremse (1) zugeord­ net, deren Bremskraft durch Änderung ihres Füllungs­ grades einstellbar ist;
• b) der hydrodynamischen Bremse (1) ist eine Regeleinrich­ tung (7) zugeordnet, die eine mittels einer Meßein­ richtung (Drehzahlgeber 4) gebildete Regelgröße mit einem von einem Sollwertgeber (5, 6) gebildeten Sollwert vergleicht und bei einem Abweichen der Regelgröße vom Sollwert den Füllungsgrad der hydrodynamischen Bremse (1) der­ art verstellt, daß sich die Regelgröße dem Sollwert nähert;

gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:

• c) die Meßeinrichtung (Drehzahlgeber 4) ist derart ausgebildet, daß sie die Drehverzögerung der Räder der zu bremsenden Fah­ zeugachse (32) bestimmt;
• d) die Regeleinrichtung (7) vergleicht als Regelgröße den Istwert der Drehverzögerung mit dem vom Sollwertgeber (5, 6) gebildeten Sollwert der Verzögerung;
• e) an die hydrodynamische Bremse (1) ist eine Druckschal­ teranordnung (16, 17) angeschlossen, die beim Errei­ chen eines bestimmten Arbeitsflüssigkeits-Druckes ein Signal abgibt (Leitung 18′), das ein weiteres Erhöhen des Füllungsgrades der hydrodynamischen Bremse unter­ bindet.

2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, deren hydrodynamische Bremse ein den torusförmigen Arbeitsraum umschließendes Gehäuse und eine Kühlkreislaufleitung mit Auslaß- und Ein­ laßleitung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck­ schalteranordnung (16, 17) einen ersten an das Gehäuse (1 c) der hydrodynamischen Bremse (1) angeschlossenen Druckschalter (17) und einen zweiten an die Einlaßleitung (42) angeschlossenen Druck­ schalter (16) aufweist.

3. Bremsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Ausgänge der beiden Druckschalter (16 bzw. 17) mit Eingängen eines Oder-Gliedes (18) verknüpft sind.

4. Bremsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigen des ersten Druckschalters (17) zusätzlich ein Verringern des Füllungsgrades der hydrodynamischen Bremse (1) solange bewirkt, wie der Druck im Bremsengehäuse (1 c) über dem Ansprechdruck des ersten Druckschalters (17) liegt.

5. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrodynamische Bremse (1) eine Schnellentleereinrichtung (Auf-Zu-Ventil 20) aufweist, die einen zusätz­ lichen Entleerquerschnitt öffnet, wenn der Sollwertgeber (5, 6) den Befehl "Bremse ausschalten" meldet.

6. Bremsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher an das Gehäuse (1 c) der hydrodyna­ mischen Bremse (1) angeschlossener Druckschalter (19) beim Überschreiten eines Sicherheits-Grenzdruckes das Tätigwer­ den der Schnellentleereinrichtung (Auf-Zu-Ventil 20) auslöst.

7. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Sollwertgeber (5, 6) ein­ stellbare Sollwert auf einen bestimmten Höchstwert begrenz­ bar ist.

8. Bremsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Höchstwert mittels eines an die Meßeinrichtung (Drehzahlgeber 4) angeschlossenen elektrischen Grenzwertbildners (26) und einer Diodenschaltung (25) in Abhängigkeit von der Fahrge­ schwindigkeit einstellbar ist.

9. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine temperaturabhängige Schalteinrich­ tung vorgesehen ist, die beim Überschreiten einer bestimm­ ten Temperatur der Arbeitsflüssigkeit der hydrodynamischen Bremse ein Reduzieren des Füllungsgrades dieser Bremse aus­ löst.

10. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwertgeber (5, 6) mittels einer Raste (5 a) od. dgl. in einer Stellung (0) arretierbar ist, in der er "Verzögerung gleich Null" befiehlt.

11. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (Drehzahlgeber 4) an einer Verbin­ dungswelle (z. B. Gelenkwelle 2) zwischen einem Antriebs­ aggregat (Getriebe 30) und dem Differentialgetriebe (3) der ange­ triebenen Fahrzeugachse (32) angeordnet ist.