DE3013702A1

DE3013702A1 - Einrichtung zur steuerung von verlangsamungsvorrichtungen

Info

Publication number: DE3013702A1
Application number: DE19803013702
Authority: DE
Inventors: Andre Marandet
Original assignee: Labavia SGE SARL
Current assignee: Labavia SGE SARL
Priority date: 1979-04-10
Filing date: 1980-04-10
Publication date: 1980-10-23
Also published as: GB2049083A; GB2049083B; CH633999A5; CA1147830A; SE8002688L; FR2453748B2; US4352405A; SE442977B; ES489897A1; IT8009399A1; IT8009399A0; JPS55148639A; IT1153798B; FR2453748A2

Description

- 3 L 7-25/1

LABAVIA - S.G.E.
45, rue de Courcelles 75008 Paris
Frankreich

Einrichtung zur Steuerung von Verlangsamungsvorrichtungen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung einer Verlangsamungsvorrichtung zum Bremsen einer Radachse eines schweren Fahrzeugs gemäß dem Hauptpatent...(Patentanmeldung P 27 00 730.3) insbesondere eine Einrichtung gemäß dem Hauptpatent, die bei dessen Ausbildungen zum mindestens teilweisen automatischen Neutralisieren der Verlangsamungsvorrichtung vorgesehen ist, wenn die Verlangsamung des unbelasteten oder schwach beladenen Fahrzeugs einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, jenseits welchem Schleudergefahr für die Räder der gebremsten Radachse besteht, wobei die Neutralisierungsvorrichtung unabhängig von derjenigen ist, die gegebenenfalls zum Lösen der Reibungsbremse des Fahrzeugs zu Beginn des Blockierens eines durch die Reibungsbremse gebremsten Rades (Blockierschutz) vorgesehen ist.

Die Erfindung ist insbesondere in dem Fall anwendbar, in dem die Neutralisierungsvorrichtung so ausgebildet ist, daß sie die Verschiebungen durch Trägheit einer vom Fahrzeug getragenen Masse ausnutzt und auf dessen Verlangsamungen anspric&e.O 043/08/0

Es ist Aufgabe der Erfindung, für die Neutralisierungsvorrichtung eine Ausbildungsform anzugeben, die einfach herstellbar und anwendbar ist und die gleichzeitig in jedem Augenblick nicht nur die Verlangsamung des Fahrzeugs in diesem Augenblick, sondern auch die Neigung der Straße automatisch berücksichtigt, auf der sich das Fahrzeug zu diesem Zeitpunkt befindet.

Die Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Masse, deren Verschiebungen infolge Trägheit ausgenutzt werden, so ausgebildet und befestigt ist, daß sie sich längs einer Rampe verschieben kann, deren Mittellinie, die zum Vorderende des Fahrzeugs ansteigt, in einer vertikalen Längsebene des Fahrzeugs angeordnet sowie zu dessen Längsachse unter einem spitzen Winkel A geneigt ist, derart, daß gilt M tan A = m tan« , mit M = Gesamtmasse des Fahrzeugs, m = die auf die von der Verlangsamungsvorrichtung gebremste Radachse aufgebrächte Masse und tan&C = Haft- bzw. Reibungskoeffizient zwischen den Rädern dieser Radachse und dem Boden.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist mindestens eines der folgenden Merkmale anwendbar:

Der Winkel A liegt zwischen 5 und 15°, vorzugsweise zwischen 5 und 10°;

Einrichtungen, durch die der Winkel A als Funktion insbesondere von der Belastung des Fahrzeugs und/oder von dem Zustand des Bodens wahlweise einstellbar ist; die Masse wird von einem Quecksilbertropfen gebildet, der in einem geneigten Rohr eingeschlossen ist, das die Rampe bildet;
die Masse besteht aus einer kleinen Kugel.

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Die Erfindung weist neben diesen wesentlichen Ausführungsformen Weiterbildungen auf, die vorzugsweise gleichzeitig mit Vorteil verwendbar und nachstehend näher erläutert sind.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 sehr schematisch ein Schwerlastfahrzeug, das mit einer Verlangsamungsvorrichtung sowie mit einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Steuervorrichtung versehen ist, und

Fig. 2 diese Verlangsamungsvorrichtung und diese Steuervorrichtung, ebenfalls schematisch, jedoch ausführlicher.

Wie im Hauptpatent ausführlich erläutert ist, weist das betrachtete Schwerlastfahrzeug 20 einerseits vom Fahrzeuglenker betätigbare Reibungsbremsen und andererseits eine elektrische Wirbelstrom-Verlangsamungsvorrichtung (Retarder) auf, die ebenfalls vom Fahrzeuglenker betätigbar ist. Die Verlangsamungsvorrichtung ist durch die Anordnung einer Scheibe 3 aus Magnetwerkstoff und einer Wicklung 1 schematisiert, wobei die Versorgung dieser Wicklung 1 mit elektrischem Strom von einer Batterie 2 Wirbelströme in der Scheibe 3 hervorruft. Die Scheibe 3 ist drehfest mit einer Übertragungswelle 4 des Fahrzeugs 20 verbunden, insbesondere mit einem Stumpf dieser Welle, die zwischen dem Getriebekasten und der Achsbrücke 21 des Fahrzeugs 20 angeordnet ist. Die Stromversorgung der Wicklung 1 durch die Batterie 2 wird durch einen Relaisschalter 5 gesteuert, der von einer Gleichstromquelle 6 beim Schließen eines Schalters 7 erregbar ist, der das Steuerorgan der vom Fahrzeuglenker betätigbaren Verlangsamungsvorrichtung bildet. Es ist eine

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Vorrichtung für das automatische Neutralisieren der Wirkung dieses Schließens, d.h. für die Steuerung der Verlangsamungsvorrichtung vorgesehen, wenn das Fahrzeug 20 unbelastet oder wenig beladen fährt und seine Verlangsamung einen vorgegebenen , der Schleudergefahr entsprechenden, Schwellenwert D überschreitet. Dabei ist dieser Neutralis ierungsvorr ich tung eine die Verlangsamung feststellende Vorrichtung zugeordnet, die auf die Trägheit eines festen oder flüssigen Reguliergewichts anspricht, das auf dem Fahrzeug angebracht ist und seiner Stellung entsprechend einen elektrischen Kontakt herstellt oder unterbricht.

Bei dem hier erläuterten Ausführungsbeispiel für diesen trägheitsabhängigen Verlangsamungsdetektor sind zu berücksichtigen :

die Gesamtmasse M im Leerzustand des Fahrzeugs 20, die im Leerzustand auf die einzige, von der Verlangsamungsvorrichtung 1, 3 gebremste Radachse 22 aufgebrachte Masse und der Haft— bzw. Reibungskoeffizient tanc* der Räder 23 dieser Radachse 22 auf dem Boden 24.

Dabei ist am Fahrzeug 20 eine Rampe 25 vorgesehen, deren zum Vorderende des Fahrzeugs 20 ansteigende Mittellinie in einer vertikalen Längsebene des Fahrzeugs 20 angeordnet ist und zu dessen Längsachse unter einem spitzen Winkel A derart geneigt ist, daß dessen Tangens im wesentlichen m/M tanoc enspricht, wobei das durch Trägheit verschiebbare Reguliergewicht so ausgebildet und angeordnet ist, daß es bei ausreichender Verlangsamung des Fahrzeugs 20 die Rampe hinauflaufen kann.

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Der Erfinder hat erkannt, daß unter diesen Bedingungen das durch Trägheit verschiebbare Einstellgewicht die Rampe hinaufläuft, sobald die Verlangsamung, unter Berücksichtigung der Neigung der Straße, auf der das Fahrzeug 20 fährt, den vorgegebenen Schwellenwert D überschreitet und anschließend zur Basis dieser Rampe nur nach darauffolgender Verringerung der Verlangsamung unter einen Wiedereinschaltwert D-d zurückkehrt, der etwas niedriger als der Schwellenwert D ist.

Bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, d.h. bei Schwerlastfahrzeugen, wie Zugmaschinen für Einachsanhänger oder schweren Lastkraftwagen, liegt das Verhältnis m/M allgemein unter 2/3 und meistens in der Größenordnung von 1/3.

Dabei ergibt sich für eine Anordnung aus einer Zugmaschine und einem Einachsanhänger, die von der Verlangsamungsvorrichtung an der Hinterachse der Zugmaschine gebremst wird und die beladen etwa 38 t und unbeladen etwa 12 t wiegt, ein Verhältnis m/M in der Größenordnung von 0,33 im beladenen und von 0,27 im leeren Zustand.

Es gelten Werte von 0,66 bzw. 0,40 für einen Lastkraftwagen mit einem Gesamtgewicht von etwa 20 t im beladenen und etwa 7 t im leeren Zustand, der durch die Verlangsamungsvorrichtung an der einzigen Hinterachse gebremst wird.

Wenn man unter diesen Bedingungen einen Haftkoeffizienten tan<* von 0,4 bezüglich des Kontakts zwischen einem Luftreifen des Schwerlastfahrzeugs und einer feuchten Straßendecke annimmt, liegt der Tangens, der sich daraus für den Winkel A ergibt, im allgemeinen unter 0,27, meistens aber

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in der Größeordnung von 0,13. Das heißt, der Winkel A ist ziemlich klein, wobei er im allgemeinen unter 15° und meist in der Größenordnung von 7 bis 8° liegt.

Bei dem in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Masse bzw. das Einstellgewicht, das durch Trägheit verschiebbar ist, ein Quecksilbertropfen 26, der in einem kleinen geradlinigen Rohr 27 eingeschlossen ist, dessen unterer seitlicher Abschnitt die Rampe 25 bildet.

Dieses Rohr 27 ist daher auf dem Fahrzeug 20 so befestigt, daß seine Achse Y um einen Winkel A gegenüber der Längsachse X des Fahrzeugs 20 geneigt ist, die normalerweise horizontal ist, wobei der Winkel A spitz ist, wenn die Achse Y des Rohrs 27 als nach oben und die Achse X des Fahrzeugs 20 als nach vorn gerichtet angesehen werden.

Die örtlichen Versetzungen des Quecksilbertropfens 26 werden dazu benutzt, einen elektrischen unterbrecher bzw. Schalter 8 zu öffnen, der, wie Fig. 2 zeigt, mit dem Schalter 7, oder, wie nicht gezeigt, mit dem Schalter 5 in Reihe geschaltet ist.

Der elektrische Schalter 8 weist zwei leitende Stifte auf, die in das Rohr 27 hineinragen und die von dem Quecksilbertropfen 26 überbrückt bzw. elektrisch verbunden werden, solange dieser sich an der Basis des Rohres 27 befindet, d.h., solange das Fahrzeug 20 in Ruhe ist oder allgemeiner, seine Verlangsamung unter einem vorgegebenen Schwellenwert D bleibt, welcher der Schleudergefahr der Räder 23 entspricht.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß, sobald die Verlangsamung des Fahrzeugs 20 den Schwellenwert D über-

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schreitet, unter den erläuterten Bedingungen der Quecksilbertropfen 26 die Rampe 25 hinaufläuft, wobei er sich von den beiden den Schalter 8 bildenden Stiften löst, die dann nicht mehr von dem Quecksilbertropfen 26 überbrück werden, so daß der Schalter 8 geöffnet wird. Der Quecksilbertropfen nimmt nunmehr den oberen Teil des Rohres 27 ein, wie in Fig. 2 durch das Bezugszeichen 26¹ angedeutet ist.

Dieses öffnen des Schalters 8 bewirkt die sofortige Unterbrechung der elektrischen Versorgung des Relais 5 und infolgedessen der Wicklung 1 der Verlangsamungsvorrichtung, wie der Pfeil 28 in Fig. 1 schematisch andeutet, so daß die Schleudergefahr der Räder 23 unterdrückt bzw. beseitigt wird.

Sobald die Verlangsamung von neuem unter den Wiedereinschaltschwellenwert D-d, der etwas niedriger als D ist, abfällt, läuft der Quecksilbertropfen 26 in die Anfangslage an der Basis des Rohres 27 nach unten zurück, wodurch der Schalter 8 erneut geschlossen und dadurch die Verlangsamungsvorrichtung 1,3 wieder mit Strom versorgt wird, falls sie nicht zwischenzeitlich durch öffnen des Schalters 7 durch den Fahrzeuglenker unterbrochen wurde.

Selbstverständlich kann jede geeignete Einrichtung vorgesehen sein, um den Wert des Winkels A nach Wunsch einzustellen und ihn dann in der so eingestellten Lage zu halten.

Es kann nämlich erwünscht sein, diesen Winkel A schon vor dem Anlassen des Fahrzeugs 20 zu verstellen, um eine Veränderung, die seit seiner letzten Verstellung

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aufgetreten ist, bezüglich eines der Parameter m, M und tan <=< , d.h., bezüglich der Gesamtlast des Fahrzeugs, der auf die gebremste Radachse ausgeübten Belastung, des Fahrbahnzustands und/oder der Abnutzung der Luftreifen des Fahrzeugs 20 zu berücksichtigen.

Für diese Einstell- und Festelleinrichtung wird vorteilhaft eine einzige Schraubverbindung verwendet, die schematisch durch einen Schraubsextant 29 in Fig. 2 dargestellt ist.

Der Quecksilbertropfen 26 kann durch ein anderes kleines Volumen einer leitenden Flüssigkeit oder allgemeiner durch jedes andere bewegliche Massenteil bzw. Einstellgewicht ersetzt werden, das auf einer Rampe 25 mit vernachlässigbarer Reibung verschieblich ist und dessen Verschiebungen, direkt oder indirekt, zum öffnen oder Schließen eines elektrischen Schalters leicht ausgenutzt werden können.

Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel besteht dieses Einstellgewicht aus einer kleinen Kugel oder einer Rolle, die auf einen Annäherungsdetektor so einwirkt, daß er die Erregung des oben erwähnten Steuerrelais 5 gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Verstärkers steuert.

Zur Vermeidung von unerwünschten Schlagen oder Stoßen bei der von einem derartigen Einstellgewicht (Kugel oder Rolle) betätigten Steuervorrichtung kann dieses in einer geschlossenen, ein Dämpfungsfluid enthaltenden Führung angeordnet sein.

Zur Vereinfachung war vorstehend angenommen, daß die Verlangsamungsvorrichtung eine einzige Induktionswicklung

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enthält. In der Praxis besteht diese Wicklung aus mehreren Elementarwicklungen, die aufeinanderfolgend durch die Steuerung des Schalters 7 versorgbar sind, wobei dieser Schalter 7 dann mehrere aufeinanderfolgende stabile SteuerStellungen oder -stufen aufweist. Es ist insbesondere üblich, die Elementarwicklungen in vier Paare aufzuteilen und sie mittels eines Schalters mit fünf Stellungen zu steuern.

In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn das öffnen des Schalters 8 lediglich die letzte Stufe oder die letzten beiden Stufen," entsprechend der maximalen Erregung der Verlangsamungsvorrichtung und damit das maximale Bremsmoment betrifft, wobei die Schleudergefahr für die geringeren Erregungen entsprechenden Stufen als vernachlässigbar angesehen werden kann.

Ferner können zwei Schalter, entsprechend dem oben erwähnten Schalter 8, die von beweglichen Einstellgewichten gesteuert und auf zwei bestimmte Winkel A eingestellt sind, d.h., die für zwei bestimmte Schwellenwerte der Verlangsamung des Fahrzeugs 20 auslösbar sind, vorgesehen und so befestigt sein, daß sie jeweils die beiden letzten Stufen der Verlangsamungsvorrichtung neutralisieren, wobei nur die letzte Stufe automatisch außer Betrieb gesetzt wird, sobald die Verlangsamung des Fahrzeugs 20 einen ersten Schwellenwert D-| überschreitet, und wobei die beiden letzten Stufen außer Betrieb gesetzt werden, wenn die Verlangsamung des Fahrzeugs 20 einen zweiten Schwellenwert D2 überschreitet, der größer als.der Schwellenwert D-j ist.

Mit jeder der erläuterten Ausführungsformen der Steuervorrichtung kann eine Verzögerungseinrichtung kombiniert

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sein, um die Wiedereinschaltung einer der Verlangsamungs- oder Bremsstufen nach deren Außerbetriebsetzung durch die Feststell- oder Abtastvorrichtung mit Rampe der erläuterten Art um eine vorgegebene Verzögerungszext zwangsweise zu verzögern. Eine derartige vorgegebene Verzögerung kann relativ wichtig sein, die beispielsweise in der Größenordnung einer halben Sekunde liegt.

Selbstverständlich sind noch zahlreiche andere Ausführungsformen möglich, insbesondere kann die Mittellinie der Rampe nicht geradlinig sondern gekrümmt sein oder aus einem geradlinigen geneigten Segment gebildet sein, das sich unterhalb und/oder oberhalb um einen Kurvenabschnitt verlängert, der sich nach oben oder nach unten biegt, wobei der oben definierte jeweilige Neigungswinkel A als den geraden Abschnitt betreffend angesehen werden kann, der die beiden Enden der Rampe miteinander verbindet, oder das geradlinige Segment, das durch die Rampe gebildet ist, wenn diese ein derartiges Segment aufweist.

Die Erfindung gibt wie das Hauptpatent ein Mittel zur automatischen Neutralisierung mindestens eines Teils der Erregung einer Verlangsamungsvorrichtung 1 , 3 an, die zum Bremsen einer Radachse 22 eines Schwerlastfahrzeuge 20 vorgesehen ist, wenn dessen Verlangsamung einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.

Zu diesem Zweck werden die Verschiebungen eines Einstellgewichtes bzw. einer Masse, wie eines Quecksübertropfens 26, verwendet, der unter der Wirkung der Trägheit eine gegenüber der Achse des Fahrzeugs um einen Winkel A geneigten Rampe 25 hinaufläuft, wobei der Tangens m/M gleich TT tan c< ist, mit M = Gesamtmasse des Fahrzeugs, m = die auf die gebremste Radachse 22 angelegte Messe und tan«£ = Haft- bzw. Reibungskoeffizient zwischen den Rädern 23 dieser Radachse 22 und dem Boden 24.

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Die Erfindung ist insbesondere bei der Steuerung von elektrischen Verlangsamungsvorrichtungen (Retardern) für große Gewichte (Schwerlastfahrzeuge) verwendbar.

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Leerseite

Claims

. HANS W. GROENING

PATENTANWALT

L 7-25/1

Patentansprüche

1 ·/ Einrichtung zinn Steuern einer Verlangsamuiigsvorrichtung zum Bremsen einer Radachse eines schweren Fahrzeugs, bestehend aus einer Vorrichtung zum zumindest teilweisen automatischen Neutralisieren der Verlangsamungsvorrichtung, wenn die Verlangsamung des unbelasteten oder schwach belasteten Fahrzeugs einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, jenseits welchem Schleudergefahr für die Räder der Radachse besteht, wobei diese Neutralisierungsvorrichtung so ausgebildet ist, daß sie die Verstellungen einer vom Fahrzeug getragenen Masse infolge Trägheit ausnutzt und auf dessen Verlangsamungen anspricht,

gemäß Hauptpatent (Patentanmeldung P 27 00 730.3),

dadurch gekennzeichnet, daß die Masse (26) so angeordner und befestigt ist, daß sie längs einer Rampe (25) bewegbar ist, deren zum Vorderende des Fahrzeugs (20) ansteigende Mittellinie in einer vertikalen Längsebene des Fahrzeugs (20) angeordnet und gegenüber dessen Längsachse um einen spitzen Winkel A geneigt ist, derart, daß etwa gilt

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SIEBßSTSTR. 4 · 8000 HtJ"2iCHEN 86 · POB 860 34=0 · KABEL: RHEINPÄTENT · TEL. <089) 471070 · TELEX .1-22059

ORIGINAL INSPECTED

M tan A = ία tan«*., wobei M = Gesamtmasse des Fahrzeugs (20) , πι = auf die von der Verlangsamungsvorrichtung (1, 3) gebremste Radachse (22) aufgebrachte Masse und tanoi= Haft- bzw. Reibungskoeffizient zwischen den Rädern (23) der Radachse (22) und dem Boden (24) sind.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel A zwischen 5 und 15°, vorzugsweise zwischen 5 und 10° liegt.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (29) zum frei wählbaren Einstellen des Winkels A abhängig von insbesondere der Beladung bzw. Belastung des Fahrzeugs (20) und/oder dem Zustand des Bodens (24).
4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse aus einem in einem die Rampe (25) bildenden geneigten Rohr (27) eingeschlossenen Quecksilbertropfen (26) besteht.
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des geneigten Rohres (27) mit zwei elektrischen Kontakten (Schalter 8) versehen ist, die ständig mit einer elektrischen Steuerschaltung zum Erregen der Verlangsamungsvorrichtung (1, 3) verbunden sind und die durch den Quecksilbertropfen (26) nur dann miteinander elektrisch verbindbar sind, wenn die Verlangsamung des Fahrzeugs (20) unter dem vorgegebenen Schwellenwert bleibt.
6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche T bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse durch eine kleine Kugel gebildet ist.

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