DE69104476T2 - Elektrohydraulische oder elektropneumatische bremsregelvorrichtung für anhängerachsen mit hilfskraftbremsen. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung, die mit einem Fluid gesteuert ist, im allgemeinen elektrohydraulisch oder elektropneumatisch, und die zum Bremsen eines mit mechanischen Bremsen ausgerüsteten Anhängers bestimmt ist.
• Verschiedene Bremssteuerungssysteme für einen Anhänger, der an ein Zugfahrzeug angehängt ist, sind seit langem bekannt, insbesondere das sogenannte Trägheitssystem, dessen Wirkung durch die Verzögerung des Zugfahrzeuges gesteuert ist, wobei aber gewisse Gesetzgebungen dieses System für Anhänger, deren Ladungen einen gewissen Wert überschreiten, verbieten. Ein anderes bekanntes System ist das pneumatisch gesteuerte, welches die Installation eines Kompressors auf dem Zugfahrzeug und die Führung von pneumatischen Leitungen zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger benötigt. Obschon dieses System wirksam ist, ist es kostspielig, wenig praktisch und relativ umweltverschmutzend in dem Sinne, dass mit Ölrückständen oder Gefrierschutzmittelrückständen belastete Luft an die Umgebungsluft zurückgegeben wird. Als Variante zum vorgängigen System kann man dem auf Unterdruck arbeitenden System begegnen, wobei der zum Steuern der Bremsen des Anhängers notwendige Unterdruck vom Motor abgezweigt wird. Dieses System hat eine relativ lange Reaktionszeit und weist auch unpraktische pneumatische Leitungen zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger auf. In der Landwirtschaft, wo die Zugfahrzeuge im allgemeinen mit einer zentralen Hydraulik ausgerüstet sind, kann die Steuerung der Bremsen der Anhänger hydraulisch erfolgen, wobei eine hydraulische Leitung das Zugfahrzeug mit dem Anhänger verbindet. Ein anderes bekanntes Bremssystem ist das elektrische System, bei dem ein elektrisches Signal an einen Elektromagneten geliefert wird, der an Bremsflanschen angeordnet ist und diese gegen eine durch das Rad des Anhängers angetriebene Scheibe anpresst oder wobei die durch den Magneten erzeugte Bewegung einen Exzenter betätigt, der den Abstand von Backen, die im Innern einer Bremstrommel angeordnet sind, steuert. Obschon dieses System den Vorteil hat, keine pneumatische oder hydraulische Leitung zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger zu benötigen, sondern lediglich eine wesentlich praktischere elektrische Leitung, ist nachteilig, dass die Regulierung der Bremskräfte zwischen den zwei oder den vier Rädern des Anhängers ziemlich schwierig ist und dass die Bremswirkung sehr von der Temperatur der Scheibe oder der Trommel abhängig ist.
• Die deutsche Offenlegungsschrift DE-A-3 133 102 beschreibt eine Bremsvorrichtung, in welcher die Steuerung zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger mit elektrischen Mitteln erfolgt. Diese Vorrichtung benötigt jedoch ziemlich komplizierte elektronische Mittel, um ein elektrisches Signal für die gewünschte Bremswirkung zu erzeugen, welches mit einem anderen elektrischen Signal verglichen wird, das ein Mass für den augenblicklich im Innern des hydraulischen Bremskreises herrschenden Druck ist. Das Signal, das aus diesem Vergleich resultiert, erzeugt mit anderen elektronischen Mitteln zwei Signale, die unterschiedlich auf zwei Ventile des Hydraulikkreises wirken. Abgesehen davon, dass beträchtliche elektronische Mittel für diese Vorrichtung vorgesehen sind, kann eine unterschiedliche Wirkung auf zwei verschiedene Ventile im Falle einer Unausgeglichenheit zwischen den zwei Steuerkreisen bzw. zwischen den zwei Ventilen unerwünschte Bremseffekte erzielen.
• Eine andere Vorrichtung ist im US-Patent US-A-3 951 464 beschrieben, wo die Steuerung des Hydraulikkreises ebenfalls durch elektrische Mittel erfolgt. In diesem Fall wirkt das elektrische Bremssteuersignal direkt auf einen Motor, der eine Pumpe steuert, welche einen für die Bremsung notwendigen Öldruck erzeugt. Diese Konfiguration bringt unmöglich einen gemäss der gewünschten Betätigung proportionalen Bremseffekt hervor. Andererseits ist eine zusätzliche Batterie auf dem Anhänger notwendig, um einen Bremseffekt zu erhalten, sobald der Anhänger abgehängt ist bzw. wenn das Verbindungskabel nicht verbunden ist. Dieses zusätzliche Element ist kostspielig und verlangt einen Unterhalt.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremsvorrichtung vorzuschlagen, die die erwähnten Nachteile der zum Stand der Technik gehörenden Systeme nicht umfasst und dessen Vorteile die folgenden sind:
• Ausmerzen aller hydraulischen oder pneumatischen, unpraktischen Leitungen zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger, sofortige Bremswirkung, die zunehmend und proportional zur Kraft ist, die auf das Pedal ausgeübt wird, Möglichkeit zum Abstimmen der Bremswirkung auf die Last des Anhängers, automatisches und sofortiges Bremsen des Anhängers beim Lösen des elektrischen Steuerkabels zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger, Möglichkeit des manuellen Aufhebens der Bremskraft um den Anhänger manuell umzustellen, Ausmerzen von jeglicher Zurückgabe umweltverschmutzender Teile in die Atmosphäre, Bremswirkung unabhängig von der Temperatur oder von der Anzahl wiederholter Bremsungen. Im weiteren soll die erfindungsgemässe Vorrichtung lediglich kleine und kostengünstige Änderungen oder Anpassungen auf dem Zugfahrzeug benötigen und die auf dem Anhänger zu installierende Vorrichtung soll von Anfang an montiert sein können oder soll an bestehende Anhänger für jegliche Nutzlast angepasst werden können, ohne dass die Installation einer Batterie auf dem Anhänger notwendig wird. Für die Ausführung der erfindungsgemässen Bremsvorrichtung ist ein Sicherheitsventil, das die automatische Bremsung beim Unterbrechen der elektrischen Verbindungsleitung steuert, zum Integrieren in diese Vorrichtung speziell entwickelt worden. Die mechanische Steuerung dieses Ventiles kann nicht ausgelöst werden, solange die elektrische Verbindung zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger besteht.
• Um die oben genannten Ziele zu erreichen, weist die erfindungsgemässe Bremsvorrichtung Merkmale gemäss den Patentansprüchen 1 bis 13 auf. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf beigelegte Zeichnungen, worin
• Fig. 1 ein Prinzipschema einer bevorzugten Ausführung einer erfindungsgemässen Bremsvorrichtung zeigt,
• Fig. 2 ein Prinzipschema einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemässen Bremsvorrichtung zeigt, und
• Fig. 3A, 3B, 3C, 3D schematisch drei Funktionszustände eines Sicherheitsventiles zeigen.
• Der linke Teil der Fig. 1 (links von der vertikalen strichpunktierten Linie), gekennzeichnet durch das Bezugszeichen 1, zeigt schematisch denjenigen Teil des Bremssystemes, der im Zugfahrzeug montiert ist, während der rechte Teil der Figur (rechts der vertikalen strichpunktierten Linie), gekennzeichnet durch das Bezugszeichen 2, denjenigen Teil des Bremssystemes zeigt, der auf dem Anhänger montiert ist, und eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung umfasst.
• Betrachtet man zuerst den Fall, wo der Anhänger an das Zugfahrzeug angehängt ist und die auf der Figur gezeigten elektrischen Verbindungen zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger über die Steckverbindung 11 umfassend die Kontakte 11a, 11b, 11c und 11d vorhanden sind. Es ist zu bemerken, dass die Verbindung 11 die einzige Verbindung des Bremssystemes zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger ist. Der hydraulische Kreis 20 umfasst zuallererst einen Druckspeicher 21, der durch seinen Ausgang 21a direkt mit dem hydraulischen Eingang 22a eines Druckreglers 22 verbunden ist. Wenn der hydraulische Druck im Druckspeicher 21 unter einen ersten Minimalwert absinkt (beispielsweise ungefähr 40 bar), dann schliesst der Druckregler 22 einen Kontakt zwischen seinen Anschlüssen 22b und 22c, wodurch die Spannung, die durch die Spannungs-Stromquelle 10 über den Kontakt 11a der Steckverbindung 11 zur Verfügung gestellt wird, an die Anschlüsse des Elektromotors 23 gelegt wird. Die Spannungs-Stromquelle 10 kann irgendwelcher Art sein, die jedoch mit den verschiedenen Elementen und Bauteilen des elektrischen Stromkreises des Fahrzeuges und der Bremsvorrichtung kompatibel ist. Beispielsweise kann es eine 12 V- oder 24 V-Batterie sein oder es kann sich um irgend eine Quelle handeln, die befähigt ist, eine passende Spannung und einen passenden Strom zu liefern. Der Elektromotor 23 betätigt direkt eine hydraulische Pumpe 24, die an ihn angekoppelt ist. Die letztere pumpt Öl, das in einem Öl-Vorratsbehälter 25 enthalten ist, über dessen Ausgang 25a zum Eingang 21b des Druckspeichers 21, wodurch der hydraulische Druck im genannten Druckspeicher erhöht wird. Wenn der Druck im Innern des Druckspeichers 21 einen vorbestimmten Wert (beispielsweise ungefähr 120 bar) erreicht hat, dann öffnet der Druckregler 22 seinen Kontakt 22b - 22c, wodurch die Speisung des Motors 23 unterbrochen wird und konsequenterweise ebenfalls das Arbeiten der Pumpe 24. Dem Ausgang 21c des Druckspeichers folgt ein Druckbegrenzungsventil 26, das dazu bestimmt ist, den Druck im hydraulischen Kreis vor einem Steuerventil 27 derart zu begrenzen, dass am Eingang 27a dieses Steuerventiles immer ein gleicher hydraulischer Druck herrscht. Wenn der Fahrer des Zugfahrzeuges zu Bremsen wünscht, drückt er auf das Bremspedal 12 des Fahrzeuges. Ein variabler Widerstand 13 ist mit dem Hauptzylinder (nicht dargestellt) des Bremskreises des Zugfahrzeuges verbunden. Der Bremskreis des Zugfahrzeuges selbst ist nicht Teil dieser Erfindung und ist in der Figur mit Ausnahme vom Bremspedal 12 nicht dargestellt. Wenn beim Bremsen der Widerstand 13 derart betätigt wird, dass sein Widerstandswert abnimmt, dann kann sich ein Strom einstellen, der von der Batterie 10 über den Kontakt 11b der Steckverbindung 11 zum Anschluss 27b des Steuerventiles 27 fliesst. Dieses Steuerventil ist ein proportional wirkendes Druckventil, d.h., dass seine Öffnung proportional zum empfangenen Strom ist. Mit anderen Worten ist der Öldruck am Ausgang 27c, respektive die Ölmenge, die durch den Ausgang 27c des Steuerventiles 27 fliesst, proportional zum Strom, der diesem Ventil über den Anschluss 27b zufliesst. Das Öl tritt durch den Ausgang 27c aus und dringt in eine Kammer 29a eines Bremszylinders 29. Der hydraulische Druck wirkt auf den Kolben 29b, welcher über die Kolbenstange 29c den mechanischen Bremsmechanismus 3 betätigt, der durch ein Übertragungsglied 30, das auf die Backen von zwei Trommelbremsen 31, die in den Rädern 32 angeordnet sind, wirkt, schematisiert dargestellt ist. Bei seiner Bewegung drückt der Kolben 29c die Feder 29d zusammen. Ein schwacher Druck auf das Pedal 12 bewirkt eine kleine Abnahme des Widerstandes 13. Die Batterie 10 liefert nur einen kleinen Strom an das Steuerventil 27. Dieses öffnet sich nur um einen kleinen Betrag, was lediglich einer kleinen Druckerhöhung entspricht bzw. lässt lediglich ein kleines Ölvolumen austreten, welches eine kleine Verschiebung des Kolbens 29b bewirkt und demzufolge eine schwache Bremswirkung an den Rädern 32 erzeugt. Wenn demgegenüber der Druck auf das Pedal 12 stark ist, nimmt der variable Widerstand 13 bis zu seinem minimalen Wert ab, was der Batterie 10 ermöglicht, einen grösstmöglichen Strom dem Steuerventil 27 zuzuführen. Dieses öffnet maximal, erhöht den Druck um einen wesentlichen Betrag bzw. erlaubt einer beträchtlichen Menge Öl vom Druckspeicher 21 in den Bremszylinder 29 zu fliessen, was dann eine starke Bremswirkung erzeugt. Die Bremswirkung auf die Räder 32 des Anhängers ist zunehmend und proportional zum Druck, den der Fahrer auf das Bremspedal 12 des Zugfahrzeuges ausübt. Sobald die Druckausübung auf das Pedal 12 eingestellt wird, lässt der Widerstand 13 keinen nennenswerten Strom mehr fliessen, das Steuerventil 27 schliesst seinen Durchgang zwischen den Mündungen 27a und 27c und verbindet intern den Anschluss 27c mit dem Anschluss 27d, wodurch das überschüssige Öl, das von der Kammer 29a stammt, weil die Feder 29d gegen den Kolben 29b drückt in Richtung des Einganges 25b des Öl-Vorratsbehälters 25 abfliessen kann.
• Wie bereits vorgängig gesagt worden ist, ist die Bremswirkung auf die Räder 32 proportional zur Grösse des Stromes, der das Steuerventil 27 speist. Angesichts dessen, dass die notwendige Bremswirkung wesentlich von der Last, die durch den Anhänger zu transportieren ist, abhängt, ist ein variabler Widerstand 14 vorgesehen, der das Dosieren der Bremswirkung in Funktion der Last des Anhängers erlaubt. Wenn beispielsweise der Anhänger leer ist, wird der variable Widerstand 14 auf einen erhöhten Widerstandswert eingestellt sein, welcher lediglich das Durchfliessen eines relativ kleinen Stromes erlaubt, egal, wie gross der auf das Pedal 12 ausgeübte Druck ist. Andererseits ist, wenn der Anhänger maximal beladen ist, der Wert des Widerstandes 14 auf ein Minimum eingestellt, wodurch ein maximaler Strom fliessen kann und wodurch eine maximale Bremswirkung erzeugt wird, sobald der Fahrer energisch auf das Bremspedal 12 tritt. Der variable Widerstand 14 kann am Zugfahrzeug angeordnet sein, wie dies in der Figur gezeigt ist oder kann am Anhänger angeordnet sein. Eine Scheibe, die den Einstellknopf des Widerstandes 14 umgibt, kann in Lasteinheiten für den Anhänger eingeteilt sein.
• Im Falle eines Lecks im Ölkreis 20 oder eines schlechten Funktionierens des Elektromotors 23 oder der hydraulischen Pumpe 24, was ein Nachlassen des hydraulischen Druckes im Druckspeicher 21 zur Folge hat, ist vorgesehen, dass der Druckregler einen zweiten Kontakt besitzt, der die Anschlüsse 22b und 22d verbindet, wenn der Druck im Druckspeicher 21 bis zu einem zweiten Minimalwert (beispielsweise etwa 30 bar), der tiefer ist als der früher genannte erste Minimalwert, absinkt. So kann ein Alarmstromkreis, beispielsweise eine Kontrollampe 15, die auf dem Armaturenbrett montiert sein kann, von der Batterie 10 über die Anschlüsse 22b, 22d des Druckreglers 22 und die Kontakte 11a und 11c der Steckverbindung 11 gespiesen werden und anzeigen, dass der hydraulische Druck im Druckspeicher auf einen minimalen Wert gefallen ist und dass die Bremsvorrichtung des Anhängers defekt ist. Der minimale Druck, bei welchem dieser Alarm ausgelöst wird, muss jedoch noch genügend gross sein, um noch einige Bremsbetätigungen des Anhängers mit dem verbleibenden Druck zu ermöglichen. Der Alarmkreis ist durch eine Kontrollampe 15 dargestellt. Er könnte jedoch anstelle oder als Zusatz zur genannten Lampe jegliche andere Alarmierungsmittel, beispielsweise einen akustischen Alarm, umfassen.
• Der Anschluss 11d der Steckverbindung 11, mit welchem die beiden Massen des Fahrzeuges und des Anhängers miteinander verbunden sind, ist lediglich zum besseren Verständnis des elektrischen Schemas der Vorrichtung dargestellt.
• So hat man, wenn der Anhänger an das Zugfahrzeug angehängt und die Steckverbindung 11 verbunden ist, ein automatisches Unterdrucksetzen des hydraulischen Kreises 20, einen Alarm bei schlechtem Funktionieren, eine Bremssteuerung des Anhängers, die proportional zu dem auf das Bremspedal 12 des Zugfahrzeuges ausgeübten Druck ist, sowie eine mögliche Einstellung der Bremswirkung in Funktion der Last des Anhängers.
• Beim Betätigen der Handbremse des Zugfahrzeuges kann eine nicht dargestellte Steuerung in vergleichbarer Weise zu derjenigen wirken, die vorgängig für das Bremspedal beschrieben worden ist, um den Anhänger in ähnlicher Weise zu bremsen.
• Das Sicherheitsventil 28 erlaubt, das Bremsen des Anhängers zu kontrollieren, wenn dieser vom Zugfahrzeug abgekoppelt ist. Egal, ob diese Abkopplung freiwillig ist oder nicht, hat ein Lösen der Steckverbindung 11 zur Folge, dass der Anhänger dann keine elektrische Spannungsversorgung oder Stromversorgung mehr hat. Das Sicherheitsventil ist in dieser Figur sowie in der folgenden lediglich im Hinblick auf seine Funktion und Integration in die Bremsvorrichtung beschrieben. Eine komplettere Beschreibung ist später in bezug auf die Fig. 3A, 3B und 3C gemacht.
• Wenn der Anschluss 27b elektrisch nicht mehr gespiesen ist, dann schliesst das Steuerventil 27, wenn es vorgängig offen gewesen ist oder bleibt geschlossen, wodurch das Ausführen einer Bremsung verhindert wird. Das Sicherheitsventil 28, das über seinen Anschluss 28b elektrisch auch nicht mehr gespiesen ist, schaltet, um einen Durchlass zwischen dem Eingang 28a und dem Ausgang 28c freizugeben und so mit dem hydraulischen Druck des Druckspeichers 21 über dessen Ausgang 21d einen Hilfskolben 27e zu speisen, welcher am Steuerventil 27 angeordnet ist und eine komplette Öffnung der Verbindung 27a - 27c bewirkt. Dadurch wird der maximale hydraulische Bremsdruck im Bremszylinder 29 erzeugt, was einer Notbremsung entspricht. Die Öffnung des Steuerventiles 27 kann auf zwei verschiedene Arten erfolgen, proportional zum Betrag eines elektrischen Stromes oder einer elektrischen Spannung, die über den Anschluss 27b auf eine Spule wirken oder durch die Betätigung des Hilfskolbens 27e, der entweder voll oder nicht auf die Öffnung des Steuerventiles 27 Einfluss hat. Diese zwei Steuerungen sind unabhängig und voneinander entkoppelt. Die Steuerung durch den Hilfskolben 27e ist nur dann wirksam, wenn die Steuerung durch die Spule durch einen Fehler in der Energieversorgung nicht möglich ist.
• Weil das Sicherheitsventil 28 mit einer manuellen Öffnungs-/Schliesssteuerung 28e ausgerüstet ist, ist es möglich, dieses Ventil manuell zu schalten, um die Bremsen des Anhängers zu lösen. Das Öl kann in diesem Fall über den Ausgang 28b des Ventiles 28 bzw. 27d des Ventiles 27 in den Vorratsbehälter 25 zurückfliessen. Es ist so möglich, den Anhänger von Hand zu manövrieren. Indem die manuelle Steuerung 28e erneut betätigt wird, ist es möglich, die Bremsen des Anhängers erneut zu betätigen. Diese Vorgänge sind einige Male wiederholbar, solange der Druck, der im Druckspeicher 21 vorhanden ist, genügend gross ist.
• Bei einem Lösen der Steckverbindung 11 erfolgt ein energisches Bremsen des Anhängers. Das Lösen der Verbindung kann wegen einem Bruch der Kupplung erfolgen oder wenn beispielsweise der Anhänger unabhängig vom Zugfahrzeug parkiert werden soll. Nach dem Lösen der Steckverbindung 11 ist es immer möglich, den Anhänger über die manuelle Steuerung 28e zu bremsen oder die Bremsen zu lösen.
• Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemässen Bremsvorrichtung ist in der Fig. 2 dargestellt. Der Unterschied zur vorgängigen Ausführungsform ist die Anordnung des Sicherheitsventiles 28 in bezug auf das Steuerventil 27. Hier ist das Sicherheitsventil 28 im hydraulischen Hauptkreis angeordnet, zwischen dem Steuerventil 27 und dem Bremszylinder 29. Wenn die Spule bzw. der Anschluss 28b gespiesen ist, ist der Durchgang zwischen dem Eingang 28d und dem Ausgang 28c des Sicherheitsventiles 28 freigegeben, was dem Steuerventil 27 erlaubt, im Proportionalmodus auf den Bremszylinder 29 einzuwirken. Im Falle eines Unterbruchs der elektrischen Speisung und dem Schliessen des Steuerventiles 27 wird auch die Verbindung 28d - 28c geschlossen. Eine neue Verbindung zwischen dem Eingang 28a und dem Ausgang 28c wird erstellt, um den Bremszylinder 29 durch den Druck im Druckspeicher 21 direkt zu speisen, wodurch eine Notbremsung ausgelöst wird. Wie vorgängig ist es möglich, die Bremsen des Anhängers manuell zu lösen. Dies durch die Betätigung des Hebels 28e, was bewirkt, dass die Verbindung 28a - 28c geschlossen und die Verbindung 28c - 28d geöffnet wird, wodurch das Öl, das im Zylinder 29 enthalten ist, von dort abfliessen und über den Durchgang 27c - 27d in den Vorratsbehälter 25 zurückkehren kann.
• Die Fig. 3A, 38, 3C und 3D zeigen das Sicherheitsventil 28 mit mehr Details in den vier Betriebszuständen. In der Fig. 3A ist der Anhänger an das Zugfahrzeug angehängt bzw. ist der Anschluss 28b, über den die Spule des Ventiles gespiesen wird, von der Batterie 10 her über den Steckerpunkt 11a unter Spannung. Dadurch ist der Durchgang zwischen dem Eingang 28a und dem Ausgang 28c offen bzw. unterbrochen. Der Durchgang zwischen dem Eingang 28c und dem Ausgang 28d ist geschlossen, d.h., durchgängig. Das Anlegen einer Spannung an die Spule spannt die Feder 28f. Im weiteren bewirkt der beaufschlagte Zustand der Spule, wie dies in der Fig. 3A dargestellt ist, das Schalten des Hilfsventiles 28g, derart, dass der Druck, der auf die eine Seite einer mechanischen Vorrichtung 28h, welche mit dem Steuerstab 28e verbunden ist, wirkt, kleiner ist als derjenige, der auf die andere Seite dieser Vorrichtung wirkt. In diesem Fall ist die erste Seite der Vorrichtung 28h dem Druck unterworfen, der im Durchgang 28c, 28d herrscht und der immer kleiner ist als der Druck, der auf der zweiten Seite der Vorrichtung 28h angelegt und immer gleich dem Ausgangsdruck des Druckspeichers 21 ist. Auch im Falle der zweiten Ausführungsform der vorgängig beschriebenen erfindungsgmässen Vorrichtung ist der maximale Druck, der im Durchgang 28c - 28d auftreten kann, immer kleiner zu demjenigen des Ausganges des Druckspeichers 21. Dies wegen dem Vorhandensein des Druckbegrenzungsventiles 26 im Kreis. Wegen der Unausgeglichenheit der Drücke auf den beiden Seiten der Vorrichtung 28h ist es nicht möglich, die Steuerung 28e zu betätigen, d.h., es ist unmöglich, zu einem unpassenden Zeitpunkt eine manuelle Betätigung vorzunehmen. Wenn der Anschluss 28b elektrisch gespiesen ist, ist der hydraulische Durchgang zwischen 28c und 28d aufrecht, was bewirkt, dass der Hilfskolben 27e in der Fig. 1, welche der ersten Ausführungsform entspricht, inaktiv ist oder was bewirkt, dass der Öldurchgang im Hauptbremskreis gemäss der in der Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführungsform gesichert ist. Im weiteren bewirkt ein unterbrochener Durchgang zwischen 28a und 28c, dass das Sicherheitsventil 28 inaktiv ist, um in diesem Funktionszustand Bremsvorgänge für die beiden Ausführungsformen zu steuern. Dadurch, dass dieser Funktionszustand demjenigen entspricht, wo das Bremsen durch das Steuerventil 27 gesteuert wird, darf es nicht möglich sein, eine Bremsung durch die mechanische Vorrichtung 28e vorzunehmen. Dies ist, wie oben beschrieben, erfüllt.
• In der Fig. 3B ist der Steckerpunkt 11a offen und bewirkt, dass der Anschluss 28b nicht gespiesen und die Notbremsung ausgeführt ist. Dies durch den Druck der Feder 28f und durch das Erstellen der Verbindung 28a - 28c. In der ersten Ausführungsform erlaubt dies die Speisung des Hilfskolbens 27e durch den Druck des Druckspeichers 21. In der zweiten Ausführungsform erlaubt dies die direkte Speisung des Bremszylinders 29 durch den Druckspeicher 21. Im weiteren hat das Hilfsventil 28g geschaltet, wobei die beiden Seiten der Vorrichtung 28h mit einem identischen Druck beaufschlagt sind, was, wie aus den Fig. 3G und 3D ersichtlich ist, die manuelle Betätigung des Hebels 28e erlaubt.
• Das Betätigen des Hebels 28e, wie durch den Pfeil in der Fig. 3C dargestellt, bewirkt, dass dadurch lediglich das Hauptventil betätigt wird. Die Verbindung 28a - 28c wird unterbrochen, was ein Lösen der Bremsen des Anhängers zur Folge hat und die Verbindung 28d - 28c wird hergestellt, was ein Abfliessen des Öles gegen den Vorratsbehälter 25 erlaubt. Indem der Hebel 28e, wie durch den Pfeil in der Fig. 3D dargestellt, erneut betätigt wird, wird der Anhänger erneut gebremst. Es ist ersichtlich, dass es möglich ist, den Hebel 28e in der einen Richtung oder in der anderen Richtung zu betätigen, wenn die Spule elektrisch nicht gespeist ist, um beim Anhänger die Bremsen zu lösen oder um den Anhänger zu bremsen.
• Das Sicherheitsventil umfasst eine elektrische Steuerung und eine mechanische Steuerung. Die mechanische Steuerung kann durch einen Druck, der dem Sicherheitsventil zugeführt wird verhindert oder durch einen Gegendruck aktiviert werden. Das Sicherheitsventil kann vorteilhafterweise in den hydraulischen Kreis einer Bremsvorrichtung gemäss der einen oder anderen der vorgesehenen Ausführungsformen eingefügt werden.
• Die Feinregulierung der Bremsen an jedem Rad wird mechanisch an jeder Bremstrommel je nach der Art der Bremstrommel, die auf jedem Rad montiert ist, vorgenommen.
• Die erfindungsgemässe Bremsvorrichtung ist vorzugsweise mit einer nur am Anhänger angeordneten unabhängigen mechanisch betätigbaren weiteren Bremsvorrichtung (nicht dargestellt) ergänzt, die technisch bekannt ist. Diese weitere Bremsvorrichtung wirkt direkt auf die mechanische Transmission 30, damit, wenn der Anhänger eine gewisse Zeit abgestellt wird, die Bremstätigkeit nicht durch den hydraulischen Druck in der Kammer 29a des Zylinders 29 erfolgen muss.
• Das hydraulische Schema des Bremskreises ist für zwei Ausführungsformen vereinfacht dargestellt worden. Es kann ein oder mehrere zusätzliche, nicht dargestellte Elemente enthalten, wie beispielsweise ein oder mehrere Überdruckbegrenzer, die an geeigneten Stellen angeordnet sind, damit eine Notbremsung weniger brutal eintritt.
• Jede der beiden Ausführungsformen ist unter Bezugnahme auf eine hydraulische Steuerung beschrieben worden. Es versteht sich von selbst, dass es sich dabei im allgemeinen um eine Steuerung mit einem Fluid handelt, welche beispielsweise auch eine pneumatische Steuerung sein kann, die die gleichen Funktionen ausführt, wobei die hydraulische Pumpe durch einen Kompressor und die hydraulischen Ventile durch pneumatische Ventile ersetzt sind. Gemäss einer noch anderen erfindungsgemässen Ausführung kann die hydraulische oder pneumatische Bremssteuerung negativ wirkend sein anstelle von positiv wirkend, wie oben beschrieben, d.h., dass das Bremsen nicht mehr durch einen Druck in der Kammer des Zylinders und das Lösen der Bremsen durch das Entgegenwirken der Feder gesteuert wird, sondern dass das Bremsen durch die Feder gesteuert werden kann, wobei der Druck in der Kammer des Zylinders dieser Bremsung entgegenwirkt. In diesem letzteren Fall müssen am hydraulischen oder pneumatischen Stromkreis einige Änderungen vorgenommen werden, insbesondere ist die Funktion des Steuerventiles und des Sicherheitsventiles invers zu derjenigen, die vorgängig beschrieben worden ist.
• Gemäss einer noch anderen Ausführungsform, nämlich dann, wenn das Zugfahrzeug bereits mit einer zentralen Hydraulik oder Pneumatik ausgerüstet ist, ist es möglich, den auf dem Anhänger vorgesehenen Motor und die Pumpe wegzulassen, wobei dann der Druckspeicher über eine geeignete Leitung direkt von der genannten Zentrale des Zugfahrzeuges gespiesen wird.
• Verschiedene Varianten von Bremsvorrichtungen gemäss den verschiedenen beschriebenen, erfindungsgemässen Ausführungen können ebenfalls vorgesehen sein. Insbesondere ist die Vorrichtung für die Verwendung an einem Anhänger mit einer einzigen Achse beschrieben und dargestellt worden. Es ist jedoch ebensogut möglich, dass die genannte Vorrichtung an einem Anhänger mit mehreren Achsen verwendet werden kann, wobei der hydraulische oder pneumatische Bremszylinder nur einmal vorhanden ist und die Übertragung der Bremsbefehle zu den Achsen mechanisch gemacht ist. Es kann jedoch auch jede Achse ihren eigenen hydraulischen oder pneumatischen Zylinder aufweisen, wobei diese Zylinder dann parallel zueinander im hydraulischen oder pneumatischen Kreis montiert sind und wobei die Grösse von jedem Zylinder gemäss der Bremskraft, die an eine bestimmte Achse anzulegen ist, gewählt wird. Es ist sogar möglich, dass die Steuerung von jeder Bremstrommel einen eigenen Zylinder umfassen kann, welcher direkt das Spreizen der Bremsbacken steuert, wobei alle die genannten Zylinder parallel geschaltet sind. Die elektrische Steuerung der Bremsvorrichtung, welche nicht Teil dieser Erfindung ist, ist lediglich in einer vereinfachten Form beschrieben und dargestellt worden. Andere Systeme, die insbesondere Steuerkasten oder geeignete Relais umfassen, können ebenfalls vorgesehen sein, vorausgesetzt, dass die erzielten Wirkungen zu den beschriebenen ähnlich sind. Desgleichen kann es in gewissen Fällen vorteilhaft sein, dass die Übertragung der Steuerbefehle zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger nicht über eine galvanische Verbindung erfolgt, sondern über eine Verbindung mittels elektromagnetischen Wellen, die sich zwischen zwei Antennen oder einem Sender und einem Empfänger ausbreiten.
• Die erfindungsgemässe Bremsvorrichtung, die elektrisch gesteuert ist und hydraulisch oder pneumatisch und mechanisch wirkt, funktioniert sehr verlässlich. Der Einfluss des Druckes auf das Bremspedal zur Wirkung der Bremse des Anhängers ist absolut proportional und in Funktion der Last einstellbar und die Bremssicherheit bei einem Kupplungsbruch ist garantiert. Diese erfindungsgemässe Bremsvorrichtung kann von anfang an an einem Anhänger ausgerüstet werden oder kann leicht nachträglich installiert werden. Die Installationskosten sind relativ gering im Vergleich zu einer konventionellen Vorrichtung. Die niedrigen Installationskosten rühren im wesentlichen von den geringen notwendigen Transformationen oder Anpassungen am Zugfahrzeug her. Insbesondere benötigen Zugfahrzeuge, die bereits für eine elektrische Bremsvorrichtung für einen Anhänger ausgerüstet sind, nur sehr wenige Anpassungen.
• Die erfindungsgemässe Bremsvorrichtung kann an allen Anhängertypen, welche von irgendwelchen Arten von Fahrzeugen gezogen werden, ohne Nutzlastbegrenzung installiert werden. Die Bremsvorrichtung kann ebensogut an Trommel bremsen, an Scheibenbremsen sowie an Systemen, die mit einem Antiblockiersystem des Typs ABS oder einem anderen System ausgerüstet sind, angebracht werden.
• Die erfindungsgemässe Bremsvorrichtung kann vorteilhafterweise mit einem Sicherheitsventil ausgerüstet sein, um ein ungewolltes manuelles Betätigen der Bremsvorrichtung zu verhindern.

Claims (13)

1. Bremsvorrichtung an einem an ein Zugfahrzeug angekoppelten Anhänger, wobei das Zugfahrzeug Mittel zum Bereitstellen eines elektrischen Bremssteuersignales aufweist und wobei der Anhänger Fluidikmittel zum Betätigen von mechanischen Bremsen aufweist, insbesondere einen Elektromotor (23), welcher Mittel (24) zum Unterdrucksetzen eines Druckspeichers (21) antreibt, wobei der letztere einen Fluidiksteuerkreis (20) speist, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidiksteuerkreis ein Druckbegrenzungsventil (26), ein Steuerventil (27) sowie ein Sicherheitsventil (28) umfasst, wobei die genannten Ventile einen Bremszylinder (29), der die Bremsen (31) des Anhängers betätigt, steuern, und wobei das elektrische Bremssteuersignal auf das Steuerventil wirkt.

2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Steuersignal proportional zur gewünschten Bremsbetätigung ist, und dass die Öffnung des Steuerventiles proportional zum elektrischen Signal ist.

3. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckregler (22), der am Druckspeicher angeordnet ist, das Einschalten des Motors, der die Mittel zum Unterdrucksetzen des Druckspeichers antreibt, steuert, sobald der Druckregler ein erstes Druckminimum feststellt.

4. Bremsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckregler einen Alarm (15), der auf dem Zugfahrzeug angeordnet ist, aus löst, wenn der Druckregler einen zweiten Druck unterhalb des ersten Druckminimums feststellt.

5. Bremsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremssteuermittel Mittel (14) zum Regeln des Signales umfassen, welche Mittel entsprechend der Ladung des Anhängers einstellbar sind.

6. Bremsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterbrechung der elektrischen Verbindung (11) zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger zum Schalten des Sicherheitsventiles führt, um auf diese Weise eine direkte Verbindung des Druckspeichers mit dem Bremszylinder herzustellen.

7. Bremsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, sdass das Sicherheitsventil manuell betätigbar (28e) ist, um die Bremsen des Anhängers zu lösen.

8. Bremsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsventil (28) eine elektrische Steuerung (28b) und eine mechanische Steuerung (28e) umfasst, wobei das Betätigen der mechanischen Steuerung durch einen in einer ersten Richtung auf sie wirkenden Flüssigkeitsdruck gehemmt ist, wenn sich die elektrische Steuerung in einem ersten Zustand befindet und wobei die Betätigung der mechanischen Steuerung durch einen in einer zweiten der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung auf sie wirkenden Flüssigkeitsdruck möglich ist, wenn sich die elektrische Steuerung in einem anderen Zustand befindet.

9. Bremsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Steuersignal ein elektromagnetisches Signal ist, das per Funk vom Zugfahrzeug zum Anhänger übermittelt wird.

10. Bremsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsen des Anhängers ebenfalls durch das Betätigen der Handbremse des Zugfahrzeuges gesteuert sind.

11. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die Bremsen beaufschlagende Zylinder mit einer Druckzunahme gesteuert ist.

12. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die Bremsen beaufschlagende Zylinder mit einer Druckabnahme gesteuert ist.

13. Bremsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie sowohl auf Trommelbremsen als auch auf Scheibenbremsen, die mit oder ohne einem Antiblockiersystem ausgerüstet sind, anwendbar ist.