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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug mit einem Bremskreis,
der durch zumindest ein Bremspedal betätigt wird, mit einer Feststellbremse
und mit einer pneumatischen Steuerleitung zur Verbindung mit einem
Anhänger
zur Betätigung
der Bremsen des Anhängers,
wenn das Fahrzeug gebremst wird. Das Dokument US-A-4618881 beschreibt
ein Fahrzeug, das die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1
aufweist.
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Es
ist bei landwirtschaftlichen Maschinen, wie zum Beispiel Traktoren,
bekannt, ein Steuerventil zur Regelung des pneumatischen Druckes
in einer zu dem pneumatischen Bremssystem des Anhängers führenden
Steuerleitung in Abhängigkeit
von der Bremskraft zu verwenden, die auf die Räder des Fahrzeugs ausgeübt wird.
Im Fall eines Fahrzeuges, das durch unabhängiges Bremsen der Räder auf
seinen gegenüberliegenden
Seiten gelenkt werden kann, wird der Anhänger nur dann gebremst, wenn alle
Räder des
Fahrzeuges gleichzeitig gebremst werden.
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In
einem Fahrzeug mit einem hydraulischen Bremskreis wurde ein Doppelleitungs-Steuerventil verwendet,
um den Pneumatik-Druck in der Anhänger-Bremssteuerleitung zu regeln. Ein derartiges Ventil
empfängt
als einen ersten Eingang einen Pneumatik-Druck, der lediglich dann
erzeugt wird, wenn beide Bremspedale zu Anfang niedergedrückt werden,
wodurch ein (normalerweise geschlossener) Bremsschalter (der duale
normalerweise offene und normalerweise geschlossene Kontakte aufweist)
geöffnet
wird, der auf jedem Bremspedal vorgesehen ist. Die Schalter, die
auch als Bremsleuchten-Betätigungsschalter
dienen (wobei die normalerweise offenen Kontakte verwendet werden),
sind so angeordnet, dass sie vor dem Betätigen der Fahrzeugbremsen in
den elektrischen Kreisen geschlossen werden, die das „Voreilungs"-Anhänger-Brems-Magnetventil und
das automatische Einschalten des Vierrad-Antriebs an dem Fahrzeug
betätigen.
Diese Art der Anwendung stellt einen ausfallsicheren Betrieb beider Systeme
dar. Als ein Ergebnis legt das „voreilende" Anhänger-Brems-Magnetventil
den Luftbehälter-Druck
an die Luftbetätigungs-Spindel
des Doppelleitungs- Steuerventils
an. Das Ventil liefert dann ungefähr 1 bis 2 Bar „voreilenden" Steuerdruck an den Anhänger, um
es zu ermöglichen,
dass der Anhänger gebremst
wird, bevor die Bremsen des Fahrzeuges wirksam werden, um ein sanftes
und sicheres Bremsen zu ermöglichen.
Ein weiteres Regelventil kann vorgesehen sein, um es dem Fahrer
zu ermöglichen, von
Hand die „Voreilung" oder die Verzögerung zwischen
dem Bremsen des Anhängers
und des Schleppfahrzeuges in Abhängigkeit
von den vorherrschenden Betriebsbedingungen des Typs des geschleppten
Anhängers
einzustellen.
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Das
Doppelleitungs-Steuerventil empfängt als
einen zweiten Eingang den Hydraulikdruck, der auf die Räder auf
beiden Seiten des Fahrzeuges bei verstärktem Bremsen ausgeübt wird.
Dieser Druck betätigt
die hydraulische Spindel des Steuerventils und ermöglicht eine
gleichförmige
Vergrößerung des Anhänger-Druckluft-Bremssteuerdruckes
in Richtung auf ein Maximum, während
das Schleppfahrzeug gebremst wird.
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Üblicherweise
wird zum Bremsen des Anhängers
beim Anlegen der Feststellbremse des Fahrzeuges eine mechanische
Verbindung, wie zum Beispiel ein Bowdenzug oder eine Gestängeverbindung, zwischen
dem Fahrzeug-Feststellbremsen-Betätigungsarm
(der auf dem Fahrzeuggetriebe vorgesehen ist) und dem Doppelleitungs-Steuerventil
vorgesehen, das den Druck in der pneumatischen Anhänger-Bremssteuerleitung
einstellt. Die Betätigung
des Doppelleitungs-Steuerventils wird dadurch erzielt, dass der
Bowdenzug/die Gestängeverbindung
eine einstückige
Endkappe dreht, die sich über
eine Kugel/Rampen-Einrichtung nach außen bewegt, wodurch die Ventilspindel
herausbewegt wird und den Druck in der pneumatischen Anhänger-Bremssteuerleitung
einstellt. Die Ventilspindel bewegt sich lediglich um einen sehr
kleinen Betrag nach außen,
so dass die Kugel/Rampen-Einrichtung lediglich über einen sehr kleinen Winkel
der gesamten verfügbaren Drehung
arbeitet. Weil auf einer Kugel/Rampen-Einrichtung gearbeitet wird,
muss der Bowdenzug/die Gestängeverbindung
starr sein. Wenn daher ein Bowdenzug verwendet wird, so muss er
von der „Schub/Zug"-Konstruktion sein,
weil das Ventil immer dauerhaft in seiner Ruhestellung zurückgeführt werden
muss, wenn es nicht betätigt
wird. Frühere
Experimente mit Rückführfedern
und einem üblichen
Bowdenzug haben gezeigt, dass das System nicht zuverlässig genug
ist, um mit voreingestellten EIN/AUS-Positionen ohne irgendwelche
Einstellungen zu arbeiten, was Probleme beim korrekten Systembetrieb
ergibt.
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Ein
derartige mechanische Verbindung ergibt weiterhin Beschränkungen
hinsichtlich der örtlichen
Anbringung des Doppelleitungs-Steuerventils. Derzeitige Getriebe-Handbremsen
müssen
sehr wirkungsvoll und haltbar sein, was zu großen Seilzug-Einstellbereichen
führt,
um eine Verschleiß zu berücksichtigen.
Dies führt
dazu, dass der Einstellbereich der Steuer-Seilzüge/Gestänge, die zwischen dem Getriebe-Bremshebel
und dem Steuerventil vorgesehen sind, ebenfalls eine übermäßige Länge aufweisen
muss. Wenn das Fahrzeug-Handbrems-Seil ausfällt, erfolgt weder eine Betätigung der
Fahrzeugbremsen noch der Anhängerbremsen.
In der Produktion müssen
beide Seilzüge/Gestänge genau
einstellt werden, um eine korrekte Betätigung der Anhänger-Bremssteuerung über die
Fahrzeug-Feststellbremse
sicherzustellen. Irgendwelche nachfolgenden Wartungsoperationen
bei der Einstellung des Fahrzeug-Handbremsseils erfordern ebenfalls
eine Nachstellung des Doppelleitungs-Steuerventil-Seilzuges/Gestänges. Wenn
dies nicht durchgeführt wird,
können
sich die Steuerventil-Seilzüge/Gestänge zu weit
bewegen, und aufgrund des kleinen Betätigungswinkels der Kugel/Rampe
wie dies weiter oben erläutert
wurde, kann sich die Endkappe des Steuerventils zu weit über die
Kugel/Rampe bewegen, und die Anhänger-Bremsen
werden bei voller Betätigung
der Fahrzeug-Handbremssteuerung gelöst. Diese Ausfall-Betriebsart
könnte
auch auftreten, wenn sich die Fahrzeug-Getriebebremse erheblich abnutzt,
was zu einem übermäßigen Handbrems-Betätigungshebel-Hub
führt,
und bei Fehlern der Wartung, bei der die Steuerventil-Seilzüge/Gestänge nicht
nachgestellt wird. Es ist zu erkennen, das die vorstehenden Einstellungen
genau durch gut geschulte Personen ausgeführt werden müssen, was zu
den Gesamtkosten der Wartung beiträgt. Wie dies bereits erwähnt wurde
schließt
ein weiterer grundlegender Nachteil der derzeit bekannten Systeme
einen Ausfall der Anhänger-Bremsbetätigung bei
einem Ausfall des Seilzugs oder Gestänges oder irgendwelcher anderer
Verbindungen zu dem Steuerventil ein. Weiterhin ruft eine häufige mechanische Betätigung der
Steuerventil-Endkappe über
eine manuelle Betätigung
des Handbrems-Hebels eine Abnutzung des Inneren des Ventils hervor.
Zusätzlich
ist es in vielen Fällen
sehr schwierig oder unmöglich,
die Seilzüge/Gestänge so einzustellen,
das der Anhänger
immer vor dem Traktor bremst. Schließlich werden, wenn der Fahrer
den Motor abschaltet und die Kabine verlässt ohne den Handbremshebel
zu betätigen,
keinerlei Bremsen auf dem Traktor oder Anhänger betätigt.
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Im
Hinblick auf eine Milderung des vorstehenden Nachteils ergibt die
vorliegende Erfindung ein Fahrzeug, das einen durch zumindest ein
Bremspedal betätigten
Bremskreis, einen Feststellbremse und eine pneumatische Steuerleitung
zur Verbindung mit dem Anhänger
zur Betätigung
der Bremsen des Anhängers
aufweist, wenn das Fahrzeug gebremst wird, wobei das Fahrzeug ein
erstes druckbetätigtes Ventil
zum Regeln des Druckes in der pneumatischen Steuerleitung bei Betätigen des
Fahrzeug-Bremspedals und ein zweites elektrisch betätigtes Ventil
umfasst, das parallel zu dem ersten Ventil wirkt, um einen Pneumatikdruck
an die Steuerleitung in Abhängigkeit
von der Betätigung
der Fahrzeug-Feststellbremse
anzulegen.
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Vorzugsweise
sind die ersten und zweiten Ventile mit der pneumatischen Steuerleitung
mit Hilfe eines Prioritätsventils
verbunden, das automatisch eine Verbindung zwischen der Steuerleitung
und demjenigen der ersten und zweiten Ventile aufbaut, das den höheren Ausgangsdruck
aufweist.
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Obwohl
landwirtschaftliche Fahrzeuge allgemein mit hydraulischen Bremskreisen
ausgerüstet sind,
schließt
nichts die Verwendung in einem Fahrzeug mit Luftdruck-Bremsen ein. Weiterhin
ist, obwohl es bevorzugt wird, dass das erste Ventil ein Doppelleitungs-Steuerventil
ist, dies ebenfalls nicht grundlegend für die Erfindung, deren Ziel
darin besteht, den Anhänger
mit der größtmöglichen
ausfallsicheren Betätigung
zu bremsen, wenn die Feststellbremse des Fahrzeuges betätigt wird,
ohne das es eine mechanische Verbindung zu der Feststellbremse gibt.
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Die
Erfindung wird nunmehr weiter in Form eines Beispiels unter Bezugnahme
auf die beigefügte Zeichnung
beschrieben, die eine schematischen Darstellung der Bremskreise
eines Fahrzeugs gemäß der Erfindung
ist.
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In
der Zeichnung sind alle elektrischen Leitungen mit einem Zick-Zack-Pfeil
markiert; die Leitungen 10, 12 und 14 sind
Hydraulikleitungen, und alle übrigen
Leitungen sind Pneumatikleitungen.
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Das
Fahrzeug hat linke und rechte Bremspedale 16 und 18,
die mit linken und rechten Hauptzylindern 20 und 22 verbunden
sind, die jeweils mit den Leitungen 10 und 12 verbunden
sind, die zu Nehmer-Zylindern führen,
die die linken und rechten Bremsen des Fahrzeugs betätigen. Die
Bereitstellung getrennter Bremspedale für die linke und rechte Seite
des Fahrzeuges dient dazu, es zu ermöglichen, dass das Fahrzeug
durch seine Bremsen unter Geländebedingungen
gelenkt wird. Wenn auf normalen Straßen gefahren wird, sind die
Pedale 16 und 18 miteinander verbunden, wie dies
durch die sie verbindende punktierte Linie dargestellt ist. Ein
Logikventil 24, das mit den Leitungen 10 und 12 verbunden
ist, wird geschlossen, wenn die Bremsen auf den entgegengesetzten
Seiten des Fahrzeuges nicht gleichförmig angelegt werden. Wenn
jedoch beide Bremsen gleichzeitig betätigt werden, was anzeigt, dass
das Fahrzeug gebremst statt gelenkt wird, so öffnet sich das Ventil 24 und
legt den Hydraulikdruck in den Leitungen 10 und 12 an
die Leitung 14 an, die das Bremsen des Anhängers steuert.
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Die
Bremsen des Anhängers
werden pneumatisch betätigt
und sind mit zwei Ausgangsleitungen 40 und 50 des
Fahzeuges verbunden, die als die rote Versorgungsleitung bzw. die
gelbe Steuerleitung bezeichnet sind. Die rote Leitung 40 steht
unter dauerndem Hochdruck und liefert einen gespeicherten Druck
an den Anhänger,
der die Leistung zur Betätigung
der Druckluft-Stellglieder des Anhängers bildet. Die gelbe Leitung 50 ist
eine Steuerleitung, die die Bremskraft über ein (nicht gezeigtes) Sicherheits-Überströmventil
auf den Anhänger
regelt.
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Durch
einen Kompressor 42 mit Druck beaufschlagte Umgebungsluft
wird zwei miteinander verbundenen Akkumulatoren 44 und 46 über einen Druckregler 48 zugeführt. Die
Akkumulatoren 44 und 46 liefern Druckluft an die
rote Leitung 40. Ein Messinstrument 52 zeigt den
verfügbaren
Bremsdruck an, und eine Warnlampe, die durch einen Druckschalter 56 betätigt wird,
warnt den Fahrer, wenn der verfügbare
Bremsdruck unter einen sicheren Grenzwert absinkt. Die Akkumulatoren
liefern weiterhin die Druckluft für die gelbe Steuerleitung 50.
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Den
Bremspedalen 16 und 18 sind elektrische Schalter 70 und 72 zugeordnet,
die außerdem als
Bremsleuchten-Schalter dienen. Der Hub der Bremspedale, der erforderlich
ist, um diese Schalter zu betätigen,
ist kleiner als der, der erforderlich ist, um die Bremsen des Fahrzeuges
zu betätigen.
Somit unterbrechen die Schalter 70 und 72 ein
elektrisches Signal auf einer Leitung in Richtung auf ein Magnetventil 76,
bevor die Fahrzeugbremsen wirksam zu werden beginnen. Dieses Null-Volt-Signal an der Leitung
ermöglicht
es dem normalerweise offenen Magnetventil 76, Druckluft über ein
Ventil 78 an einen ersten Steuereingang des Doppeleitungs-Steuerventils (DLCV) 60 zu
liefern. Auf diese Weise vergrößert das DLCV 60 den
Druck in der gelben Steuerleitung 50 auf ungefähr 1 bis
2 Bar, bevor die Fahrzeugbremsen angelegt werden, so dass der Anhänger vor
dem Fahrzeug gebremst wird. Das Regelventil 78 ermöglicht es
dem Fahrer, manuell die Verzögerung
zwischen dem Betätigen
der Anhänger-Bremsen
und dem Betätigen
der Fahrzeug-Bremsen einzustellen.
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Die
Hydraulikleitung 14, die von dem Logikventil 24 kommt,
wirkt als ein zweiter Eingang für
das DLCV 60, das Druckluft über eine Leitung 62 von dem
Akkumulator empfängt
und eine Regelung des Druckes auf der gelben Leitung 50 in
Abhängigkeit von
dem hydraulischen Bremsdruck bewirkt, der auf die Fahrzeugräder ausgeübt wird.
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Das
soweit beschriebene Bremssystem ist üblich und es wird daher nicht
als erforderlich angesehen, dass es mit weiteren Einzelheiten beschrieben
wird. Um die Erfindung zu verstehen, reicht es aus, zu erkennen,
dass das DLCV 60 eine Betätigung der Anhänger-Bremsen
bewirkt, wenn das Fahrzeug gebremst wird.
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Wie
dies weiterhin üblich
ist, hat das Fahrzeug auch eine (nicht gezeigte) Handbremse, die
als Feststellbremse oder als Notbremse verwendet werden kann. Beim
Stand der Technik würde
die Feststellbremse mechanisch mit dem DLCV 60 verbunden
sein, beispielsweise mit Hilfe eines Bowdenzuges oder eines Gestänges, der
bzw. das direkt auf die Ventil-Spindel des DLCV 60 wirkt
und daher die Anhänger-Bremsen
betätigt,
wenn die Feststellbremse angezogen wird.
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Die
Notwendigkeit einer mechanischen Verbindung mit dem DLCV 60 ergibt
jedoch Beschränkungen
hinsichtlich dessen örtlicher
Anbringung und führt
zu anderen Nachteilen, wie sie weiter oben erläutert wurden. Beispielsweise
wirkt, wie dies erwähnt
wurde, die Handbremse auf Bremsplatten, üblicherweise in dem Getriebe,
die einer Abnutzung ausgesetzt sind, insbesondere dann, wenn das
Fahrzeug noch relativ neu ist. Als Ergebnis steigt die Bewegung,
die die Handbremse ausführen muss,
damit die Bremsen wirksam betätigt
werden, an. Wenn das DLCV 60 mechanisch mit der Handbremse
gekoppelt ist, muss die mechanische Verbindung dauernd nachgestellt
werden, weil anderenfalls die Kugel/Rampen-Einrichtung im Inneren
des DLCV 60 zu weit vorgeschoben wird, was dazu führt, dass
das DLCV 60 wieder abgeschaltet wird. All dies würde dazu
führen,
dass das Fahrzeug gebremst wird, nicht jedoch der Anhänger.
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Um
die Probleme zu überwinden,
die sich aus einer mechanischen Verbindung des DLCV 60 mit
der Handbremse ergeben, sieht die Erfindung die Elemente vor, die
in dem Block 80 gezeigt sind, der mit gestrichelten Linien
gezeichnet ist. Diese Elemente vermeiden die Notwendigkeit einer
Bowdenzug/Gestänge-Verbindung
oder einer anderen mechanischen Verbindung zwischen der Handbremse und
dem DLCV 60. Innerhalb des Blockes 80 wird ein (normalerweise
offenes) Magnetspulen-betätigtes Druckluftventil 82,
das mit den Akkumulatoren 44 und 46 verbunden
ist, durch einen Schalter 84 betätigt, der offen ist, wenn die
Feststellbremse angezogen ist. Der Ausgang des Magnetventils 82 (maximaler Tank-
und Betätigungsdruck)
wird der gelben Steuerleitung 50 über ein Prioritätsventil 86 zugeführt, das bewirkt,
dass der gelben Leitung 50 der höhere der Ausgangsdrücke des
DLCV 60 und des Magnetventils 82 zugeführt wird
während
die zwei Ausgangsleitungen voneinander isoliert gehalten werden.
Das Prioritätsventil
kann beispielsweise eine Kugel umfassen, die in einem Gehäuse beweglich
ist, das Ventilsitze an jedem Ende und eine Ausgangsverbindung mit
der gelben Leitung an seinem Mittelpunkt hat.
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Wenn
die Feststellbremse angezogen wird, liefert das Öffnen des Schalters 84 Null
Volt an das normalerweise offene Magnetventil 82 und legt
den maximalen Druck an die gelbe Leitung 50 an, um die Bremsen
auf dem Anhänger
vollständig
anzuziehen. Das Magnetventil 82 kann in dem gleichen Gehäuse wie
das DLCV 60 angeordnet sein, oder es kann getrennt befestigt
sein. Weil das Ventil lediglich eine elektrische Verbindung zu der
Feststellbremse benötigt,
kann es nach Wunsch an dem Fahrzeug befestigt werden.
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Das
System gemäß der Erfindung
hat viele kommerziell wichtige und insbesondere Betriebssicherheits-Merkmale.
Es ist kein mechanisches Betätigungsgestänge von
dem Fahrzeug-Getriebebremshebel zu dem Steuerventil erforderlich,
wodurch die Montage wesentlich einfacher gemacht wird, was zu einer
Einsparung an Gesamtkosten führt.
Es ist keine genaue Anfangs-Einstellung erforderlich, und es ist keine
Nachstellung unter Wartungsintervallen erforderlich. Selbst wenn
das Fahrzeug-Handbremsseil ausfallen würde, werden die Anhänger-Bremsen
immer noch durch den Fahrzeug-Handbremshebel über die Betätigung des elektrischen Schalters 84 betätigt. Eine
Verringerung einer unnötigen
zusätzlichen
Abnutzung der Steuerventil-Betätigungsspindel ist
zu erkennen, weil die Handbremse nicht mehr länger eine Verbindung zu einem
manuell betätigen
Teil des DLCV 60 hat. Als solcher kann der manuell betätigte Teil
des DLCV 60 entfernt werden, was zu einem preisgünstigeren
Ventil und damit zu einer Kosteneinsparung führt.
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Das
Magnetventil 82, das die Steuerleitung betätigt, ist,
wie dies bereits erwähnt
wurde, normalerweise unter Federwirkung offen. Dies bedeutet, dass
wenn die 12-Volt-Versorgung
des Systems ausfällt,
beispielsweise als Ergebnis eines Relais- oder Sicherungsausfalls oder einer
Verdrahtung-Unterbrechung, es ausfallsicher ist und die Anhänger-Bremsen
vollständig
angezogen werden. Der Fahrzeug-Handbremssystem-Schalter 84 ist
ebenfalls ein normalerweise offener Schalter, das heißt, wenn
die Handbremse angezogen ist, ist der Schalter offen. Wenn daher
der Schalter ausfällt
oder eine Unterbrechung in der Verdrahtung auftritt (selbst wenn
die Handbremse nicht angezogen ist), so ist das System wiederum
ausfallsicher und die Anhänger-Bremsen werden
angezogen. Der Schalter 84 wird betätigt, sobald der Fahrzeug-Handbremshebel
gezogen wird, und dies garantiert, das die Anhänger-Bremsen vor den Traktor-Bremsen
angezogen werden (um eine Klappmesser-Wirkung während einer Notbrems-Situation
zu verhindern). Wenn der Fahrer die Fahrzeugkabine verlässt und
die Handbremse nicht anzieht, werden, wenn der Motor abgeschaltet
ist, keine 12 Volt an die Magnetspule 82 geliefert, was
bedeutet, dass die Anhänger-Bremsen
automatisch angezogen werden. Das System kann sehr einfach elektrisch
mit einem Getriebe-Parkstellungs-Schalter oder einen Sitz-Näherungsschalter
und mit dem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor verknüpft werden,
um einen noch ausfallsichereren Schutz zu bieten.