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Die
Erfindung betrifft Diagnosewerkzeuge und insbesondere Werkzeuge
zum Überprüfen des Drucks
innerhalb eines flexiblen verformbaren Schlauchs in einem Hydraulikkreis.
Die Erfindung hat eine besondere Bedeutung für hydraulische Bremskreise
und für
ein Testen des korrekten Funktionierens von Druckventilen in hydraulischen
Bremssystemen.
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Das
Dokument DE-A-23 08 694 offenbart die folgenden Verfahrensschritte
des Anspruchs 1 in Kombination:
Ansetzen eines ersten Klemmwerkzeugs
an einem flexiblen Schlauch, wobei das erste Klemmwerkzeug ein Klemmmittel
zum Klemmen des Schlauches aufweist und einen Dehnungsmesser zum
Messen einer Dehnung des Klemmmittels in Folge von Druckänderungen
innerhalb des Schlauches umfasst, wobei der Dehnungsmesser betreibbar
ist, um ein den Druck innerhalb des Schlauches wiedergebendes Signal
zu erzeugen.
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Weiterhin
offenbart das Dokument in Kombination die folgenden Merkmale des
Anspruchs 5:
Ein Klemmwerkzeug, das ein Klemmmittel zum Klemmen
eines Schlauches aufweist und einen Dehnungsmesser zum Messen einer
Dehnung des Klemmmittels in Folge von Druckänderungen innerhalb des Schlauches
umfasst, wobei der Dehnmesser betreibbar ist, um ein den Druck innerhalb
des Schlauches wiedergebendes Signal zu erzeugen.
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Bremsdruck-Zumessventile
werden in den meisten Autos und Vans eingebaut, die kein Anti-Blockier-System
(ABS) aufweisen, um zu vermeiden, dass ein übermäßiger Bremsdruck auf die Hinterräder des
Fahrzeugs während
einer Notbremsung aufgebracht wird. Ein übermäßiger hinterer Bremsdruck führt dazu,
dass die Hinterräder
blockieren, bevor die Vorderräder
blockieren und dies resultiert üblicherweise
in einer Instabilität
und einem Kontrollverlust des Fahrzeugs, wenn scharf gebremst wird.
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Es
ist auch bekannt, druckabhängige
Begrenzungsventile (Pressure Conscious Limit Velves, PCLV) oder
druckabhängige
Minderventile (Pressure Conscious Reducing Velves, PCRV) bei Autobremssystemen
oder lastabhängige
Reduzierventile (Load Conscious Reducing Velves, LCR) bei Bremssystemen
von leichten Nutzfahrzeugen und Kleinbussen einzubauen. All diese
Ventile sind konstruiert, um den an den Hinterrädern aufgebrachten Druck zu
beschränken
oder zu kontrollieren, entweder in Reaktion auf ein Überschreiten
eines voreingestellten Wertes des Drucks in dem Bremskreis für die Hinterräder oder
in Reaktion auf veränderte,
durch das Fahrzeug beförderte
Lasten. All diese Ventile können
zu einem internen Festsitzen neigen, was dazu führt, dass das Ventil unter
den Bedingungen einer scharfen Bremsung den vollen Druck an die
hinteren Bremsen weitergibt. LCR-Ventile verwenden im Wesentlichen
eine außenliegende
Hebelarmverbindung zu der hinteren Aufhängung (die verwendet wird,
um den Ladezustand des Fahrzeugs aufgrund einer Achsdurchbiegung
zu erfassen), die auch zu einem Festsitzen neigen kann. Das Ergebnis
ist, dass das Ventil nicht länger
den Druck der hinteren Leitung richtig anpasst, wobei dies in Abhängigkeit
von der Hebellage zu einem zu starken oder zu schwachen Bremsen
der Hinterräder
führt.
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Ein
Fahrzeug mit einem ausgefallenen Ventil wird unter normalen Fahrbedingungen
vollkommen sicher arbeiten, da der überwiegende Großteil von Bremsungen
bei weniger als 20 % „g" durchgeführt wird.
Der mit diesem Bremsniveau verknüpfte
Bremsdruck ist unter dem, bei dem ein Ventileingriff benötigt wird.
Es kann dem Fahrer bis zu einer Notsituation, wenn der Fahrer die
Kontrolle über
das Fahrzeug verliert, vollständig
verborgen bleiben, dass ein Ventil ausgefallen ist.
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Die
vorderen und hinteren Bremskräfte
werden bei jeder jährlichen
MOT-(UK Ministry of Transport) Untersuchung gemessen. Da die Tests
für die Vorder-
und die Hinterachse unabhängig
voneinander durchgeführt
werden, besteht keine Möglichkeit, die
relativen Bremsniveaus vorne und hinten zu messen. Dementsprechend
wird ein Übermaß an Bremsung
hinten relativ zu vorne nicht erfasst. Ein Fahrzeug mit ausgefallenen
Ventilen wird nicht bei einer MOT-Untersuchung lediglich aufgrund
des ausgefallenen Bremsventils durchfallen. Daher kann ein Fahrzeug
die gesetzlich vorgeschriebene Untersuchung bestehen und dennoch
vollkommen unsicher auf der Straße sein.
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Zur
Zeit ist das einzige Verfahren, um sicher zu stellen, ob ein Ventil
festsitzt, es aus dem Fahrzeug zu entfernen und es unter Verwendung
von Druckmessgeräten
zu testen. Dies ist unbefriedigend, da das Entfernen der Ventile
Zeit braucht und schwierig ist, falls das Fahrzeug Korrosion um
die Verbindungen aufweist. Es kann sehr wohl unmöglich sein, ein einmal entferntes
Ventil wieder einzubauen. Werkstätten
bauen nicht gerne Ventile nur zum Test aus, nur für den Fall,
dass sie fehlerhaft sein können,
besonders falls das Entfernen eines Ventils Fehler bedingt, die
vor dem Entfernen nicht vorhanden waren.
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Es
besteht daher ein Bedürfnis
für ein
Werkzeug zum Testen des korrekten Funktionierens dieser Arten von
Ventilen, das schnell, einfach, narrensicher und nicht intrusiv
(kein Lösen
von Ablassschrauben oder Lösen
von Rohren etc.) sein wird.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein nichtinvasives Verfahren
zum Überwachen des
Drucks innerhalb eines oder mehrerer flexibler verformbarer Schläuche anzugeben.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Satz
von Teilen zum Überwachen des
korrekten Funktionierens von Druckventilen in Hydraulikkreisen bereitzustellen.
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In
einem Aspekt bietet die Erfindung ein nicht-invasives Verfahren
zum Überprüfen des
Funktionierens eines Ventils in dem Bremssystem eines Fahrzeugs,
während
das Ventil eingebaut ist, wobei das Verfahren umfasst:
Ansetzen
eines ersten Klemmwerkzeugs an einem flexiblen Schlauch eines vorderen
Bremskreises;
Ansetzen eines zweiten Klemmwerkzeugs an einem flexiblen
Schlauch eines hinteren Bremskreises;
wobei jedes Werkzeug
ein Klemmmittel zum Klemmen des jeweiligen Schlauches aufweist und
einen Dehnungsmesser zum Messen einer Dehnung des Klemmmittels in
Folge von Druckänderungen
innerhalb des Schlauches umfasst, wobei der Dehnungsmesser betreibbar
ist, um ein den Druck innerhalb des Schlauches wiedergebendes Signal
zu erzeugen;
Betätigen
der Bremsen; und
Vergleichen der durch die Dehnungsmesser des
ersten und des zweiten Werkzeugs unter Bremskraft erzeugten Signale,
um eine Angabe der Druckdifferenz zwischen dem vorderen und dem
hinteren Bremskreis bereitzustellen und dabei das Funktionieren
des Ventils zu überprüfen.
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In
einem zweiten Aspekt bietet die Erfindung einen Satz von Teilen
zur Verwendung in einem nicht-invasiven Verfahren zum Überprüfen des
Funktionierens eines Ventils in einem Bremssystem eines Fahrzeugs,
während
das Ventil eingebaut ist, wobei der Satz zwei Klemmwerkzeuge zum
Klemmen eines flexiblen Schlauches jeweils eines vorderen oder eines
hinteren Bremskreises und ein Vergleichsmittel umfasst, wobei jedes
Werkzeug ein Klemmmittel zum Klemmen eines Schlauches aufweist und
einen Dehnungsmesser zum Messen einer Dehnung des Klemmmittels in
Folge von Druckänderungen
innerhalb des Schlauches umfasst, wobei der Dehnmesser betreibbar
ist, um ein den Druck innerhalb des Schlauches wiedergebendes Signal
zu erzeugen, und wobei das Vergleichsmittel dazu eingerichtet ist, die
durch die Dehnungsmesser von beiden Werkzeugen erzeugten Signale
zu vergleichen, um dabei das Funktionieren des Ventils zu überprüfen.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun exemplarisch unter Bezugnahme auf
die begleitenden Zeichnungen beschrieben, die zeigen:
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1 ist
ein Diagramm, das die Charakteristiken eines funktionierenden PCRVs
und eines ausgefallenen PCRVs zeigt;
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2 ist
ein Diagramm, das die Charakteristik eines funktionierenden LCRVs
zeigt;
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3 ist
ein Diagramm, das die Beziehungen zwischen der tatsächlichen
hinteren Bremskraft und der maximal sicheren hinteren Bremskraft
zeigt; und
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4 zeigt
ein Werkzeug mit der vorliegenden Erfindung.
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Das
Werkzeug 10 der vorliegenden Erfindung, wie in der 4 gezeigt,
beruht auf der Tatsache, dass der normale Ausfallmodus für PCR-,
PCL- oder LCR-Ventile ist, „offen" auszufallen, d.
h., dass sie versagen, überhaupt
einzugreifen. Dementsprechend muss das Werkzeug 10 lediglich
erfassen, ob das Ventil eingreift oder nicht, um einen internen
Ventilfehler in dem Ventil zu bemerken.
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Zusätzlich kann
die Vorrichtung verwendet werden, um das Eingreifen des Ventils
eines mit einem LCR-Ventil ausgerüsteten Fahrzeugs mit der Aufhängung in
jeder von zwei verschiedenen Positionen zu überprüfen, wobei sie dabei bestimmt,
ob die externe Verbindung festgesetzt ist. Diese Funktion wird durch Überwachen
jedweder Änderungen
der relativen Klemmkraft zwischen einem vorderen und einem hinteren
Schlauch zwischen den zwei Achspositionen erreicht.
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Die
Charakteristiken eines funktionierenden und eines ausgefallenen
PCR-Ventils sind in der 1 gezeigt. Es ist zu sehen,
dass über
dem „Eingriffs"-Druck das Ventil
den Druck der hinteren Leitung anpasst und lediglich einen Teil
eines Druckanstiegs in der vorderen Leitung durchlässt. Ein PCL-Ventil ermöglicht keinen
weiteren Druckanstieg in dem hinteren Bremskreis über den
Eingriffswert. Wenn das Ventil ausgefallen ist, findet keine Anpassung
des Drucks der hinteren Leitung statt und der volle vordere Druck
wird zu den hinteren Bremsen durchgelassen.
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Die
Charakteristiken eines funktionierenden LCR-Ventils sind in der 2 gezeigt.
Das Ventil funktioniert auf eine ähnliche Weise wie ein PCR-Ventil.
Es ist jedoch zu sehen, dass über
dem „Eingriffs"-Punkt der Druck
von dem Ladezustand über
dem „Eingriffs"-Punkt der Druck
von dem Ladezustand abhängt.
Wenn die Ventilverbindung festgesetzt ist, wird der Ventileingriffs-Druck
nicht wirkungsvoll Änderungen
des Ladezustands angepasst.
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Falls
das LCR-Ventil intern festgesetzt ist, werden die Charakteristiken
denen eines in der 1 für jeden Ladezustand gezeigten,
ausgefallenen PCR-Ventils sehr ähnlich
sein.
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Aus
der 3 ist ersichtlich, dass es lediglich bei sehr
hohen Verzögerungsraten
(in diesem Fall 0,8 G) der Fall ist, dass das Bremsen hinten zu stark
ist, wobei eine Ventilanpassung benötigt wird, um ein Blockieren
der Hinterräder
zu verhindern. Demzufolge ist der Fahrer sich eines Problems an dem
Bremssystem nicht bewusst, bis der Fahrer zum ersten Mal unter Notfallbedingungen
stark bremsen muss. Eine ernst zu nehmende Instabilität kann an diesem
Punkt auftreten, mit der Folge, dass das Auto außer Kontrolle schleudert.
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Unter
Bezugnahme auf die 4 ist dort ein Werkzeug 10 gezeigt,
das ein Bremsschlauchklemmmittel in der Form einer Klammer 11 aufweist,
die einen ersten Arm 12 mit einer Befestigung 13 an
einem Ende, und einen zweiten an der Befestigung 13 montierten
Dreharm 14, so dass er um ein Gelenk 15 dreht,
umfasst. Eine Klammer 16 ist gelenkig an dem freien Ende
des zweiten Arms 14 angeordnet. Die Klammer 16 ist
eine im Wesentlichen „U"-förmige Klammer,
die eine in eine Gewindeöffnung
in der Klammer geschraubte Klemmschraube 17 aufweist. Das
freie Ende des ersten Arms 12 ist mit einer Ausnehmung 18 versehen,
in welche die Schraube 17 eingreift, wenn das freie Ende
des ersten Arms 12 in die Klammer 16 eingeführt wird.
Einer oder beide der Arme 12, 14 ist mit einem
Dehnungsmesser 19 in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung verse hen, der die Biegung des Armes,
an dem er befestigt ist, überwacht.
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Bei
der Verwendung wird das Werkzeug um einen flexiblen, verformbaren
Bremsschlauch, dessen innerer Druck zu überwachen ist, während die Bremsen
betätigt
werden, montiert. Das Werkzeug wird montiert, um den Schlauch zwischen
den Armen 12, 14 zu fassen und die Arme 12, 14 werden
in Position um einen nicht unter Druck stehenden Schlauch durch
Anziehen der Schraube 17 geklemmt. Der Schlauch wird ausreichend
geklemmt, um einen Widerstand für
die Strömung
der Hydraulikflüssigkeit
in dem Schlauch zu bewirken oder um die Strömung in dem Schlauch vollständig zu
sperren. Der Dehnungsmesser 19 erfasst die relative Änderung
des Drucks innerhalb des Schlauchs, wenn die Bremsen betätigt werden.
Zwei Werkzeuge 10 werden gleichzeitig verwendet; eines,
um den vorderen Bremskreis zu überprüfen und
das andere, um den hinteren Bremskreis zu überprüfen, so dass die relativen
Drücke
der vorderen und der hinteren Bremse indirekt erfasst werden. Die
Dehnungsmesser 19 beider Werkzeuge sind mit einer Kontrolleinheit 20 verbunden,
die einen Mikroprozessor 21 enthält. Diese Einheit 20 stellt
eine Stromversorgung für
die Dehnungsmesser 19 bereit und vergleicht die Signale
der beiden Dehnungsmesser 19 der an dem vorderen und dem
hinteren Schlauch montierten Klammern.
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Mit
einer Sollklammerlast von bspw. 500N startet die Vorrichtung, die
Dehnung bei Null Leitungsdruck zu erfassen. Die Bremsen werden dann gleichmäßig betätigt und
die Änderungen
der vorderen und der hinteren Klammerkraft werden verglichen. Auf
der Grundlage dieses Vergleichs trifft die Einheit 20 eine
Entscheidung, ob das in dem hinteren Kreis zu überprüfende Ventil den hinteren Leitungsdruck
in Bezug auf den vorderen Leitungsdruck angepasst hat. Die Einheit 20 zeigt
dann dem Betreiber entweder ein grünes (Bestanden) oder rotes
(Durchgefallen) Licht 22 bzw. 23 an, die jeweils
ein arbeitendes oder ein fehlerhaftes Ventil anzeigen.
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Ähnliche,
mit einem LCR-Ventil ausgerüstete Fahrzeuge
würden
einem weiteren Test bei einer ausgewählten, d. h. unterschiedlichen
Hinterachslast (und dementsprechend unterschiedlichen Achsenposition)
unterzogen, um zu prüfen,
ob der Ventil-Eingriffsdruck richtig angepasst wird. Falls die Beziehung
des vorderen zum hinteren Leitungsdruck (d. h. die relativen Anstiege
der vorderen und der hinteren Klammerlast) durch die Änderung
der Achsposition unverändert
bleibt, wird die Einheit dann anzeigen, dass die LCR-Ventil-Verbindung
nicht arbeitet.
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Die
Konstruktion des Werkzeugs 10 ist nicht auf die gezeigte
beschränkt
unter der Voraussetzung, dass das Klammermittel ein Mittel wie die
Dehnungsmesser zum Überwachen
der Druckänderungen
innerhalb des flexiblen verformbaren Schlauches aufweist. Beispielsweise
kann das Werkzeug 10 ein Paar von parallelen oder gelenkig
verbundenen Klemmbacken (nicht geteilt) umfassen, die um den Schlauch
montiert werden und durch Anziehen von einer oder von zwei Schrauben
zusammengeklemmt werden.
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In
den oben beschriebenen Beispielen wird der interne Druck innerhalb
des vorderen und des hinteren Bremssystems verwendet, um eine Anzeige darüber auszugeben,
ob das Ventil arbeitet oder nicht. Andere Parameter können verwendet
werden. Beispielsweise würden
die Dehnungsmesser 19 verwendet, um den Druck innerhalb
des flexiblen Schlauchs wie oben beschrieben zu messen, es könnten jedoch
die Bremspedalposition oder die relativen Vorder- und Hinterradbremsdrehmomente
verwendet werden (beispielsweise durch Verwenden einer Prüfmaschine
mit „rollender
Straße"), um einen Hinweis
auf die Bremsbedingungen während
des Überprüfens des
Ventils anzugeben.