DE2733189A1

DE2733189A1 - Betaetigungsvorrichtung, insbesondere fuer anhaengerbremsen

Info

Publication number: DE2733189A1
Application number: DE19772733189
Authority: DE
Inventors: James Lumsden Dean
Original assignee: Massey Ferguson Services NV
Current assignee: Massey Ferguson Services NV
Priority date: 1976-07-23
Filing date: 1977-07-22
Publication date: 1978-01-26
Also published as: FR2359015B1; FR2359015A1; GB1583762A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungsvorrichtung, insbesondere für Anhängerbremsen.

In manchen Ländern verlangen gesetzliche Vorschriften, bei einer einen Anhänger schleppenden landv/irtschaftlichen Zugmaschine eine Bremsanlage vorzusehen, die es ermöglicht, auf die Räder des Anhängers eine Bremskraft aufzubringen, welche der auf die Räder der Zugmaschine wirkenden Bremskraft proportional ist. Die zum Abbremsen des Anhängers dienende Bremskraft wird gewöhnlich aus der hydraulischen Anlage der Zugmaschine abgeleitet, und da diese Anlage noch verschiedenen anderen Zwecken dient und z.B. zum Lenken benutzt wird, muß der Bremsanlage des Anhängers ein Vorrang eingeräumt werden. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, besondere Ventile vorzusehen, die nicht nur selbst teuer sind, sondern deren Einbau in eine begrenzte Anzahl von an bestimmte Länder zu liefernde Zugmaschinen zusätzliche Kosten verursacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die sich aus dem genannten Sachverhalt ergebenden Schwierigkeiten zu vermeiden.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die Schaffung einer

Vorrichtung zum Betätigen der Bremsanlage eines von einer 709884/1078

POaTSCHKCKKONTO mOkchbw SCiV-BAVBKIaCHK BVPOTHEKEK-V-WBCHsBLBA)IK mCkchem «/«·*οο

Zugmaschine gezogenen Anhängers gelöst, die einen an eine Stromquelle anschließbaren Elektromotor aufweist, ferner eine durch diesen Elektromotor antreibbare Hydraulikpumpe, ein Steuerventil mit einem Kolbenschieber, dem von der Hydraulikpumpe aus eine Druckflüssigkeit zugeführt werden kann, einen an das Steuerventil angeschlossenen hydraulischen Akkumulator sowie eine Einrichtung zum Fühlen und Weiterleiten bzw. Signalisieren einer Muskelkraft bzw. Bremskraft, die mit dem Steuerventil so verbunden ist, daß die Stellung des Kolbenschiebers in dem Steuerventil geregelt wird, wobei mit dem Steuerventil eine Betätigungseinrichtung verbunden ist, der von dem Steuerventil aus Druckflüssigkeit zugeführt werden kann, und wobei die Anordnung derart ist, daß beim abgeschalteten Zustand der genannten Einrichtung zum Fühlen und Weiterleiten einer Bremskraft der Kolbenschieber des Steuerventils eine solche Stellung einnimmt, daß die Druckflüssigkeit von der Hydraulikpumpe zu dem Akkumulator strömt, und daß beim eingeschalteten Zustand der Einrichtung zum Fühlen und Weiterleiten einer Bremskraft der Kolbenschieber des Steuerventils in einer solchen Stellung angeordnet ist, daß die Druckflüssigkeit von der Hydraulikpumpe sowie von dem Akkumulator aus zu der Betätigungseinrichtung strömen kann, um diese im erforderlichen Ausmaß zu betätigen.

Bei der Betätigungseinrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Einrichtung zum Betätigen einer Anhängerbremse, und zu der Einrichtung zum Fühlen und Weiterleiten einer Muskelkraft gehören ein Bremspedal und ein mit dem Steuerventil verbundener Hauptzylinder zum Betätigen des Kolbenschiebers übe"i·

709884/1078

die zugehörige Betätigungseinrichtung. Anstelle des Bremspedals kann zu der Anzeigeeinrichtung ein Handhebel gehören. Bei der genannten Stromquelle handelt es sich vorzugsweise um die von der Zugmaschine gewöhnlich mitgeführte Batterie, und bei der Bremsanlage kann ferner ein Druckschalter vorhanden sein, der auf den Druck in dem hydraulischen Akkumulator anspricht und es ermöglicht, die Zufuhr von Strom zu dem die Hydraulikpumpe antreibenden Elektromotor zu unterbrechen, sobald ein bestimmter hydraulischer Druck erreicht ist. Ferner kann der Druckschalter die Zufuhr von Strom zu dem Elektromotor einleiten, wenn der Druck in dem Akkumulator auf einen bestimmten niedrigen Wert zurückgeht, und es können Maßnahmen getroffen sein, um eine hysteresisabhängige Betätigung des Schalters zu gewährleisten.

Gemäß der Erfindung ist die Einrichtung zum Betätigen der Anhängerbremse mit dem Steuerventil vorzugsweise durch eine hydraulische Verbindung verbunden, zu der eine selbstabdichtende Kupplung gehört, so daß nur die Betätigungseinrichtung von dem Anhänger mitgefUhrt zu werden braucht, während sich die übrigen Teile der Vorrichtung auf der Zugmaschine befinden.

Die Förderleistung der Hydraulikpumpe beträgt vorzugsweise etwa 200 ml/min.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung alt einer Zugmaschine und einem Anhänger; und

709884/1078

2733ΊΗΗ

Fig. 2 weitere Einzelheiten der Vorrichtung nach Fig. 1.

Gemäß Fig. 1 ist die dargestellte Zugmaschine 1 mit einem Anhänger 2 gekuppelt, und den Rädern 5 und 6 der beiden Fahrzeuge sind Bremsen 3 und 4 zugeordnet. Zum Betätigen der Bremse 3 der Zugmaschine wird ein Bremspedal 7 niedergedrückt, das mit dem Bremsenbetätigungsnocken 8 über eine Kolben- und Zylindereinrichtung 9 verbunden ist, deren Zylinder beweglich gelagert ist. Die Batterie 10 der Zugmaschine ist an den Stromkreis eines Elektromotors 11 angeschlossen, der unmittelbar mit einer Hydraulikpumpe 12 gekuppelt isto Das von der Pumpe 12 abgegebene hydraulische Druckmittel wird einem Steuerventil 13 zugeführt, das an den Hauptzylinder 9, einen hydraulischen Akkumulator 14 und eine Einrichtung 15 auf dem Anhänger für die hydraulische Betäti gung der Anhängerbremse 4 angeschlossen ist. In die das Steuerventil 13 mit der Betätigungseinrichtung 15 verbindende Leitung 17 ist eine selbstabdichtende Kupplung 16 eingeschaltet, damit sich der Anhänger nach Bedarf an- und abkuppeln läßt. Ein auf den Druck in dem Akkumulator 14 ansprechender Schalter 18 dient dazu, nach Bedarf den Elektromotor 11 ein- und auszuschalten.

Aus Fig. 2 sind weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ersichtlich. Die Hydraulikpumpe 12 saugt die Hydraulikflüssigkeit aus einem Behälter 20 an, bei dem es sich zweckmäßig um das Getriebegehäuse der Zugmaschine 1 handelt. Die geförderte Druckflüssigkeit strömt über ein Rückschlagventil 21 zu dem Steuerventil 13, das zweckmäßig eine Rückstellfeder aufweist, mit drei öffnungen und einem in zwei

709884/1078

- y

verschiedene Stellungen bringbaren Kolbenschieber 22 versehen ist, der mit Hilfe eines Druckmittels betätigbar ist, wobei in einem innerhalb des Ventils liegenden Abzweig eine steuerbare Durchlaßeinrichtung 30 (feathering facility) vorhanden ist. Das von dem Hauptzylinder 9 über eine Leitung 32 einer Einrichtung 23 zum Betätigen des Kolbenschiebers 22 zugeführte Druckmittel dient dazu, den Kolbenschieber aus seiner Füllstellung nach Fig. 2 heraus in eine zweite Stellung zu bewegen, bei der sowohl die Hydraulikpumpe 12 wie der Akkumulator 14 über die steuerbare Durchlaßeinrichtung 30 in einer gesteuerten Verbindung mit der Einrichtung 15 zum Betätigen der Anhängerbremse stehen.

In dieser zweiten Stellung des Kolbens 22 ist sowohl die Pumpe 12 wie der Akkumulator 14 über die steuerbare Durchlaßeinrichtung 30 mit der Leitung 17 verbunden. Die zum Steuerventil 13 gehörende steuerbare Durchlaßeinrichtung 30, bei der es sich um eine Art verstellbares Drosselventil, eine sogenannte "feathering facility" handelt, ist so ausgebildet, daß sie den Durchfluß zur Leitung 17 proportional zum Betätigungsdruck, welcher der Betätigungseinrichtung 23 zugeführt wird, verändert, derart, daß eine gesteuerte Verbindung zur Betätigungseinrichtung 15 der Anhängerbremse 4 entsteht und der in der Betätigungseinrichtung 15 wirksame Betätigungsdruck proportional zum Betätigungsdruck der Betätigungseinrich-

709884/1078

273 3 I 8H

tung 23 und damit proportional zum Druck im Zylinder der Kolben- und Zylindereinheit 9 ist, wobei der zuletztgenannte Druck proportional zu der auf das Bremspedal 7 aufgebrachten Kraft ist. Da der Zylinder der Kolben- und Zylindereinheit 9 beweglich gelagert ist, wird das Druckmittel im Inneren dieses Zylinders zwischen dem mit dem Bremspedal 7 verbundenen Kolben und dem mit dem Bremsbetätigungsnocken 8 verbundenen Zylinder von der auf das Bremspedal 7 aufgebrachten Kraft zusammengedrückt. Der in der Betätigungseinrichtung 15 wirksame Druck ist also proportional der auf das Bremspedal 7 aufgebrachten Kraft.

Der Akkumulator 14 ist mit Gas gefüllt, und ein abgestufter hydraulischer Fühlzylinder 24 mit einem Stufenkolben 26 steht in ständiger Verbindung mit dem Akkumulator. Wird der dünnere Teil des Kolbens 26 mit Druck beaufschlagt, steigt der Druck auf einen bestimmten hohen Wert an, so daß schließlich die Kraft der Feder 25 überwunden und der Schalter 18 geöffnet wird, woraufhin der dickere Teil des Kolbens 26 mit Druck beaufschlagt wird. Der Schließdruck für den Schalter 18 ist somit erheblich niedriger als der zum Offnen des Schalters benötigte Druck. Wenn sich der Elektromotor 11 und die Pumpe 12 in Betrieb befinden und wenn der Druck in dem Akkumulator 14 den vorbestimmten hohen Wert erreicht, wird somit der Schalter 18 geöffnet, so daß der Elektromotor stillgesetzt wird und außer Betrieb bleibt, bis der vorgesehene untere Druck in dem Akkumulator erreicht wird, woraufhin sich der

/,/1078

Schalter 18 schließt, damit der Elektromotor wieder eingeschaltet wird, um den Akkumulator erneut zu füllen. Eine andere Möglichkeit, ebenfalls für eine hysteresisabhängige Betätigung des Schalters 18 zu sorgen, besteht in der Verwendung einer federbelasteten, einen Totpunkt durchlaufenden mechanischen Einrichtung, die bei der einen Bewegungsrichtung mit einer bestimmten Federkonstante und in der entgegengesetzten Richtung mit einer anderen Federkonstante arbeitet, so daß zwei verschiedene Drücke erforderlich sind, um den Schalter 18 zu öffnen bzw. zu schließen.

Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung läßt sich nachträglich bei vorhandenen Zugmaschinen mit Anhängern sowie in allen sonstigen Fällen anwenden, in denen eine fortschreitende und proportionale Steuerung einer ersten und einer zweiten Betätigungseinrichtung erwünscht ist. Auf dem Gebiet der landwirtschaftlichen Maschinen ist die Erfindung bei Einrichtungen zum Regeln der Ballendichte sowie bei der Regelung der Betätigungskraft der Hubstangen von bei Zugmaschinen verwendeten Krafthebern anwendbar. Dem letzteren Anwendungsfall kommt deshalb eine besondere Bedeutung zu, weil die Gesetzgeber in verschiedenen Ländern dazu neigen, die Fahrer von Zugmaschinen in zunehmendem Maße von den Bedienungselementen zu isolieren, so daß es erforderlich ist, kraftbetätigte und ferngesteuerte Bedienungselemente zu verwenden.

Die Hydraulikpumpe 12 hat eine solche Größe, daß ihr Betrieb die normalerweise auf der Zugmaschine vorhandene Batterie nicht übermäßig belastet.

709884/1078

Zwar wurde die Erfindung bezüglich einer auf einem Fahrzeug angeordneten Vorrichtung beschrieben, bei der von der Stromquelle des Fahrzeugs Gebrauch gemacht wird, doch ist die Erfindung auch bei Vorrichtungen anwendbar, bei denen der Elektromotor mit Netzstrom betrieben wird.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht. .

709884/1078

Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

ί 1.y Betätigungsvorrichtung, insbesondere für Anhängerbremsen, mit einem an eine Stromquelle anschließbaren Elektromotor, einer durch den Elektromotor antreibbaren Hydraulikpumpe, einem einen Kolbenschieber enthaltenden Steuerventil zum Aufnehmen von Druckflüssigkeit aus der Hydraulikpumpe, einem an das Steuerventil angeschlossenen hydraulischen Akkumulator, einer Einrichtung zum Fühlen und V/eiterleiten einer Kraft, insbesondere einer Muskelkraft, die an das Steuerventil so angeschlossen ist, daß sie die Stellung des Kolbenschiebers in dem Steuerventil regelt, sowie mit einer an das Steuerventil angeschlossenen Betätigungseinrichtung zum Aufnehmen von Druckflüssigkeit aus dem Steuerventil, dadurch gekennzeichnet , daß bei der Ruhestellung der Einrichtung (9) zum Fühlen und V/eiterleiten einer Muskelkraft der Kolbenschieber (22) des Steuerventils (13) eine solche Stellung einnimmt, daß die Druckflüssigkeit von der Hydraulikpumpe (12) zum Akkumulator (14) strömt, und daß bei einer Betätigungsstellung der Einrichtung zum Fühlen und Weiterleiten einer Muskelkraft der Kolbenschieber des Steuerventils eine Stellung einnimmt, bei der die Druckflüssigkeit von der Hydraulikpumpe and dem Akkumulator aus zu der Betätigungseinrichtung strömt, um diese im erforderlichen Maße zu betätigen.

^ 273318¹J
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (15) eine Einrichtung zum Betätigen einer Anhängerbremse (4) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Fühlen und Weiterleiten einer Muskelkraft ein Bremspedal (7) und eine Kolben- und Zylindereinheit (9) gehören und daß der Innenraum der Kolben- und Zylindereinheit (9) mit dem Steuerventil (13) verbunden ist, um den Kolbenschieber (22) des Steuerventils über eine zugehörige Betätigungseinrichtung (23) zu betätigen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle eine von einer Zugmaschine (1) mitgeftlhrte Batterie (10) ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu einem an die Stromquelle (10) angeschlossenen Stromkreis ein Schalter (18) gehört, der für den Druck in dem den Elektromotor (11) steuernden hydraulischen Akkumulator (14) empfindlich ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fühleinrichtung (24) vorhanden ist, durch welche der Schalter (18) betätigt wird, um den Elektromotor (11) stillzusetzen, wenn in dem hydraulischen Akkumulator (14) ein bestimmter Druck herrscht, und daß die Fühleinrichtung den Elektromotor einschaltet, wenn in dem hydraulischen Akkumulator ein bestimmter niedrigerer Druck herrscht.

709RfU /1078
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Fühleinrichtung (24) ein hydraulischer Zylinder gehört, der zwei Abschnitte von unterschiedlichem Innendurchmesser aufweist, daß der hydraulische Zylinder einen Kolben (26) mit zwei Abschnitten von unterschiedlichem Durchmesser enthält, daß der den kleineren Durchmesser aufweisende Teil des Kolbens auf den Druck in dem Akkumulator (14) anspricht, um den Schalter (18) entgegen der Vorspannkraft einer Feder (25) zu öffnen, und daß der den größeren Durchmesser aufweisende Teil des Kolbens auf den Druck in dem Akkumulator anspricht, um es der Feder zu ermöglichen, den Schalter zu schließen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Fühleinrichtung eine zum Durchlaufen eines Totpunktes geeignete Federanordnung gehört, die in der einen Richtung mit einer ersten Federkonstante und in der entgegengesetzten Richtung mit einer zweiten Federkonstante arbeitet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Steuerventil (13) ein mit einer Rückstellfeder und drei Öffnungen versehener, in zwei verschiedene Stellungen bringbarer Kolbenschieber (22) mit einer steuerbaren Durchlaßeinrichtung (30) (feathering facility) gehört.
10. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (15) zum Betätigen der Anhängerbremse (4) mit dem Steuerventil (13) durch eine hydraulische Leitung (17) verbunden ist, in die eine selbstabdichtende Kupplung (16) eingeschaltet ist.

709HRA/1078
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (15) zum Betätigen der Anhängerbremse (4) von dem Anhänger (2) mitgeführt wird und daß die übrigen Teile der Vorrichtung auf der Zugmaschine (1) angeordnet sind.
12. Zugmaschine mit einer Betätigungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß die Betätigungseinrichtung einen Elektromotor (11) aufweist, der an eine von der Zugmaschine (1) mitgeführte Stromquelle (10) anschließbar ist, ferner eine durch den Elektromotor antreibbare Hydraulikpumpe (12), ein Steuerventil (13) zum Aufnehmen von Druckflüssigkeit aus der Hydraulikpumpe, einen an das Steuerventil angeschlossenen hydraulischen Akkumulator (14) zum Aufnehmen von Druckflüssigkeit aus dem Steuerventil sowie eine mittels eines Pedals (7) betätigbare hydraulische Zugmaschinenbremsanlage mit einem Hauptzylinder (9) zum Steuern eines Kolbenschiebers (22) in dem Steuerventil, wobei der Kolbenschieber in Abhängigkeit von der Bewegung des Pedals betätigbar ist, um nach Bedarf Druckflüssigkeit von der Hydraulikpumpe aus dem Akkumulator oder von der Hydraulikpumpe und danach von dem Akkumulator aus einer selbstabdichtenden Kupplung (16) zuzuführen, die mit einer Druckflüssigkeitsleitung (17) verbindbar ist, welche in Verbindung mit einer hydraulischen Bremsbetätigungseinrichtung (15) eines Anhängers (2) steht.
13. Zugmaschine mit einer Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung dazu dient, das Einstellen der Hubstangen eines Krafthebers zu steuern.

709884/1078