DE4309467A1 - Relaisventil-Baugruppe für die belagverschleißabhängige Bremsdrucksteuerung - Google Patents
Relaisventil-Baugruppe für die belagverschleißabhängige BremsdrucksteuerungInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Relaisventil-Baugruppe nach der
Gattung des Hauptanspruchs. Ein derartiges, der pneumatischen
Signalverstärkung dienendes Relaisventil ist aus der DE-A-22 54 654
bekannt. Ein Absperrventil in der Steuerleitung des Relaisventils
dient dazu, bei einer Blockierschutzregelung im Zusammenwirken mit
der Bypassleitung und weiteren Leitungen unterschiedlichen Quer
schnitts den Bremsdruckgradienten in Druckabbau- und Druckaufbau
phasen zu verändern. Bei normalen, ungeregelten Bremsungen ist das
Absperrventil offen.
Die erfindungsgemäße Relaisventil-Baugruppe mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß sie mit geringem
baulichem Aufwand sowohl eine ungeminderte als auch in Abhängigkeit
vom Bremsbelagverschleiß geminderte Druckeinsteuerung in die Steuer
kammer gestattet. Darüber hinaus ist auch bei wirksam geschalteter
Bremsdruckminderung ein unverzögerter Abbau von Steuerdruck aus der
Steuerkammer unter Umgehung von Absperrventil und druckmindernder
Ventileinrichtung möglich. Ferner kann sich ein Restdruck in der
Steuerkammer bei Wegfall des bremsabhängigen Signals über das offene
Absperrventil, die Steuerleitung und das Bremsventil abbauen.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch
angegebenen Relaisventil-Baugruppe möglich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung verein
facht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläu
tert. Es zeigen
Fig. 1 einen Schaltplan einer Druckluft-Bremsanlage
mit einer in Schaltzeichen wiedergegebenen Baugruppe mit einem
Relaisventil für die belagverschleißabhängige Bremsdrucksteuerung,
Fig. 2 eine Bauform eines pneumatisch im Schnitt gezeichneten
Relaisventils mit steuerdruckmindernder Ventileinrichtung, Fig. 3
und 4 Diagramme des in unterschiedlicher Weise einer Druckminderung
unterworfenen Bremsdruckverlaufs, Fig. 5 einen Schaltplan einer
Druckluft-Bremsanlage eines zweiachsigen Fahrzeugs mit achsweiser
Belagverschleißregelung.
Die in Fig. 1 vereinfacht dargestellte Druckluft-Bremsanlage 10
eines Nutzkraftfahrzeugs zeigt lediglich einen Bremskreis, welcher
einer nicht gezeichneten Fahrzeugachse zugeordnet ist. Die Brems
anlage 10 besitzt eine Druckluftquelle 11, von der eine erste
Versorgungsleitung 12 zu einem Bremsventil 13 ausgeht. Eine zweite
Versorgungsleitung 14 endet an einem Anschluß 15 einer Ventilbau
gruppe 16. Diese in Fig. 1 strichpunktiert umrandete Ventilbau
gruppe 16 ist in Fig. 2 schematisch wiedergegeben. Für funktions
gleiche Elemente sind in den Fig. 1 und 2 die gleichen Bezugs
zahlen verwendet.
Die Ventilbaugruppe 16 enthält ein Relaisventil 19, dessen Druckein
gang mit der zweiten Versorgungsleitung 14 in Verbindung steht. Ein
gesteuerter Druckausgang des Relaisventils 19 weist einen Anschluß
20 für eine zu einem Bremszylinder 21 einer Radbremse 22 führende
Arbeitsleitung 23 auf. Weitere an die Arbeitsleitung 23 angeschlos
sene Bremszylinder des Bremskreises sind nicht dargestellt. Das
Relaisventil 19 ist außerdem mit einer Druckentlastungsstelle 24
verbunden. Mittels eines Doppelsitzventils 25 sind Energieströme
zwischen der Druckluftquelle 11 und dem Bremszylinder 21 einerseits
sowie zwischen letzterem und der Druckentlastungsstelle 24 steuerbar.
Vom Bremsventil 13 geht außerdem eine pneumatische Steuerleitung 28
zu einem Anschluß 29 der Ventilbaugruppe 16 aus. Die Steuerleitung
28 ist zu einer Steuerkammer 30 mit Steuerkolben 31 als Betätigungs
mittel für das Relaisventil 19 fortgeführt. Die Ventilbaugruppe 16
weist ein in der Steuerleitung 28 sitzendes Absperrventil 32 in Form
eines 2/2-Wegeventils mit federbetätigter Durchlaßstellung auf. Eine
Sperrstellung des Absperrventils 32 ist mit einem Elektromagneten 33
als Betätigungsmittel schaltbar. Stromlos ist also das Absperrventil
32 offen.
Das Absperrventil 32 ist von einer ersten Bypassleitung 36 über
brückt. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ventilbaugruppe 16
befindet sich diese Bypassleitung 36 zwischen dem vom Anschluß 29
ausgehenden Abschnitt der Steuerleitung 28 und der Steuerkammer 30
des Relaisventils 19. In der ersten Bypassleitung 36 ist ein
entgegen der Richtung der Druckeinsteuerung vom Bremsventil 13 in
die Steuerkammer 30 öffnendes, unbelastetes Rückschlagventil 37
angeordnet. Außerdem ist das Absperrventil 32 von einer zweiten
Bypassleitung 38 überbrückt. In dieser ist eine noch zu erläuternde
steuerdruckmindernde Ventileinrichtung 39 angeordnet. Bei der
Ventilbaugruppe 16 nach Fig. 2 verläuft die zweite Bypassleitung 38
zwischen dem anschlußseitigen Abschnitt und dem steuerkammerseitigen
Abschnitt der Steuerleitung 28. Die druckmindernde Ventileinrichtung
39 ist als Rückschlagventil 40 mit einem Schließglied 41 ausgebil
det, welches unter der Wirkung einer vorgespannten Feder 42 steht
und die zweite Bypassleitung 38 geschlossen hält. Die als Schrauben
druckfeder gestaltete Feder 42 greift schließgliedabgewandt an einem
im Ventilgehäuse 43 druckdicht aufgenommenen Kolbenglied 44 oder
Membranglied an. Dieses steht auf seiner anderen Seite unter der
Vorspannkraft einer am Ventilgehäuse 43 abgestützten zweiten Druck
feder 45. Auf der Seite der zweiten Druckfeder 45 ist das Kolben
glied druckentlastet. Die Steuerleitung 28 ist zwischen dem Schließ
glied 41 und dem Kolbenglied 44 hindurchgeführt.
Die druckmindernde Ventileinrichtung 39 kann abweichend von der
dargestellten Ausführungsform auch nur aus dem Schließglied 41 und
der Feder 42 bestehen, die dann schließgliedabgewandt am Ventil
gehäuse 43 abgestützt ist. Bei einer solchen Ausgestaltung entfällt
die in Fig. 1 gezeichnete Steuerleitung 46 für die Ansteuerung des
Rückschlagventiles 40 in Öffnungsrichtung mit dem vom Bremsventil 13
herangeführten Steuerdruck.
An die Steuerleitung 28 ist bremsventilseitig ein Druckschalter 49
angeschlossen. Dieser ist dazu bestimmt, bei einer Bremsbetätigung
ein elektrisches Signal über eine Steuerleitung 50 an den Elektro
magneten 33 des Absperrventils 32 abzugeben. Der Elektromagnet 33
steht außerdem über eine zweite elektrische Steuerleitung 51 mit
einem elektronischen Steuergerät 52 in Verbindung. Dieses erhält
über eine elektrische Steuerleitung 53 Signale von einem Sensor 54,
mit dem bei jeder Bremsung oder nach einer bestimmten Zahl von
Bremsungen der Verschleißzustand des Bremsbelags 55 der Radbremse 22
(oder mittels weiterer Sensoren bei mehreren Radbremsen des Brems
kreises) erfaßt und ggf. gespeichert wird.
Das Absperrventil 32 ist in seine Sperrstellung schaltbar, wenn
sowohl ein vom Steuergerät 52 bereitgestelltes belagverschleiß
abhängiges Signal als auch ein Signal vorliegt, welches bei einem
Bremsvorgang ausgelöst wird oder einen Bremsvorgang auslöst. Das
letztgenannte Signal kann, wie beschrieben, vom Druckschalter 49
oder einem Drucksensor oder einem Bremslichtschalter erzeugt werden.
Abweichend hiervon kann das Signal des Druckschalters 49 über eine
Steuerleitung 50′ dem Steuergerät 52 zugeführt werden. Dieses
sensiert den Belagverschleiß und steuert bei Vorliegen von übermäßi
gem Belagverschleiß das Absperrventil 32 über die Steuerleitung 51
an. Die Steuerleitung 50 kann dann entfallen.
Die Druckluft-Bremsanlage 10 hat folgende Wirkungsweise:
Bei einer normalen Bremsung, bei der kein verschleißabhängiges Signal vorliegt, verbleibt das Absperrventil 32 in der gezeichneten Durchlaßstellung, so daß vom Bremsventil 13 durch die Steuerleitung 28 Steuerdruck ungemindert in die Steuerkammer 30 des Relaisventils 19 eingesteuert wird. Das Relaisventil 19 steuert einen Bremsdruck entsprechender Höhe in den Bremszylinder 21 oder in weitere, an die Arbeitsleitung 23 angeschlossene Bremszylinder des Bremskreises ein. Bei Vorliegen von übermäßigem Verschleiß am Bremsbelag 55 erzeugt das Steuergerät 52 ein Signal, welches bei Bremsbetätigung im Zusam menwirken mit dem Signal des Drucksensors 49 das Absperrventil 32 in seine Sperrstellung schaltet. Die vom Bremsventil 13 ausgesteuerte Steuerluft nimmt jetzt nach Überwinden der Vorspannkraft der Feder 42 und Öffnen des Rückschlagventils 40 der druckmindernden Ventil einrichtung 39 ihren Weg durch die zweite Bypassleitung 38 in die Steuerkammer 30 des Relaisventils 19. Dabei erfährt der Steuerdruck eine von der Vorspannkraft der Feder 42 abhängige Minderung, so daß auch der vom Relaisventil 19 ausgesteuerte Bremsdruck im Bremszylin der 21 entsprechend niedriger ist. Diese belagverschleißabhängige Bremsdrucksteuerung kann zur Verschleißminderung an Radbremsen 22 benutzt werden, welche im Vergleich zu Radbremsen in anderen Brems kreisen übermäßigen Belagverschleiß aufweisen.
Bei einer normalen Bremsung, bei der kein verschleißabhängiges Signal vorliegt, verbleibt das Absperrventil 32 in der gezeichneten Durchlaßstellung, so daß vom Bremsventil 13 durch die Steuerleitung 28 Steuerdruck ungemindert in die Steuerkammer 30 des Relaisventils 19 eingesteuert wird. Das Relaisventil 19 steuert einen Bremsdruck entsprechender Höhe in den Bremszylinder 21 oder in weitere, an die Arbeitsleitung 23 angeschlossene Bremszylinder des Bremskreises ein. Bei Vorliegen von übermäßigem Verschleiß am Bremsbelag 55 erzeugt das Steuergerät 52 ein Signal, welches bei Bremsbetätigung im Zusam menwirken mit dem Signal des Drucksensors 49 das Absperrventil 32 in seine Sperrstellung schaltet. Die vom Bremsventil 13 ausgesteuerte Steuerluft nimmt jetzt nach Überwinden der Vorspannkraft der Feder 42 und Öffnen des Rückschlagventils 40 der druckmindernden Ventil einrichtung 39 ihren Weg durch die zweite Bypassleitung 38 in die Steuerkammer 30 des Relaisventils 19. Dabei erfährt der Steuerdruck eine von der Vorspannkraft der Feder 42 abhängige Minderung, so daß auch der vom Relaisventil 19 ausgesteuerte Bremsdruck im Bremszylin der 21 entsprechend niedriger ist. Diese belagverschleißabhängige Bremsdrucksteuerung kann zur Verschleißminderung an Radbremsen 22 benutzt werden, welche im Vergleich zu Radbremsen in anderen Brems kreisen übermäßigen Belagverschleiß aufweisen.
Wie nachfolgend anhand der Fig. 3 und 4 erläutert, kann der
Bremsdruck bei übermäßigem Belagverschleiß entweder um ein konstan
tes Maß oder um ein mit zunehmender Bremsdruckhöhe sich vermindern
des Maß zurückgehalten werden. Bei normalem Bremsbetrieb folgt der
ausgesteuerte Druck pBZ im Bremszylinder 21 dem eingesteuerten
Druck pBV des Bremsventils 13 im Verhältnis 1 : 1, was in den beiden
Diagrammen anhand der gestrichelten, unter 45° verlaufenden Kenn
linie aufgezeigt ist. Diese Wirkungsweise der Ventilbaugruppe 16
wird dann genutzt, wenn keine belagverschleißabhängige Bremsdruck
steuerung stattfinden soll.
Soll dagegen eine belagverschleißabhängige Bremsdrucksteuerung
aufgrund des Signals des Verschleißsensors 54 erfolgen, so wird das
Absperrventil 32 vom Steuergerät 52 angesteuert. Bei einem Bremsvor
gang wird das Absperrventil 32 durch das Signal des Drucksensors 49
in die Sperrstellung geschaltet. Besteht die druckmindernde Ventil
einrichtung 39 lediglich aus dem Schließglied 41 und der Feder 42
des Rückschlagventils 40, so wird, wie bereits beschrieben, der
Bremsdruck um ein festes Maß zurückgehalten. Dies ist in Fig. 3
anhand der parallel zur gestrichelten Kennlinie verlaufenden,
zunächst ununterbrochen und anschließend gepunktet gezeichneten
Linie dargestellt.
Bei einer druckmindernden Ventileinrichtung 39 mit Steuerleitung 46
gemäß Fig. 1 bzw. mit Kolbenglied 44 und Druckfeder 45 gemäß Fig.
2 ist es dagegen möglich, Kennlinien zu erzeugen, wie sie in den
Fig. 3 und 4 mit durchgehend ausgezogenen Linien wiedergegeben
sind.
Wenn nämlich die Vorspannkraft der dem Kolbenglied 44 zugeordneten
zweiten Druckfeder 45 größer ist als die Vorspannkraft der Feder 42
des Rückschlagventils 40, so wird bei seine Sperrstellung einnehmen
dem Absperrventil 32 zunächst nur die Anpreßkraft der Feder 42 über
wunden und eine gleichbleibende Druckrückhaltung erzielt (Punkt a in
Fig. 3). Bei demgegenüber gesteigertem Druck pBV vermag die auf
das Kolbenglied 44 zusätzlich zur Anpreßkraft der Feder 42 einwir
kende Steuerluft die Vorspannkraft der zweiten Druckfeder 45 zu
überwinden, so daß das Kolbenglied zurückweicht (Punkt b). Hierdurch
wird auch die Anpreßkraft der Feder 42 des Rückschlagventils 40
gemindert und schließlich ganz aufgehoben (Punkt c), so daß der
Steuerdruck ungemindert durch die zweite Bypassleitung 38 in die
Steuerkammer 30 des Relaisventils 19 eingesteuert wird. Die Neigung
der Kennlinie zwischen den Punkten b und c ist durch die Federkon
stante der zweiten Druckfeder 45 vorgegeben. Nach dem Punkt c folgt
wegen des in seine Offenstellung über führten Rückschlagventils 40
der ausgesteuerte Bremsdruck pBZ dem eingesteuerten Druck pBV im
Verhältnis 1 : 1.
Wird die Vorspannkraft der zweiten Druckfeder 45 jedoch gleich der
Vorspannkraft der Feder 42 des Rückschlagventils 40 gewählt, so läßt
sich ein Kennlinienverlauf erzielen, wie er im Diagramm gemäß Fig.
4 dargestellt ist. Nach Überwinden der Vorspannkraft der Feder 42
öffnet das Rückschlagventil 40 am Punkt a der Kennlinie. An diesem
Punkt a wird die maximale Bremsdruckminderung erzielt. Ab Punkt a
wird vom Steuerdruck auch die Vorspannkraft der zweiten Druckfeder
45 überwunden und das Kolbenglied 44 zurückgedrängt, so daß eine
Minderung der Anpreßkraft der Feder 42 stattfindet. Hierdurch wird
eine sich mit steigendem Druck pBV kontinuierlich mindernde Redu
zierung der Druckrückhaltung am Rückschlagventil 40 erzielt. Die
druckmindernde Wirkung des Rückschlagventils 40 ist am Punkt d der
Kennlinie aufgehoben, und diese geht in den 1 : 1-Verlauf über. Es
findet also zwischen den Punkten a und d eine über den Verlauf des
eingesteuerten Druckes pBV sich proportional mindernde Reduzierung
des ausgesteuerten Bremsdruckes pBZ statt.
Wird bei beiden Ausführungsformen der druckmindernden Ventileinrich
tung 39 der Steuerdruck mittels des Bremsventiles 13 verringert, so
öffnet das vorzugsweise unbelastete Rückschlagventil 37 in der
ersten Bypassleitung 36 aufgrund der sich zwischen der Steuerkammer
30 und dem bremsventilseitigen Abschnitt der Steuerleitung 28 ein
stellenden Druckdifferenz. Hierdurch vermag sich der Steuerdruck in
der Steuerkammer 30 zum Bremsventil 13 hin abzubauen. Wenn das
Absperrventil 32 aufgrund des Wegfalls des vom Drucksensor 49
erzeugten Signals in die Durchlaßstellung schaltet, kann sich auch
ein Restdruck in der Steuerkammer 30 durch die durchgängige Steuer
leitung 28 und das Bremsventil 13 abbauen. In jeder Betriebsweise
ist also ein sicheres Bremselösen möglich.
Die in Fig. 5 dargestellte Druckluft-Bremsanlage 60 ist auf einem
zweiachsigen Nutzkraftfahrzeug angeordnet. Die Bremsanlage 60 weist
einen der Vorderachse 61 zugeordneten Bremskreis I und einen der
Hinterachse 62 zugeordneten Bremskreis II auf. Beide Bremskreise
sind mit einem zweiteiligen Bremsventil 63 ansteuerbar. Sie sind in
dieser schematischen Darstellung identisch ausgestattet und weisen
an den Radbremsen jeder Achse 61 bzw. 62 zugeordnete und mit einem
Steuergerät 52 verbundene Sensoren 54 für die Belagverschleißsensie
rung auf. Ebenso ist in jedem Bremskreis I bzw. II eine Ventilbau
gruppe 16 in der in Fig. 1 dargestellten Schaltung angeordnet.
Stattdessen kann im Vorderachs-Bremskreis I auch ein Drucksteuer
ventil für die belagverschleißabhängige Bremsdrucksteuerung Verwen
dung finden, wie dies in der älteren Patentanmeldung P 42 41 814.3
beschrieben ist. Bei einer Bremsanlage eines Fahrzeugs mit einer
übermäßigem Verschleiß ausgesetzten Achse kann es bereits ausrei
chend sein, die belagverschleißabhängige Bremsdrucksteuerung nur an
dieser Achse vorzusehen. Hierdurch ist es möglich, beide Achsen im
Verschleißverhalten der Bremsbeläge anzugleichen. Außerdem ist den
Bremszylindern 21 jeder Radbremse ein Drucksteuerventil 64 zur
Blockierschutzregelung und ggf. Antriebsschlupfregelung zugeordnet.
Diese Drucksteuerventile 64 sind in Abhängigkeit vom Raddrehverhal
ten, welches mittels Sensoren 65 erfaßt wird, vom Steuergerät 52
schaltbar. Für die achsweise belagverschleißabhängige Bremsdruck
steuerung erzeugt das Steuergerät 52 Signale für das dem jeweiligen
Relaisventil 19 zugeordnete Absperrventil 32, mit dem die brems
druckmindernde Ventileinrichtung 39 wirksam gemacht werden kann,
wenn ein Bremssignal vorliegt. Dieses Signal wird mittels eines
Druckschalters 66 mit einem nachgeschalteten Relais 67 erzeugt.
Claims (5)
1. Relaisventil-Baugruppe (16) für die belagverschleißabhängige
Bremsdrucksteuerung in einem Bremszylinder (21) einer
Druckluft-Bremsanlage (10) eines Nutzkraftfahrzeugs, mit einer von
einem Bremsventil (13) zu einer Steuerkammer (30) eines Relaisven
tils (19) führenden Steuerleitung (28), einem elektromagnetbetätig
baren, stromlos offenen Absperrventil (32) in der Steuerleitung (28)
sowie einer das Absperrventil (32) überbrückenden ersten Bypasslei
tung (36),
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- - in einer das Absperrventil (32) überbrückenden zweiten Bypass leitung (38) ist eine steuerdruckmindernde Ventileinrichtung (39) angeordnet,
- - das Absperrventil (32) ist bei Vorliegen eines belagverschleiß abhängigen Signals von einem einen Bremsvorgang auslösenden oder bei einem Bremsvorgang ausgelösten Signal in die Sperr stellung schaltbar,
- - in der ersten Bypassleitung (36) ist ein entgegen der Richtung der Druckeinsteuerung in die Steuerkammer (30) öffnendes Rück schlagventil (37) angeordnet.
2. Relaisventil-Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die druckmindernde Ventileinrichtung (39) ein Rückschlagventil
(40) mit einem Schließglied (41) ist, das entgegen der Vorspannkraft
einer Feder (42) Durchfluß vom Bremsventil (13) zur Steuerkammer
(30) gestattet.
3. Relaisventil-Baugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die dem Schließglied (41) zugeordnete Feder (42) als Schrauben
druckfeder ausgebildet ist und an einem im Ventilgehäuse (43) druck
dicht aufgenommenen Kolbenglied (44) oder Membranglied angreift, das
auf seiner einen Seite von der Vorspannkraft der Feder (42) sowie
dem Steuerdruck und auf seiner anderen Seite von der Vorspannkraft
einer am Ventilgehäuse abgestützten zweiten Druckfeder (45) belastet
ist.
4. Relaisventil-Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Rückschlagventil (37) in der ersten Bypassleitung (36) vor
zugsweise unbelastet ist.
5. Relaisventil-Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Absperrventil (32) von einem Bremslichtsignal schaltbar ist.
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
DE19934309467 DE4309467A1 (de) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | Relaisventil-Baugruppe für die belagverschleißabhängige Bremsdrucksteuerung |
EP94102977A EP0616931A1 (de) | 1993-03-24 | 1994-02-28 | Relaisventil-Baugruppe für die belagverschleissabhängige Bremsdrucksteuerung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934309467 DE4309467A1 (de) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | Relaisventil-Baugruppe für die belagverschleißabhängige Bremsdrucksteuerung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4309467A1 true DE4309467A1 (de) | 1994-09-29 |
Family
ID=6483658
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934309467 Withdrawn DE4309467A1 (de) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | Relaisventil-Baugruppe für die belagverschleißabhängige Bremsdrucksteuerung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0616931A1 (de) |
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