DE3440081C2

DE3440081C2 -

Info

Publication number: DE3440081C2
Application number: DE19843440081
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr.-Ing. 6200 Wiesbaden De Kahrs
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1984-11-02
Filing date: 1984-11-02
Publication date: 1991-06-20
Also published as: DE3440081A1

Description

Bei einer bekannten im Handel erhältlichen Bremsanlage für Schwerlastfahrzeuge, mit einer fußbetätigbaren Be triebsbremse und einer manuell betätigbaren Reibungs bremse als Feststellbremse, deren Reibelemente über ein manuell betätigbares Regelventil mit Schieber und ein dem Regelventil nachgeschaltetes Betätigungsglied betätigbar sind, ist die Betriebsbremse ebenfalls eine Reibungsbremse. Wenn diese Betriebsbremse über eine längere Zeit betätigt werden muß, z. B. über eine längere Gefällstrecke, besteht die Gefahr einer Überhitzung der Betriebsbremse.

Man hat daher auch schon bei Schwerlastfahrzeugen eine Betriebsbremskombination angewandt (DE-OS 21 20 734), die aus einem Retarder in Form einer durch das Kühlsystem des Fahrzeugs gekühlten hydrodynamischen Strömungsbremse und einer Reibungsbremse in Form einer Scheibenbremse besteht. Hierbei wird durch eine Regeleinrichtung eine Aufteilung des gesamten Bremsmoments auf beide Bremsen in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit bewirkt, und zwar derart, daß die Strömungsbremse mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit einen geringeren Anteil des Gesamt bremsmoments übernimmt. Auch bei einer solchen Betriebs bremskombination ist noch mit einer erheblichen Erhit zung und Abnutzung der Reibungsbremse zu rechnen.

Vergleichbare Schwierigkeiten treten bei einem anderen Retarder in Form einer Wirbelstrombremse oder einer Auspuffdrosselklappe auf, der mit einer Reibungsbremse zusammenwirkt.

Aus der DE-OS 22 39 008 oder der DE 31 00 507 A1 ist eine Steuerung für eine Bremsanlage für Schwerlastfahr zeuge bekannt, bei der

- die Bremsanlage eine Reibungsbremse und eine ver schleißfreie Strömungsbremse enthält,
- ein vom Fahrzeugführer vorgegebener Sollwert der Brems wirkung die Strömungsbremse einschaltet und einem Vergleicher zugeführt wird,
- ein von der Strömungsbremse erzeugtes Signal für den Istwert der Bremswirkung im Vergleicher gegen das dort anstehende Sollwertsignal wirkt und eine Regelab weichung bestimmt und
- bei Überschreiten eines vorgegebenen Wertes der Regel abweichung über den Vergleicher ein Regelventil zur Betätigung der Reibungsbremse verstellt wird.

Im geschilderten Stand der Technik erfolgt die Ansteue rung der Betriebsbremse (aus Strömungs- und Reibungs bremse) jedoch stets unabhängig von der Ansteuerung einer Feststellbremse.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung für eine Bremsanlage für Schwerlastfahrzeuge mit Strö mungs- und Reibungsbremse anzugeben, bei der die Be triebsbremse auch bei längeren Talfahrten einem gerin geren Verschleiß unterliegt und thermisch weniger bela stet ist. Und die außerdem bei geringem baulichem Aufwand die gesetzlichen Forderungen für Betriebs- und Feststell bremsen erfüllt.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Steuerung für eine Bremsanlage für Schwerlastfahrzeuge mit folgen den Merkmalen gelöst:

- die Bremsanlage enthält eine Reibungsbremse und eine verschleißfreie Strömungsbremse,
- ein vom Fahrzeugführer vorgegebener Sollwert der Brems wirkung schaltet die Strömungsbremse ein und wird einem Vergleicher zugeführt,
- ein von der Strömungsbremse erzeugtes Signal für den Istwert der Bremswirkung wirkt im Vergleicher gegen das dort anstehende Sollwertsignal und bestimmt eine Regelabweichung,
- bei Überschreiten eines vorgegebenen Wertes der Regel abweichung wird über den Vergleicher ein Regelventil zur Betätigung der Reibungsbremse verstellt,
- unabhängig von einer anstehenden Regelabweichung ist das Regelventil zur Betätigung der Reibungsbremse als Feststellbremse betätigbar.

Bei dieser Lösung ist die Reibungsbremse stets außer Betrieb, solange der Bremsdruck der Strömungsbremse, der dem Bremsmoment weitgehend proportional ist, den gewünschten Soll-Wert aufweist und die Reibungsbremse nicht von Hand betätigt wird. Die Strömungsbremse wirkt daher im gesamten Fahrgeschwindigkeitsbereich bis zur Fahrgeschwindigkeit 0 als Betriebsbremse, wobei die Reibungsbremse im Normalfalle überhaupt nicht eingesetzt wird. Die Reibungsbremse braucht lediglich im Stillstand betätigt zu werden, wobei sie als Feststellbremse wirkt. Wenn dagegen die Strömungsbremse vollständig oder teil weise ausfällt, so daß der Sollwert ihrer Bremswirkung den Istwert der Bremswirkung über den vorbestimmten Wert hinaus überschreitet, wird selbsttätig die Reibungs bremse entsprechend zugeschaltet, so daß sie nunmehr allein, in diesem Falle als Notbremse, wirksam ist.

Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß der Kolben einer Kolben-Zylinder-Druckwaage in Abhängigkeit vom Soll-Be tätigungsdruck der Betriebsbremse gegen die Kraft einer Feder und gegen eine vom Ist-Bremsdruck der Betriebs bremse abhängige Kraft auf einen Schieber des Regel ventils einwirkt. Dies ergibt auf einfache Weise eine mechanische Ausbildung des Vergleichers.

Sodann kann ein manuell betätigbares Stellglied über eine zweite Feder auf den Schieber des Regelventils gegen die Kraft des Kolbens im Druckwaagenzylinder ein wirken und der Ausgangsdruck des Regelventils auf den Schieber im Sinne einer Gegenkopplung zurückgekoppelt sein. Diese Ausbildung ermöglicht eine einfache Betäti gung des Regelventils durch das manuell betätigbare Stellglied, so daß der Bremsdruck der Reibungsbremse der von Hand bewirkten Einstellung des Handbremsen-Stell gliedes proportional ist. Andererseits wird bei einem Ausfall der Strömungsbremse die manuelle Einstellung der Reibungsbremse übersteuert und die Reibungsbremse voll wirksam.

Bei einer vorteilhaften Ausbildung des Erfindungsgegen standes löst der Ausgangsdruck des Regelventils die Feststellbremse gegen die Kraft einer Feder. Bei einem Ausfall des Regelventils und/oder des Fluiddrucks, der über das Betätigungsglied auf die Feststellbremse wirkt, wird dann die Reibungsbremse zwangsläufig durch die Federkraft betätigt.

Die Zeichnung stellt ein Symbolschaltbild eines bevorzug ten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Steue rung für eine Bremsanlage eines Kettenfahrzeugs dar.

Als Reibungsbremse ist eine Voll-Scheibenbremse 1 für die eine Laufkette vorgesehen. Eine weitere (nicht darge stellte) Scheibenbremse ist für die andere Laufkette vorgesehen. Die Scheibenbremse 1 hat Bremselemente, die durch ein Betätigungsglied 2 angelegt bzw. gelüftet werden. Das Betätigungsglied 2 ist eine Kolben-Zylinder- Anordnung deren Kolben 3 im Zylinder 4 durch die Kraft einer Feder 5 das Abstellen bewirkt. Der Ausgangsdruck eines Regelventils 6 wirkt gegen die Kraft der Feder 5 auf den Kolben 3, um die Bremselemente zu lösen und damit abzustellen.

Das Regelventil 6 hat einen Schieber, der auf der einen Seite durch ein manuell verstellbares Stellglied in Form einer Kulisse 7 über eine die Kontur der Kulisse 7 abfahrende Rolle 8 und eine Feder 9 und auf der ande ren Seite durch den Kolben 10 eines als Kolben-Zylinder- Anordnung ausgebildeten Vergleichers 11, einer sogenann ten Druckwaage, und den Druck des Ausgangsfluids des Regelventils 6 sowie die Kraft einer Rückstellfeder 12 belastet ist. In der dargestellten Endlage des Schie bers des Regelventils 6 ist das Regelventil 6 vollstän dig geöffnet, so daß es das Ausgangsfluid einer Pumpe 13, das dem Eingang des Regelventils 6 über ein Rück schlagventil 14 zugeführt wird, ungehindert in die Zy linder 4 durchläßt. In der anderen Endlage des Schiebers des Regelventils 6 kann das Fluid ungehindert aus den Zylindern 4 in den Tank abfließen. In einer Zwischenlage des Schiebers des Regelventils 6 entspricht der Ausgangs druck des Regelventils 6, aufgrund der durch die Rück kopplung des Ausgangsdrucks auf den Schieber bewirkten Gegenkopplung, der Lage des Schiebers.

Der Fluiddruck eines über ein Bremspedal 15 betätigbaren Bremszylinders 16 steuert zum einen ein Füll- oder Be tätigungsventil 17 einer hydrodynamischen Strömungsbremse 18 und gleichzeitig in entgegengesetztem Sinne ein Ent leerventil 19 der Strömungsbremse 18. Die Strömungsbremse 18 hat einen Stator 20 mit Leitblechen und einen mit Schaufeln versehenen Rotor 21. Der Rotor 21 ist auf einer die Laufketten antreibenden Welle 22 drehfest angeordnet und rotiert bei Betätigung der Bremse in dem durch die Pumpe 13 über das Füllventil 17 in das Gehäuse des Stators 20 gefüllten Fluid (Öl).

Der in der Strömungsbremse herrschende Fluiddruck, der dem durch die Strömungsbremse 18 auf die Welle 22 ausge übten Bremsmoment entspricht, wird über eine Leitung 23 in den Zylinder 24 des Vergleichers 11 auf die eine Seite des Kolbens 10 geleitet, die zusätzlich unter dem Druck einer Feder 25 steht. Der Fluiddruck des Brems zylinders 16 wird über eine Leitung 26 und ein Drossel ventil 27, z. B. eine Blende, auf die andere Seite des Kolbens 10 in den Zylinder des Vergleichers 11 geleitet.

Die entgegengesetzt auf den Kolben 10 wirkenden Fluid drücke sind bei störungsfreiem Betrieb der Strömungs bremse 18 zueinander proportional. Durch entsprechende Bemessung der Feder 25 und der Flächen des Kolbens 10 ist dafür gesorgt, daß bei fehlerfreier Funktion der Strömungsbremse 18 auf die federbelastete Seite des Kolbens 10 eine größere Kraft als auf die andere Kolben seite ausgeübt wird. Der Kolben 10 nimmt daher eine Endlage ein, in der er den Schieber des Regelventils 6 nicht betätigt. Ferner ist durch die erwähnte Bemes sung der Feder 25 und der Flächen des Kolbens 10 dafür gesorgt, daß bei einem teilweisen Ausfall der Strömungs bremse 18 in dem Maße, daß die auf den Kolben 10 in Richtung auf den Schieber des Regelventils 6 ausgeübte Kraft einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, der auch bei einem vollständigen Ausfall der Strömungs bremse 18 überschritten würde, der Kolben 10 entspre chend der Differenz der auf ihn ausgeübten Fluiddruck kräfte ausfährt und das Regelventil 6 unter Übersteue rung der manuellen Einstellung der Kulisse 7 betätigt. Dadurch wird das Druckfluid aus dem Zylinder 4 des Be tätigungsgliedes 2 abgelassen und die Reibungsbremse 1 durch die Kraft der Feder 5 wirksam.

Die Drossel 27 in Verbindung mit der Feder 25 ergibt eine Totzeit um Zeit für das Füllen der Strömungsbremse 18 und deren Momentenaufbau zu gewinnen.

Durch die Übersteuerung der Handbetätigung der Reibungs bremse 1 bei einem teilweisen oder vollständigen Ausfall der Strömungsbremse 18 wirkt die Reibungsbremse 1 zu gleich als Notbremse.

Anstelle des mechanischen Vergleichers 11 kann auch ein elektronischer Vergleicher vorgesehen sein, z. B. ein analog oder digital arbeitendes Rechenelement, dem über Umformer dem Soll- und Ist-Druck der Strömungsbrem se 8 entsprechende elektrische Signale zugeführt werden und der, wenn die Differenz von Soll- und Istwert einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, ein elektro magnetisch ausgebildetes Regelventil anstelle des darge stellten Regelventils 6 betätigt.

Die Notbremsfunktion erst wirksam werden zu lassen, wenn die Differenz von Soll- und Istwert des Bremsdrucks der Strömungsbremse 18 einen Schwellenwert überschrei tet, hat den Vorteil, daß geringfügige Bremsdruckschwan kungen nicht sofort zur Auslösung der Notbremsfunktion führen und die Reibungsbremse 1 im Normalfalle nicht anspricht, so daß sie auch nicht übermäßig belastet wird.

Claims

1. Steuerung für eine Bremsanlage für Schwerlastfahrzeuge mit folgenden Merkmalen:

- die Bremsanlage enthält eine Reibungsbremse (1) und eine verschleißfreie Strömungsbremse (18),
- ein vom Fahrzeugführer vorgegebener Sollwert der Bremswirkung schaltet die Strömungsbremse ein und wird einem Vergleicher (11) zugeführt,
- ein von der Strömungsbremse (18) erzeugtes Signal für den Istwert der Bremswirkung wirkt im Verglei cher (11) gegen das dort anstehende Sollwertsignal und bestimmt eine Regelabweichung,
- bei Überschreiten eines vorgegebenen Wertes der Regelabweichung wird über den Vergleicher (11) ein Regelventil (6) zur Betätigung der Reibungs bremse (1) verstellt,
- unabhängig von einer anstehenden Regelabweichung ist das Regelventil (6) zur Betätigung der Reibungs bremse (1) als Feststellbremse betätigbar.

2. Steuerung nach Anspruch 1, bei der der Kolben (10) einer Kolben-Zylinder-Druckwaage (Vergleicher) (11) in Abhängigkeit vom Soll-Bremsdruck der Betriebsbremse (18) gegen die Kraft einer Feder (25) und gegen eine vom Ist-Bremsdruck der Betriebsbremse (18) abhängige Kraft auf einen Schieber des Regelventils (6) ein wirkt.

3. Steuerung nach Anspruch 2, bei der ein manuell be tätigbares Stellglied (7) über eine zweite Feder (9) auf den Schieber des Regelventils (6) gegen die Kraft des Kolbens (10) im Druckwaagenzylinder (24) einwirkt und der Ausgangsdruck des Regelventils (6) auf den Schieber im Sinne einer Gegenkopplung zurück gekoppelt ist.

4. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Ausgangsdruck des Regelventils (6) die Feststell bremse (1) gegen die Kraft einer Feder (5) löst.