DE3628061A1 - Vorrichtung zur ansteuerung einer hydraulischen oder pneumatischen bremse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ansteuerung einer hydraulischen oder pneumatischen Bremse, die einen Kraftspeicher aufweist und über eine Ansteuerleitung betätigbar ist, wobei die Bremse im drucklosen Zustand angezogen und bei Druckbeaufschlagung gelöst wird.

Bremsanordnungen dieser Art sind bekannt und werden insbesondere in Kettenfahrzeugen als Zusatz- und Feststellbremsen eingesetzt. Es besteht das Problem, diese Anordnungen auch als zusätzliche Hilfsbremse einzusetzen. Hierzu ist es erforderlich, eine Dosier­ barkeit der Bremskraft zu ermöglichen. Es steht aber andererseits zur Ansteuerung der Bremsen nur eine Druckmedienquelle mit geringer Kapazität zur Verfügung, so daß zur Dosierung Servosysteme mit Proportional­ ventilen wegen der dort funktionsbedingten großen

Leckagen nicht eingesetzt werden können.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer gattungs­ gemäßen Bremsvorrichtung eine Dosierbarkeit bei gleich­ zeitiger optimaler Leckfreiheit zu schaffen, die eine Bremsansteuerung mit einer kleinen Druckmedienquelle ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß da­ durch, daß die Steuerleitung über zwei parallel ge­ schaltete Ventile angeschlossen ist und ein Ventil mit einer Druckquelle sowie das andere Ventil mit einem drucklosen Rücklauf verbunden ist und die Ventile in den Ruhestellungen geschlossen sind, während in der Arbeits­ stellung der Ansteuerdruck über das druckseitige Ventil sowie das rücklaufseitige Ventil mittels eines Stell­ gliedes zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert steuerbar bzw. regelbar ist.

Hierdurch wird jeweils über ein Ventil die Zufuhr und über das andere Ventil das drucklose Abströmen des Hydraulik-Mediums gewährleistet. Die Dosierbarkeit wird dadurch erreicht, daß die beiden Ventile intermittierend geöffnet und wieder geschlossen werden bzw. gleichmäßig geöffnet werden, wobei der Öffnungshub vom Stellsignal sowie von den Drücken in der Zuführungsleitung und in der Bremsenleitung bestimmt wird.

Ferner wird vorgeschlagen, daß die Ventile als 2/2-Wege-Ventil über elektrische Aktuatoren entsprechend der Stellung des Stellgliedes durch eine elektronische Ansteuerschaltung betätigbar sind, wobei die Ansteuer­ schaltung von einem Signal eines Druckspannungswandlers im Bereich der Ansteuerleitung beeinflußbar ist.

Eine günstige Ausbildung wird dadurch geschaffen, daß die Ventile über die Aktuatoren abhängig vom Soll-Signal des Stellgliedes und von dem Druckspannungswandler sensierten Drucksignal die Bremse impulsförmig derart ansteuern, daß die Zeitintegrale über die Impulse für beide Ventile dem Soll-Signal proportional sind, und zwar für das Druckventil mit dem Soll-Signal steigend sowie für das Entlastungsventil fallend.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß in den Soll-Wert-Endlagen des Kraftspeichers eines der beiden Ventile in der geöffneten Position gehalten wird.

Eine weitere mechanische Ausführungsform wird erfindungs­ gemäß dadurch geschaffen, daß die Ventile über Feder­ elemente in der Schließstellung gehalten und durch Arbeitsdruck geöffnet werden, wobei ein zugeordnetes gemeinsames Stellglied für beide Ventile in den Steuer­ stellungen die Federelemente gegenläufig beaufschlagt und in jeder Endlage des Stellgliedes eines der Ventile gegenüber dem auftretenden Nenndruck geschlossen bleibt.

Um den eingestellten Zustand beizubehalten, wird vorge­ schlagen, daß das Stellglied in seinen Endlagen über Arretierelemente festsetzbar ist.

Als Sicherheitsmaßnahme wird vorgeschlagen, daß die Federelemente derart bemessen sind, daß sie die Öffnungs­ bewegung der Ventile im Bereich des zugelassenen Höchst­ drucks des Druckkreises freigeben.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Schaltungs­ anordnung mit elektrischer Ansteuerung,

Fig. 2 und 3 weitere alternative Ausführungen mit mechanischen Ansteuerungen.

In der dargestellten Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 wirkt ein Kraftspeicher 1 über ein Gelenkauge 2 auf eine nicht dargestellte Bremse, wobei die ungebremste Position gezeichnet und die gebremste Position 2′ gestrichelt dargestellt ist. Auf das Gelenkauge 2 wirkt über einen Kolben 3 ein Tellerfederpaket 4, welches bei drucklosem Kraftspeicher 1 das Gelenkauge 2 in die Brems­ position 2′ drückt. Zum Entlasten der Bremse wird der Kolben 3 über einen Anschluß 5 sowie eine Steuerleitung 6 mit Druckmedium beaufschlagt und in die ausgezogen dargestellte Position 2 gedrückt.

Diese an sich bekannte Kraftspeicher-Konfiguration wird normalerweise entweder mit Druckmedium beaufschlagt oder entlastet, so daß nur die beiden Positionen 2, 2′ des Auges verwendet werden. Zur Dosierbarkeit ist vorge­ sehen, daß über die Steuerleitung 6 und ein 2/2-Wege-Ventil 7 Druckmedium aus einem Reservoir 8 über eine Pumpe 9 mit einem parallel geschalteten Druckspeicher 10 bei entsprechender Ansteuerung des Ventils 7 in den Kraft­ speicher 1 hineingeleitet und parallel über die Steuerleitung 11 sowie ein 2/2-Wege-Ventil 12 bei entsprechender Schaltung das Druckmedium aus dem Kraft­ speicher 1 wieder drucklos in das Reservoir 8 zurück­ geführt wird.

Die Ventile 7, 12 werden durch Federelemente 13, 14 in der gezeichneten Position gehalten, in welcher sie die Leitungen hermetisch dichtsetzen. Die Ventile 7, 12 öffnen die jeweiligen Leitungen, wenn sie über die Stell­ magnete als Aktuatoren 15, 16 von einer elektronischen Ansteuerschaltung 17 angesteuert werden. Die Ansteuer­ schaltung 17 erhält ihrerseits Signale von einem Druck­ spannungswandler 18, der den jeweils am Kraftspeicher 1 anliegenden Hydraulikdruck in eine diesem analoge Spannung wandelt, sowie von einem Winkelgeber 19, der das Stellsignal eines Betätigungshebels als Stellglied 20 erfaßt. Befindet sich der Betätigungshebel in der Position 20, so erhält das Ventil 7 ein Dauersignal, welches dieses öffnet und damit den Kraftspeicher 1 in die ungebremste Position 2 bewegt. Befindet sich der Betätigungshebel in der Position 20′, dann erhält das Ventil 12 ein Dauersignal, welches den Kraftspeicher 1 druckentlastet und ihn damit in die Bremsposition 2′ bewegt.

Hierbei erhält in den Positionen 20, 20′ das jeweils andere Ventil 12 bzw. 7 kein Öffnungssignal und bleibt hermetisch geschlossen. Befindet sich der Betätigungs­ hebel in seiner Mittelposition 20′′, dann steuert die Ansteuerschaltung 17, je nachdem mit dem Druckspannungs­ wandler 18 sensierten Druck vor dem Kraftspeicher 1 Ventil 7 oder Ventil 12 impulsartig auf, so daß der Druck vor dem Kraftspeicher 1 in etwa proportional zu der Zwischenstellung des Betätigungshebels 20′′ geregelt wird. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, daß Öl­ leckagen, wie sie bei normalen Proportional-Ventilen nötig sind, selbst im Regelbereich weitgehend vermieden werden, und daß die Hydraulik-Versorgung 8, 9, 10 ent­ sprechend klein dimensioniert werden kann.

Die zusätzlichen 2/2-Wege-Ventile 21, 22 haben eine Sicherheitsfunktion insofern, als sie die gewünschte Druckbeaufschlagung bzw. Druckentlastung des Kraftspeichers 1 in den Endlagen des Betätigungshebels 20 auch dann erzeugen, wenn der Regelkreis, bestehend aus den Elemen­ ten 7, 12, 18, 19 einen Defekt haben sollte.

Gemäß Fig. 2 ist eine mechanische Alternative der Bremsenansteuerung dargestellt, bei der in einem Steuer­ block 23 zwei hermetisch dichtende Ventile 24, 25 angeord­ net sind. Diese haben zusätzlich Dichtelemente 26, 27 an den Betätigungsstangen 28, 29. Das Ventil 24 sperrt die Druckleitung 30 von der Pumpe 9 gegen die Leitung 31, entsprechend den Leitungen 6 und 11 in Fig. 1, ab. Das Ventil 25 sperrt dabei die Leitung 32 ab, welche drucklos zum Reservoir 8 führt. Beide Ventile 24, 25 werden über zugeordnete Federn 33, 34 und Führungsele­ mente 35 von dem Betätigungshebel 36 als Stellglied mit beiden Hebelarmen 37, 38 beaufschlagt.

Wird der Betätigungshebel 36 in Richtung der Position 36′ bewegt, dann wird das Ventil 25 über die Feder 34 stärker in die Schließstellung gedrückt, während gleich­ zeitig das Ventil 24 über die Feder 33 entlastet wird. Das Ventil 24 öffnet sich, und der Druck in der Leitung 31 steigt. Die Bremse wird dadurch zunehmend entlastet.

Da der Durchmesser des Ventilschaftes 28 kleiner ist als der dichtende Durchmesser des Ventils 24, wird das Ventil bei ansteigendem Druck in der Leitung 31 wieder geschlossen, und es stellt sich ein der Hebelstellung proportionaler Ansteuerdruck für den Kraftspeicher 1 ein.

Umgekehrt wird bei Bewegung des Betätigungshebels 36 in Richtung 36′′ das Ventil 24 zunehmend in die Schließ­ position gedrückt und das Ventil 25 geöffnet. Auch hier stellt sich ein der Hebelstellung entsprechender Gleich­ gewichtszustand am Ventil 25 ein.

Durch Abstimmung der Federkräfte und hydraulischen Wirkflächen der Ventile 24, 25 aufeinander, ist es möglich, einen weitgehend leckölfreien Dosierbereich zwischen den beiden Endlagen 36′ und 36′′ des Betätigungs­ hebels 36 zu erreichen.

Die Endlagen lassen sich im übrigen durch das Zusammen­ wirken von Betätigungsknopf 39, Schubstange 40 mit Sperrnocken 41 und den beiden Einkerbungen 42 in der Kurvenscheibe 43 verriegeln, so daß in jeder Endlage ein Ventil 24 bzw. 25 hermetisch geschlossen und das andere Ventil 25 bzw. 24 offen ist. Dabei ist die Feder 33 bzw. 34 des geschlossenen Ventils 24 bzw. 25 so stark gespannt, daß das Ventil 24, 25 bei Erreichen des zugelassenen Überdrucks geöffnet wird und damit gleich­ zeitig eine Sicherheitsfunktion ausübt. Außerdem spannt eine Feder 44 den Betätigungshebel 36 in der Entlastungs­ richtung vor, so daß die Bedienkraft steigt, wenn der Ansteuerdruck sinkt und damit die Bremskraft des Kraft­ speichers 1 steigt.

In einer weiteren Ausführungsform der Bremsenansteuerung nach Fig. 3 sind Ventile 45 und 46 in einem Steuerblock 47 angeordnet, die eine Druckzuführung 48 bzw. eine Entlastungsleitung 49 gegen eine Steuerleitung 50 ab­ sperren. Die Steuerleitung 50 ist mit dem Kraftspeicher 1 verbunden. Die zugehörigen Ventilschäfte 51 und 52 sind gegen den Außenraum durch Dichtelemente 53, 54 abgedichtet.

Im Gegensatz zur Ausführung gemäß Fig. 2 sind beide Ventile 45, 46 koaxial angeordnet, so daß sich eine gedrungene Bauform und Anordnung von zugeordneten Federn 55, 56 sowie eines Betätigungsgestänges 57, 58 ergibt. Im ubrigen sind auch hier die Federkräfte und wirksamen Ventilflächen so aufeinander abgestimmt, daß im Dosier­ bereich die Leckagen auf einem Minimum gehalten werden.

In den Endpositionen 58′ und 58′′ ist der Betätigungs­ hebel 58 in Kulissen 59 und 60 arretierbar, so daß auch hier jeweils ein Ventil geschlossen und das andere Ventil offen ist.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Ansteuerung einer hydraulischen oder pneumatischen Bremse, die einen Kraftspeicher auf­ weist und über eine Ansteuerleitung betätigbar ist, wobei die Bremse im drucklosen Zustand angezogen und bei Druckbeaufschlagung gelöst wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuerleitung (6) über zwei parallel geschaltete Ventile (7, 12; 25, 24; 45, 46) an­ geschlossen ist und ein Ventil (7; 24; 45) mit einer Druckquelle (9) sowie das andere Ventil (12, 25, 46) mit einem drucklosen Rücklauf verbunden ist und die Ventile (7, 12; 24, 25; 45, 46) in den Ruhestellungen geschlossen sind, während in der Arbeitsstellung der Ansteuerdruck über das druckseitige Ventil (7; 24, 25) sowie das rücklaufseitige Ventil (12, 25, 46) mittels eines Stellgliedes (20, 36, 58) zwischen einem Minimal­ wert und einem Maximalwert steuerbar bzw. regelbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (7, 12) als 2/2-Wege-Ventil über elektrische Aktuatoren (15, 16) entsprechend der Stellung des Stellgliedes (20) durch eine elektro­ nische Ansteuerschaltung (17) betätigbar sind, wobei die Ansteuerschaltung (17) von einem Signal eines Druckspannungswandlers (18) im Bereich der Ansteuer­ leitung (6) beeinflußbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ventile (7, 12) über die Aktuatoren (15, 16) abhängig vom Soll-Signal des Stellgliedes (20) und von dem Druckspannungswandler (18) sensierten Drucksignal die Bremse impulsförmig derart ansteuern, daß die Zeitintegrale über die Impulse für beide Ventile (7, 12) dem Soll-Signal proportional sind, und zwar für das Druckventil (7) mit dem Soll-Signal steigend sowie für das Entlastungsventil (12) fallend.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Soll-Wert-Endlagen des Kraftspeichers (1) eines der beiden Ventile (7, 12) in der geöffneten Position gehalten wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (24, 25; 45, 46) über zugeordnete Feder­ elemente (33, 34; 55, 56) in der Schließstellung gehalten und durch Arbeitsdruck geöffnet werden, wobei ein zugeordnetes gemeinsames Stellglied (36, 58) für beide Ventile (24, 25; 45, 46) in den Steuerstellungen die Federelemente (33, 34; 55, 56) gegenläufig beauf­ schlagt und in jeder Endlage des Stellgliedes (36, 58) eines der Ventile (24, 45 bzw. 25, 46) gegenüber dem auftretenden Nenn-Druck geschlossen bleibt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Stellglied (36, 58) in seinen Endlagen über Arretierelemente (39-43; 59, 60) festsetz­ bar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 5 oder 6, dadurch gekennezeichnet, daß die Federelemente (33, 34; 55, 56) derart bemessen sind, daß sie die Öffnungsbewegung der Ventile (24, 25; 45, 46) im Bereich des zugelassenen Höchstdrucks des Druckkreises frei­ geben.