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Hydrauliksystem mit Rohrbruchsicherung
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einer Fremdkraftbremsanlage Die Erfindung bezieht sich auf ein Hydrauliksystem
gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Derartige Hydrauliksysteme dienen zur Versorgung von Fremdkraftbremsanlagen,
die in mehrere Bremskreise für beispielsweise eine Feststellbremsanlage, eine erste
und eine zweiten Betriebsbremskreis unterteilt sein können.
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Sofern das Hydrauliksystem zusätzlich auch eine Lenkanlage mit Hydraulikfluid
versorgt, sind Maßnahmen erforderlich, die eine gegenseitige Beeinflussung von Lenkung
und Bremse im Schadensfall, d. h. bei einem Rohrbruch in der Fremdkraftbremsanlage
verhindern. Hierzu verwendet man Rückschlagventile, die die Leitungen zu den einzelnen
Bremskreisen so von der Hauptleitung trennen, daß eine Hydraulikfluidströmung nur
von der Hauptleitung in die Bremskreise möglich ist. Ferner verwendet man einen
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genteiler für die Lenkung, der vorrangig von einem Pumpenförderstrom
die für die Lenkung benötigte Menge abzweigt.
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Bei derartigen Systemen kann jedoch bei einem Rohrbruch in einem der
Bremskreise nicht verhindert werden, daß über das Rückschlagventil weiterhin Hydraulikfluid
in diesen beschädigten Bremskreis gepumpt wird, so daß die Hydraulikfluidmenge des
Hydrauliksystems stark abnimmt und nach kurzer Zeit die Lenkung wegen Hydraulikfluidmangel
ausfällt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hydrauliksystem mit
gemeinsamer Versorgung von Lenk- und Bremsanlagen zu schaffen, das gewährleistet,
daß bei einem Schadensfall in einem der Bremskreise die vollständige Versorgung
der anderen Funktionselemente mit Hydraulikfluid erhalten bleibt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Durch das Steuerventil, das bei Eintritt eines Schadenfalls den entsprechenden
Bremskreis vollständig von der Hauptleitung trennt, wird verhindert, daß weiterhin
in diesen Bremskreis Hydraulikfluid gepumpt wird und dort über das Leck austritt.
Da das Steuerventil nur bei Auftreten eines Druckabfalls, der größer als ein bestimmter
Wert ist, schließt, bleibt bei einem intakten Bremskreis die Wirkungsweise des gesamten
Hydrauliksystems unbeeinflußt.
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Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Durch die Ausbildung des Steuerventils als hydraulisches
2/2-Wegeventil
und die Beaufschlagung seines die Ventilstellung steuernden Kolbens mittels Federkraft
und dem Druck im Bremskreis einerseits sowie dem Druck in einem anderen Bremskreis
andererseits ist mit einfachen und zuverlässig wirkenden Mitteln die automatische
Überwachung des Drucks in jedem Bremskreis und das selbsttätige Ansprechen des Ventils
bei einem Druckabfall realisiert. Die Größe des Druckabfalls, der für das Schließen
des Steuerventils erforderlich ist, läßt sich einfach durch geeignete Dimensionierung
und gegebenfalls -eine Vorspannungseinstellung der Feder bzw. durch verschieden
große beaufschlagte Flächen des Steuerkolbens festlegen.
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Durch die zusätzlich zur Hauptleitung angeordnete Nebenleitung können
in besonderen Betriebszuständen mittels den Bypaßleitungen unter Umgehung der Steuerventile
die einzelnen Bremskreise mit Hydraulikfluid versorgt werden. Die Nebenleitung wird
nur dann mittels des Auf/Zu-Ventils geöffnet und von der Pumpe mit Druckfluid versorgt,
wenn dies ausdrücklich erwünscht ist. So können nämlich bei stillstehendem Motor
durch Betätigung der Bremse die einzelnen Bremskreise mit ihren darin angeordneten
Speichern vollständig entleert werden, was einen Druckabfall und ein dementsprechendes
Ansprechen des Steuerventils bedingt. Beim Starten des Motors müssen nun die Bremskreise
bzw. ihre Speicher wieder geladen werden, was über die geschlossenen Steuerventile
nicht möglich ist. In diesem Fall tritt die Nebenleitung in Kraft, deren Auf/Zu-Ventil
solange mittels der Zeitgliedschaltung geöffnet bleibt, bis die Speicher geladen
sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der
schematischen Zeichnung erläutert. Es zeigt: Die Figur ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen
Hydrauliksystems.
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Das im Blockschaltbild dargestellte Hydrauliksystem dient zur Versorgung
dreier Bremskreise, nämlich einer Feststellbremsanlage (FBA), ein Betriebsbremskreis
1 (BBA 1) sowie ein Betriebsbremskreis 2 (BBA 2), und einer Lenkung mit Hydraulikfluid.
Hierzu wird das Hydraulikfluid von einer Pumpe 1 aus einem Tank 2 über ein Ladeventil
3, das beispielsweise zur vorrangigen Versorgung der Lenkung dient und in dementsprechende
Schaltstellungen bringbar ist, in eine Hauptleitung 4 geför dert. Von dieser Hauptleitung
2 gehen Leitungen 5 a, 5 b und 5 c ab, in denen ein Rückschlagventil, das eine Strömung
nur von der Hauptleitung in Richtung des Bremskreises zuläßt, angeordnet ist und
die zu Speichern 6 a, 6 b und 6 c der jeweiligen Bremskreise führen. An die Hauptleitung
ist noch ein kleiner Speicher 7 angeschlossen, der zum Ausgleich der temperaturbedingten
DrucKänderungen im Hydrauliksystem dient.
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In jeder Bremskreisleitung ist stromab des Rückschlagventils ein Steuerventil
8 a, 8 b und 8 c in der Ausbildung als hydraulisch betätigtes 2/2-Wegeventil angeordnet,
das die jeweilige Leitung entweder vollständig schließt oder öffnet. Jedes Steuerventil
umfaßt hierbei einen seine Stellung bestimmenden Kolben, der auf seiner einen Stirnfläche
mit dem jeweiligen Druck eines anderen Bremskreises beaufschlagt ist, während seine
andere Stirnfläche federbelastet ist und durch eine Steuerleitung 9 a, 9 b bzw.
9 c dem Druck des Bremskreises, in dem es angeordnet ist, unterliegt.
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Ferner ist eine Nebenleitung 10 vorgesehen, die von der Hauptleitung
4 abzweigt und über Bypaßleitungen 11 a, 11 b und 11 c die jeweiligen Bremskreise
unter Umgehung ihres Steuerventils mit Hydraulikfluid versorgen kann.
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In diesen Bypaßleitungen sind ebenfalls Rückschlagventile angeordnet,
die bezüglich der Strömungsrichtung
gleichermaßen wie die anderen
Rückschlagventile in den Leitungen 5 a, 5 b und 5 c ausgerichtet sind. Zur Bildung
der Bypaßleitung unter Umgehung der Steuerventile sind bei dieser Ausführungsform
vorzugsweise die Steuerleitungen 9 a, 9 b und 9 c mitverwendet. In der Nebenleitung
10 ist ein elektrisch betätigtes 2/2-Wegeventil 12 angeordnet, daß diese entweder
vollständig öffnet oder schließt.
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Nachstehend wird die Funktionsweise des Hydrauliksystems erläutert.
Sofern in sämtlichen Bremskreisen ausreichender Druck herrscht, befindet sich jedes
Steuerventil aufgrund der Feder- und Druckbelastung seines Kolbens auf dessen einer
Stirnseite in der vollständig geöffneten Stellung, so daß die Funktionsweise des
gesamten Hydrauliksystems vom Steuerventil unbeeinflußt ist. Bei Ausfall eines Bremskreises,
beispielsweise der Betriebsbremsanlage 1, durch einen Rohrbruch, fällt der Druck
in diesem Bremskreis und somit der Steuerleitung 9 b stark ab, so daß der Stellkolben
des Steuerventils 8 b auf seiner Federseite entlastet und durch den auf seiner entgegengesetzten
Stirnfläche anliegenden Druck der Betriebsbremsanlage 2 in seine andere Stellung
verschoben wird, wodurch das Steuerventil geschlossen wird und den defekten Bremskreis
vollständig vom restlichen Hydrauliksystem abkoppelt. Somit kann zu dem Leck kein
Hydraulikfluid mehr gefördert werden, so daß ein weiterer Verlust an Hydraulikfluid
verhindert ist.
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Der Druckabfall in der Steuerleitung 9 b, die auch an das Steuerventil
des Nachbarbremskreises (FBA) angeschlossen ist, beeinflußt dieses Steuerventil
nicht, da hierdurch dessen Kolben durch die Feder- und Druckbelastung auf seiner
anderen Stirnfläche nur stärker gegen einen Gehäuseanschlag gedrückt wird, so daß
das Ventil in seiner geöffneten Stellung verbleibt.
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Durch Betätigung der Bremse bei stillstehendem Motor können die Speicher
einzelner Bremskreise, z. B. der Feststellbremsanlage, vollständig entleert werden.
Da auch in diesem Fall das Steuerventil auf den daraus resultierenden Druckabfall
anspricht und in seine Schließstellung geht, müssen zur erneuten Aufladung dieses
Bremskreises eigene Maßnahmen getroffen werden. Hierzu ist die Nebenleitung 10 vorgesehen,
die mit ihren Bypaßleitungen 11 a, b, c die jeweiligen Bremskreise unter Umgehung
ihres Steuerventils mit Hydraulikfluid versorgen kann. Zu diesem Zweck wird das
elektrisch betätigte Auf/Zu-Ventil 12 in der Nebenleitung 10 beispielsweise beim
Starten des Motors erregt und in seine geöffnete Stellung gebracht, so daß über
diesen Weg der Durckaufbau in den einzelnen Bremskreisen erfolgen kann.
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Vorzugsweise ist hierbei die elektrische Schaltung für das Magnetventil
12 mit einem Zeitglied versehen, das automatisch nach einer gewissen Zeit nach dem
Starten des Motors ein Schließen des Ventils in der Nebenleitung 10 bewirkt. Die
Zeitkonstante des Zeitglieds entspricht hierbei der Ladezeit der Speicher in den
Bremskreisen.
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Hierdurch ist es möglich, intakte Bremskreise, die jedoch drucklos
sind, wie es beispielsweise auch nach einer Reperatur der Fall sein kann, wieder
aufzuladen, wobei automatisch nach Erreichen eines bestimmten Drucks das Steuerventil
öffnet und die weitere Versorgung über die Leitungen 5 a, b, c, zuläßt.
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Es ist offensichtlich, daß die Steuerventile und das Auf/Zu-Ventil
in der Nebenleitung nicht auf die dargestellten Ausführungstypen beschränkt sind,
sondern daß je nach Verwendungszweck andere geeignete Ventiltypen Anwendung finden
können.
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Offenbart ist ein Hydrauliksystem zur gemeinsamen Versorgung von Lenk-
und Bremsanlagen, das eine Absicherung der einzelnen Bremskreise im Schadensfall
wie einem Rohrbruch derart aufweist, daß das übrige Hydrauliksystem im wesentlichen
unbeeinflußt seine Funktion aufrecht erhalten kann. Hierzu sind in jedem Bremskreis
Steuerventile vorgesehen, die diesen automatisch bei Druckabfall um einen bestimmten
Wert schließen und somit vollständig vom übrigen Hydrauliksystem entkoppeln. Mittels
Bypaßleitungen, die für besondere Betriebszustände geöffnet werden, können die Steuerventile
umgangen werden, so daß eine Aufladung des jeweiligen drucklosen, jedoch intakten
Bremskreises möglich ist.
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