DE3522183C1

DE3522183C1 - Brake system for vehicles with spring loaded brake cylinders

Info

Publication number: DE3522183C1
Application number: DE19853522183
Authority: DE
Inventors: George Sulzyc; Roland Blanz
Original assignee: Graubremse GmbH
Current assignee: Grau GmbH
Priority date: 1985-06-21
Filing date: 1985-06-21
Publication date: 1989-08-31

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsanlage für Fahrzeuge mit Federspeicherbremszylindern mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkma len. Derartige Bremsanlagen, die mit Federspeicher bremszylindern oder auch mit kombinierten Feder speicherbremszylindern ausgerüstet sind, finden so wohl auf Zugfahrzeugen wie auch auf Anhängerfahr zeugen Verwendung. Bei Anordnung dieser Bremsan lage auf einem Zugfahrzeug ist das Umschaltventil als Feststellbremsventil ausgebildet.

Derartige Bremsanlagen sind aus der Firmenschrift Bosch Technische Unterrichtung, 1. Ausgabe Juni 1981, bekannt. Es finden kombinierte Federspeicher bremszylinder Verwendung. Die insoweit verwirklich te Federspeicherbremse dient als Hilfs- und/oder Feststellbremse. Wenn während der Fahrt ein Defekt in der zu den Federspeicherbremszylindern führen den Steuerleitung auftritt, bei dem Druckluft über die Steuerleitung verlorengeht, dann zieht dies bei entsprechendem Druckluftverlust eine unkontrol lierte, plötzlich auftretende und den Fahrer über raschende Bremsung nach sich, so daß die Gefahr besteht, daß das Fahrzeug ausbrechen und schleudern kann. Um den Fahrer zu warnen, ist in der von dem Feststellbremsventil zu den Federspeichern führen den Steuerleitung, einem Relaisventil nachgeschal tet, ein Kontrollventil angeordnet, welches auf den Druck in der Steuerleitung anspricht und bei Unter schreiten eines Mindestdrucks ein akustisches bzw. optisches Warnsignal für den Fahrer auslöst. Es versteht sich, daß die bekannte Bremsanlage auch noch eine Betriebsbremse aufweist und derart ausge rüstete Fahrzeuge auch mit einer Blockierschutzein richtung versehen sein können, die mindestens einen Drehzahlfühler und eine Auswerteschaltung umfaßt, welche beim Auftreten eines Drehverzögerungssig nals jedoch nur auf die Betriebsbremse einwirkt, um das von dieser aufgebrachte Bremsmoment zu verrin gern. Durch die alleinige Zuordnung der Blockier schutzeinrichtung zu der Betriebsbremse gibt die Blockierschutzeinrichtung bei einem plötzlichen Ansprechen der Federspeicherbremse zwar auch ein Verzögerungssignal ab, dieses bleibt jedoch auf die Federspeicherbremse ohne Einfluß. Der gleiche Nachteil tritt bei einer gewollten Betätigung der Hilfsbremse auf. Auch in diesem Fall wirkt sich ein das drohende Blockieren anzeigendes Drehverzöge rungssignal der Blockierschutzeinrichtung auf die als Hilfsbremse dienende Federspeicherbremse nicht aus.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einer Bremsanlage der eingangs be schriebenen Art das plötzliche unkontrollierte An sprechen der Federspeicherbremszylinder bei einem auftretenden Defekt in der Steuerleitung oder das Blockieren der Räder infolge Betätigung der Hilfs bremse zu vermeiden, so daß ein Ausbrechen oder Schleudern des Fahrzeugs weitgehend verhindert wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Kontrollventil ein Druck/Spannungswandler ist, und daß ein elektrisch steuerbares und mit Druckluft versorgtes Sperr- und Durchlaßventil vorgesehen ist, das beim Ansprechen des Druck/Spannungswandlers und zusätzlichem Auftreten des Drehverzögerungssignals die Steuerleitung sperrt und Druckluft in die Federspeicherbremszylinder einsteuert. Die Blockier schutzeinrichtung ist also hier auch der Hilfs- und Feststellbremse zugeordnet. Durch den Druck/Span nungswandler ist die Steuerleitung abgesichert, d. h. nur bei Auftreten des gewollten (Hilfsbremse) oder ungewollten (Defekt) Druckabfalls gibt der Druck/ Spannungswandler ein entsprechendes Signal ab. Bei gleichzeitigem Auftreten eines Verzögerungssignals wird nun das Sperr- und Durchlaßventil in solchem Sinne angesteuert, daß es zunächst die Steuerleitung absperrt und aus einem separaten Druckluftvorrat Druckluft zu den Federspeicherbremszylindern führt, damit ein drohendes Blockieren vermieden werden kann. Eine ordnungsgemäße Abbremsung des Fahrzeugs über die Federspeicherbremse in den beiden angegebenen Fällen wird zugelassen, weil die gewollte Betätigung über die Hilfsbremse möglich sein muß und anderer seits ein auftretender Defekt in der Steuerleitung dem Führer des Fahrzeugs angezeigt werden soll. Daneben ist die Blockierschutzeinrichtung natürlich auch der Betriebsbremse zugeordnet und erfüllt in Verbindung mit dieser die diesbezüglichen bekannten Aufgaben.

Das elektrisch steuerbare Sperr- und Durchlaßventil kann in die zu den Federspeicherbremszylindern füh rende Steuerleitung eingeschaltet sein, so daß es im Ansprechfall unmittelbar die Sperrung der Steuer leitung bewirken kann. Es ist jedoch auch möglich, daß das Sperr- und Duchlaßventil nicht direkt in der Steuerleitung vorgesehen ist, sondern z. B. über eine Verbindungsleitung zu der Steuerleitung seine Sperrfunktion ausübt. Sinnvoller und einfacher ist es natürlich, wenn das Sperr- und Durchlaßventil in der Steuerleitung direkt vorgesehen ist.

Das Sperr- und Durchlaßventil kann eine Membran auf weisen, die zwischen zwei gehäuseseitigen Sitzen angeordnet und wahlweise von beiden Seiten her über strömbar ausgebildet ist. Damit wird gleichzeitig die Sperr- und Durchlaßfunktion erreicht. Es erge ben sich vergleichsweise große Überströmquerschnit te, so daß das Sperr- und Durchlaßventil mit der erforderlichen Schnelligkeit arbeiten kann.

Dem Sperr- und Durchlaßventil kann ein UND-Glied vorgeschaltet sein, dessen einer Eingang mit dem Druck/Spannungswandler und dessen anderer Eingang mit der Auswerteschaltung der Blockierschutzein richtung verbunden ist und dessen Ausgang einen am Sperr- und Durchlaßventil angeordneten Ventilmagne ten ansteuert.

Das Sperr- und Durchlaßventil kann ein mit seinem Steuerraum verbundenes Zusatzvolumen zum langsamen Druckabbau aufweisen. Damit wird z. B. bei einem Defekt in der Steuerleitung erreicht, daß nach dem Wegfall des Verzögerungssignals infolge des Ein greifens des Sperr- und Umschaltventils über die defekte Stelle in der Steuerleitung der Druck nur vergleichsweise verlangsamt abgebaut werden kann, so daß das Verzögerungssignal nicht erneut schlag artig auftritt.

Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausfüh rungsbeispiels weiter beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die Schaltung einer Bremsanlage in einem Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Sperr- und Durchlaßventil,

Fig. 3 ein Verzögerungsdiagramm und

Fig. 4 den elektrisch ausgebildeten Teil der Bremsanlage.

Die in Fig. 1 dargestellte Bremsanlage ist für einen Anhänger bestimmt. Von einem Kupplungskopf 1 führt eine Bremsleitung 2 zu einem ALB-Ventil 3 und weiter zu einem Relaisventil 4. Von einem Kupplungskopf 5 führt eine Vorratsleitung 6 über ein Rückschlag ventil 7 zu einem Druckluftvorratsbehälter 8. Vor dem Rückschlagventil 7 zweigt von der Vorratslei tung 6 eine Leitung 9 ab, die zu einem Umschaltven til 10 führt, welches als Drei/Zweiwegeventil aus gebildet sein kann und in der ein Drucksicherungs ventil 11 angeordnet ist. Von dem Druckluftvorrats behälter 8 führt eine Leitung 12 zu dem Umschaltven til 10. Von dem Umschaltventil 10 geht eine Steuer leitung 13 aus, die an einem Sperr- und Durchlaßven til 14 endet. Von dem Druckluftvorratsbehälter 8 führt eine Leitung 15 zu dem Sperr- und Durchlaß ventil 14, wobei in dieser Leitung 15 ein Rück schlagventil 16 und ein weiterer Druckluftvorrats behälter 17 vorgesehen sind. Das Sperr- und Durch laßventil 14 weist einen Ventilmagneten 18 auf, über den es elektrisch ansteuerbar ist. Von dem Sperr- und Durchlaßventil 14 führen Leitungen 19 bzw. 19′ zu Federspeicherbremszylindern 20 und 20′ bzw. zu den Druckräumen dieser Federspeicherbremszylin der. Es versteht sich, daß in den entsprechenden Federräumen der Federspeicherbremszylinder 20 und 20′ entsprechende Speicherfedern angeordnet sind.

Die Federspeicherbremszylinder 20 und 20′ können separat ausgebildet sein und/oder als sogenannte kombinierte Federspeicherbremszylinder, wie darge stellt. In diesem Falle weisen sie einen Betriebs bremsteil (21, 21′) auf, der über das Relaisventil 4 und Leitungen 22, 23, 23′ unter Druck gesetzt werden kann. Das Relaisventil 4 wird über eine Lei tung 24 aus dem Druckluftvorratsbehälter 8 mit Vor ratsdruck versorgt.

An die Steuerleitung 13 ist als Kontrollventil ein Druck/Spannungswandler 25 angeschlossen, die somit den in der Steuerleitung 13 herrschenden Druck über wacht und in ein Spannungssignal umsetzt. Die Ausbil dung ist so getroffen, daß ein bestimmter Druck- bzw. Spannungswert an dem Druck/Spannungswandler 25 ein stellbar ist und daß dieser Druck/Spannungswandler 25 über eine elektrische Leitung 26 dann ein Signal abgibt, wenn der eingestellte Druckwert oder Span nungswert unterschritten wird. Es ist eine Blockier schutzeinrichtung 27 vorgesehen, die zweckmäßig meh rere die Radbewegungen kontrollierende Drehzahlfüh ler 28, 28′ sowie eine Auswerteschaltung 29 auf weist. Von der Auswerteschaltung 29 führt eine elek trische Leitung 31 zu einem UND-Glied 30, an dessen anderem Eingang die elektrische Leitung 26 von dem Druck/Spannungswandler 25 angeschlossen ist. Die Antiblockiereinrichtung wird über eine Leitung 32 mit Spannung versorgt und ist im übrigen vermittels einer Leitung 33 mit dem der Betriebsbremse zuge ordneten Teil 34 verbunden. Von dem UND-Glied 30 führt eine elektrische Leitung 35 zu dem Ventilma gneten 18 des Sperr- und Durchlaßventils 14.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das Sperr- und Durchlaßventil 14. Zwischen zwei Sitzen 36 und 37 ist eine Membran 38 in der dargestellten Weise vorgesehen. Oberhalb der Membran 38 ist ein Steuer raum 39 gebildet, der über eine Bohrung 40 mit einem Zusatzvolumen 41 in dauernder Verbindung steht. Die Leitung 15 führt zu dem Ventilmagneten 18, der über einen Kanal 42 mit dem Steuerraum 39 verbunden ist und andererseits eine Entlüftungsöff nung 43 aufweist.

Das in Fig. 3 dargestellte Diagramm zeigt den Druckverlauf p beim Auftreten einer Bremsung über die Federspeicherbremse, sei es infolge eines De fekts in der Steuerleitung 13 oder bei einem be wußten Auslösen der Hilfsbremse. Es ist der Druck verlauf dargestellt, der in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit a und dem diesbezüglichen Auftreten eines Verzögerungssignals -b eintritt. Mit p _x ist der am Druck/Spannungswandler 25 eingestellte Grenzdruck be zeichnet. Die durchgezogene Linie zeigt den Verlauf des Drucks p in der Steuerleitung 13. Strichpunktiert ist der Verlauf des Drucks p 1 in dem Druckraum der Federspeicherbremszylinder 20 und 20′ dargestellt.

Die Funktion der Bremsanlage ist folgende: Wenn in der Federspeicherbremse eine Bremsung ausgelöst wird, sei es durch eine Betätigung als Hilfsbremse oder bei einem auf tretenden Defekt in der Steuerleitung 13 oder einer der voran gehenden Leitungsteile, dann sinkt der Druck in dem Druckraum der Federspeicherzylinder 20 und 20′ von dem Niveau des Vorrats druckes ab, wie dies Fig. 3 erkennen läßt. Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird der am Druck/Spannungswandler 25 eingestellte Druck px unterschritten, so daß über die elektrische Leitung 26 ein Signal an das UND-Glied 30 abgegeben wird. Eine Bremsung wird ausgelöst. Dies führt jedoch erst in der Folge zu einem Absinken der Winkelgeschwindigkeit der Fahrzeugräder. Sobald diese Winkelgeschwindigkeit einen eingestellten Wert unterschrei tet, also die Gefahr des Blockierens auftritt, erscheint das Verzögerungssignal -b. Dieses Signal wird über die Leitung 31 dem UND-Glied 30 zugeführt und es ergibt sich, da beide Eingänge des UND-Gliedes 30 mit Signalen angesprochen sind, ein Ausgangs signal über die Leitung 35 zu dem Ventilmagneten 18, so daß dieser seine in Fig. 2 dargestellte Ruhelage verläßt, die Ent lüftungsöffnung 43 verschließt und die Leitung 15 mit dem Ka nal 42 und damit dem Steuerraum 39 verbindet. Die Entlüftung der Federspeicherbremszylinder 20 und 20′ über die Leitungen 19 bzw. 19′ und 13 wird gestoppt, d. h. die Membran 38 legt sich auf den Sitz 36 und hebt in der Folge von dem Sitz 37 ab, so daß der Druck im Druckraum der Federspeicherbremszylinder 20 und 20′ den Verlauf p ₁ annimmt. Dieser Druck steigt also wieder, und zwar solange, bis das Verzögerungssignal -b verschwindet und die Winkelgeschwindigkeit des Rades entsprechend angeho ben wurde. Mit der Einsteuerung von Druckluft aus dem Druck luftvorratsbehälter 17 über die Leitung 15 in den Steuerraum 39 wird gleichzeitig auch das Zusatzvolumen 41 über die Boh rung 40 mit Druckluft aufgefüllt. Verschwindet das Verzöge rungssignal -b, dann schaltet der Ventilmagnet 18 wiederum in seine Ruhelage gemäß Fig. 2 um, so daß der weitere Druck aufbau in dem Druckraum der Federspeicherbremszylinder 20 und 20′ beendet wird. Infolge der vorherigen Auffüllung des Zusatz volumens 41 wird sich dieses Volumen sowie das Volumen des Steuerraums 39 nunmehr über den Kanal 42 und die Entlüftungs öffnung 43 langsam entspannen, so daß in den Druckräumen der Federspeicherbremszylinder 20 und 20′ ein verlangsamter Druck abbau p ₁ die Folge ist, wie dies in Fig. 3 angedeutet ist.

Unabhängig davon, jedoch mit Einwirkung der Blockierschutzein richtung 27 funktioniert die Betriebsbremse mit den Betriebs bremsteilen 21 und 21′ in gewohnter Weise.

Fig. 4 verdeutlicht nochmals, wie die Blockierschutzeinrichtung sowohl der Hilfs- und/oder Feststellbremse wie auch der Betriebs bremse zugeordnet ist.

Das Umschaltventil 10, welches typisch für eine Anhängerbrems anlage (Fig. 1) ist, gestattet es, durch manuelle Betätigung den Anhänger zu rangieren, wenn also die dem Umschaltventil 10 vorangehenden Leitungen drucklos sind.

Da die Leitung 9 mit der Leitung 13 normalerweise verbunden ist, wirkt die Federspeicherbremse hier als Feststellbremse. Durch Umschalten des Umschaltventils 10 ist es möglich, über die Leitung 12 Druckluft aus dem Behälter 8 in die Steuerlei tung 13 zu schicken und damit die Feststellbremse zu lösen. Der Anhänger kann rangiert werden. Zum Feststellen wird das Umschaltventil 10 wieder umgeschaltet. Das Umschaltventil 10 ist so ausgebildet, daß es bei einer luftmäßigen Verbindung über die Kupplungsköpfe 1 und 5 zwischen Anhänger und Zugfahr zeug in seiner Normalstellung selbsttätig umschaltet, also die Leitung 9 mit der Leitung 13 verbindet und die Leitung 12 ab sperrt. Die Funktion der Bremsanlage, wenn sie für ein Zug fahrzeug ausgebildet ist, ist für den Fachmann übersehbar.

Bezugszeichenliste 1 = Kupplungskopf
2 = Bremsleitung
3 = ALB-Ventil
4 = Relaisventil
5 = Kupplungskopf
6 = Vorratsleitung
7 = Rückschlagventil
8 = Druckluftvorratsbehälter
9 = Leitung
10 = Umschaltventil
11 = Drucksicherungsventil
12 = Leitung
13 = Steuerleitung
14 = Sperr- und Durchlaßventil
15 = Leitung
16 = Rückschlagventil
17 = Druckluftvorratsbehälter
18 = Ventilmagnet
19 = Leitung
20 = Federspeicherbremszylinder
21 = Betriebsbremsteil
22 = Leitung
23 = Leitung
24 = Leitung
25 = Druck/Spannungswandler
26 = elektrische Leitung
27 = Blockierschutzeinrichtung
28 = Drehzahlfühler
29 = Auswerteschaltung
30 = UND-Glied
31 = elektrische Leitung
32 = Leitung
33 = Leitung
34 = Teil
35 = elektrische Leitung
36 = Sitz
37 = Sitz
38 = Membran
39 = Steuerraum
40 = Bohrung
41 = Zusatzvolumen
42 = Kanal
43 = Entlüftungsöffnung

Claims

1. Bremsanlage für Fahrzeuge mit Federspeicherbremszy lindern, die von einer Druckluftquelle über ein Feststellbrems- bzw. Umschaltventil und eine Steu erleitung zum Zwecke des Bremslösens belüftbar sind, wobei die Steuerleitung ein auf den Leitungs druck ansprechendes Kontrollventil aufweist, das beim Unterschreiten eines Druckwertes ein elektri sches Signal abgibt, mit einer Blockierschutzein richtung, die mindestens einen Drehzahlfühler und eine Auswerteschaltung umfaßt, welche beim Auftre ten eines Drehverzögerungssignals auf die Betriebs bremse einwirkt, um das von dieser aufgebrachte Bremsmoment zu verringern, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontrollventil ein Druck/Spannungswandler (25) ist, und daß ein elektrisch steuerbares und mit Druckluft versorgtes Sperr- und Durchlaßventil (14) vorgesehen ist, das beim Ansprechen des Druck/Span nungswandlers (25) und zusätzlichem Auftreten des Drehverzögerungssignals (-b) die Steuerleitung (13) sperrt und Druckluft in die Federspeicher bremszylinder einsteuert.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch steuerbare Sperr- und Durchlaß ventil (14) in die zu den Federspeicherbremszylin dern (20, 20′) führende Leitung (13, 19, 19′) ein geschaltet ist.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Sperr- und Durchlaßventil (14) eine Membran (38) aufweist, die zwischen zwei ge häuseseitigen Sitzen ( 36, 37) angeordnet ist und wahlweise von beiden Seiten her überströmbar aus gebildet ist.

4. Bremsanlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß dem Sperr- und Durchlaßventil (14) ein UND-Glied (30) vorgeschaltet ist, dessen einer Eingang mit dem Druck/Spannungswandler (25) und dessen anderer Eingang mit der Auswerteschaltung (29) der Blockierschutzeinrichtung (27) verbunden ist und dessen Ausgang einen am Sperr- und Durchlaß ventil (14) angeordneten Ventilmagneten (18) an steuert.

5. Bremsanlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das Sperr- und Durchlaßventil (14) ein mit seinem Steuerraum (39) verbundenes Zusatzvolumen (41) zum langsamen Druckabbau aufweist.