DE102013106260A1

DE102013106260A1 - Elektropneumatische Bremsanlage

Info

Publication number: DE102013106260A1
Application number: DE102013106260.1A
Authority: DE
Inventors: Georg Sulzyc
Original assignee: Haldex Brake Products GmbH
Current assignee: Haldex Brake Products AB
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2014-12-18
Anticipated expiration: 2033-06-18
Also published as: DE102013106260B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektropneumatische Bremsanlage (1) für ein Nutzfahrzeug oder einen Anhänger. Hierbei erfolgt eine elektronische Steuerung der Federspeicher-Feststellbremse, indem nach manueller Vorgabe eines Feststellbrems-Betätigungswunsches elektronisch der Druck in einer Federspeicherkammer (17a, 17b) über eine Federspeicherleitung (16) gesteuert wird. Erfindungsgemäß ist die Federspeicherleitung (16) mit einer Zweigleitung (27) verbunden, welche über ein manuell betätigbares Entlüftungs- und Sperrelement (28) mit einer Entlüftung (30) verbunden ist. Kommt es zu einem Einbruch der elektrischen Leistungsversorgung, kann dennoch erfindungsgemäß durch Betätigung des Entlüftungs- und Sperrelements (28) vom Benutzer die Parkbremse betätigt werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine elektropneumatische Bremsanlage für ein Nutzfahrzeug oder einen Anhänger, wobei im Folgenden zur Vereinfachung vorrangig auf ein Nutzfahrzeug Bezug genommen wird.
STAND DER TECHNIK
Aus den Druckschriften EP 2 058 186 B1 , EP 1 188 634 B1 und DE 10 2007 053 765 B4 sind Bremsanlagen eines Anhängers bekannt, bei welchen eine elektronische Steuerung einer Betriebsbremse erfolgt, wozu insbesondere eine sogenannte EBS-Steuereinheit Einsatz findet. Mittels der EBS-Steuereinheit ist insbesondere eine Druck-Modulation für die Betätigung der Betriebsbremse möglich, womit eine Antiblockier-Regelung der Betriebsbremse erfolgen kann. Bremsanlagen eines Anhängers verfügen über einen rein pneumatischen Kreis zur Beaufschlagung der Federspeicher-Feststellbremsen, in welchem üblicherweise ein Löseventil, ein Anhängerbremsventil und ein Parkventil angeordnet sind. Das Anhängerbremsventil verfügt über eine Notbremsfunktion, welche bei Druckabfall an dem mit einem Kupplungskopf Vorrat des Anhängers verbundenen Vorratsanschluss eine Notbremsung verursacht. In einer Notbremssituation soll dabei für einen ausreichenden Druck in einem Behälter der Bremsanlage des Anhängers die Notbremswirkung unter Ausnutzung der EBS-Regelfunktion über die Betriebsbremsen erfolgen, während mit zunehmenden Druckabfall in dem Behälter ein zunehmender Anteil der Notbremskraft von den Federspeicher-Feststellbremsen übernommen wird. Beispielsweise DE 10 2007 053 765 B4 offenbart hierzu ein so genanntes Anti-Compound-Ventil, hier in Ausgestaltung als Wechselventil, über welches eine Federspeicherkammer der Federspeicher-Feststellbremse sowohl mit der Bremsleitung der Betriebsbremsen als auch dem für die Beaufschlagung der Federspeicher-Feststellbremse vorgesehenen Ausgangsanschluss des Anhängerbremsventils bzw. Parkventils verbunden ist. EP 1 188 634 B1 widmet sich der Problematik, dass bei einem Druckabfall in der Bremsanlage des Anhängers nicht unerwünscht die Federspeicher-Feststellbremsen zumindest teilweise wirksam werden sollen. Vorgeschlagen wird hier, den Druck in der Federspeicherkammer grundsätzlich über ein Rückschlagventil zu sichern. Die Wirkung des Rückschlagventils wird aufgehoben, wenn kein Druck an dem Vorratsanschluss anliegt, so dass trotz des Einsatzes des Rückschlagventils die Notbremsfunktion herbeigeführt werden kann.
Weiterhin bekannt sind elektronische Druckluftaufbereitungseinrichtungen, welche üblicherweise insbesondere über einen Druckregler, einen Lufttrockner, ein Regenerationsventil, eine über ein Rückschlagventil gesicherte Zentralleitung sowie von der Zentralleitung abzweigende Kreisleitungen mit darin angeordneten Kreisschutzventilen in vielfältigen Ausgestaltungen verfügen. Derartige elektronische Druckluftaufbereitungseinrichtungen verfügen über eine mit dem CAN des Nutzfahrzeugs verbundene Steuereinheit, welche die vorgenannten pneumatischen Bauelemente unmittelbar als direkt elektrisch angesteuerte Ventile oder mittels Vorsteuerventilen ansteuert. Über Ausgänge der Kreisleitungen können an derartige elektronische Druckluftaufbereitungseinrichtungen unterschiedliche Kreise des Nutzfahrzeugs, insbesondere zwei Betriebsbremskreise, Nebenverbraucherkreise, ein Luftfederkreis, ein Anhängerbremskreis und/oder ein Feststellbremskreis, angeschlossen werden, wobei die Verbraucherkreise mit oder ohne Vorratsbehälter ausgebildet sein können. Mittels geeigneter Steueralgorithmen der Steuereinheit können gewünschte Funktionen gewährleistet werden, insbesondere

– eine zusätzliche Ansteuerung eines so genannten Energiesparkompressors oder einer Antriebskupplung des Kompressors,
– eine Druckreglung mittels Ansteuerung des Druckreglers,
– eine Variation der Last- und Regenerationsphasen über die Ansteuerung des Regenerationsventils,
– ein gezieltes Öffnen und Schließen der Mehrkreisschutzventile, beispielsweise um erst die Druckbeaufschlagung des Feststellbremskreises zu ermöglichen, wenn die Betriebsbremskreise hinreichend aufgefüllt sind, und/oder um eine Querspeisung eines Verbraucherkreises mit oder ohne Behälter aus einem anderen Verbraucherkreis zu ermöglichen, wobei die Querspeisung zum Gewährleisten eines Mindestdrucks unterbrochen werden kann, – ein Auffüllen der Verbraucherkreise auf unterschiedliche Druckniveaus,
– eine Bildung von Gruppen von Verbraucherkreisen mit unterschiedlichen Befüll-Prioritäten und Befüllungsdrücken u. ä.

Während traditionell die Druckluftaufbereitungseinrichtung vorrangig die Befüllung und Gewährleistung der Drücke der Verbraucherkreise zum Gegenstand hatte, offenbart EP 0 831 383 B1 eine Integration einer Sicherheitsfunktion für den Feststellbremskreis in die elektronische Druckluftaufbereitungseinrichtung. Hierzu wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit der elektronischen Druckluftaufbereitungseinrichtung ein Sperrsignal erzeugt, so lange über den Betriebsbremskreisen zugeordnete Drucksensoren der elektronischen Druckluftaufbereitungseinrichtung erkannt wird, dass die Betriebsbremskreise noch nicht so weit aufgefüllt sind, dass die Federspeicher-Feststellbremse gelöst werden kann. Mittels des Sperrsignals wird dann ein dem Ausgang für den Feststellbremskreis vorgeordnetes Ventil abgesperrt, so dass selbst dann, wenn ein manuell betätigtes pneumatisches Handbremsventil in die Lösestellung überführt wird, eine Druckbeaufschlagung der Federspeicherkammer und damit ein Lösen der Federspeicher-Feststellbremse nicht möglich ist. Erst mit Überschreiten eines Drucks für eine Mindestverzögerung in den Betriebsbremskreisen wird das Sperrsignal beseitigt, womit das Ventil eine Durchlassstellung einnehmen kann und dann bei entsprechender manueller Betätigung des Handbremsventils die Federspeicher-Feststellbremse gelöst werden kann. Eine alternative Ausgestaltung aus EP 0 831 383 B1 schlägt vor, das Sperrsignal der elektronischen Druckluftaufbereitungseinrichtung einem Ventil zuzuführen, welches nicht in die elektronische Druckluftaufbereitungseinrichtung integriert ist, sondern zwischen einen Vorratsbehälter des Feststellbremskreises und dem manuell betätigten pneumatischen Handbremsventil zwischengeordnet ist.
Bei derartigen elektronischen Druckluftaufbereitungseinrichtungen ist das manuell betätigte pneumatische Handbremsventil in der Fahrerkabine angeordnet, wozu erforderlich ist, dass pneumatische Leitungen in die Fahrerkabine geführt sind und von dem Handbremsventil zu den Federspeicher-Feststellbremsen geführt sind. DE 602 08 804 T2 schlägt eine elektronische Steuerung des Feststellbremskreises vor, für welche lediglich ein elektronisches Betätigungsorgan wie ein Schalter in der Fahrerkabine angeordnet werden muss. Die in diesem Fall modular ausgestaltete elektronische Druckluftaufbereitungseinrichtung verfügt über ein Feststellbremsmodul, über welches eine elektronische Steuerung der Federspeicher-Feststellbremse ermöglich ist. Ein Ausgang dieses Moduls der elektronischen Druckluftaufbereitungseinrichtung, welcher unmittelbar mit der Federspeicher-Feststellbremse (ohne Zwischenschaltung eines Handbremsventils) verbunden ist, wird je nach Stellung eines be- und entlüftenden Ventils nach Maßgabe der Steuerung durch die Steuereinheit der Druckluftaufbereitungseinrichtung be- und entlüftet, womit das Aktivieren und Deaktivieren der Federspeicher-Feststellbremse mittels geeigneter Steueralgorithmen möglich ist.
Auch EP 1 464 557 B2 offenbart eine elektronische Druckluftaufbereitungseinrichtung, in welche die Steuerung und die Steuerventile zum Be- und Entlüften eines Ausgangs, welcher unmittelbar mit der Federspeicherkammer der Federspeicher-Feststellbremsen gekoppelt ist, integriert sind. Hierbei offenbart EP 1 464 557 B2 eine elektromagnetische Vorsteuerung der für die Be- und Entlüftung verantwortlichen Ventile. Neben der direkten Verbindung des Ausgangs der Druckluftaufbereitungseinrichtung mit der Federspeicherkammer offenbart EP 1 464 557 B2 auch die Beaufschlagung der Federspeicherkammer über ein außerhalb der Druckluftaufbereitungseinrichtung angeordnetes Relaisventil, von welchem der Steuereingang über die genannten Be- und Entlüftungsventile angesteuert wird, während die Druckluftversorgung des Relaisventils ebenfalls über die Druckluftaufbereitungseinrichtung erfolgt. Für die in EP 1 464 557 B2 dargestellten Ausführungsbeispiele hat ein Einbruch der elektrischen Leistungsversorgung der elektronischen Druckluftaufbereitungseinrichtung zur Folge, dass der der Federspeicher-Feststellbremse zugeordnete Ausgang bzw. der Steuerausgang für das Relaisventil entlüftet wird, womit automatisch die Betätigung der Federspeicher-Feststellbremsen erfolgt.
Hingegen offenbart EP 1 785 325 B2 eine Ausführungsform einer elektronischen Druckluftaufbereitungseinrichtung, bei welcher ein Einbruch der elektrischen Leistungsversorgung zur Folge hat, dass ein vor diesem Einbruch eingenommener Betriebszustand der Federspeicher-Feststellbremsen beibehalten wird. Eine Veränderung des Betriebszustands der Federspeicher-Feststellbremsen erfordert hier zwingend das Vorliegen der elektrischen Leistungsversorgung. Gemäß EP 1 785 325 B2 kann über die elektronische Druckluftaufbereitungseinrichtung auch eine so genannte Prüfstellung ermöglicht werden, in welcher die Federspeicher-Feststellbremsen eines Zugfahrzeugs betätigt werden, während die Bremsen des Anhängers nicht betätigt werden. Gesetzlich vorgeschrieben ist, dass in der Prüfstellung gewährleistet sein muss, dass die Federspeicher-Feststellbremsen des Zugfahrzeugs allein in der Lage sind, den aus dem Zugfahrzeug und dem Anhänger gebildeten Lastzug gebremst zu halten.
Auch DE 10 2010 021 911 B4 offenbart eine elektronische Steuerung einer Federspeicher-Feststellbremse, bei welcher der Einbruch der elektrischen Leistungsversorgung zur Folge hat, dass ein eingenommener Betriebszustand der Federspeicher-Feststellbremsen beibehalten wird.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Bremsanlage eines Nutzfahrzeugs oder Anhängers im Hinblick auf das Verhalten oder Eingriffsmöglichkeiten im Fall eines Einbruchs der elektrischen Leistungsversorgung zu verbessern.
LÖSUNG
Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung beruht insbesondere auf der Erkenntnis, dass für die eingangs erläuterten elektronisch gesteuerten Federspeicher-Feststellbremsen entweder bei einem Einbruch der elektrischen Leistungsversorgung die Federspeicher-Feststellbremse betätigt wird, was beispielsweise zu blockierenden Fahrzeugrädern führt, wenn der Einbruch der Leistungsversorgung während der Fahrt erfolgt, oder eine vor dem Einbruch der elektrischen Leistungsversorgung eingenommene Betriebsstellung der Federspeicher-Feststellbremsen beibehalten wird, womit dann ohne elektrische Leistungsversorgung keine Änderung der Betriebsstellung, insbesondere eine gezielte Betätigung der Federspeicher-Feststellbremsen, insbesondere in einer Parkposition, möglich ist.
Während grundsätzlich der Fachmann u. U. dieser technischen Problemstellung allenfalls begegnen würde durch Einsatz einer redundanten elektrischen Leistungsversorgung, so dass bei Einbruch der Leistungsversorgung eines Leistungsversorgung-Hauptsystems zumindest noch ein Leistungsversorgung-Notsystem für eine Not-Leistungsversorgung zumindest in eingeschränktem Umfang für eine Betätigung der Federspeicher-Feststellbremsen genutzt werden könnte, beruht die Erfindung auf einem einfachen, aber dennoch zuverlässigen Vorschlag zur Ermöglichung einer Betätigung der Federspeicher-Feststellbremsen auch bei Ausfall einer elektrischen Leistungsversorgung:
Die Erfindung schlägt für die elektropneumatische Bremsanlage des Nutzfahrzeugs oder Anhängers vor, dass eine elektronische Steuerung vorhanden ist, welche (bei vorhandener Leistungsversorgung) nach manueller Vorgabe eines Feststellbrems-Betätigungswunschs, beispielsweise bei Betätigung eines Schalters durch den Fahrer in der Fahrerkabine, elektronisch den Druck in einer Federspeicherkammer (mindestens) einer Federspeicher-Feststellbremse steuert. Diese Steuerung erfolgt über eine Federspeicherleitung. Möglich ist, dass diese Federspeicherleitung unmittelbar mit mindestens einer Federspeicherkammer verbunden ist. Somit kann die Federspeicherleitung als reine einfache oder verzweigte (Rohr-) Leitungsverbindung, ggf. mit Drosseln oder weiteren pneumatischen Bauelementen, welche die unmittelbare pneumatische Verbindung nicht unterbrechen, ausgebildet sein. Ebenfalls möglich ist aber, dass die Federspeicherleitung eine pneumatische (Vor-) Steuerleitung ist, welche über ein pneumatisch gesteuertes Ventil, insbesondere ein Relaisventil, ein Schnellentlüftungsventil oder ein anderweitiges Ventil, den Druck in mindestens einer Federspeicherkammer steuert. Erfindungsgemäß ist der Federspeicherbremskreis aber nicht ausschließlich mit den für die elektronische Steuerung erforderlichen pneumatischen Leitungen ausgestattet. Vielmehr wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Federspeicherleitung mit einer Zweigleitung verbunden ist.
Die erfindungsgemäß eingesetzte Zweigleitung ist über ein manuell betätigbares Entlüftungsund Sperrelement mit einer Entlüftung, also einem Auslass in die Umgebung, verbunden. Kommt es zu einem Ausfall der elektrischen Leistungsversorgung und damit zu einem Ausfall der elektronischen Steuerung, so wäre ohne die erfindungsgemäße Maßnahme eine manuelle Vorgabe eines Feststellbrems-Betätigungswunsches, also die manuelle Herbeiführung einer Parkstellung der Federspeicher-Feststellbremsen, nicht mehr möglich, da der elektronische Steuerkreis für die Federspeicher-Feststellbremse nicht mehr arbeitsfähig ist. Hingegen kann für die erfindungsgemäße Ausgestaltung ein Bediener das manuell betätigbare Entlüftungs- und Sperrelement in die Entlüftungsstellung überführen, womit dann die Federspeicherleitung über das Entlüftungs- und Sperrelement und die Entlüftung entlüftet wird. Dies hat die unmittelbare Entlüftung der Federspeicherkammern über das Entlüftungs- und Sperrelement und die Entlüftung zur Folge oder für den Fall des Einsatzes der Federspeicherleitung als pneumatische Steuerleitung die Entlüftung dieser Steuerleitung über das Entlüftungs- und Sperrelement und die Entlüftung zur Folge, womit dann die eigentliche Entlüftung der Federspeicherkammer über das pneumatisch gesteuerte Ventil, Relaisventil oder Schnellentlüftungsventil erfolgt. In jedem Fall werden auf diese Weise die Federspeicher-Feststellbremsen aktiviert. Dies kann u. U. auch unabhängig davon erfolgen, welche Ventilstellung die an der elektronischen Steuerung der Federspeicher-Feststellbremse beteiligten Ventilelemente einnehmen, wodurch der Gestaltungsspielraum auch für diese Ventilelemente und die Steuerungsphilosophie durch erweitert werden können.
Je nach Gestaltung der Zweigleitung können das Entlüftungs- und Sperrelement und die zugeordnete Entlüftung an beliebiger Stelle in dem Nutzfahrzeug oder Anhänger angeordnet sein, beispielsweise beabstandet von den Federspeicher-Feststellbremsen, beabstandet von den elektropneumatischen Bauelementen zur elektropneumatischen Steuerung der Federspeicher-Feststellbremsen, beabstandet von einer Druckluftaufbereitungseinrichtung und/oder beabstandet von einer EBS-Steuereinheit.
Grundsätzlich kann die manuelle Betätigung des Entlüftungs- und Sperrelements auf beliebige Weise erfolgen. Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird das Entlüftungsund Sperrelement mechanisch betätigt. Hierzu kann das Entlüftungs- oder Sperrelement über ein Betätigungselement unmittelbar und mechanisch betätigbar sein.
Während das Betätigungselement grundsätzlich an beliebiger Stelle im Fahrzeug angeordnet sein kann, schlägt eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass das Betätigungselement an der Außenseite des Nutzfahrzeugs oder Anhängers angeordnet ist, wo dieses auf einfache Weise zugänglich ist. Möglich ist auch, dass das Betätigungselement in der Fahrerkabine angeordnet ist, so dass unter Umständen der Fahrer für die Aktivierung der Federspeicher-Feststellbremsen die Fahrerkabine erst gar nicht verlassen muss.
Für einen Vorschlag der Erfindung betätigt das Betätigungselement unmittelbar mechanisch das Entlüftungs- und Sperrelement. Um lediglich ein nicht beschränkendes Beispiel zu nennen, kann das Betätigungselement als Betätigungsknopf, als Betätigungsstößel, Betätigungsschieber oder Betätigungs-Drehhebel ausgebildet sein, über welchen ein das Entlüftungs- und Sperrelement bildendes Ventil, welches bspw. als Sitzventil oder Schieberventil ausgebildet sein kann, unmittelbar von einer Ventilstellung in eine andere Ventilstellung, insbesondere von einer Sperrstellung in eine Entlüftungsstellung (und umgekehrt), überführt werden kann.
In einer anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung erfolgt über das Betätigungselement nicht die unmittelbare oder direkte Betätigung des Entlüftungs- und Sperrelements. Vielmehr ist hier zwischen das Entlüftungs- und Sperrelement und das Betätigungselement ein mechanischer Übertragungsmechanismus zwischengeschaltet. Beispielsweise kann es sich hierbei um einen Seilzug, ein Betätigungsgestänge u. ä. handeln. Ein derartiger mechanischer Übertragungsmechanismus kann auch genutzt werden, wenn die elektrische Leistungsversorgung nicht vorhanden ist. Andererseits kann durch den Einsatz des mechanischen Übertragungsmechanismus der Betätigungsort für den Bediener gegenüber dem Einbauort des Entlüftungs- und Sperrelements verlagert werden, beispielsweise um das Betätigungselement besonders gut zugänglich zu machen. Ebenfalls möglich ist, dass der mechanische Übertragungsmechanismus die Betätigungskinematik, die Betätigungskräfte, die Betätigungswege und die Feinfühligkeit der Betätigung beeinflusst. Schließlich kann der mechanische Übertragungsmechanismus weitere Funktionen übernehmen, beispielsweise eine Verriegelung oder Rastierung in einer Stellung des Entlüftungs- und Sperrelements.
Grundsätzlich gibt es vielfältige Möglichkeiten für die Ausbildung des Entlüftungs- und Sperrelements, sofern dieses für Vorliegen der elektrischen Leistungsversorgung das Absperren der Zweigleitung gewährleistet und bei Einbruch der elektrischen Leistungsversorgung eine manuelle Herbeiführung einer Entlüftungsstellung ermöglicht. Um lediglich einige nicht beschränkende Beispiele zu nennen, kann das Entlüftungs- und Sperrelement als ein Verschlusselement der Entlüftung, als Stopfen oder als Dicht- und Verschlussschraube ausgebildet sein. Auch möglich ist, dass das Entlüftungs- und Sperrelement mit einer Sollbruchstelle ausgestattet ist, deren Betätigung mit Herbeiführung eines Bruchs die "Entlüftungsstellung" zur Folge hat, oder das Entlüftungs- und Sperrelement kann als Kippventil oder manuell in eine Entlüftungs- und Öffnungsstellung überführbares Rückschlagventil ausgebildet sein. Für eine besondere Ausgestaltung der Erfindung ist das Entlüftungs- und Sperrelement als manuell betätigbares 2/2-Wegeventil ausgebildet, welches eine Sperrstellung sowie eine Entlüftungsstellung besitzt. Hierbei kann das 2/2-Wegeventil als Sitzventil oder als Schieberventil ausgebildet sein, wobei bspw. eine drückende und ziehende Betätigung oder eine verschwenkende Betätigung möglich sein kann.
Grundsätzlich möglich ist, dass jede Federspeicherkammer oder jede der jeweiligen Federspeicherkammer zugeordnete Federspeicherleitungen eine zugeordnete Zweigleitung mit Entlüftungs- und Sperrelement besitzt, womit dann unter Umständen die Federspeicherkammern durch Betätigung des jeweiligen Entlüftungs- und Sperrelements einzeln entlüftet werden können. Eine Verringerung des Leitungsaufwands für die Zweigleitung und eine vereinfachte gemeinsame Betätigung der Federspeicher-Feststellbremsen kann gemäß einem Vorschlag der Erfindung herbeigeführt werden, wenn die Zweigleitung von einer gemeinsamen Federspeicherleitung für mehrere (oder sämtliche) Federspeicherkammern abzweigt. In diesem Fall können die mehreren Federspeicherkammern gemeinsam über die gemeinsame Federspeicherleitung und die hiervon abzweigende Zweigleitung und ein einziges Entlüftungs- und Sperrelement entlüftet werden, womit die Federspeicher-Feststellbremsen gemeinsam betätigt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine elektronische Luftaufbereitungseinrichtung vorhanden. Diese kann beispielsweise wie eingangs erläutert ausgebildet sein, heutigen so genannten "E-APU" entsprechen, ein Mehrkreisschutzventil beinhalten, einen Lufttrockner beinhalten, eine Druckregelung gewährleisten, eine Kompressorsteuerung gewährleisten, eine Regenerationssteuerung gewährleisten, die bevorzugte Befüllung der Kreise in Schubphasen des Fahrzeugs gewährleisten, Drucksensoren zur Erfassung des Drucks in den Verbraucherkreisen umfassen, eine Kupplungssteuerung beinhalten, mit weiteren Steuereinheiten über CAN verbunden sein, modular aufgebaut sein, die Funktionalitäten wie die Befüllung in unterschiedlichen Gruppen und/oder die Ermöglichung einer Querspeisung von einem Verbraucherkreis in einen anderen Verbraucherkreis gewährleisten u. ä., wozu ergänzend auf den Stand der Technik zu Druckluftaufbereitungseinrichtungen mit Mehrkreisschutzventilen verwiesen wird. Für eine erfindungsgemäße Ausgestaltung erfüllt die Steuereinheit der elektronischen Luftaufbereitungseinrichtung eine weitere Funktion, indem diese elektronisch den Druck in (mindestens) einer Federspeicherkammer einer Federspeicher-Feststellbremse steuert. Hierbei kann die Steuerung über elektromagnetische Ventile erfolgen, welche in die elektronische Luftaufbereitungseinrichtung integriert sein können (vgl. bspw. DE 602 08 804 T2 oder EP 1 464 557 B2 ) oder die Steuereinheit steuert über mindestens eine Steuerleitung externe Magnetventile an, die den Druck in mindestens einer Federspeicherkammer einer Federspeicher-Feststellbremse steuern.
Möglich ist, dass neben der Steuereinheit einer elektronischen Luftaufbereitungseinrichtung eine Handbrems-Steuereinheit vorhanden ist, welche allein, vorrangig oder auch dem Zweck dient, das Signal eines Betätigungselements, insbesondere eines Handbremsschalters in der Fahrerkabine, zu verarbeiten. Gemäß diesem Vorschlag der Erfindung kommuniziert die Handbrems-Steuereinheit mit der Steuereinheit der elektronischen Luftaufbereitungseinrichtung, insbesondere mit einer Aufbereitung und Übertragung des empfangenen Feststellbrems-Betätigungswunsches.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Federspeicherkammer über ein Überlastschutzventil, insbesondere ein Anti-Compound-Ventil, ein Additions-Verhinderungs-Relais, ein Wechselventil o. ä., mit Druckluft versorgt. Die Betriebsstellung des Überlastschutzventils ist dabei sowohl von einem elektronisch gesteuerten Feststellbremsdruck als auch von einem elektronisch gesteuerten Betriebsbremsdruck abhängig.
Für eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist zur manuellen Vorgabe eines Feststellbrems-Betätigungswunsches ein manuell betätigtes elektronisches Betätigungs- oder Wählelement vorgesehen. Hierbei handelt es sich bei dem Betätigungselement beispielsweise um einen Wählschalter, einen Wählknopf oder einen Wählhebel. Dieses elektronische Betätigungselement wandelt die manuelle Vorgabe des Benutzers um in ein elektrisches Signal, welches dann einer der genannten Steuereinheiten zugeführt werden kann. Die Steuereinheit bestimmt dann in Abhängigkeit des Feststellbrems-Betätigungswunsches das Steuersignal für Magnetventile, welches dann entsprechend dem Feststellbrems-Betätigungswunsch die Magnetventile des Feststellbremskreises ansteuert.
Ist, unter Umständen auch für große Entfernungen zwischen der Federspeicherkammer und einem Betätigungsort eines Betätigungselements für das Entlüftungs- und Sperrelement, eine schnelle Entlüftung der Federspeicherkammern ohne zu große Drosselwirkung und hierdurch bedingte kleine Entlüftungsströme gewünscht, schlägt die Erfindung vor, dass zwischen der Zweigleitung und der Federspeicherkammer ein Schnelllöseventil angeordnet ist. Die Aktivierung der Schnelllösefunktion des Schnelllöseventils kann dann über die Zweigleitung und das Entlüftungs- und Sperrelement erfolgen. Das Schnelllöseventil kann hierbei unmittelbar benachbart beispielsweise einer Achse mit den Federspeicher-Feststellbremsen oder zentral zwischen mehreren Federspeicher-Feststellbremsen angeordnet werden, während die Zweigleitung dann zu einem geeigneten Betätigungsort für das Betätigungselement des Entlüftungs- und Sperrelements geführt sein kann.
Es versteht sich, dass die genannten pneumatischen, elektrischen, elektronischen und elektropneumatischen Bauelemente als singuläre Bauelemente, als miteinander verbindbare Module oder als Baueinheit ausgebildet sein können. Hierbei ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine beliebige Zusammenfassung von Bauelementen in singulären Einheiten oder zu Modulen möglich. Für eine weitere erfindungsgemäße elektropneumatische Bremsanlage ist/sind das Entlüftungs- und Sperrelement und/oder die Entlüftung in eine oder die elektronische Luftaufbereitungseinrichtung integriert, wodurch sich eine besonders kompakte Ausgestaltung ergibt.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung widmet sich der zuverlässigen Gewährleistung, dass im normalen Betriebszustand, also mit vorliegender Leistungsversorgung, durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen eine Beeinträchtigung der Grundfunktion gegeben ist. Für diese Ausgestaltung besitzt das Entlüftungs- und Sperrelement eine stabile Sperrstellung, so dass diese ohne Vorliegen einer manuellen Betätigung und im normalen Fahrbetrieb beibehalten wird.
Möglich ist auch, dass die stabile Sperrstellung über eine Sicherungseinrichtung gesichert sein. Hierbei sind beliebige Sicherungseinrichtungen möglich. Beispielsweise kann es sich bei der Sicherungseinrichtung um eine Rasteinrichtung handeln, für welche die stabile Sperrstellung lediglich nach Applikation einer Betätigungskraft verlassen wird, die größer ist als eine durch die Rasteinrichtung vorgegebene Schwellkraft. Ebenfalls möglich ist, dass eine Verriegelung durch eine Verriegelungseinrichtung in der stabilen Sperrstellung erfolgt. Erst mit Beseitigung eines Verriegelungselements aus der Verriegelungsstellung kann dann manuell das Entlüftungs- und Sperrelement von der Sperrstellung in die Entlüftungsstellung überführt werden. Beispielsweise kann das Entriegeln der Verriegelungseinrichtung erfordern, dass ein Verriegelungselement unabhängig von einem Betätigungselement des Entlüftungs- und Sperrelements aus einer Verriegelungsstellung bewegt wird. Um lediglich einige nicht beschränkende Beispiele zu nennen, kann ein derartiges Verriegelungselement ein Sicherungsstift, ein Sperrzahn o. ä. sein. Möglich ist auch, dass über eine Verriegelungseinrichtung, ein Schloss o. ä. gänzlich unterbunden ist, dass nicht befugte Dritte eine manuelle Betätigung des Entlüftungs- und Sperrelements vornehmen.
Von besonderem Vorteil ist unter Umständen eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, für die die Sicherungseinrichtung bei einem Einbruch der elektronischen Leistungsversorgung automatisch eine nicht gesicherte Betriebsstellung einnimmt, so dass bei vorliegender elektrischer Leistungsversorgung eine Veränderung der Betriebsstellung nicht oder nur erschwert möglich ist, während mit Einbruch der elektrischen Leistungsversorgung die Veränderung der Betriebsstellung des Entlüftungs- und Sperrelements von der Sperrstellung in die Entlüftungsstellung möglich oder vereinfacht ist.
Problematisch kann unter Umständen sein, wenn nach einem Einbruch der elektrischen Leistungsversorgung und der Betätigung der Federspeicher-Feststellbremse durch Entlüftung der Zweigleitung mit Betätigung des Entlüftungs- und Sperrelements in die Entlüftungsstellung der Fahrbetrieb aufgenommen wird, ohne dass das Entlüftungs- und Sperrelement wieder in die Sperrstellung überführt wird. Dies hätte (unabhängig von der elektronischen Steuerung der Beaufschlagung der Federspeicher-Feststellbremse) eine weitere Entlüftung der Federspeicher-Feststellbremse zur Folge, so dass der Fahrbetrieb mit blockierten Federspeicher-Feststellbremsen erfolgen würde. Um dies zu vermeiden, schlägt die Erfindung folgende alternative oder kumulative Maßnahmen vor:

– Möglich ist, dass das Entlüftungs- und Sperrelement einen Betriebsstellungssensor besitzt, welcher die Betriebsstellung des Entlüftungs- und Sperrelements erfasst, womit automatisch auf Grundlage einer elektronischen Verarbeitung des Ausgangssignals des Betriebsstellungssensors erkannt werden kann, wenn die elektronische Leistungsversorgung (wieder) vorhanden ist, aber das Entlüftungs- und Sperrelement noch in seiner Entlüftungsstellung ist. Das Ausgangssignal des Betriebsstellungssensors kann einer Steuereinheit zugeführt werden, mittels welcher geeignete Maßnahmen ergriffen werden können. Beispielsweise kann ein Losfahren des Fahrzeugs unterbunden werden, bis das Entlüftungs- und Sperrelement wieder in die Sperrstellung überführt ist. Ebenfalls möglich ist, dass in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal (über eine Steuereinheit) eine Signaleinrichtung für den Bediener oder Fahrer angesteuert wird, um dem Fahrer, insbesondere mit einer Signalleuchte u. ä., zu signalisieren, dass das Entlüftungs- und Sperrelement noch in seiner Entlüftungsstellung ist.
– Ebenfalls möglich ist, dass das Entlüftungs- und Sperrelement einen Aktor besitzt. Beispielsweise kann das Entlüftungs- und Sperrelement als Elektromagnetventil ausgebildet sein. Über den Aktor kann gewährleistet werden, dass mit Vorliegen der elektrischen Leistungsversorgung das Entlüftungs- und Sperrelement automatisch in die Sperrstellung überführt wird, wodurch die Steuerung der Federspeicher-Feststellbremse über den elektro-pneumatischen Leitungszweig wieder wunschgemäß ermöglicht ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben. 1 bis 7 zeigen schematisch unterschiedliche Ausgestaltungen erfindungsgemäßer elektronischer Bremsanlagen.
FIGURENBESCHREIBUNG
Während pneumatische Leitungsverbindungen in den Figuren mit durchgezogenen Linien dargestellt sind, symbolisieren strichpunktierte Linien elektrische Leitungsverbindungen.
1 zeigt schematisch eine elektronische Bremsanlage 1, welche grundsätzlich mit einem elektronischen Betriebsbremskreis 2 sowie einem elektronischen Feststellbremskreis 3 gebildet ist.
In den Figuren ist der elektronische Betriebsbremskreis lediglich teilweise dargestellt. Eine Versorgungsleitung 4 ist in nicht dargestellter Weise mit einem Behälter des Betriebsbremskreises verbunden und dient der Druckluftversorgung eines Relaisventils 5. Das Relaisventil 5 verfügt über einen pneumatischen Steuereingang 6. Der pneumatische Steuereingang 6 wird auf in 1 nicht dargestellte Weise von einer ABS- oder EBS-Steuereinheit mit einem geeigneten Bremssteuerdruck beaufschlagt, was zur Folge hat, dass das Relaisventil 5 an Ausgängen 7a, 7b einen entsprechenden Betriebsbremsdruck aussteuert, welcher Betriebsbremskammern 8a, 8b zugeführt wird. Das Relaisventil 5 steht über eine Leitung 9 in elektrischer Verbindung mit einer Steuereinheit 10, bei welcher es sich um eine beliebige Steuereinheit, beispielsweise eine Getriebe-Steuereinheit, eine Fahrzeug-Steuereinheit, eine Handbrems-Steuereinheit u. ä. handeln kann. Über die Leitung 9 kann der Steuereinheit 10 ein erfasster Betriebszustand des Relaisventils 5 zugeführt werden. Ebenfalls möglich ist, dass über die Leitung 9 ein Steuersignal von der Steuereinheit 10 zu dem Relaisventil 5 übertragen wird, welches dann in dem Relaisventil 5 ergänzend zu der Ansteuerung über den Steuereingang 6 Berücksichtigung finden kann. Eine Druckbeaufschlagung der Betriebsbremskammern 8 über das Relaisventil 5 hat die Erzeugung einer Betriebsbremskraft zur Folge.
Der elektronische Feststellbremskreis 3 ist mit einem Betätigungselement 11, hier einem Wählhebel 12, gebildet. Das Betätigungselement 11 wird manuell von dem Benutzer, insbesondere dem Fahrer betätigt, wenn dieser einen Feststellbrems-Betätigungswunsch hat, bei welchem es sich um die Anforderung des vollständigen Lösens der Federspeicher-Feststellbremsen, die Anforderung des vollständigen Aktivierens der Federspeicher-Feststellbremsen oder auch des stufenlosen oder in Stufen möglichen teilweisen Lösens der Federspeicher-Feststellbremsen handeln kann. Das Betätigungselement 11 erzeugt je nach manuell vorgegebenem Feststellbrems-Betätigungswunsch ein elektrisches Betätigungssignal, welches über eine elektrische Leitung 13 einer Steuereinheit 14 zugeführt wird. Die Steuereinheit 14 steuert ein Feststellbrems-Modul 15 an, in welchem direkt elektrisch gesteuerte Ventile oder elektrisch vorgesteuerte Ventile eine vollständige Belüftung, eine vollständige Entlüftung oder eine teilweise stufenlose Entlüftung oder teilweise Entlüftung in Stufen und/oder ein Absperren einer gemeinsamen Federspeicherleitung 16 für mehrere Federspeicherkammern 17a, 17b herbeiführen, was nach Maßgabe des Betätigungselements und/oder automatisert auf Grundlage eines Steueralgorithmus erfolgen kann. Eine Entlüftung der Federspeicherkammern 17a, 17b hat die Betätigung der Federspeicher-Feststellbremsen zur Folge, während die Belüftung der Federspeicherkammern 17a, 17b das Lösen der Federspeicher-Feststellbremsen zur Folge hat. An einer Verzweigung 18 verzweigt die Federspeicherleitung 16 über Versorgungsteilleitungen 19a, 19b zu den Federspeichern 17a, 17b. Letztendlich kann in dem elektronischen Feststellbremskreis 3 über die manuelle Betätigung des Betätigungselements 11, die Steuerung durch die Steuereinheit 14, die Vorgabe der Betriebsstellung der Ventile des Feststellbrems-Moduls 15 durch die Steuereinheit 14 und den Druck in der Federspeicherleitung 16 die Beaufschlagung der Federspeicherkammern 17a, 17b gesteuert werden, womit die Feststellbremskraft (hier direkt elektropneumatisch ohne Wirkung der Federspeicherleitung auf ein Schnellentlüftungsventil, Relaisventil u. ä.) gesteuert werden kann.
Ohne dass dies zwingend erforderlich ist, sind gemäß 1 die Steuereinheit 14 und das Feststellbrems-Modul 15 integraler oder modularer Bestandteil einer elektronischen Druckluftaufbereitungseinrichtung 20, welche multifunktional ausgebildet ist, indem diese Funktionen des elektronischen Feststellbremskreises 3 übernimmt und andererseits die ansonsten üblichen Funktionen der Druckluftaufbereitungseinrichtungen übernimmt, vgl. die Bauelemente und Funktionen der Druckluftaufbereitungseinrichtungen des eingangs angeführten Standes der Technik. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel wird der Druckluftaufbereitungseinrichtung 20 über einen Versorgungsanschluss 21 Druckluft von einem Kompressor 22 zugeführt, welche dann (mit der Steuerung der Reihenfolge der Befüllung, der Drucksicherung, der Druckreglung, der Ermöglichung eines Regenerationsbetriebs, der Ermöglichung einer Querspeisung u. ä.) den unterschiedlichen Verbraucherkreisen 23a–23f zugeführt wird, in denen Behälter 24 angeordnet sein können. Hierbei ist einer der Verbraucherkreise 23a–23e mit dem elektronischen Betriebsbremskreis 2 gebildet, während ein anderer Verbraucherkreis mit dem elektronischen Feststellbremskreis 3 gebildet ist. Die beiden Steuereinheiten 14 sind über eine Leitung 25 miteinander verbunden, wobei es sich hierbei auch um ein Bussystem oder CAN handeln kann.
Von der Federspeicherleitung 16 zweigt bei einer oder der Verzweigung 18 eine Zweigleitung 27 ab. Die Zweigleitung 27 ist ohne weitere Verzweigungen über ein Entlüftungs- und Sperrelement 28, hier in Ausbildung als 2/2-Wegeventil 29, mit einer Entlüftung 30 verbunden. Das 2/2-Wegeventil 29 kann multistabil ausgebildet sein, so dass dieses ohne Betätigung seines Betätigungselements 31 eine einmal eingenommene Betriebsstellung beibehält. Ebenfalls möglich ist, dass das 2/2-Wegeventil 29 federbeaufschlagt die Sperrstellung einnimmt, während dieses durch manuelle Betätigung in seine Entlüftungsstellung gebracht werden kann. Befindet sich das Entlüftungs- und Sperrelement 28 wie in 1 dargestellt in seiner Sperrstellung, ist die Zweigleitung 27 gegenüber der Entlüftung 30 abgesperrt. Für diesen Betriebszustand erfolgt die Beaufschlagung und Entlüftung der Federspeicherkammern 17a, 17b ausschließlich über den elektropneumatischen Feststellbremskreis 3, hier über das Feststellbrems-Modul 15, die Steuereinheit 14 und das Betätigungselement 11, wobei ergänzende zusätzliche Eingriffsmöglichkeiten bestehen können, beispielsweise über die Steuereinheit 10.
Wird hingegen das Entlüftungs- und Sperrelement 28 in die in 1 nicht wirksame Entlüftungs- oder Durchlassstellung überführt, hat dies eine Entlüftung der Federspeicherkammern 17a, 17b über die Versorgungs-Teilleitungen 19a, 19b, die Verzweigung 18 und die Zweigleitung 27 zur Folge. Unabhängig von den Ventilstellungen der Ventile des Feststellbrems-Moduls 15 erfolgt somit in der Entlüftungsstellung des Entlüftungs- und Sperrelements 28 die Aktivierung der Federspeicher-Feststellbremsen.
Im Rahmen der Erfindung können die Betriebsbremsen mit den Betriebsbremskammern 8a, 8b einerseits und die Federspeicher-Feststellbremsen mit den Federspeicherkammern 17a, 17b andererseits separat ausgebildet sein. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel sind die Federspeicher-Feststellbremsen und Betriebsbremsen in Kombi-Bremszylinder 32a, 32b integriert. Von diesen Kombi-Bremszylindern sind in 1 lediglich zwei Kombi-Bremszylinder 32a, 32b dargestellt, die beispielsweise einer Achse zugeordnet sind. Es versteht sich, dass über weitere Verzweigungen der Federspeicherleitung 16 und weitere Leitungen von dem Relaisventil 5 weitere Betriebsbremskammern und/oder Federspeicherkammern druckbeaufschlagt werden können. Wie dem Fachmann an sich bekannt ist, können auch Achsen nur mit Betriebsbremsen und/oder nur mit Federspeicher-Feststellbremsen ausgestattet sein, wobei auch eine Druckbeaufschlagung in mehreren Kreisen möglich ist.
In den folgenden Fig. werden für entsprechende Bauelemente dieselben Bezugszeichen verwendet wie in 1. Grundsätzlich entspricht die Ausgestaltung gemäß 2 bis auf Weiteres dem Ausführungsbeispiel gemäß 1. Gemäß 2 ist das Betätigungselement 11 elektrisch redundant über zwei alternative und von einander unabhängige elektrische Leitungszweige mit der Steuereinheit 14 der Druckluftaufbereitungseinrichtung 20 verbunden, nämlich einerseits direkt über die Leitung 13 und andererseits über eine Leitung 33 mit der Steuereinheit 10, welche hier als Handbrems-Steuereinheit 34 ausgebildet ist, sowie eine Leitung 35. Die Handbrems-Steuereinheit 34 kann über weitere Leitungen oder ein CAN 26 mit weiteren Signalgebern, Schaltern, Steuereinheiten u. ä. verbunden sein. Ein weiterer Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 besteht in 2 darin, dass der Ausgang des Feststellbrems-Moduls 15 der Druckluftaufbereitungseinrichtung 20 nicht unmittelbar über die Federspeicherleitung 16 die Federspeicherkammern 17 speist. Vielmehr ist dieser Ausgang 36 des Feststellbrems-Moduls 15 über die Federspeicherleitung 16 mit einem Steuereingang 37 eines Überlastschutzventils 38 verbunden. Ein weiterer Steuereingang 39 des Überlastschutzventils 38 wird mit dem Betriebsbremsdruck des elektronischen Betriebsbremskreises 2 beaufschlagt. Das Überlastschutzventil 38 verfügt über eine Entlüftung sowie einen Versorgungsanschluss, der insbesondere mit einem nicht dargestellten Behälter verbunden ist. Das Überlastschutzventil 38 gewährleistet eine Vermeidung einer Überbeanspruchung der Betriebsbremse durch gleichzeitige Entlüftung der Federspeicherkammer 17 und Belüftung der Federspeicherkammer 17. Das Überlastschutzventil 38 kann auch eine integrierte Relaisfunktion beinhalten, welche in der ausgangsseitigen Versorgungsleitung 19 eine Druck erzeugt, welcher durch den Druck an den Steueranschlüssen 37, 39 gesteuert wird.
Gemäß 2 ist eine abweichende Ausgestaltung des Entlüftungs- und Sperrelements 28 gewählt. Hier ist das Entlüftungs- und Sperrelement mit einer Sicherungseinrichtung 40 gebildet, die als Rastiereinrichtung 41 ausgebildet ist. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel wirkt das Betätigungselement 31 auf einen Schaft eines Schiebers ein, über welchen ein Ventilelement manuell in unterschiedliche Ventilstellungen bewegt werden kann. Der Schaft verfügt über eine Rastausnehmung, in welcher ein Rastelement in den beiden Betriebsstellungen des Entlüftungs- und Sperrelements eintreten kann. Über die Rastkontur und die Einpresskraft des Rastierelements in die Rastkontur kann die Kraft vorgegeben werden, welche auf das Betätigungselement 31 aufgebracht werden muss, um die Stellung des Entlüftungs- und Sperrelements 28 zu verändern.
Die Ausgestaltung gemäß 3 entspricht im Wesentlichen der Ausgestaltung gemäß den 2. Auch hier ist die Federspeicherleitung 16, deren Druckbeaufschlagung durch das Feststellbrems-Modul 15 gesteuert wird, nicht unmittelbar mit den Federspeicherkammern 17a, 17b verbunden. Vielmehr wirkt die Federspeicherleitung 16 auf einen Steuereingang 42 eines Relaisventils 43 ein, welches den für die Federspeicherkammern bestimmten Druck aussteuert. Ohne dass dies zwingend der Fall sein muss, sind hier die Verzweigung 18 und das Relaisventil 43 gemäß 3 in die Druckluftaufbereitungseinrichtung 20 integriert. Es versteht sich, dass bei einer Ausgestaltung gemäß 2 ebenfalls möglich ist, dass das Überlast-Schutzventil 38 in die Druckluftaufbereitungseinrichtung 20 integriert sein kann.
Für das Ausführungsbeispiel gemäß 4 ist die Federspeicherleitung 16 ebenfalls nicht unmittelbar mit den Federspeicherkammern 17a, 17b verbunden. Vielmehr erfolgt die Verbindung des Ausgangs des Feststellbrems-Moduls 15 über die Federspeicherleitung 16 und ein Schnelllöseventil 44 mit den Federspeicherkammern 17a, 17b.
Das Schnellentlüftungsventil 44 leitet bei Druckbeaufschlagung der Federspeicherleitung 16 über das Feststellbrems-Modul 15 den Druck an die Federspeicherkammern 17a, 17b. Erfolgt allerdings eine Entlüftung des Eingangsanschlusses des Schnellentlüftungsventils 44 über die Zweigleitung 27 und das Entlüftungs- und Sperrelement 28 in der Entlüftungsstellung, so führt dies zur Umschaltung des Schnellentlüftungsventils 44 in seine Entlüftungsstellung, womit dann mit einem vergrößerten Entlüftungsquerschnitt die Entlüftung der Federspeicherkammern 17a, 17b nicht über die Entlüftung 30 des Entlüftungs- und Sperrventils 28 erfolgt, sondern über eine Schnellentlüftung 45 des Schnellentlüftungsventils. Neben der Nutzung eines vergrößerten Querschnitts der Schnellentlüftung 45 muss auch nicht die Entlüftung der Federspeicherkammern 17a, 17b über die gesamte Leitungslänge der Zweigleitung 27 erfolgen.
Für das Ausführungsbeispiel gemäß 5 finden vier Kombi-Bremszylinder 32a–32d Einsatz, wobei hier die Federspeicherkammern 17a–17d über ein gemeinsames Schnellentlüftungsventil 44 unter Steuerung durch die Federspeicherleitung 16 und das Feststell-Bremsmodul 15 beaufschlagt und über die Schnellentlüftung 45 entlüftet werden.
Für dieses Ausführungsbeispiel sind die Verzweigung 18, die Zweigleitung 27, das Entlüftungsund Sperrelement 28 und die Entlüftung 30 ebenfalls in die Druckluftaufbereitungseinrichtung integriert. Die Betätigung des Entlüftungs- und Sperrelements 28 erfolgt in diesem Fall über einen Übertragungsmechanismus 46, welcher als Seilzug 47 ausgebildet ist. Das für den Bediener zugängliche Betätigungselement ist in diesem Fall über den Übertragungsmechanismus 46 bzw. den Seilzug 47 an eine andere, gut zugängliche Stelle des Nutzfahrzeugs oder Anhängers verlagert, beispielsweise in die Fahrerkabine oder an eine Seite des Nutzfahrzeugs oder Anhängers.
Vorzugsweise ist das Entlüftungs- und Sperrelement als bistabiles Ventil ausgebildet. Erfindungsgemäß kann ermöglicht werden, dass bei einem Einbruch der elektrischen Leistungsversorgung eine Abbremsung des Nutzfahrzeugs über die Betriebsbremse ermöglicht ist, wobei dann auch eine modulierte Bremswirkung durch den Fahrer selbst ermöglicht ist in dieser Rückfallebene der Betriebsbremse. Während dieser Betriebsbremsung erfolgt die Betätigung der Federspeicher-Feststellbremsen noch nicht, so dass es nicht zu einem unerwünschten Blockieren der Fahrzeugräder kommt. Ist die durch den Fahrer modulierte Abbremsung durch die Betriebsbremse in der pneumatischen Rückfallebene erfolgt, kann dann erfindungsgemäß die Betätigung der Federspeicher-Feststellbremse erfolgen, um das Fahrzeug dauerhaft zu parken.
Das Betätigungselement 31 kann beispielsweise in der Fahrerkabine angeordnet sein, insbesondere neben dem Sitz, an dem Armaturenbrett. Je nach Ort der Anordnung kann eine ziehende oder drückende Betätigung die Betätigung der Federspeicher-Feststellbremse bewirken. Ebenfalls möglich ist, dass das Betätigungselement 31 außerhalb der Fahrerkabine, insbesondere unmittelbar hinter der Fahrerkabine oder im Seitenbereich des Fahrzeugs, angeordnet sein. Um lediglich ein Beispiel zu nennen, kann das Betätigungselement 31 integriert sein in die Benutzer-Konsole für das Hebe-Senk-Ventil, das Park- und Löseventil o. ä. Weiterhin möglich ist, dass das Betätigungselement 31 im Bereich der Sattelkupplungs-Bedienelemente angeordnet ist.
Für die Ausführungsbeispiele sind lediglich rudimentäre Ausgestaltungen der Bremsanlage dargestellt. Für den Fachmann ist ersichtlich, dass weitere Bauelemente, Funktionen und Steuerungsmöglichkeiten aus dem eingangs genannten Stand der Technik in die erfindungsgemäße Bremsanlage integriert werden können, ohne dass der Rahmen der Erfindung hierdurch verlassen wird.
Als eine Option ist in 3 ergänzend dargestellt, dass die Sicherungseinrichtung 40 oder Rasteinrichtung 41 elektronisch gesteuert sein kann, hier mit Ansteuerung durch die Steuereinheit 10. Hierbei kann die Ansteuerung derart erfolgen, dass bei Vorliegen der elektronischen Leistungsversorgung die Betriebsstellung verrastet oder gesichert ist, während die Betriebsstellung für Einbruch der Leistungsversorgung entrastet oder nicht mehr gesichert wird, womit die manuelle Betätigung des Entlüftungs- und Sperrventils vereinfacht oder erst ermöglicht wird.
In 1 ist eine weitere Option dargestellt. In einer Ausgestaltung ist das Entlüftungs- und Sperrelement 28, hier das 2/2-Wegeventil 29, mit einem Betriebsstellungssensor 48 ausgestattet, welcher die Betriebsstellung des 2/2-Wegeventils 29 erfasst. Im einfachsten Fall kann der Betriebsstellungssensor 48 als einfacher Schalter ausgebildet sein. Das Ausgangssignal des Betriebsstellungssensors 48 wird einer Steuereinheit, in 1 der Steuereinheit 10, zugeführt. Die Steuereinheit verfügt über einen geeigneten Auswertealgorithmus, um der Betriebsstellung des 2/2-Wegeventils 29 Rechnung zu tragen. Beispielsweise kann bei vorliegender elektrischer Leistungsversorgung und gleichzeitiger Entlüftungsstellung des 2/2-Wegeventils 29 ein Warnsignal erzeugt werden und/oder durch die Steuereinheit Maßnahmen eingeleitet werden, dass eine Aufnahme des Fahrbetriebs verhindert wird. In kumulativer oder alternativer Ausgestaltung kann das Entlüftungs- und Sperrelement 28, hier das 2/2-Wegeventil 29, mit einem Aktor 49 ausgestattet sein, welcher durch eine Steuereinheit, hier die Steuereinheit 10, angesteuert wird. Über den Aktor 49 kann das 2/2-Wegeventil 29 automatisiert von der Entlüftungsstellung in die Sperrstellung überführt werden, vorzugsweise immer dann, wenn die elektronische Leistungsversorgung vorliegt und/oder die Aufnahme des Fahrbetriebs erfolgen soll.
Das in 6 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Bremsanlage 1 entspricht grundsätzlich dem Ausführungsbeispiel gemäß 2. Allerdings ist hier das Entlüftungs- und Sperrelement 28 in Form eines 2/2-Wegeventils 29 in größerem konstruktiven Detail dargestellt. Dieses verfügt über ein Gehäuse 50, welches einen Ventilsitz 51 sowie eine Entlüftung 52, welche ggf. mit einem Filter oder Dämpfer 53 ausgestattet ist, ausgebildet ist. In dem Gehäuse 50 ist ein Ventilstößel 54 begrenzt axial verschieblich. In seinem aus dem Gehäuse 50 auskragenden Endbereich verfügt der Ventilstößel 54 über einen manuell betätigbaren Betätigungsknopf 55. Hingegen trägt der Ventilstößel 54 in dem dem Betätigungsknopf 55 abgewandten Endbereich einen tellerartigen Ventilkörper 56. Eine Druckfeder 57 beaufschlagt den Ventilkörper 56 gegen den Ventilsitz 51, womit die in 6 dargestellte Sperrstellung erreicht ist. In dieser Sperrstellung ist ein Anschluss 58 des Gehäuses 50, welcher mit der Zweigleitung 27 verbunden ist, gegenüber der Entlüftung 52 abgesperrt. Soll vom Benutzer der Ventilkörper 56 von dem Ventilsitz 51 weg bewegt werden, erfordert dies die Aufbringung von manuellen Kräften auf den Betätigungsknopf 55, welche ausreichend sind, um die Druckfeder 57 zu komprimieren und eine Kraft auszugleichen, welche der Druck an dem Anschluss 58 auf die Unterseite des Ventilkörpers 56 in der Schließstellung ausübt. Mit Aufbringung entsprechender Betätigungskräfte bewegt sich der Ventilkörper 56 nach unten, womit die (in 6 nicht wirksame) Entlüftungsstellung herbeigeführt wird, in welcher über den Übertrittsquerschnitt zwischen Ventilkörper 56 und Ventilsitz 51 eine Verbindung zwischen dem Anschluss 58 und der Entlüftung 52 geschaffen ist.
Eine zusätzliche Beeinflussung der Kraft- und Betätigungsverhältnisse erfolgt über die Rastiereinrichtung 41. Die Rastiereinrichtung 41 ist gebildet mit einer Querschnittsänderung 59 des Ventilstößels 54, welche zusammenwirkt mit einem radial elastischen Federelement 60, welches gegenüber dem Gehäuse 50 geführt ist. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist die Querschnittsänderung 59 als Verdickung ausgebildet, wobei ebenfalls möglich ist, dass die Querschnittsänderung 59 als Verjüngung, beispielsweise als Umfangsnut, ausgebildet ist. Die Querschnittsänderung 59 in Form der Verdickung gemäß 6 ist gebildet mit einer erweiternden Schräge, einem zylindrischen Teilabschnitt sowie einer verjüngenden Schräge. Das Federelement 60 ist hier als geschlitzter Federring, als elastischer Federring oder auch als O-Ring ausgebildet. Befindet sich der Ventilstößel 54 außerhalb des Wirkungsbereichs der Rastiereinrichtung 41, tritt das Federelement 60 nicht in Wechselwirkung mit dem Ventilstößel 54 oder es existiert ein minimales Reibungsniveau. Durch Kontakt des Federelements 60 mit einer Schräge kann eine weitere Bewegung des Ventilstößels 54 nur erfolgen, wenn Kräfte auf den Betätigungsknopf 55 aufgebracht werden, welche über die Schräge eine Aufweitung des Federelements 60 zur Folge haben. Im Bereich der zylindrischen Mantelfläche kann eine Bewegung des Ventilstößels 54 unter Überwindung der (dann hervorgerufenen oder dann erhöhten) Reibung zwischen Ventilstößel 54 und Federelement 60 erfolgen. Mit weiterer Bewegung des Ventilstößels 54 kann die Anpressung des Federelements 60 an die verjüngende Schräge zur Folge haben, dass diese Bewegung des Ventilstößels 54 unterstützt wird. Über die Rastiereinrichtung 41 kann der Schwellwert der Betätigungskraft, welche auf den Betätigungsknopf 55 aufgebracht werden muss, um die in 6 wirksame Sperrstellung zu verlassen, beeinflusst, nämlich erhöht werden. Je nach Dimensionierung der Querschnittsänderung 59 in Abstimmung auf die Druckfeder 57 kann nach Herbeiführen der Entlüftungsstellung infolge der Wirkung der Rastiereinrichtung 41 der Ventilstößel 54 in der Entlüftungsstellung verbleiben oder die Rastierkraft der Rastiereinrichtung reicht nicht aus, um die Kraft der Druckfeder 57 auszugleichen, so dass mit Beseitigung der Betätigungskräfte auf dem Betätigungsknopf 55 automatisiert wieder die Sperrstellung herbeigeführt wird. 6 zeigt eine Ausgestaltung des 2/2-Wege-Ventils 29 als Sitz- oder Tellerventil.
Hingegen ist (bei ansonsten entsprechender Ausgestaltung der Bremsanlage 1) das 2/2-Wege-Ventil 29 gemäß 7 als Schieberventil ausgebildet. In diesem ist in der in 7 wirksamen Sperrstellung eine Druckkammer 61 radial innenliegend begrenzt durch den Ventilstößel 54, radial außenliegend begrenzt durch eine in diesem Bereich zylindrische Durchgangsausnehmung des Gehäuses 50 und jeweils in die axialen Richtungen durch Steuerkörper 62, 63, welche von ringartigen Verdickungen des Ventilstößels 54 gebildet sind und in ihrer Mantelfläche eine Ringnut besitzen, in welcher Dichtringe 64, 65 aufgenommen sind. Hierbei ist die Druckkammer 61 auf der dem Betätigungsknopf 55 zugewandten Seite durch den Steuerkörper 62 mit zugeordnetem Dichtring 64 gegenüber dem Gehäuse 50 über den gesamten Betätigungsweg des Ventilstößels 54 abgedichtet. Hingegen erfolgt die Abdichtung des Steuerkörpers 63 mit dem Dichtring 65 lediglich in der 7 wirksamen Sperrstellung, während der Steuerkörper 63 mit dem Dichtring 65 für eine Bewegung des Ventilkörpers 56 aus der Sperrstellung gemäß 7 nach rechts in den Bereich einer Erweiterung 66 der Durchgangsausnehmung des Gehäuses 50 gelangt, womit die Entlüftungsstellung erreicht ist, in der ein Übertrittsquerschnitt zwischen dem Steuerkörper 63 mit Dichtring 65 und Erweiterung 66 geschaffen ist, welcher eine Verbindung zwischen dem Anschluss 58 und der Entlüftung 53 schafft. Der Steuerkörper 62 mit zugeordnetem Dichtring 64 besitzt einen größeren Durchmesser als der Steuerkörper 63 mit Dichtring 65. In der in 7 wirksamen Sperrstellung führt ein an dem Anschluss 58 anliegender Druck angesichts der genannten Durchmesserverhältnisse der Steuerkörper 62, 63 dazu, dass eine pneumatische resultierende Kraft auf den Ventilstößel 54 wirkt, welche den Ventilstößel 54 nach links, nämlich von der Entlüftungsstellung weg, beaufschlagt. Somit ist die Sperrstellung pneumatisch gesichert. Eine Herbeiführung der Entlüftungsstellung erfordert, dass auf dem Betätigungsknopf 55 Kräfte aufgebracht werden, welche größer sind als die genannte pneumatische resultierende Kraft. Ist hingegen die Entlüftungsstellung erreicht, wirken auf den Ventilstößel 54 und die Steuerkörper 62, 63 keine pneumatischen Kräfte, so dass die Entlüftungsstellung metastabil ist. Ergänzende, immer einer Veränderung der Betriebsstellung des 2/2-Wege-Ventils 29 entgegengerichtete Kräfte können durch die Reibung der Dichtringe 64, 65 gegenüber dem Gehäuse 50 entstehen.
Im vorliegenden Text und insbesondere in den Ansprüchen umfasst eine Steuerung, eine Steuereinheit oder ein Steuern auch eine Regelung, eine Regelungseinheit oder ein Regeln.
Bezugszeichenliste

1: elektronische Bremsanlage
2: elektronischer Betriebsbremskreis
3: elektronischer Feststellbremskreis
4: Versorgungsleitung
5: Relaisventil
6: Steuereingang
7: Ausgang
8: Betriebsbremskammer
9: Leitung
10: Steuereinheit
11: Betätigungselement
12: Wählhebel
13: Leitung
14: Steuereinheit
15: Feststellbrems-Modul
16: Federspeicherleitung
17: Federspeicherkammer
18: Verzweigung
19: Versorgungs-Teilleitung
20: Druckluftaufbereitungseinrichtung
21: Versorgungsanschluss
22: Kompressor
23: Verbraucherkreis
24: Behälter
25: Leitung
26: CAN
27: Zweigleitung
28: Entlüftungs- und Sperrelement
29: 2/2-Wegeventil
30: Entlüftung
31: Betätigungselement
32: Kombi-Bremszylinder
33: Leitung
34: Handbrems-Steuereinheit
35: Leitung
36: Ausgang
37: Steuereingang
38: Überlastschutzventil
39: Steuereingang
40: Sicherungseinrichtung
41: Rastiereinrichtung
42: Steuereingang
43: Relaisventil
44: Schnellentlüftungsventil
45: Schnellentlüftung
46: Übertragungsmechanismus
47: Seilzug
48: Betriebsstellungssensor
49: Aktor
50: Gehäuse
51: Ventilsitz
52: Entlüftung
53: Filter
54: Ventilstößel
55: Betätigungsknopf
56: Ventilkörper
57: Druckfeder
58: Anschluss
59: Querschnittsänderung
60: Federelement
61: Druckkammer
62: Steuerkörper
63: Steuerkörper
64: Dichtring
65: Dichtring
66: Erweiterung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2058186 B1 [0002]
EP 1188634 B1 [0002, 0002]
DE 102007053765 B4 [0002, 0002]
EP 0831383 B1 [0004, 0004]
DE 60208804 T2 [0005, 0022]
EP 1464557 B2 [0006, 0006, 0006, 0006, 0022]
EP 1785325 B2 [0007, 0007]
DE 102010021911 B4 [0008]

Claims

Elektropneumatische Bremsanlage (1) für ein Nutzfahrzeug oder einen Anhänger mit einer elektronischen Steuerung, welche nach manueller Vorgabe eines Feststellbrems-Betätigungswunsches elektronisch den Druck in einer Federspeicherkammer (17a, 17b) einer Federspeicher-Feststellbremse über eine Federspeicherleitung (16) steuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Federspeicherleitung (16) mit einer Zweigleitung (27) verbunden ist, welche über ein manuell betätigbares Entlüftungs- und Sperrelement (28) mit einer Entlüftung (30) verbunden ist.
Bremsanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüftungsund Sperrelement (28) über ein Betätigungselement (31) betätigbar ist, welches an der Außenseite des Nutzfahrzeugs oder Anhängers oder in einer Fahrerkabine angeordnet ist.
Bremsanlage (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (31) unmittelbar mechanisch das Entlüftungs- und Sperrelement (28) betätigt.
Bremsanlage (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (31) über einen mechanischen Übertragungsmechanismus (46) das Entlüftungs- und Sperrelement (28) betätigt.
Bremsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüftungs- und Sperrelement (28) als 2/2-Wegeventil (29) ausgebildet ist.
Bremsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweigleitung (27) von einer gemeinsamen Federspeicherleitung (16) für mehrere Federspeicherkammern (17a, 17b) abzweigt.
Bremsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Luftaufbereitungseinrichtung (20) vorhanden ist, deren Steuereinheit (14) elektronisch den Druck in einer Federspeicherkammer (17a, 17b) einer Federspeicher-Feststellbremse steuert.
Bremsanlage (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Handbrems-Steuereinheit (34) vorhanden ist, welche mit der Steuereinheit (14) der elektronischen Luftaufbereitungseinrichtung (20) kommuniziert.
Bremsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federspeicherkammer (17a, 17b) über ein Überlastschutzventil (38) mit Druckluft versorgt wird, wobei die Betriebsstellung des Überlastschutzventils (38) sowohl von einem elektronisch gesteuerten Feststellbremsdruck als auch von einem elektronisch gesteuerten Betriebsbremsdruck abhängig ist.
Bremsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur manuellen Vorgabe eines Feststellbrems-Betätigungswunsches ein manuell betätigtes elektronisches Betätigungselement (11), insbesondere ein Wählschalter oder ein Wählhebel, vorgesehen ist.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Zweigleitung (27) und/oder der Federspeicherleitung (16) und der Federspeicherkammer (17a, 17b) ein Ventil, insbesondere ein Schnelllöseventil (44), angeordnet ist, dessen Betriebsstellung von dem Druck in der Zweigleitung (27) und/oder der Federspeicherleitung (16) gesteuert wird.
Bremsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüftungs- und Sperrelement (28) und/oder die Entlüftung (30) in eine oder die elektronische Luftaufbereitungseinrichtung (20) integriert ist/sind.
Bremsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung des Entlüftungs- und Sperrelements (28) über einen Seilzug (47) erfolgt.
Bremsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüftungs- und Sperrelement (28) eine stabile Sperrstellung aufweist.
Bremsanlage (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass stabile Sperrstellung über eine Sicherungseinrichtung (40) gesichert ist.
Bremsanlage (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungseinrichtung (40) bei einem Einbruch der elektrischen Leistungsversorgung automatisch eine nicht gesicherte Betriebsstellung einnimmt.
Bremsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüftungs- und Sperrelement (28) einen Betriebsstellungssensor (48) besitzt, dessen Ausgangssignal einer Steuereinheit und/oder einer Signaleinrichtung für den Bediener oder Fahrer zugeführt ist.
Bremsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüftungs- und Sperrelement (28) einen Aktor (49) besitzt, welcher bei Vorliegen der elektronischen Leistungsversorgung das Entlüftungs- und Sperrelement in die Sperrstellung überführt.