DE2752641A1

DE2752641A1 - Deichselkraftregeleinrichtung

Info

Publication number: DE2752641A1
Application number: DE19772752641
Authority: DE
Inventors: Hermann J Ing Grad Goebels
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-11-25
Filing date: 1977-11-25
Publication date: 1979-05-31
Also published as: FR2409890A1; GB1598879A; JPS5486130A

Description

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Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Deichselkraftregeleinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei Wagenzügen können bei Bremsvorgängen je nach Fahrbahn- und Beladungszustand erhebliche Deichselkräfte auftreten, die sehr häufig Ursache folgenschwerer Unfälle sind. Zur Vermeidung solcher Unfälle ist es bekannt, deichselkraftabhängige Bremsregelungen anzuwenden (DT-PS 739 813).

Bedingt sind solche Deichselkräfte durch Abbremsungsunterschiede zwischen ziehendem und gezogenem Fahrzeug. Solche Abbremsungsunterschiede stellen sich in erster Linie ein bei plötzlich auftretenden Reibwertänderungen der Fahrbahnoberfläche (Wechsel von Eis auf Asphalt) und auch bei einer nicht optimal an die jeweilige Achslast angepaßten Bremskraftverteilung. Zusätzlich bewirken die nicht unerheblichen Bremsleitungslängen zeitbedingte Verzögerungen in der Bremsdruckanpassung, die ebenfalls Deichselkräfte entstehen lassen.

Blockieren bei bereits wirksamen Deichselkräften durch überbremsen einzelne Achsen, so ist in vielen Fällen ein Einknicken oder Ausbrechen des Zuges unvermeidbar.

Die z. Z. erarbeiteten EG-Ratsrichtlinien legen zwar eine Abbremsungszuordnung der einzelnen Achsen (1. Änderungsrichtlinie) und auch zwischen ziehenden und gezogenen Fahrzeugen (2. Änderungsrichtlinie) fest, die in bestimmten Toleranzbändern durch eine beladungsabhängige Bremsdrucksteuerung eingehalten werden muß, jedoch können hierbei_/insbesondere bei niederen Fahrbahnreibwerten kritische Deichselkräfte nicht vermieden werden. Auch ist der hierfür erforderliche Aufwand verhältnismäßig hoch.

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Durch eine beladungsabhängige Bremsdrucksteuerung (ALB), die lediglich eine Anpassung der übertragbaren Bremskraft an die jeweilige Achslast vornimmt, wird zwar die installierte Bremskraftverteilung so beeinflußt, daß eine Annäherung der Abbremsung zwischen ziehendem und gezogenem Fahrzeug gegeben ist und damit die erste Voraussetzung für die Vermeidung von Deichselkräften erfüllt ist, jedoch sind dies reine Steuereinrichtungen, die nur die unterschiedlichen Achslasten erfassen können.

Plötzliche Fahrbahnänderungen (z.B. Eisplatten), die schlagartig eine Erhöhung der Deichselkraft verursachen, können mit diesen Geräten nicht erfaßt werden.

Das gilt auch für Blockierschutzeinrichtung wie sie beispielsweise durch die US-PS 3 536 3^1 bekannt sind.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Deichselkraftregeleinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß mit verhältnismäßig geringem Aufwand ein optimales Bremsverhalten des Wagenzuges erreicht wird.

Da für die Fahrstabilität des Wagenzuges nur positive, durch Auflaufen des Anhängers entstehende Deichselkräfte wegen Einknickgefahr kritisch sind und der Regeleingriff nur beim Auftreten positiver Deichselkräfte vorgenommen wird, braucht nur im Zugfahrzeug eine entsprechende Regeleinrichtung vorgesehen zu sein.

Vorteilhaft ist weiterhin die Meßwerterfassung dort, wo die Deichselkraft wirksam ist (im Zugwagen an der Anhängerkupplung)

Auch ist der geringe zusätzliche Aufwand bei Vorhandensein einer ABV-Anlage vorteilhaft. (Bei fehlender Blockierschutzeinrichtung wären zusätzliche Stellglieder für die Bremsdrucksteuerung erforderlich).

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Desweiteren sind optimale Pahrstabilitätsbedxngungen bei allen Fahrbahn- und Beladungszuständen erreicht, da erstens durch die Deichselkraft-Regeleinrichtung keine unterschiedlichen Abbremsungen zwischen ziehendem und gezogenem Fahrzeug und damit auch keine störende Deichselkraft zugelassen wird und zweitens durch die Bremsdrucksteuerung selber das überbremsen einzelner Achsen und Räder verhindert wird.

Schließlich kann auf die z.T. aufwendige beladungsabhängige Bremsdrucksteuerung (ALB) bei einer Deichselkraft-Regeleinrichtung bei Kombination mit Blockierschutz-Regelung im ziehenden und gezogenen Fahrzeug verzichtet werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der Schwellwertgeber unmittelbar an der Deichsel angebracht. Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß unabhängig vom Deichselwinkel zur Längsachse des Wagenzuges nur die tatsächlich in der Deichsel wirkende Kraft erfaßt wird.

Zeichnung

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Wagenzug mit einer deichselkraftgesteuerten Bremseinrichtung, Fig. 2 eine Abnahir.esteHe für die Deichselkraft, Fig. 3 ein Diagramm, Fig. 4 eine elektronische Schaltung, Fig. 5 und 6 je ein Diagramm über den Druckverlauf und Fig. 7 eine andere Anordnung des Schwellwertgebers.

Beschreibung

Ein aus Zugfahrzeug 1 und Anhänger 2 als jeweilige Fahreinheit bestehender Wagenzug hat pro Rad einen Sensor 3 und pro Achse ein Drucksteuerventil 4. Zugfahrzeug 1 und Anhänger 2 haben je ein elektronisches Blockiers'chutz-Steuergerät 5 und 6, und an jedes Steuergerät 5 bzw. 6 sind die Sensoren 3 und die Drucksteuerventile 4 der entsprechenden Fahreinheit 1 oder 2 ange-

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schlossen. Die Teile 3 bis 6 stellen eine Blockierschutzeinrichtung dar. Bei Ausführung ohne Blockierschutz sind die Drucksteuerventile 4 nur deichselkraftabhängig gesteuert. Das Steuergerät 5 des Zugwagens 1 hat Verbindung mit einer Auswertelogik 7> an die ein Schwellwerteber 8 angeschlossen ist.

Dieser Schwellwertgeber 8 ist zwischen dem Zugwagen 1 und dem Anhänger 2 auf dem Zugwagen 1 angeordnet. Er ist in der Fig. 2 noch einmal_;und zwar in vergrößertem Maßstab dargestellt. Dort ist zu erkennen, daß auf einer, an einem Zugwagen-Rahmenteil 9 gelagerten Stange 10 drei Druckfedern 11, 12, 13 aufgesetzt sind. Alle drei Federn 11, 12, 13 sind als Tellerfedern ausgebildet, jedoch ist ihr c-Wert durch unterschiedliche Materialstärke verschieden. Sie sind außen von einem Schutzbalg I^ umgeben. Die Federwege der einzelnen Federn 11, 12, 13 sind mit den Deichselkräften stufenweise abgestimmt. Die Stange 10 endet einerseits in einem Kupplungskopf 15 mit einem Maul 16, in das ein vorderes Ende 17 einer nicht näher dargestellten Anhänger-Deichsel einsteckbar und mit einem senkrechten Bolzen 18 verriegelbar ist. Ein inneres Ende 19 der Stange IO ist mit einem Schalter 20 für drei Leitungsanschlüsse 21, 22 und 23 versehen, die zu der Auswertelogik 7 führen.

Wirkungsweise

Stellen sich bei einem Bremsvorgang positive Deichselkräfte ein, so wird bei Erreichen eines ersten Schwellwertes 101 (relativ niedrige Deichselkraft) die schwächste Feder 11 zusammengedrückt und über den Schalter 20, den Leitungsanschluß 21 und die Auswertelogik 7 und über das Drucksteuerventil H bzw. bei einer vorhandenen Blockierschutzeinrichtung über das Blockierschutz-Steuergerät 5 zunächst der weitere Bremsdruckanstieg auf dem Zugfahrzeug 1 an dessen beiden Achsen oder auch nur an einer Achse, dann aber vorzugsweise der Hinterachse, gestoppt, (vgl. Diagramm nach der Fig. 3, wo auf der Ordinaten die Deichselkraft P und auf der Abszisse drei Schwellwerte aufgetragen sind). Dagegen bleibt der Bremsdruckaufbau im Anhänger 2 unbeeinflußt.

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Steigt die Deichselkraft aber trotzdem weiter an, so wird bei Erreichen eines zweiten, mittlere Deichselkräfte anzeigenden (u.U. schon kritischer Fahrzustand) Schwellwertes 102 zusätzlich zum gestoppten Bremsdruckaufbau im Zugfahrzeug 1 dort eine Bremsdruckreduzierung mindestens an einer, vorzugsweise der Hinterachse über das Blockierschutz-Steuergerät 5 vorgenommen.

Beim Erreichen eines dritten Deichselkraftschwellwertes 103 z.B. bei einem Fahrbahnübergang von Eis auf trockene Straße, wird auch die dritte Feder 13 zusammengedrückt und über den Schalter 20, den Leitungsanschluß 23 und die Auswertelogik 7 sowie das Steuergerät 5 eine Bremsdruckkorrektur im Sinne eines Druckabbaus im Zugfahrzeug an allen Achsen vorgenommen.

Es ist noch einmal festzuhalten, daß bei allen drei genannten Logik-Zuständen der Anhänger-Steuerdruck durch die Deichselkraft-Regeleinrichtung unbeeinflußt bleibt. Die Schaltung ist so gewählt, daß die Blockierschutz-Einrichtung in der ziehenden wie in der gezogenen Fahrzeugeinheit 1 oder 2 bevorzugten Durchgriff hat. Dies ist in der Fig. ¹I in der Oder-mäßigen Verknüpfung zu erkennen. Dort sind links die drei Schwellwerte 101, 102, 103 angegeben, anschließend ein Filter 10¹J, und/oder ein Zeitglied 105, vier Oder-Schalter 106, 107, Io8, 109 und vier Leistungsendstufen 110, 111, 112 und 113 für Einlaß-Hinterachse, Einlaß-Vorderachse, Auslaß-Hinterachse und Auslaß-Vorderachse. Die Oder-Schalter 106, 107, 108 und 109 sind mit den beiden Blockierschutz-Drucksteuerventilen ^T verbunden.

Es ist auch denkbar, nur mit einem Schwellwert die Deichselkraft-Anpassung vorzunehmen, nur kann hierbei naturgemäß die Anpassung nicht so feinfühlig ausgeführt werden, weil nur ein 2-Punktverhalten hergestellt ist.

Verbessert werden kann jedoch das 2-Punktverhalten der Bremsdruckanpassung durch zusätzliche Zeitkriterien, die ebenfalls bei Erreichen des Deichselkraft-Schwellwertes zunächst nur ein Halten

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des eingesteuerten Bremsdruckes bewirken und dann bei weiterem Anstehen des Schwellwertes nach einer bestimmten Zeit Tl oder auch mehrerer Zeiten Tl, T2 eine Bremsdruckreduzierung an einer oder allen Achsen des ziehenden Fahrzeuges wirksam werden lassen. Fig. 6 zeigt diese Deichselkraft-Anpassung mit nur einem Schwellwert und zusätzlichen Zeitkriterien (Tl, T2). Die Ausführung des Deichselkraft-Schwellwertgebers mit mehreren Ansprechschwellen oder auch mehrere Schwellwertgeber mit unterschiedlichen Ansprechschwellen ist außer der feinfühligeren Regelung auch aus Sicherheitsgründen vorteilhaft, da hier bei Ausfall eines Schwellwertes die noch verbleibenden Schwellwerte mindestens teilweise die Deichselkraft-Regelung vornehmen können.

Die Fig. 5 und 6 zeigen die positiven Deichselkräfte P über der Zeit t aufgetragen.

Durch die spezielle Auslegung der Federkraft-Kennlinie nach Fig. 3, deren Knickpunkte identisch sind mit den Deichselkraft-Schwellwerten, wird eine einfache Zuordnung der einzelnen Schwellwertgeber oder auch -gebern zu den einzelnen Schwellwerten ermöglicht und auch die bei der Erstmontage des Gebers erforderliche Justierarbeit erleichtert. Denkbar ist auch, daß für die Deichselkraft-Erkennung anstelle des hier vorgeschlagenen einfachen, mechanischen Schaltkontaktes (Fig. 2) eine elektrische Anordnung gewählt wird, die über eine Druck- oder Wegerkennung, durch Widerstand-, Kapazitäts- oder Induktivitätsänderung vorgegebenen Schwellwerte erkennt.

Außerdem ist es auch denkbar, daß bei nur kurzzeitig anstehenden Deichselkräften (Deichselkraftspitzen) eine hier unnötige Bremsdruckkorrektur dadurch vermieden wird, daß den einzelnen Schwellwerten eine bestimmte Verzögerungszeit (Anzugsverzögerung) über eine Zeitgeberschaltung (105) zugeordnet ist, die das Wirksamwerden der Regelmaßnahmen nur bei langer anstehenden Signalen zulassen (vgl. Fig. 4 und 5).

Ebenfalls können - wie in diesen beiden Figuren dargestellt ist Deichselkraftspitzen auch durch elektrische Filter mit Tiefpaßverhalten (104) ausgefiltert werden.

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Die Fig. 7 zeigt, daß es auch möglich ist, einen Schwellwertgeber 28 direkt an einer Deichsel 29 des Anhängers 2 anzuordnen. Der Vorteil gegenüber der Ausführung nach der Fig. 2 ist hierbei, daß unabhängig vom Deichselwinkel cA zur Längsachse des Zugfahrzeuges die tatsächlich in der Deichsel wirkende Kraft erfaßt wird.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 wird entsprechend dem Deichselwinkel oC dagegen nur der Wert D^f = cos oC . D erfaßt (D=Deichselkraft).

Die Übertragung des Schwellwert-Signales sollte bei der Ausführung nach Fig. vorteilhafterweise über eine elektrische Leitung (pfaj3o) über die elektrische Anhängersteckeinrichtung zur Auswerteelektronik des Zugfahrzeuges geführt werden .

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Claims

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R. K^
25.10.1977 He/Do

Robert Bosch GmbH, Stuttgart

Ansprüche

lly Deichselkraft-Regeleinrichtung für einen aus Zugfahrzeug und Anhänger bestehenden Wagenzug mit einer von der Deichselkraft abhängigen Bremsregelung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Zugfahrzeug (1) und Anhänger (2) ein Schwellwertgeber (8, 28) zum Erkennen positiver Deichselkräfte angeordnet ist und daß eine Auswertlogik (7) verwendet ist, mit der abhängig von der Größe der Deichselkräfte entsprechende Regelbefehle an Bremsdrucksteuerventile (¹I) weiterleitbar sind.

2. Deichselkraft-Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelbefehle an Bremsdrucksteuerventile (¹O im Zugwagen (1) weiterleitbar sind.

3. Deichselkraft-Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsdrucksteuerventile (4) gleichzeitig Blockierschutz-Bremsdrucksteuerventile sind.

h. Deichselkraft-Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertelogik (7) und der Schwellvrertgeber (8) auf dem Zugwagen angeordnet sind.

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5. Deichselkraft-Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche

1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertgeber (28) an der Deichsel (29) des Anhängers (2) angeordnet ist.

6. Deichselkraft-Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertgeber (8, 28) an der Anhängerkupplung angeordnet ist.

7. Deichselkraft-Regeleinrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Signale des Schwellwertgebers (28) über einen zusätzlichen elektrischen Leitungspfad (30) der obligatorischen elektrischen Leitungsverbindung zwischen Zugfahrzeug (1) und Anhänger (2) zur Auswertelogik (7) auf dem Zugfahrzeug geführt ist.

8. Deichselkraft-Regeleinrichtung nach Anspruch 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertgeber (8, 28) einen Schaltkontakt mit mehreren Kontaktstellen aufweist.

9. Deichselkraft-Regeleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Schwellwertgeber (8, 28) ein Federelement mit drei Federn (11, 12, 13) für drei unterschiedliche Deichselkraft Schwellwerte vorgesehen ist.

10. Deichselkraft-Regeleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die c-Werte der drei Federn (11, 12, 13) verschieden sind.

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11. Deichselkraft-Regeleinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Federwege der einzelnen Federn (11, 12, 13) des Federelementes mit den jeweils wirksamen Deichselkräften stufenweise abgestimmt sind (Fig. 3)·

12. Deichselkraft-Regeleinrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß je nach Größe der wirksamen Deichselkraft unterschiedliche Deichselkraft-Schwellwerte (101, 102, 103) wirksam sind (Fig. 3 und 5).

13· Deichselkraft-Regeleinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß über die Auswertelogik (7) unterschiedliche Regelbefehle auf die Drucksteuerventile (U) des Zugfahrzeuges (1) gebbar sind.

lh. Deichselkraft-Regeleinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ansprechen eines ersten Schwellwertes (101) der weitere Bremsdruckaufbau im Zugwagen (1) an mindestens einer Achse abstoppbar ist, der weitere Bremsdruckaufbau des Anhängers (2) jedoch hiervon unbeeinflußt ist.

15· Deichselkraft-Regeleinrichtung anch Anspruch I¹I, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Achse die Hinterachse ist.

16. Deichselkraft-Regeleinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ansprechen des zweiten Schwellwertes (102) der Bremsdruckaufbau im Zugwagen (1) an allen Achsen gestoppt wird und zusätzlich eine Bremsdruckabsenkung an wenigstens einer Achse einsteuerbar ist.

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17· Deichselkraft-Regeleinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß diese Achse die Hinterachse ist.

18. Deichselkraft-Regeleinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ansprechen eines dritten Schwellwertes (103) eine Bremsdruckabsenkung an allen Achsen des Zugwagens (1) einsteuerbar ist.

19· Deichselkraft-Regeleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertgeber (8,28) einen Schaltkontakt mit nur einer Ansprechschwelle (101) aufweist.

20. Deichselkraft-Regeleinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert (101) mit verschiedenen Zeitkriterien (Tl, T2) überwachbar ist (Fig. 5 und 6).

21. Deichselkraft-Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertgeber (8, 28) eine elektrische Einrichtung ist, die über eine Druck- oder Wegerkennung durch Widerstands-, Kapazitäts- oder Induktivitätsänderung die vorgegebenen Schwellwerte erkennt.

22. Deichselkraft-Regeleinrichtung nach Anspruch 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß kurzzeitig anstehende Deichselkraftspitzen durch zusätzliche Filter (104) und/oder Zeitglieder (105) eliminierbar sind und dadurch keine Auswirkung auf die Regelbefehle der Bremsdrucksteuerventile (4) haben.

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