ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СТОЯНОЧНЫЙ ТОРМОЗ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
ELECTRIC PARKING BRAKE FOR VEHICLE

Изобретение касается электрического стояночного тормозного устройства для транспортного средства, в частности для автомобиля промышленного назначения.
Тормозные установки автомобилей промышленного назначения включают в себя рабочую тормозную систему и стояночную тормозную систему, управление которыми чаще всего осуществляется независимо друг от друга пневматическим или электропневматическим способом. Стояночные тормозные системы, ниже обозначаемые также стояночным тормозом, стояночным тормозом с пружинным энергоаккумулятором или стояночным тормозным устройством, чаще всего включают в себя тормозные цилиндры с пружинным энергоаккумулятором, которые в своем состоянии выпуска воздуха осуществляют торможение транспортного средства, в то время как посредством впуска воздуха в тормозной цилиндр с пружинным энергоаккумулятором стояночный тормоз может выключаться.
Автомобили промышленного назначения могут быть также оснащены аварийным разъединителем. Аварийный разъединитель расположен обычно в кабине водителя. С помощью такого рода аварийного разъединителя от подключенной бортовой сети могут отключаться всяческие устройства снабжения напряжением, например, одна или несколько батарей и генераторов, например, в случае опасности.
При этом возникает проблема, заключающаяся в том, что после приведения в действие аварийного разъединителя или же в общем случае при прерывании электроснабжения приведение в действие электрического стояночного тормоза больше невозможно, так как электрический управляющий сигнал больше не может передаваться.
Кроме того, следует избегать того, чтобы стояночная тормозная система в случае неисправности или во время движения неконтролируемым образом срабатывала. Согласно законодательным требованиям, стояночный тормоз не может автоматически срабатывать вопреки намерению водителя.
Таким образом, задачей изобретения является предоставить электрический стояночный тормоз, с помощью которого можно будет устранить недостатки традиционных электрических стояночных тормозов. В частности, в основе изобретения лежит задача, усовершенствовать электрический стояночный тормоз таким образом, чтобы стояночный тормоз мог надежно включаться даже при прекращении или отключении электроснабжения электрического стояночного тормоза или при прерывании электроснабжения во всей бортовой сети, чтобы обеспечить возможность надежной стоянки или, соответственно, надежного останова транспортного средства или, соответственно, автосостава.
Эти задачи решаются с помощью электрического стояночного тормозного устройства в соответствии с признаками независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления и применения изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения и поясняются подробнее в последующем описании с частичной ссылкой на фигуры.
Предлагаемое изобретением электрическое тормозное устройство для транспортного средства в соответствии с уровнем техники имеет по меньшей мере один тормозной цилиндр с пружинным энергоаккумулятором и одно электрически управляемое первое клапанное устройство. Это первое клапанное устройство выполнено так, чтобы в зависимости от электрического управляющего сигнала, например, подаваемого органом управления в кабине водителя для стояночного тормозного устройства, начинать выпуск воздуха или впуск воздуха в по меньшей мере один тормозной цилиндр с пружинным энергоаккумулятором.
Изобретение совершенствует известный уровень техники посредством того, что стояночное тормозное устройство включает в себя переключаемое второе клапанное устройство, имеющее пневматический управляющий вход и электрический управляющий вход, которое выполнено, чтобы начинать выпуск воздуха из по меньшей мере одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором, когда на пневматическом управляющем входе имеется пневматическое давление, которое меньше, чем предопределенное пороговое значение, и когда на электрическом управляющем входе отсутствует электрический ток или, соответственно, там не приложено напряжение. Электрический управляющий вход второго клапанного устройства представляет собой соединитель для электрического сигнального провода. Пневматический управляющий вход представляет собой соединитель для трубопровода сжатого воздуха, через который может осуществляться пневматическое управление вторым устройством управления.
В соответствии с общими аспектами изобретения, переключаемое второе клапанное устройство может приводиться в действие как пневматически, так и электрически, и представляет собой дополнительную схему защиты, посредством которой может конструктивно простым образом обеспечиваться защита в критических в отношении безопасности аварийных ситуациях. При этом переключаемое второе клапанное устройство реагирует на пневматическое давление и на электрический ток и представляет собой резервный механизм для включения электрического стояночного тормоза после приведения в действие аварийного разъединителя или после прекращения снабжения напряжением электрического стояночного тормозного устройства по иным причинам.
Особое преимущество изобретения заключается, таким образом, в том, что стояночный тормоз может приводиться в действие независимо от электрического рабочего состояния транспортного средства.
Благодаря предлагаемому изобретением варианту осуществления второго клапанного устройства оно, однако, не начинает выпуск воздуха из по меньшей мере одного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором для включения стояночного тормоза непосредственно после прекращения электроснабжения. Вместо этого водитель может, например, путем понижения пневматического давления, которое имеется на пневматическом управляющем входе, сам определять момент времени включения электрического стояночного тормоза. Таким образом может предотвращаться неконтролируемое торможение транспортного средства, например, при приведении в действие аварийного разъединителя во время движения.
Согласно первому варианту осуществления второе клапанное устройство может быть выполнено, чтобы начинать выпуск воздуха только из по меньшей мере одного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором, когда на пневматическом управляющем входе имеется пневматическое давление, которое меньше, чем предопределенное пороговое значение, и когда на электрическом управляющем входе отсутствует электрический ток. Таким образом, согласно этому первому варианту из пневматического контура стояночного тормоза, обозначаемого также контуром 3 в случае четырехконтурной пневматической тормозной установки, не полностью выпускается воздух, а также из других контуров не выпускается воздух до безопасного давления.
По второму варианту переключаемое второе клапанное устройство может быть, однако, выполнено не только для того, чтобы начинать выпуск воздуха из указанного по меньшей мере одного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором, но также чтобы полностью выпускать воздух из пневматического контура стояночного тормоза (контур 3) и остальных пневматических контуров до безопасного давления, когда на пневматическом управляющем входе имеется пневматическое давление, которое меньше, чем предопределенное пороговое значение, и когда на электрическом управляющем входе отсутствует электрический ток. Безопасное давление представляет собой давление, которое минимально поддерживается с помощью многоконтурного защитного клапана в других пневматических контурах, когда в одном пневматическом контуре возникает падение давления.
По одному из предпочтительных вариантов осуществления пневматический управляющий вход может быть пневматически соединен с одним из пневматических контуров 1-3 четырехконтурной пневматической тормозной установки транспортного средства, так что имеющееся на пневматическом управляющем входе давление при приведении в действие рабочего тормоза может снижаться, например, когда воздушный компрессор больше не работает. У многоконтурной пневматической тормозной установки автомобиля отдельные контуры обычно подразделяются следующим образом: контур 1 является контуром 1 рабочего тормоза, контур 2 является контуром 2 рабочего тормоза, а контур 3 является контуром стояночного тормоза с пружинным энергоаккумулятором и при необходимости контуром снабжения прицепа.
При этом примерная реализация этого варианта осуществления предусматривает, что пневматический управляющий вход пневматически соединен с трубопроводом снабжения сжатым воздухом, который соединяет многоконтурный защитный клапан, в частности четырехконтурный защитный клапан, многоконтурной пневматической тормозной установки транспортного средства с соединителем для снабжения сжатым воздухом первого клапанного устройства. Благодаря этому конструктивно простым образом может прикладываться надлежащее управляющее давление для управления вторым клапанным устройством. Согласно этому варианту нормальное рабочее давление контура стояночного тормоза с пружинным энергоаккумулятором и при необходимости снабжения прицепа приложено к управляющему входу второго клапанного устройства. Это рабочее давление, как правило, сохраняется даже при отказе электроснабжения.
Согласно одному из особенно предпочтительных вариантов этого варианта осуществления предопределенное пороговое значение установлено так, что оно больше, чем давление закрытия многоконтурного защитного клапана, ниже которого один или несколько контуров рабочего тормоза и контур стояночного тормоза с пружинным энергоаккумулятором разъединяются друг от друга.
Особое преимущество этого варианта осуществления заключается в том, что после приведения в действие аварийного разъединителя или после отказа электроснабжения в надлежащий момент времени может инициироваться переключение второго клапанного устройства для включения стояночного тормоза путем приведения в действие рабочего тормоза. При приведении в действие рабочего тормоза давление в контуре рабочего тормоза может снижаться ниже предопределенного порогового значения. Так как пороговое значение превышает давления закрытия многоконтурного защитного клапана, контур рабочего тормоза остается в пневматическом соединении с контуром стояночного тормоза с пружинным энергоаккумулятором до достижения порогового значения, таким образом, что также давление в контуре стояночного тормоза с пружинным энергоаккумулятором соответственно снижается. При этом также управляющее давление, имеющееся на пневматическом управляющем входе второго клапанного устройства, снижается ниже порогового значения, после чего второе клапанное устройство переключается, и инициирует выпуск воздуха из по меньшей мере одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором.
Однако необходимо отметить, что предопределенное пороговое значение в других вариантах осуществления может быть также меньше, чем давление закрытия многоконтурного защитного клапана. Это может иметь место, например, когда пневматический управляющий вход соединен с трубопроводом сжатого воздуха контура рабочего тормоза. При этом следует выбирать предопределенное пороговое значение так, чтобы давление, имеющееся на пневматическом управляющем входе, могло снижаться водителем до порогового значения, например, путем приведения в действие рабочего тормоза.
Электрический управляющий вход второго клапанного устройства может быть, например, соединен с аккумуляторной батареей транспортного средства, для снабжения его напряжением и током длительной нагрузки, например, через клемму «30». Согласно другому варианту электрический управляющий вход второго клапанного устройства может быть электрически соединен со схемой зажигания и пуска двигателя, например, через клемму «15», так чтобы при введении ключа зажигания к электрическому управляющему входу прикладывалось напряжение до тех пор, пока не приведен в действие аварийный разъединитель. Необходимо отметить, что возможно также отдельное управление электрическим управляющим входом.
Электрически управляемое первое клапанное устройство может представлять собой традиционное, известное из уровня техники клапанное устройство для электрического стояночного тормозного устройства. Оно может включать в себя систему из нескольких клапанов, которые обычно, в свою очередь, управляют внутренним ускорительным клапаном первого клапанного устройства. Первое клапанное устройство может включать в себя первый соединитель для трубопровода снабжения сжатым воздухом для соединения первого клапанного устройства с источником сжатого воздуха и второй соединитель для трубопровода сжатого воздуха, и быть выполнено собственно известным образом, чтобы в выключенном состоянии стояночного тормозного устройства нагружать трубопровод сжатого воздуха, подключенный ко второму соединителю, давлением источника сжатого воздуха, а для включения стояночного тормозного устройства выпускать воздух из трубопровода сжатого воздуха, подключенного ко второму соединителю.
Через второй соединитель первое клапанное устройство через соответствующие трубопроводы сжатого воздуха может соединяться с одним или несколькими тормозными цилиндрами с пружинным энергоаккумулятором. Первое клапанное устройство может также включать в себя устройство управления, которое предназначено для того, чтобы посредством электрических сигнальных проводов регистрировать, был ли приведен в действие какой-либо орган управления для включения и выключения стояночного тормозного устройства, и, в случае если орган управления был приведен в действие, соответственно управлять клапанной системой первого клапанного устройства для включения или выключения стояночного тормозного устройства.
У автомобилей промышленного назначения, имеющих прицепы, первое клапанное устройство может также иметь третий соединитель для соединения клапанного устройства с клапанным устройством прицепа, которое управляет тормозной установкой прицепа. При этом первое клапанное устройство, в свою очередь, может быть выполнено так, чтобы в выключенном состоянии стояночного тормозного устройства нагружать трубопровод сжатого воздуха, подключенный по меньшей мере одному третьему соединителю, давлением источника сжатого воздуха, а для включения тормозной установки прицепа выпускать воздух из трубопровода сжатого воздуха, подключенного к по меньшей мере одному третьему соединителю.
По одному из особенно предпочтительных вариантов осуществления второе клапанное устройство выполнено в виде переключаемого управляющего клапана, имеющего первый соединитель, который пневматически соединен со вторым соединителем первого клапанного устройства, второй соединитель, который пневматически соединен с по меньшей мере одним тормозным цилиндром с пружинным энергоаккумулятором, и выход для выпуска воздуха, через который второй соединитель может соединяться с редуктором давления, предпочтительно окружающим воздухом. Альтернативно первый соединитель также может обладать возможностью соединения с редуктором давления через выход для выпуска воздуха.
Согласно этому варианту осуществления управляющий клапан может быть включен в положение пропускания, в котором первый соединитель и второй соединитель клапанного устройства соединены, и в котором из первого соединителя и второго соединителя не выпускается воздух через выход для выпуска воздуха, когда на пневматическом управляющем входе имеется пневматическое давление, которое имеет по меньшей мере такую величину, как предопределенное пороговое значение, и/или когда на электрическом управляющем входе есть электрический ток или, соответственно, имеется напряжение. В этом положении пропускания выпуск воздуха и впуск воздуха в по меньшей мере один тормозной цилиндр с пружинным энергоаккумулятором может осуществляться традиционным образом с помощью электрически управляемого первого клапанного устройства.
Кроме того, управляющий клапан может быть включен в положение выпуска воздуха, когда на пневматическом управляющем входе имеется пневматическое давление, которое меньше, чем предопределенное пороговое значение, и когда на электрическом управляющем входе отсутствует электрический ток. При этом управляющий клапан согласно описанному выше первому варианту может быть выполнен так, что в положении выпуска воздуха только из второго соединителя управляющего клапана выпускается воздух через соединитель для выпуска воздуха. Таким образом, в этом случае управляющий клапан начинает выпуск воздуха из по меньшей мере одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором и, следовательно, осуществляет включение стояночного тормоза.
Альтернативно управляющий клапан согласно второму варианту может быть выполнен так, что в положении выпуска воздуха выпускается воздух как из первого соединителя, так и из второго соединителя управляющего клапана через соединитель для выпуска воздуха. В этом случае управляющий клапан не только начинает выпуск воздуха из указанного по меньшей мере одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором и, следовательно, осуществляет включение стояночного тормоза, но и одновременно происходит полный выпуск воздуха из пневматического контура стояночного тормоза (контур 3) и выпуск воздуха из остальных подключенных к многоконтурному защитному клапану пневматических контуров до безопасного давления.
Одно из особых преимуществ этих вариантов осуществления заключается, таким образом, в том, что с помощью только одного пневматически и электрически управляемого переключаемого управляющего клапана создается надежный резервный механизм, посредством которого стояночный тормоз может надежно включаться даже после отказа электроснабжения.
Один из альтернативных вариантов реализации изобретения предусматривает, что второе клапанное устройство имеет ускорительный клапан и пневматически и электрически управляемый управляющий клапан. Ускорительный клапан имеет управляющий вход, рабочий вход, соединенный со вторым соединителем первого клапанного устройства, рабочий выход, соединенный с по меньшей мере одним тормозным цилиндром с пружинным энергоаккумулятором, и выход для выпуска воздуха.
Согласно этому варианту управляющий клапан имеет первый соединитель, пневматически соединенный с трубопроводом снабжения сжатым воздухом, который соединяет многоконтурный защитный клапан многоконтурной пневматической тормозной установки транспортного средства с соединителем для снабжения сжатым воздухом первого клапанного устройства, второй соединитель, который пневматически соединен с управляющим входом ускорительного клапана, и включает в себя выход для выпуска воздуха, через который второй соединитель может соединяться с редуктором давления, например, окружающим воздухом. Одна из альтернативных возможностей реализации изобретения предусматривает, что первый соединитель управляющего клапана через выход для выпуска воздуха управляющего клапана также может соединяться с редуктором давления. Многоконтурный защитный клапан может, например, представлять собой четырехконтурный защитный клапан.
Согласно вышеназванным вариантам реализации изобретения управляющий клапан может быть выполнен, чтобы включать ускорительный клапан в положение пропускания, в котором рабочий вход соединен с рабочим выходом ускорительного клапана, когда на пневматическом управляющем входе имеется пневматическое давление, имеющее по меньшей мере такую величину, как предопределенное пороговое значение, и/или когда на электрическом управляющем входе имеется электрический ток.
В этом положении пропускания управление выпуском воздуха и впуском воздуха в по меньшей мере один тормозной цилиндр с пружинным энергоаккумулятором, в свою очередь, возможно традиционным образом с помощью первого клапанного устройства, например, при исправном электроснабжении.
Управляющий клапан этого варианта осуществления выполнен также для того, чтобы включать ускорительный клапан в положение выпуска воздуха, в котором из рабочего выхода ускорительного клапана выпущен воздух через выход для выпуска воздуха, когда на пневматическом управляющем входе управляющего клапана имеется пневматическое давление, которое меньше, чем предопределенное пороговое значение, и когда на электрическом управляющем входе отсутствует электрический ток или, соответственно, нет напряжения.
Таким образом, при отказе электроснабжения, в свою очередь, с помощью второго клапанного устройства в варианте, включающем в себя управляющий клапан и ускорительный клапан, может начинаться выпуск воздуха из по меньшей мере одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором для включения стояночного тормозного устройства, однако только тогда, когда имеющееся на управляющем клапане пневматическое давление превышает предопределенное пороговое значение. Выше уже упоминалось, что имеющееся на управляющем клапане управляющее давление может целенаправленно снижаться водителем ниже порогового значения, например, путем приведения в действие рабочего тормоза.
Одно из особых преимуществ этого варианта осуществления, включающего в себя дополнительный ускорительный клапан, заключается в том, что требуемая управляемая величина меньше, и, следовательно, могут применяться меньшие поперечные сечения трубопроводов, чем в варианте без дополнительного ускорительного клапана.
Управляющий клапан в обоих вышеназванных вариантах осуществления может представлять собой трехходовой двухпозиционный клапан. Кроме того, управляющий клапан, в частности трехходовой двухпозиционный клапан, может быть выполнен в виде клапана с возвратной пружиной, таким образом, что при приложении тока или, соответственно, напряжения к электрическому управляющему проводу управляющего клапана созданная сила магнитного поля достаточна для удержания клапана натяжением пружины в положении выпуска воздуха.
Однако управляющий клапан, как упомянуто выше, выполнен так, что альтернативно приложение управляющего давления, которое больше, чем предопределенное пороговое значение, уже достаточно, чтобы удерживать клапан в положении пропускания.
Когда имеющееся на пневматическом управляющем входе давление управления снижается ниже предопределенного порогового значения, и дополнительно прекращается подача напряжения на электрическом управляющем входе, натянутая пружина осуществляет переключение клапана в положение пропускания. Необходимо отметить, что вышеназванные варианты осуществления представляют собой только конструктивно особенно простые и вместе с тем предпочтительные варианты осуществления общей идеи изобретения, однако второе клапанное устройство может также быть реализовано посредством других конструктивных вариантов, например, с помощью двух последовательно включенных управляющих клапанов.
Кроме того, второе клапанное устройство, в частности управляющий клапан описанного выше варианта осуществления, может быть выполнено таким образом, чтобы выпуск воздуха из по меньшей мере одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором выполнялся дросселируемым образом. Например, выход для выпуска воздуха второго клапанного устройства может быть выполнен дросселируемым, или альтернативно выход для выпуска воздуха второго клапанного устройства может быть соединен с дроссельным клапаном. Тем самым может предотвращаться резкое включение стояночного тормоза.
В рамках изобретения существует также возможность, предпочтительно осуществлять дросселирование так, чтобы при еще продолжающем работать двигателе транспортного средства в момент времени выпуска воздуха из по меньшей мере одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором с помощью второго клапанного устройства воздушный компрессор системы снабжения сжатым воздухом еще подавал достаточно сжатого воздуха, чтобы компенсировать потерю от дросселируемого выпуска воздуха. Для этого устройство дросселирования второго клапанного устройства может быть регулируемым.
Этот вариант предотвращает, например, внезапное срабатывание стояночного тормоза при приведении в действие аварийного разъединителя во время движения и в том случае, когда в тормозной системе нет уже достаточного давления, так что давление опускается ниже предопределенного порогового значения. В этой ситуации второе клапанное устройство переключается в положение выпуска воздуха. Тем не менее, немедленного включения стояночного тормоза не происходит, так как еще продолжающий работать двигатель через воздушный компрессор дополнительно сообщает достаточно энергии, чтобы компенсировать потерю от дросселирования второго клапанного устройства. Только в том случае, когда двигатель больше не работает, из пружинных энергоаккумуляторов дросселируемым образом выпускается воздух, так что еще обеспечивается возможность надежного останова транспортного средства.
Резюмируя, можно констатировать, что посредством второго клапанного устройства с помощью двух работающих отдельно друг от друга энергетических систем (пневматической и электрической) обеспечивается схема защиты, так что стояночный тормоз всегда может надежно включаться, независимо от электрического рабочего состояния транспортного средства. Второе клапанное устройство может интегрироваться в традиционное первое клапанное устройство, может включаться в его релейную схему или действовать через его релейную схему, или оно может быть также установлено в транспортном средстве в виде дополнительного отдельного клапана.
Другой аспект изобретения касается автомобиля промышленного назначения, снабженного электрическим стояночным тормозным устройством по одному из предыдущих аспектов.
Другие детали и преимущества изобретения описываются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
фиг. 1 - электрическое стояночное тормозное устройство согласно первому примеру осуществления; и
фиг. 2 - электрическое стояночное тормозное устройство согласно второму примеру осуществления.
На фиг. 1 схематично с помощью блок-схемы поясняется первый пример осуществления электрической стояночной тормозной установки, имеющей тормозной цилиндр 3 с пружинным энергоаккумулятором.
Тормозной цилиндр 3 с пружинным энергоаккумулятором имеет полость для установки пружины, содержащую пружину, а также камеру нагнетания, в которую через трубопроводы 12, 13 сжатого воздуха может подаваться давление или же выпускаться воздух. Тормозные цилиндры 3 с пружинным энергоаккумулятором (из которых на фиг. 1 показан только один) служат исполнительным устройством для приведения в действие механических конструктивных элементов тормозного устройства колеса, в частности для приведения механических конструктивных элементов в контакт (выпуск воздуха из тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором) и/или для выведения из контакта (впускается воздух в тормозной цилиндр с пружинным энергоаккумулятором). Тормозной цилиндр 3 с пружинным энергоаккумулятором может быть также выполнен в виде части комбинированного тормозного цилиндра, называемого также колесным цилиндром Tristop, который расположен на каждой колесной оси автомобиля промышленного назначения.
Стояночная тормозная установка управляет стояночным тормозом через контур рабочей среды под давлением, только часть которого изображена на фиг. 1 для пояснения изобретения. Так, на фиг. 1 изображен только контур (контур 3) стояночной тормозной установки, который подсоединен к соединителю 9.2 четырехконтурного защитного клапана 9. Соединители 9.1 и 9.3 обозначают входной соединитель, а три других - выходные соединители четырехконтурного защитного клапана 9. С входной стороны четырехконтурного защитного клапана 9 расположены другие, не показанные, однако известным традиционным образом выполненные компоненты, такие как, например, резервуар для рабочей среды под давлением, компрессор, регулятор давления и другие контуры многоконтурной пневматической тормозной установки, в частности контуров рабочего тормоза.
Сжатый воздух из резервуара для рабочей среды под давлением через четырехконтурный защитный клапан 9 и трубопровод 10 сжатого воздуха подается к соединителю 4.1 снабжения сжатым воздухом электрически управляемого клапанного устройства 4, ниже обозначаемого также первым клапанным устройством.
Клапанное устройство 4, применяемое для электропневматического управления впуском воздуха или, соответственно, выпуском воздуха из одного или нескольких цилиндров 3 с пружинным энергоаккумулятором, само по себе известно из уровня техники, и поэтому не нуждается в более детальном описании. В этом месте следует только упомянуть, что такого рода электрически управляемое клапанное устройство 4, как правило, имеет соединитель 4.1 снабжения сжатым воздухом для трубопровода снабжения с целью соединения клапанного устройства 4 с резервом сжатого воздуха и другие соединительные элементы 4.2 и 4.3 для трубопроводов сжатого воздуха. Через соединитель 4.2 первое клапанное устройство 4 посредством трубопроводов сжатого воздуха непосредственно или опосредовано (как в примере осуществления согласно фиг. 1) может соединяться с одним или несколькими тормозными цилиндрами 3 с пружинным энергоаккумулятором.
Клапанное устройство 4 имеет также соединитель для электрических сигнальных проводов (соответственно не показан) для соединения клапанного устройства 4 или, соответственно, интегрированного в него устройства управления с органом управления для включения и выключения стояночного тормозного устройства. При этом клапанное устройство 4 или, соответственно, интегрированное в него устройство управления предназначено для того, чтобы регистрировать, был ли приведен в действие подключенный через сигнальный провод орган управления, и в зависимости от приведения в действие начинать выпуск воздуха или, соответственно, впуск воздуха в тормозные цилиндры с пружинным энергоаккумулятором через соединитель 4.2.
В настоящем примере первое клапанное устройство 4 имеет также соединитель 4.3, который предусмотрен для того, чтобы соединяться с управляющей клапанной системой прицепа (не показана). Клапанное устройство 4 может быть реализовано в виде конструктивного узла, имеющего корпус, у которого предусмотрены соответствующие пневматические соединители 4.1-4.3 и соединители для электрических сигнальных проводов для подключения электрических и пневматических линий к клапанному устройству 4.
Для упрощения изображения конкретная клапанная система внутри клапанного устройства 4, которое выполнено обычным образом, не изображена. При этом внутренняя конструкция или, соответственно, конфигурация содержащейся клапанной системы клапанного устройства 4 не ограничена определенным конструктивным исполнением. При этом, однако, следует констатировать, что клапанное устройство 4 выполнено известным образом, чтобы в выключенном состоянии стояночного тормозного устройства подавать давление резерва сжатого воздуха к трубопроводу 12 сжатого воздуха, подсоединенному к соединителю 4.2, а для включения стояночного тормозного устройства выпускать воздух из трубопровода 12 сжатого воздуха. Например, клапанная система внутри клапанного устройства 4 обычно может включать в себя ускорительный клапан (не изображен), который может переключаться в положение пропускания (стояночный тормоз в не включенном состоянии) и положение выпуска воздуха (стояночный тормоз во включенном состоянии), при этом в положении выпуска воздуха из рабочей камеры внутреннего ускорительного клапана, которая через трубопровод 12 сжатого воздуха может соединяться с тормозным цилиндром 3 с пружинным энергоаккумулятором, через выход для выпуска воздуха выпускается воздух. Даже если происходит отказ электроснабжения или оно намеренно отключается путем приведения в действие аварийного разъединителя, более не возможно осуществлять управление электрически управляемым первым клапанным устройством через электрические сигнальные провода.
Само по себе известное первое клапанное устройство дополнено схемой защиты так, что оно может включаться даже при отказе электроснабжения, во время которого управление традиционным электрически управляемым клапанным устройством 4 больше невозможно.
Стояночное тормозное устройство 1 первого примера осуществления включает в себя для этого также управляющий клапан 5, выполненный в виде трехходового двухпозиционного клапана с возвратной пружиной, который расположен в пневматическом соединении 12, 13 между первым клапанным устройством и по меньшей мере одним тормозным цилиндром 3 с пружинным энергоаккумулятором.
Переключаемый управляющий клапан 5 имеет первый соединитель 5.1, который пневматически соединен со вторым соединителем 4.2 первого клапанного устройства 4, второй соединитель 5.2, который пневматически соединен с по меньшей мере одним тормозным цилиндром 3 с пружинным энергоаккумулятором, и выход 5.3 для выпуска воздуха, оснащенный дополнительной устройством дросселирования 6. Управляющий клапан может быть, например, выполнен так (не показано), чтобы в положении выпуска воздуха только из второго соединителя 5.2 через выход 5.3 для выпуска воздуха выпускался воздух, а из первого соединителя 5.1 не выпускался.
На фиг. 1 показан, однако, второй вариант, в котором управляющий клапан выполнен так, что в положении выпуска воздуха через выход 5.3 для выпуска воздуха выпускается воздух как из первого соединителя 5.1, так и из второго соединителя 5.2.
Управляющий клапан 5 может приводиться в действие как электрически, так и магнитным способом. Для этого управляющий клапан 5 имеет пневматический управляющий вход 7, который через трубопровод 11 сжатого воздуха пневматически соединен с трубопроводом 10 снабжения сжатым воздухом, который соединяет четырехконтурный защитный клапан 9 с входом 4.1 для снабжения сжатым воздухом первого клапанного устройства 4. Кроме того, предусмотрен электрический управляющий вход 8, который через электрические провода 16 соединен с источником напряжения, например, схемой зажигания и пуска двигателя, через клемму 15. Клапан 5 реагирует тем самым на пневматическое давление и на электрический ток.
В случае если оба отсутствуют, механическая пружина 17 прижимает клапан в безопасное положение (положение выпуска воздуха, на фиг. 1 не показано), в котором из соединителей 5.1 и 5.2 через выход 5.3 для выпуска воздуха выпускается воздух.
Однако на фиг. 1 показано положение пропускания, в том случае, когда на электрическом управляющем входе имеется напряжение. При этом за счет текущего через него тока создается достаточная сила магнитного поля, чтобы удерживать пружину 17 в натянутом положении для положения пропускания фиг. 1. В случае если дополнительно или альтернативно на пневматическом управляющем входе 7 имеется пневматическое давление, которое имеет по меньшей мере такую же величину, как и предопределенное пороговое значение, управляющий клапан 5 тоже удерживается в показанном на фиг. 1 положении пропускания. В настоящем примере осуществления минимальное давление установлено, например, на 6,5 бар. Однако подчеркивается, что минимальное давление может согласовываться и свободно выбираться по желанию. Таким образом, если в трубопроводе 10 сжатого воздуха после четырехконтурного защитного клапана 9 имеется давление, равное по меньшей мере 6,5 бар, этого достаточно, чтобы тоже удерживать клапан 5 в показанном на фиг. 1 положении пропускания. Правда, при этом в положении пропускания соединители 5.1 и 5.2 пневматически соединены друг с другом, но не с выходом 5.3 для выпуска воздуха. В настоящем случае выбрано пороговое значение по меньшей мере такой величины, что оно лежит ниже нормального рабочего давления и выше давления закрытия, например, несколько превышает 5 бар, четырехконтурного защитного клапана 9.
Ниже в качестве примера поясняются различные рабочие сценарии для пояснения принципа действия примера осуществления, показанного на фиг. 1.
В том случае, когда во время движения приводится в действие аварийный разъединитель, тормозной цилиндр 3 с пружинным энергоаккумулятором срабатывает не сразу, так как при обычном режиме движения в трубопроводе 10 сжатого воздуха имеется давление, которое больше, чем установленное минимальное давление пневматического управляющего входа 7. В настоящем примере имеется, таким образом, по меньшей мере 6,5 бар, так что клапан переключаться не может.
Однако если имеющегося давления недостаточно, клапан 5 будет переключаться в положение выпуска воздуха, и из него будет дросселируемым образом через выход 5.3 выпускаться воздух. Так как в соответствии с показанным на фиг. 1 вариантом из двух соединителей 5.1 и 5.2 через выход 5.3 для выпуска воздуха выпускается воздух, осуществляется как выпуск воздуха из по меньшей мере одного тормозного цилиндра 3 с пружинным энергоаккумулятором через соединитель 5.2 и трубопровод 13, так и выпуск воздуха из контура «3» стояночного тормоза многоконтурной пневматической тормозной установки через соединитель 5.1 и трубопровод 12. Кроме того, осуществляется выпуск воздуха из других (не изображенных) контуров до безопасного давления.
В настоящем варианте осуществления устройство дросселирования выполнено так, что при еще продолжающем работать двигателе воздушный компрессор дополнительно сообщает достаточно энергии, чтобы компенсировать потерю от дросселируемого выпуска воздуха. В том случае, когда двигатель больше не работает, дросселируемым образом выпускается воздух из тормозных цилиндров 3 с пружинным энергоаккумулятором, так что транспортное средство все еще может надежно затормаживаться, пока из тормозных цилиндров 3 с пружинным энергоаккумулятором не будет выпущен воздух.
В том случае, когда при исправной или не намеренно отсоединенной электрической системе транспортного средства давление сжатого воздуха падает ниже установленного минимального давления, например, ниже 6,5 бар, например, вследствие утечки, клапан 5 тоже не переключается, так как на электрическом управляющем входе 8 имеется ток.
В том случае, когда транспортное средство ставится на стоянку, и тормозной цилиндр 3 с пружинным энергоаккумулятором не включается (и это также является желательным), в тормозной цилиндр 3 с пружинным энергоаккумулятором продолжает впускаться воздух до тех пор, пока в тормозной системе не будет иметься давление выше 6,5 бар. Только когда вследствие возможных утечек давление опускается ниже этого предела, клапан 5 переключается в положение выпуска воздуха. Тем самым может также обеспечиваться то, что, в отличие от электрического управления клапаном 5, не при каждом зажигании включается пружинный энергоаккумулятор 3, или, соответственно, что из всего резерва сжатого воздуха выпускается воздух до безопасного давления четырехконтурного защитного клапана 4.
В том случае, когда при стоящем транспортном средстве, но еще работающем двигателе снабжение напряжением, например, вследствие дефекта батареи, нарушено, стояночное тормозное устройство не включено и двигатель останавливается, водитель должен путем многократного приведения в действие рабочей тормозной установки снизить давление резерва сжатого воздуха тормозов до 6,5 бар и таким образом инициировать переключение клапана 5. Из стояночного тормозного устройства в этом случае будет медленно выпускаться воздух посредством дросселируемого выпуска воздуха 5.3, 6, и через короткое время водитель может покинуть транспортное средство. Откачивание представляет собой естественный процесс, так как педаль рабочего тормоза не может постоянно удерживаться в течение продолжительного времени.
На фиг. 2 схематично показан другой пример осуществления электрического стояночного тормозного устройства 2. При этом компоненты, снабженные одинаковыми ссылочными обозначениями, в свою очередь, соответствуют компонентам с фиг. 1 и отдельно не описываются.
Одна из особенностей этого примера осуществления заключается в том, что предлагаемое изобретением дополнительное второе клапанное устройство в настоящем случае, наряду с управляющим клапаном 25, включает в себя дополнительный ускорительный клапан 15.
Вместо электрически и пневматически управляемого управляющего клапана с фиг. 1 ускорительный клапан 15 расположен в пневматическом соединении между соединителем 4.2 традиционно электропневматически управляемого первого клапанного устройства 4 и по меньшей мере одним тормозным цилиндром 3 с пружинным энергоаккумулятором. При этом рабочий вход 15.1 ускорительного клапана трубопровода 12 сжатого воздуха соединен с соединителем 4.2 первого клапанного устройства. Рабочий выход 15.2 ускорительного клапана 15 через трубопровод 3 сжатого воздуха соединен с по меньшей мере одним тормозным цилиндром 3 с пружинным энергоаккумулятором. Ускорительный клапан 15 имеет также выход 15.3 для выпуска воздуха и управляющий вход 15.4.
Кроме того, в свою очередь, предусмотрен дополнительный управляющий клапан, который на фиг. 2 обозначен ссылочной позицией 25. Управляющий клапан 25 имеет первый соединитель 25.1, который пневматически соединен с трубопроводом 10 снабжения сжатым воздухом, который соединяет четырехконтурный защитный клапан 9 с соединителем 4.1 первого клапанного устройства 4, и второй соединитель 25.2, который пневматически соединен с управляющим входом 15.4 ускорительного клапана 15. Управляющий клапан 25 включает в себя также, в свою очередь, дросселируемый выход 25.3 для выпуска воздуха, снабженный устройством дросселирования 6. Управляющий клапан 25 выполнен в виде трехходового двухпозиционного клапана и управление им возможно, в свою очередь, пневматически и электрически, через пневматический управляющий вход 7 и электрический управляющий вход 8.
В нормальном рабочем состоянии, например, при исправном
электроснабжении и/или при нормальном рабочем давлении в трубопроводе 10 сжатого воздуха, которое больше, чем установленное минимальное давление пневматического управляющего входа 7, клапан 25 находится в положении пропускания, в котором давление трубопровода 10 сжатого воздуха также приложено к управляющему входу 15 ускорительного клапана и удерживает его в положении пропускания, в котором рабочий вход 15.1 соединен с рабочим выходом 15.2. В этом показанном на фиг. 2 положении выпуск воздуха и впуск воздуха в по меньшей мере один тормозной цилиндр 3 с пружинным энергоаккумулятором и вместе с тем включение и выключение стояночного тормозного устройства привычным образом могут осуществляться путем управления первым клапанным устройством 4. Однако если электроснабжение прерывается, так что на электрическом управляющем входе больше нет напряжения, и давление в трубопроводе 10 сжатого воздуха падает ниже установленного минимального давления, равного, например, 6,6 бар, то управляющий клапан 25 переключается в положение выпуска воздуха, в котором из соединителя 25.2 через соединитель 25.3 дросселируемым образом выпускается воздух. При этом ускорительный клапан 15 переключается в положение выпуска воздуха, в котором из по меньшей мере одного тормозного цилиндра 3 с пружинным энергоаккумулятором выпускается воздух через выход 15.3 для выпуска воздуха ускорительного клапана 15.
Хотя изобретение было описано со ссылкой на определенные примеры осуществления, возможно множество вариантов и модификаций, которые тоже используют идею изобретения и поэтому попадают в объем охраны. Следовательно, изобретение не ограничено раскрытыми определенными примерами осуществления, а включает в себя все примеры осуществления, которые входят в объем охраны прилагаемой формулы изобретения.
Список ссылочных позиций
1,2 Примеры осуществления электрического стояночного тормозного устройства
3 Тормозной цилиндр с пружинным энергоаккумулятором
4 Традиционное электропневматически управляемое клапанное устройство
4.1 Соединитель для снабжения сжатым воздухом
4.2 Соединитель для подачи сжатого воздуха для соединения с тормозным цилиндром с пружинным энергоаккумулятором
4.3 Соединитель сжатого воздуха для соединения с клапанным устройством прицепа
5, 25 Трехходовой двухпозиционный клапан с возвратной пружиной и устройством дросселирования
6 устройство дросселирования
7 Пневматический управляющий вход
8 Электрический управляющий вход
9 Четырехконтурный защитный клапан
9.1, 9.2, 9.3 Соединитель четырехконтурного защитного клапана
10-14 Трубопроводы сжатого воздуха
15 Укорительный клапан
15.1 Рабочий вход
15.2 Рабочий выход
15.3 Выход для выпуска воздуха
15.4 Управляющий вход
16 Электрические соединительные провода
17 Механическая пружина