ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СТОЯНОЧНЫЙ ТОРМОЗ С ПРУЖИННЫМ ЭНЕРГОАККУМУЛЯТОРОМ
ELECTRIC PARK BRAKE WITH SPRING-LOADED POWER ACCUMULATOR

Изобретение относится к устройству электрического стояночного тормоза для транспортного средства, предпочтительно для грузового автомобиля.
Тормозные системы грузовых автомобилей содержат рабочую тормозную систему и парковочную тормозную систему, которые в большинстве случаев управляются независимо друг от друга пневматически или электропневматически. Стояночная тормозная система, обозначаемая в последующем также системой стояночного тормоза, содержит в большинстве случаев тормозные цилиндры с пружинным энергоаккумулятором, которые в состоянии выпуска воздуха тормозят транспортное средство, в то время как при подаче воздуха в тормозной цилиндр с пружинным энергоаккумулятором стояночный тормоз может быть выключен.
Кроме того, грузовые автомобили могут быть снабжены разъединителем, который в последующем обозначается также аварийным разъединителем. С помощью такого разъединителя можно отсоединять одну или несколько батарей, например, в случае опасности, от подключенной бортовой сети. При этом возникает проблема, заключающаяся в том, что после приведения в действие аварийного разъединителя или же в общем случае при отказе электроснабжения более невозможно приведение в действие электрического стояночного тормоза.
Таким образом, задачей изобретения является создание электрического стояночного тормоза, с помощью которого могут быть предотвращены недостатки обычных электрических стояночных тормозов. В частности, в основу изобретения положена задача усовершенствования электрического стояночного тормоза таким образом, что обеспечивается возможность надежной стоянки или, соответственно, надежного останова грузового автомобиля, соответственно, комбинации из тягача с прицепом, также при отказе электроснабжения а.
Эта задача решена с помощью устройства электрического стояночного тормоза с признаками независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения и применения изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения и поясняются в приведенном ниже описании частично со ссылками на фигуры.
Устройство электрического стояночного тормоза, согласно изобретению, для транспортного средства имеет в соответствии с уровнем техники клапанную систему стояночного тормоза и по меньшей мере один тормозной цилиндр с пружинным энергоаккумулятором. По меньшей мере один тормозной цилиндр с пружинным энергоаккумулятором предназначен для соединения через подводящий трубопровод и клапанную систему стояночного тормоза с источником сжатого воздуха, например, с запасом сжатого воздуха. При этом по меньшей мере один тормозной цилиндр с пружинным энергоаккумулятором в выключенном состоянии нагружает устройство стояночного тормоза давлением источника сжатого воздуха через клапанную систему стояночного тормоза, а во включенном состоянии устройства стояночного тормоза предназначен для соединения через клапанную систему стояночного тормоза с редуктором давления. Редуктор давления может быть образован посредством соединения с окружающим воздухом. Кроме того, клапанная система стояночного тормоза предназначена для электропневматического управления для инициирования выключенного или включенного состояния в первом рабочем режиме.
Изобретение осуществляет усовершенствование этого уровня техники тем, что стояночный тормоз во втором рабочем режиме может быть включен и выключен с помощью чисто пневматического резервного решения, то есть без тока. Для этого клапанная система стояночного тормоза имеет приводимый в действие мускульной силой управляющий блок, обозначаемый в последующем также вторым управляющим элементом, и дополнительно к этому предназначена для чисто пневматического управления с применением приводимого в действие мускульной силой управляющего блока для инициирования выключенного или включенного состояния во втором рабочем режиме. Приводимый в действие мускульной силой управляющий блок может быть тормозным краном с ручным управлением, переключателем, клавишей или нажимной кнопкой и т.д., с помощью которого вручную можно открывать трубопровод сжатого воздуха в направление окружающей среды.
Таким образом, особое преимущество изобретения состоит в том, что можно приводить в действие стояночный тормоз независимо от электрического рабочего состояния транспортного средства.
Клапанная система стояночного тормоза может содержать электропневматически управляемый клапанный механизм, который имеет соединители для электрических управляющих проводов, первый соединитель для подводящего трубопровода для соединения клапанного механизма с источником сжатого воздуха и по меньшей мере один второй соединитель для трубопровода сжатого воздуха для соединения электропневматического клапанного механизма с одним или несколькими тормозными цилиндрами с пружинным энергоаккумулятором.
При этом клапанный механизм предназначен для нагрузки, в выключенном состоянии устройства стояночного тормоза, соединенного по меньшей мере со вторым соединителем трубопровода сжатого воздуха давлением источника сжатого воздуха, и, для включения устройства стояночного тормоза, для выпуска воздуха соединенного по меньшей мере с одним вторым соединителем трубопровода сжатого воздуха.
В грузовых автомобилях с прицепами электропневматически управляемый клапанный механизм может иметь третий соединитель для соединения электропневматического клапанного механизма с клапанным механизмом прицепа, который управляет тормозной системой прицепа. При этом клапанный механизм может быть снова предназначен для нагрузки давлением источника сжатого воздуха, в выключенном состоянии устройства стояночного тормоза, трубопровода сжатого воздуха, соединенного по меньшей мере с одним третьим соединителем, и, для включения системы стояночного тормоза прицепа, для выпуска воздуха из трубопровода сжатого воздуха, соединенного по меньшей мере с одним третьим соединителем.
Указанный выше электропневматически управляемый клапанный механизм может быть выполнен в виде конструктивного блока, так что электропневматически управляемый клапанный механизм может быть компактно размещен в корпусе.
Согласно предпочтительному первому варианту выполнения данного изобретения, электропневматически управляемый клапанный механизм усовершенствован так, что дополнительно предусмотрен переключаемый первый управляющий клапан, который имеет первый вход, пневматически соединенный по меньшей мере с одним вторым соединителем электропневматически управляемого клапанного механизма, второй вход, пневматически соединенный с источником сжатого воздуха, и выход.
Согласно этому варианту выполнения, дополнительно предусмотрен ускорительный клапан, который имеет управляющий вход, пневматически соединенный с выходом первого управляющего клапана, рабочий вход, соединенный с источником сжатого воздуха и рабочий выход, соединенный по меньшей мере с одним тормозным цилиндром с пружинным энергоаккумулятором.
При этом приводимый в действие мускульной силой управляющий элемент расположен между вторым входом первого управляющего клапана и источником сжатого воздуха, то есть на трубопроводе сжатого воздуха, соединяющем второй вход первого управляющего клапана и источник сжатого воздуха. При этом приводимый в действие мускульной силой управляющий элемент может быть приведен в положение, в котором из трубопровода сжатого воздуха выпускают воздух.
При этом следует упомянуть, что указанный выше ускорительный клапан является не «внутренним» ускорительным клапаном электропневматически управляемого клапанного механизма, а дополнительным ускорительным клапаном, обозначаемым в последующем также внешним ускорительным клапаном. Как будет пояснено ниже, известные электропневматически управляемые клапанные механизмы уже имеют внутренний ускорительный клапан, с помощью которого можно выпускать воздух из трубопровода сжатого воздуха, соответственно, трубопроводов сжатого воздуха, присоединенного ко второму соединителю, соответственно, вторым соединителям и к третьему соединителю электропневматического клапанного механизма.
Согласно другой модификации предпочтительного первого варианта выполнения с переключаемым первым управляющим клапаном и третьим соединителем клапанного механизма, устройство электрического стояночного тормоза может иметь переключаемый второй управляющий клапан. Второй управляющий клапан имеет пневматически соединенный с третьим соединителем клапанного механизма первый вход. Второй вход управляющего клапана пневматически соединен с соединенным со вторым входом первого управляющего клапана и трубопроводом сжатого воздуха, из которого выпускается воздух с помощью приводимого в действие мускульной силой управляющего элемента. Один выход второго управляющего клапана пневматически соединен с клапанным механизмом прицепа. Этот вариант обеспечивает то преимущество, что дополнительно также тормозная система прицепа может приводиться в действие чисто пневматически, то есть без тока.
В одном предпочтительном варианте выполнения предусмотрено, что первый управляющий клапан и/или второй управляющий клапан является трехходовым двухпозиционным клапаном.
Кроме того, указанный выше первый управляющий клапан и/или второй управляющий клапан может быть выполнен так, что управляющие клапаны пневматически соединяют с выходом тот из своих обоих входов, к которому приложено меньшее давление.
Кроме того, внешний ускорительный клапан указанного выше варианта выполнения может быть выполнен так, что при уменьшении давления ниже заданного минимального давления, которое приложено к управляющему входу, ускорительный клапан из положения пропускания, в котором рабочий вход пневматически соединен с рабочим выходом, переключается в положение выпуска воздуха, в котором рабочий выход пневматически соединен с выходом для выпуска воздуха ускорительного клапана.
Таким образом, клапанная система указанного выше варианта выполнения содержит электропневматически управляемый клапанный механизм, переключаемый первый управляющий клапан, внешний ускорительный клапан и, лишь в соответствии с дополнительным вариантом для управления тормозной системой прицепа, дополнительный переключаемый второй управляющий клапан, которые предназначены для соединения друг с другом с помощью трубопроводов сжатого воздуха, как указывалось выше. Клапанной системой стояночного тормоза можно управлять в первом рабочем режиме электропневматически, а во втором рабочем режиме - чисто пневматически.
В не включенном состоянии стояночного тормоза транспортного средства к трубопроводам сжатого воздуха и тормозным цилиндрам с пружинным энергоаккумулятором подают воздух, соответственно, они нагружены давлением источника сжатого воздуха.
В нормальном рабочем режиме, то есть при исправном электроснабжении, можно за счет приведения в действие первого управляющего блока в кабине водителя, который через электрические управляющие провода соединен с электропневматическим клапанным механизмом, электропневматически инициировать выпуск воздуха из тормозных цилиндров с пружинным энергоаккумулятором. При этом клапанный механизм выполнен так, что при получении соответствующего электрического управляющего сигнала первого управляющего блока осуществляется выпуск воздуха из трубопровода сжатого воздуха, соединенного со вторым выходом клапанного механизма.
За счет этого первый вход первого управляющего клапана, расположенный на конце трубопровода сжатого воздуха, из которого выпускается воздух, нагружается меньшим давлением, чем второй вход первого управляющего клапана, так что первый вход первого управляющего клапана пневматически соединяется с выходом первого управляющего клапана. За счет этого из трубопровода сжатого воздуха, который соединяет выход переключаемого первого управляющего клапана с управляющим входом ускорительного клапана, также осуществляется выпуск воздуха.
Таким образом, выпуск воздуха из трубопровода сжатого воздуха, подключенного к выходу первого управляющего клапана, вызывает падение давления на управляющем входе внешнего ускорительного клапана, так что он переключается из положения пропускания в положение выпуска воздуха, в котором рабочий выход внешнего ускорительного клапана пневматически соединен с отверстием для выпуска воздуха внешнего ускорительного клапана. Таким образом, из соединенного с рабочим выходом трубопровода сжатого воздуха, который дополнительно соединен по меньшей мере с одним цилиндром с пружинным энергоаккумулятором, также выпускается воздух в направление окружающей среды. Следовательно, также выпускается воздух из тормозных цилиндров с пружинным энергоаккумулятором, и включаются тормоза с пружинным энергоаккумулятором.
В модификации первого варианта выполнения со вторым управляющим клапаном, в клапанный механизм прицепа в первом рабочем режиме можно обычным образом впускать и выпускать воздух непосредственно с помощью электропневматического клапанного механизма. Это обусловлено тем, что второй управляющий клапан переключен в положение пропускания, в котором первый вход соединен с выходом второго управляющего клапана, пока из трубопровода сжатого воздуха, соединенного со вторым входом второго управляющего клапана, не осуществляется выпуск воздуха с помощью приводимого в действие мускульной силой управляющего элемента. В этом положении пропускания третий соединитель электропневматического клапанного механизма пневматически соединен через первый вход и выход переключаемого второго управляющего клапана с клапанным механизмом прицепа и может тем самым известным образом электропневматически в него может подаваться и выпускаться воздух с помощью клапанного механизма.
После приведения в действие разделителя или при отказе электроснабжения, тормоза с пружинным энергоаккумулятором можно дополнительно в соответствии со вторым рабочим режимом включать чисто пневматически.
Для этого приводимый в действие мускульной силой второй управляющий элемент переводят вручную в открытое положение, так что осуществляется выпуск воздуха из трубопровода сжатого воздуха на втором управляющем элементе. За счет этого падает давление на втором входе переключаемого управляющего клапана, за счет чего он включается и пневматически соединяет второй вход с выходом. Следовательно, в свою очередь осуществляется выпуск воздуха из соединенного с выходом трубопровода сжатого воздуха, который служит в качестве управляющего трубопровода для внешнего ускорительного клапана, за счет чего, как указывалось выше, инициируется выпуск воздуха из тормозных цилиндров с пружинным энергоаккумулятором через выход для выпуска воздуха внешнего ускорительного клапана.
В модификации первого варианта выполнения со вторым управляющим клапаном клапанный механизм прицепа во втором рабочем режиме может управляться чисто пневматически. Согласно этому варианту, приводимый в действие мускульной силой второй управляющий элемент переводится в открытое положение, так что выпускается воздух из трубопровода сжатого воздуха на втором управляющем элементе. За счет этого падает давление на втором входе переключаемого первого управляющего клапана и на втором входе переключаемого второго управляющего клапана, за счет чего они включаются. За счет этого, в частности, второй вход пневматически соединяется с выходом второго управляющего клапана. Следовательно, в свою очередь выпускается воздух из соединенного с выходом второго управляющего клапана трубопровода сжатого воздуха, который соединяет второй управляющий клапан с клапанным механизмом прицепа. За счет этого происходит выпуск воздуха из клапанного механизма прицепа через второй управляющий клапан и трубопровод сжатого воздуха, из которого выпущен воздух с помощью второго управляющего элемента, приводимого в действие мускульной силой.
Кроме того, другое преимущество указанного выше варианта выполнения состоит в том, что за счет указанного дооснащения обычного электропневматического клапанного механизма переключаемым управляющим клапаном и ускорительным клапаном, конструктивно простым образом обеспечивается возможность пневматического резервного решения на основе обычных электропневматических клапанных систем стояночного тормоза. Другим преимуществом является обеспечение возможности дооборудования со сравнительно небольшими затратами также грузовых автомобилей с обычным электрическим стояночным тормозом пневматическим резервным решением.
Модификация этого варианта выполнения со вторым управляющим клапаном обеспечивает то преимущество, что конструктивно простым образом можно чисто пневматически управлять клапанным механизмом прицепа.
Согласно другому варианту выполнения, возможно усовершенствование известного электропневматически управляемого клапанного механизма также с помощью лишь внешнего ускорительного клапана и без первого и второго управляющего клапана, с целью обеспечения второго, чисто пневматического рабочего режима. За счет этого пневматическое резервное решение может быть реализовано с уменьшенной стоимостью.
Для этого может быть предусмотрен по меньшей мере один подводящий трубопровод сжатого воздуха, который соединяет по меньшей мере один второй соединитель клапанного механизма по меньшей мере с одним тормозным цилиндром с пружинным энергоаккумулятором. Кроме того, снова предусмотрен внешний относительно электропневматического клапанного механизма ускорительный клапан, который имеет управляющий вход, соединенный с источником сжатого воздуха рабочий вход и пневматически соединенный по меньшей мере с одним тормозным цилиндром с пружинным энергоаккумулятором рабочий выход. Кроме того, предусмотрен управляющий трубопровод сжатого воздуха, который выполнен с возможностью выпуска воздуха с помощью приводимого в действие мускульной силой управляющего элемента, и который соединен с управляющим входом ускорительного клапана и с источником сжатого воздуха, предпочтительно через подводящий трубопровод источника давления.
Рабочий выход внешнего ускорительного клапана пневматически соединен через трубопровод сжатого воздуха по меньшей мере с одним тормозным цилиндром с пружинным энергоаккумулятором, при этом трубопровод сжатого воздуха может входить в камеру нагнетания или в подводящий трубопровод сжатого воздуха по меньшей мере одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором.
В этом варианте выполнения подача воздуха и выпуск воздуха из тормозных цилиндров с пружинным энергоаккумулятором в первом рабочем режиме осуществляется обычным образом непосредственно с помощью электропневматического клапанного механизма. Это обусловлено тем, что вторые соединители электропневматического клапанного механизма пневматически соединены непосредственно через трубопроводы сжатого воздуха с камерами нагнетания тормозных цилиндров с пружинным энергоаккумулятором, так что для подачи на второй выход давления запаса давления и для выпуска воздуха, второй соединитель соединяется через электропневматический клапанный механизм с редуктором давления, например, с окружающим воздухом.
В соответствии со вторым, чисто пневматическим режимом работы, выпуск воздуха из управляющего входа ускорительного клапана инициируется за счет приведения в действие приводимого в действие мускульной силой второго управляющего элемента, так что ускорительный клапан переключается в положение выпуска воздуха. В положении выпуска воздуха из тормозных цилиндров с пружинным энергоаккумулятором выпускается воздух через трубопровод сжатого воздуха, который пневматически соединяет рабочий выход ускорительного клапана с тормозными цилиндрами с пружинным энергоаккумулятором.
Для дополнительного управления тормозной системой прицепа в соответствии с первым и вторым рабочим режимом может быть дополнительно предусмотрен подводящий трубопровод сжатого воздуха, который пневматически соединяет электропневматический клапанный механизм с клапанным механизмом прицепа.
Согласно другому предпочтительному варианту выполнения, за счет соответствующей адаптации обычного электропневматического клапанного механизма можно отказаться от предусмотрения дополнительного переключаемого управляющего клапана, а также дополнительного внешнего ускорительного клапана в соответствии с указанным выше вариантом.
Вместо этого в этом варианте выполнения предусмотрено, что применяется управляющий трубопровод сжатого воздуха, который предназначен для выпуска воздуха с помощью приводимого в действие мускульной силой управляющего элемента и который соединен с управляющим входом ускорительного клапана клапанного механизма и с подводящим трубопроводом источника сжатого воздуха. Таким образом, в этом варианте выполнения используется то, что известные электропневматические клапанные механизмы уже имеют внутренний ускорительный клапан, с помощью которого можно осуществлять выпуск воздуха из трубопровода сжатого воздуха, соответственно, трубопроводов сжатого воздуха соединенных со вторым соединителем, соответственно, со вторыми соединителями электропневматического клапанного механизма.
При этом на конструктивном блоке, например, на корпусе электропневматического клапанного механизма, предусмотрен другой соединитель, через который управляющий трубопровод сжатого воздуха может быть пневматически соединен с управляющим входом внутреннего ускорительного клапана клапанного механизма.
Согласно этому варианту, дополнительно предусмотрен по меньшей мере один подводящий трубопровод сжатого воздуха, который пневматически соединяет по меньшей мере один второй соединитель клапанного механизма по меньшей мере с одним тормозным цилиндром с пружинным энергоаккумулятором.
Таким образом, согласно этому варианту выполнения, электропневматический клапанный механизм может быть соединен через свои вторые соединители непосредственно с тормозными цилиндрами с пружинным энергоаккумулятором, как это было бы в обычном устройстве электрического стояночного тормоза с пружинным энергоаккумулятором без пневматического резервного решения.
Согласно указанному выше варианту выполнения, внутренний ускорительный клапан электропневматического клапанного механизма может быть выполнен так, что при понижении давления меньше заданного минимального давления, которое приложено к управляющему входу ускорительного клапана клапанного механизма, ускорительный клапан переключается из положения пропускания в положение выпуска воздуха я, при этом в положении выпуска воздуха трубопровод сжатого воздуха, соединенный со вторым соединителем клапанного механизма, пневматически соединен с выходом для выпуска воздуха ускорительного клапана.
Таким образом, согласно этому варианту выполнения, управляющий вход ускорительного клапана клапанного механизма выполнен так, что он предназначен для управления как электрически через электрические соединители клапанного механизма, так и чисто пневматически с помощью дополнительного управляющего трубопровода сжатого воздуха, который пневматически соединен с управляющим входом ускорительного клапана.
Таким образом, посредством приведения в действие управляющего элемента, приводимого в действие мускульной силой, можно инициировать выпуск воздуха из управляющего трубопровода сжатого воздуха, который соединен с управляющей камерой внутреннего ускорительного клапана. После этого из рабочей камеры внутреннего ускорительного клапана, которая соединена непосредственно с тормозными цилиндрами с пружинным энергоаккумулятором, также осуществляется выпуск воздуха. После этого на колесах транспортного средства, на которых расположены тормозные цилиндры с пружинным энергоаккумулятором, создается тормозное усилие, и транспортное средство останавливается, соответственно, удерживается неподвижно.
Соединенный с третьим соединителем электропневматического управляемого клапанного механизма трубопровод сжатого воздуха для соединения с клапанным механизмом прицепа можно затем аналогично трубопроводам сжатого воздуха, которые соединены со вторыми соединителями, также по выбору электропневматически или чисто пневматически подавать воздух или осуществлять выпуск воздуха.
Согласно другому аспекту изобретения, управляющий элемент, приводимый в действие мускульной силой, предпочтительно расположен в кабине водителя грузового автомобиля, так что водитель также после выхода из строя электроснабжения может включать стояночный тормоз, не выходя из кабины водителя. Это особенно предпочтительно, если транспортное средство находится как раз на подъеме.
Другой аспект изобретения относится к грузовому автомобилю, содержащему электрическое стояночное тормозное устройство, согласно одному из предшествующих аспектов.
Другие детали и преимущества изобретения поясняются ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
фиг. 1 - обычное, известное из уровня техники устройство электрического стояночного тормоза;
фиг. 2 - устройство электрического стояночного тормоза, согласно первому примеру выполнения;
фиг. 3 - устройство электрического стояночного тормоза, согласно второму примеру выполнения;
фиг. 4 - устройство электрического стояночного тормоза, согласно третьему примеру выполнения.
Сначала поясняется на основании блок-схемы, схематично показанной на фиг. 1, известная из уровня техники система электрического стояночного тормоза. Система стояночного тормоза управляет стояночным тормозом через контур рабочей среды.
Показанная на фиг. 1 часть контура рабочей среды содержит резервуар 6 для хранения рабочей среды, который через подводящий трубопровод 7 пневматически соединен с первым соединителем 13 электрически управляемого клапанного механизма 10, и дополнительно расположенный внутри кабины 1 водителя первый управляющий элемент 2 стояночного тормоза, который через провода 3, 4 электрически соединен с управляющим блоком (не изображен) электропневматического клапанного механизма 10.
Клапанный механизм 10 через трубопроводы 16 сжатого воздуха соединен с тормозными цилиндрами 18 с пружинным энергоаккумулятором. В данном примере тормозные цилиндры 18 с пружинным энергоаккумулятором выполнены в виде части комбинированного тормозного цилиндра 20, называемого также колесным цилиндром Tristop, который расположен на соответствующей колесной оси грузового автомобиля. Комбинированный тормозной цилиндр 20 содержит мембранный цилиндр 19 для приведения в действие стояночного тормоза. Тормозной цилиндр 18 с пружинным энергоаккумулятором имеет пружинную камеру с пружиной, а также камеру нагнетания, к которой прикладывается давление, или из которой выпускается воздух через трубопроводы 16 сжатого воздуха. Тормозные цилиндры 18 с пружинным энергоаккумулятором служат в качестве исполнительных механизмов для приведения в зацепление (выпуск воздуха из тормозных цилиндров с пружинным энергоаккумулятором) и/или вывода из зацепления (подачи воздуха к тормозным цилиндрам с пружинным энергоаккумулятором) механических конструктивных элементов.
Контур рабочего средства содержит показанные на фиг. 1 слева от резервуара 6 рабочей среды компоненты, такие как, например, четырехконтурный защитный клапан, компрессор, регулятор давления и т.д., из которых для упрощения на фиг. 1 изображен лишь четырехконтурный защитный клапан 5.
Используемый для электропневматического управления подачей воздуха к, или соответственно, выпуска воздуха из тормозных цилиндров 18 с пружинным энергоаккумулятором электропневматически управляемый клапанный механизм 10 сам по себе известен из уровня техники и поэтому не нуждается в более подробном описании. Следует лишь отметить, что электропневматически управляемый клапанный механизм 10 имеет соединители = 11, 12 для электрических управляющих проводов 3, 4, первый соединитель 13 для подводящего трубопровода для соединения клапанного механизма 10 с резервуаром 6 рабочей среды и другие соединители = 14, 15 для трубопроводов 16, 17 сжатого воздуха. Такие клапанные механизмы 10 могут быть реализованы в виде конструктивного блока, на котором предусмотрены соответствующие соединители = 11-15 для подключения электрических проводов и пневматических трубопроводов к клапанному механизму 10.
Клапанный механизм 10 предназначен для подачи давления резерва 6 рабочей среды в соединенный с соединителем 14 трубопровод 16 сжатого воздуха в выключенном состоянии устройства стояночного тормоза и для выпуска воздуха из трубопровода 16 сжатого воздуха с целью включения устройства стояночного тормоза. Для упрощения чертежа конкретная клапанная система внутри клапанного механизма 10 не изображена, поскольку она выполнена обычным образом. При этом следует лишь отметить, что клапанная система внутри клапанного механизма 10 обычно содержит ускорительный клапан (не изображен), который предназначен для переключения в положение пропускания (стояночный тормоз не во включенном состоянии) и в положение выпуска воздуха (стояночный тормоз во включенном состоянии), при этом в положении выпуска воздуха из рабочей камеры внутреннего ускорительного клапана, которая через трубопровод 16 сжатого воздуха соединена с тормозным цилиндром 18 с пружинным энергоаккумулятором, выпускаетя воздух через выход для выпуска воздуха.
В данном примере клапанный механизм стояночного тормоза имеет дополнительно соединитель 15, который предусмотрен для соединения с системой 9 управляющих клапанов прицепа. При этом клапанный механизм 10 дополнительно предназначен для приведения в действие стояночного тормоза грузового автомобиля и подачи давления на соединитель 15 так, что приводится также в действие тормозная система прицепа, соединенного с системой 9 управляющих клапанов.
На фиг. 2 схематично иллюстрирован с помощью блок-схемы первый вариант выполнения данного изобретения. При этом соответствующие компоненты обозначены теми же ссылочными позициями, что и на фиг. 1, и их описание отдельно не приводится.
Особенность этого примера выполнения состоит в том, что показанный на фиг. 1 контур рабочей среды, содержащий электропневматически управляемый клапанный механизм 10, дооснащен с помощью дополнительных компонентов и изменен с образованием клапанного механизма 32 стояночного тормоза так, что обеспечивается второй, чисто пневматический режим работы стояночного тормоза 40.
Клапанный механизм 32 стояночного тормоза содержит, наряду с клапанным механизмом 10, дополнительно трехходовой двухпозиционный клапан 29, ускорительный клапан 28 и клапан 30 ручного тормоза. Для этого, в отличие от фиг. 1, вторые соединители 14 управляющего устройства 10 не соединены непосредственно с камерами нагнетания тормозных цилиндров 18 с пружинным энергоаккумулятором. Вместо этого лишь к одному из соединители 14 присоединен трубопровод 21 сжатого воздуха, который дополнительно соединен с первым входом 29_1 трехходового двухпозиционного клапана 29. Трехходовой двухпозиционный клапан 29 имеет дополнительно соединенный с резервуаром 6 сжатого воздуха второй вход 29_3 и выход 29_2.
Дополнительно к этому предусмотрен другой ускорительный клапан 28, который имеет соединенный с выходом 29_2 управляющего клапана 29 управляющий вход 28_4, соединенный с источником 6 сжатого воздуха рабочий вход 28_1 и соединенный с обоими тормозными цилиндрами 18 с пружинным энергоаккумулятором рабочий выход 28_2.
Дополнительно к этому, второй управляющий элемент в виде клапана 30 ручного тормоза расположен на трубопроводе 22 сжатого воздуха и между вторым входом 29_3 управляющего клапана 29 и источником 6 сжатого воздуха. Трехходовой двухпозиционный клапан 29 служит в качестве переключаемого управляющего клапана и выполнен так, что он пневматически соединяет тот из своих обоих входов 29_1, 29_3 с выходом 29_2, к которому приложено меньшее давление. Таким образом, трехходовой двухпозиционный клапан 29 может работать в так называемом «режиме работы с выбором меньшего давления», так что всегда на выходе 29_2 действует меньшее из обоих входных давлений.
При этом ускорительный клапан 28 выполнен так, что при падении давления ниже заданного минимального давления на управляющем входе 28_4, ускорительный клапан 28 переключается из положения пропускания в положение выпуска воздуха, при этом в положении пропускания рабочий вход 28_1 соединен с рабочим выходом 28_2, а в положении выпуска воздуха я рабочий выход 28_2 пневматически соединен с выходом 28_3 для выпуска воздуха ускорительного клапана 28.
Клапан 30 ручного тормоза также расположен внутри кабины 1 водителя, что, однако, не изображено на фиг. 2. Таким образом, частичный участок трубопровода 22 проходит внутрь кабины 1 водителя, где расположен клапан 30 ручного тормоза. Поэтому следует подчеркнуть, что на фиг. 2 и 3 показаны лишь соединения отдельных трубопроводов сжатого воздуха с соединителями клапанов, но не действительное прохождение трубопроводов в транспортном средстве.
Ниже приводится в качестве примера описание первого и второго режима работы устройства 40 электрического стояночного тормоза.
Если транспортное средство находится в состоянии с не включенным стояночным тормозом, например, в режиме движения, то в трубопроводы 7, 17, 21-27 сжатого воздуха и тормозные цилиндры 18 с пружинным энергоаккумулятором впускается воздух, то есть к ним приложено давление резервуара 6 для хранения рабочей среды, так что приложенное к тормозным цилиндрам с пружинным энергоаккумулятором давление воздуха сжимает пружинные элементы и за счет этого удерживает вне зацепления механические компоненты колесного тормоза. Ускорительный клапан 28 находится в положении пропускания.
Пока электроснабжение бортовой сети исправно, стояночный тормоз можно включать с помощью электрического управления в соответствии с первым рабочим режимом. Для этого водитель может приводить в действие первый управляющий элемент 2 в кабине водителя. Управляющий блок клапанного механизма 10 выполнен так, что он посредством управления внутренней клапанной системой клапанного механизма 10 вызывает выпуска воздуха из трубопровода 21 сжатого воздуха. При этом выпуска воздуха осуществляется указанным выше образом с помощью внутреннего ускорительного клапана (не изображен) клапанного механизма 10, который отдает сжатый воздух при выпуске воздуха через выход для выпуска воздуха внутреннего ускорительного клапана в окружение.
Поскольку трубопровод 21 сжатого воздуха пневматически соединен через трехходовой двухпозиционный клапан 29 с трубопроводом 23 сжатого воздуха, то за счет этого выпускается воздух также из трубопровода 23 сжатого воздуха.
За счет выпуска воздуха из трубопровода 23, который соединен с управляющим входом 28_4 ускорительного клапана 28, ускорительный клапан 28 переключается из положения пропускания, в котором рабочий вход 28_1 соединен с возможностью прохождения потока с рабочим выходом 28_2, в положение выпуска воздуха, в котором рабочий выход 28_2 пневматически соединен с выходом 28_3 для выпуска воздуха ускорительного клапана 28.
За счет этого выпускается воздух из трубопровода 24 сжатого воздуха и соединенный с ним трубопровод 25 сжатого воздуха. Через трубопроводы 24, 25, которые соединены непосредственно с тормозным цилиндром 18 с пружинным энергоаккумулятором, выпускается воздух тем самым из тормозных цилиндров 18 с пружинным энергоаккумулятором, что приводит к включению стояночного тормоза.
Ниже приводится описание второго, чисто пневматического режима работы. Если электроснабжение транспортного средства неисправно или приведен в действие разъединитель батареи (аварийный выключатель), то электрическое управление клапанным механизмом 10 больше невозможно. Однако стояночный тормоз можно включать с помощью пневматического резервного контура.
Для этого приводят в действие клапан 30 ручного тормоза, с целью выпуска воздуха из трубопровода 22 сжатого воздуха. Выпуска воздуха из трубопровода 22 сжатого воздуха вызывает приведение в действие трехходового двухпозиционного клапана 29, Поскольку на основании выпуска воздуха на входе 29_3 действует меньшее давление, чем на входе 29_1, то трехходовой двухпозиционный клапан 29 переключается в положение, в котором вход 29_3 соединен с выходом 29_2. После этого выпускается воздух также из трубопровода 23 сжатого воздуха. Как уже указывалось выше для первого режима работы, выпуск воздуха из трубопровода 23 сжатого воздуха приводит к переключению ускорительного клапана 28 в положение выпуска воздуха, так что выпускается воздух из трубопровода 24 сжатого воздуха и тем самым также из трубопровода 25 сжатого воздуха, что в свою очередь приводит к выпуску воздуха из тормозных цилиндров 18 с пружинным энергоаккумулятором и к созданию тормозного усилия в соответствующих колесах 8 транспортного средства.
Выключение стояночного тормоза осуществляется посредством приведения снова в действие клапана 30 ручного тормоза, соответственно, приложения давления к указанным выше трубопроводам сжатого воздуха, а также к тормозным цилиндрам 18 с пружинным энергоаккумулятором.
Кроме того, указанный выше принцип действия может быть расширен за счет установки трехходового двухпозиционного клапана на блок 9 управления прицепом, что не изображено для обеспечения наглядности.
На фиг. 3 схематично показан другой пример выполнения устройства 50 электрического стояночного тормоза с клапанным механизмом 33 стояночного тормоза. При этом компоненты, обозначенные одинаковыми позициями, снова соответствуют компонентам на фиг. 1 или 2, и их описание отдельно не приводится. Однако клапанный механизм 10 на фиг. 3 отличается от клапанного механизма 10 на фиг. 1, как будет пояснено ниже.
В этом варианте выполнения вторые соединители 14, соответственно, третий соединитель 15 клапанного механизма 10 пневматически соединены через трубопроводы 16 сжатого воздуха, соответственно, трубопровод 17 сжатого воздуха обычным образом, как и на фиг. 1, непосредственно с тормозными цилиндрами 18 с пружинным энергоаккумулятором, соответственно, с клапанным механизмом 9 прицепа.
Особенность этого примера выполнения состоит в том, что дополнительно предусмотрен управляющий трубопровод 31 сжатого воздуха, который предназначен для выпуска воздуха с помощью клапана 30 ручного тормоза и который пневматически соединен с управляющим входом, соответственно, с управляющей камерой ускорительного клапана (не изображен) клапанного механизма 10 и с подводящим трубопроводом 7 источника сжатого воздуха. Выше уже упоминалось, что клапанный механизм 10 содержит внутренний ускорительный клапан, через который можно впускать и выпускать воздух из трубопроводов 16, 17 сжатого воздуха.
Если транспортное средство находится в состоянии с не включенным стояночным тормозом, например, в режиме движения, то трубопроводы 7, 16, 17 и 31 сжатого воздуха и тормозные цилиндры 18 с пружинным энергоаккумулятором заполнены сжатым воздухом, т.е. к ним приложено давление резервуара 6 для хранения рабочей среды, так что приложенное к тормозным цилиндрам с пружинным энергоаккумулятором давление воздуха сжимает пружинные элементы и за счет этого удерживает вне зацепления механические компоненты колесного тормоза.
Согласно первому режиму работы, при нормальном электроснабжении управляющий блок 2 в кабине водителя при приведении в действие создает электрический сигнал, который по управляющим проводам передается в управляющий блок 10. При приеме этого сигнала управляющий блок 10 через соединители 14, 15 выпускает воздух из трубопроводов 16, 17 сжатого воздуха и тем самым тормозные цилиндры 18 с пружинным энергоаккумулятором, соответственно, трубопровод 17 к клапанному механизму 9 прицепа. При этом выпуск воздуха происходит через внутренний ускорительный клапан клапанной системы 10, который с помощью управляющего блока клапанного механизма 10 переключается в положение выпуска воздуха, так что сжатый воздух может выходить в окружение.
Во втором режиме работы, например, после прерывания электроснабжения, можно с помощью приведения в действие второго управляющего элемента 30, который также расположен в кабине 2 водителя, инициировать выпуск воздуха трубопровода 31 сжатого воздуха. Трубопровод 31 сжатого воздуха, как указывалось выше, соединен с управляющей камерой внутреннего ускорительного клапана управляющего блока 10. Выпуск воздуха трубопровода 31 сжатого воздуха приводит к падению давления в управляющей камере внутреннего ускорительного клапана, за счет чего из рабочей камеры ускорительного клапана, соединенной непосредственно с тормозными цилиндрами 18 с пружинным энергоаккумулятором через трубопроводы 16 сжатого воздуха, также выпускается воздух. После этого на соответствующих колесах транспортного средства создается тормозное усилие, и транспортное средство останавливается, соответственно, удерживается неподвижно.
Если рабочая камера внутреннего ускорительного клапана в положении выпуска воздуха соединена не только с соединителями 16, но также с соединителем 17 для клапана прицепа, то во втором режиме работы можно приводить в действие также тормозную систему прицепа транспортного средства.
Выключение стояночного тормоза осуществляется посредством приведения снова в действие управляющего элемента 30, соответственно, впуска воздуха в указанные выше трубопроводы сжатого воздуха вместе с тормозными цилиндрами 18 с пружинным энергоаккумулятором.
На фиг. 4 схематично показан другой пример выполнения устройства 60 электрического стояночного тормоза с клапанным механизмом 34 стояночного тормоза. При этом обозначенные одинаковыми ссылочными позициями компоненты соответствуют снова компонентам на предшествующих фигурах, и их отдельное описание не приводится.
В этом варианте выполнения вторые соединители 14 клапанного механизма 10 соединены через трубопроводы 16 сжатого воздуха непосредственно с тормозными цилиндрами 18 с пружинным энергоаккумулятором снова обычным образом, как на фиг. 1 или фиг. 3.
Клапанный механизм 34 стояночного тормоза содержит, наряду с клапанным механизмом 10, дополнительно внешний относительно него ускорительный клапан 28, который имеет управляющий вход 28_4, пневматически соединенный с источником 6 сжатого воздуха через трубопроводы 26 и 27 рабочий вход 28_1 и пневматически соединенный с обоими тормозными цилиндрами 18 с пружинным энергоаккумулятором рабочий выход 28_2. Кроме того, предусмотрен управляющий трубопровод 36 сжатого воздуха, который предназначен для выпуска воздуха с помощью приводимого в действие мускульной силой управляющего элемента 30 и который соединен с управляющим входом ускорительного клапана 28 и с источником 6 сжатого воздуха через трубопроводы 26, 27 и 7 сжатого воздуха.
Рабочий выход 28_2 ускорительного клапана пневматически соединен через трубопровод 35 сжатого воздуха с обоими тормозными цилиндрами 18 с пружинным энергоаккумулятором, при этом трубопровод 35 сжатого воздуха разветвляется к обоим тормозным цилиндрам 18 с пружинным энергоаккумулятором (трубопроводы 35а, 35b) и входит непосредственно в соответствующую камеру нагнетания тормозных цилиндров 18 с пружинным энергоаккумулятором. В качестве альтернативного решения, трубопроводы 35а, 35b могут быть также пневматически соединены непосредственно с трубопроводом 16.
При этом ускорительный клапан 28 снова выполнен так, что при уменьшении давления ниже заданного минимального давления, которым нагружается управляющий вход 28_4, ускорительный клапан 28 переключается из положения пропускания в положение выпуска воздуха, при этом в положении выпуска воздуха рабочий выход 28_2 пневматически соединен с выходом 28_3 для выпуска воздуха ускорительного клапана.
Первый режим работы осуществляется аналогично показанному на фиг. 3 примеру выполнения, в котором из тормозных цилиндров с пружинным энергоаккумулятором выпускается воздух через трубопроводы 16 и внутренний ускорительный клапан (не изображен) клапанного механизма 10.
Во втором, чисто пневматическом режиме работы выпуск воздуха из трубопровода 36 сжатого воздуха снова инициируется посредством приведения в действие клапана 30 ручного тормоза, с целью выпуска воздуха трубопровода 36 сжатого воздуха. Это приводит к падению давления на управляющем входе 28_4, так что ускорительный клапан 28 переключается в положение выпуска воздуха. В положении выпуска воздуха выпускается воздух из трубопровода 35 сжатого воздуха с участками 35а, 35b и тем самым тормозные цилиндры 18 с пружинным энергоаккумулятором. При этом происходит дополнительный медленный выпуск воздуха всего резерва 6 сжатого воздуха, ограниченный защитным действием четырехконтурного клапана 5 для других контуров, поскольку клапанный механизм 10, в частности, внутренний ускорительный клапан, еще находятся в положении пропускания.
На фиг. 5 схематично показан другой пример выполнения устройства 70 электрического стояночного тормоза с клапанным механизмом 42 стояночного тормоза. Пример выполнения является модификацией показанного на фиг. 2 примера выполнения, с целью обеспечения дополнительно возможности чисто пневматического приведения в действие клапанного механизма 9 прицепа и соединенной с ним тормозной системы прицепа (не изображена) во втором режиме работы. При этом обозначенные одинаковыми позициями компоненты соответствуют компонентам на фиг. 2, и их описание отдельно не приводится.
Устройство 70 электрического стояночного тормоза имеет дополнительно переключаемый второй трехходовой двухпозиционный клапан 41, который имеет соединенный с соединителем 15 клапанного механизма 10 первый вход 41_1, второй вход 41_3, который через трубопровод 39 сжатого воздуха соединен со вторым входом 29_3 первого трехходового двухпозиционного клапана 29, и соединенный с клапанным механизмом 9 прицепа выход 41_2.
Так же как первый трехходовой двухпозиционный клапан 29, второй трехходовой двухпозиционный клапан 41 выполнен так, что он пневматически соединяет тот из своих обоих входов 41_1, 41_3 с выходом 41_2, который нагружен меньшим давлением.
В первом, электропневматическом режиме работы подача воздуха и выпуск воздуха из клапанного механизма прицепа, или соответственно, тормозной системы осуществляется обычным образом непосредственно с помощью электропневматического клапанного механизма 10. При нормальной работе с электроснабжением и не включенном стояночным тормозом, второй трехходовой двухпозиционный клапан 41 переключен в положение пропускания, которое соединяет первый вход 41_1 с выходом 41_2 трехходового двухпозиционного клапана 41, пока в соединенный со вторым входом 41_3 трубопровод 39 сжатого воздуха впускается воздух и не выпускается воздуха с помощью клапана 30 ручного тормоза. Таким образом, в этом положении пропускания соединитель 15 электропневматического клапанного механизма 10 пневматически соединен через первый вход 41_1 и выход 41_2 переключаемого второго управляющего клапана 41 с клапанным механизмом 9 прицепа. Таким образом, в клапанный механизм 9 впускается и выпускается воздух обычным образом непосредственно через клапанный механизм 10 посредством соответствующего управления его не изображенным внутренним ускорительным клапаном.
При отказе или выключении электроснабжения устройство 70 электрического стояночного тормоза можно приводить в действие чисто пневматически во втором рабочем режиме. При этом снова клапан 30 ручного тормоза приводят вручную в открытое положение, так что выпускается воздух из трубопровода 22 сжатого воздуха и тем самым трубопровода 29 сжатого воздуха. За счет этого падает давление в трубопроводе на втором входе 41_3 второго трехходового двухпозиционного клапана 41, за счет чего он включается и пневматически соединяет второй вход 41_3 с выходом 41_2. Следовательно, выпускается воздух из трубопровода 38 сжатого воздуха, соединенного с выходом 41_2 второго трехходового двухпозиционного клапана 41, через второй трехходовой двухпозиционный клапан 41 и из трубопроводов 39 и 22 сжатого воздуха. Выпуск воздуха из тормозных цилиндров осуществляется тем же образом, как описано во взаимосвязи с фиг. 2.
Хотя описание изобретения приведено со ссылками на определенные примеры выполнения, возможно множество вариантов и модификаций, в которых также используется идея изобретения и которые поэтому входят в объем правовой защиты. Следовательно, изобретение не должно ограничиваться раскрытыми определенными примерами выполнения и должно охватывать все примеры выполнения, которые входят в объем прилагаемой формулы изобретения.
Перечень позиций
1 Кабина водителя
2 Управляющий блок для первого режима работы
3, 4 Электрические управляющие провода
5 Четырехконтурный защитный клапан
6 Резервуар для хранения рабочего средства
8 Колесо транспортного средства
10 Электропневматически управляемый клапанный механизм
11, 12 Соединители для электрических проводов
13 Соединитель для подводящего трубопровода
14, 15 Соединители для трубопроводов сжатого воздуха
16, 17 Трубопроводы сжатого воздуха
18 Тормозные цилиндры с пружинным энергоаккумулятором
19 Мембранный цилиндр
20 Комбинированный тормозной цилиндр
21-27, 35, 35а, 35b, 36-39 Трубопроводы сжатого воздуха
28 Ускорительный клапан
28_1 Рабочий вход
28_2 Рабочий выход
28_3 Выход для выпуска воздуха
28_4 Управляющий вход
29, 41 Трехходовой двухпозиционный клапан
29_1, 41_1 Первый вход
29_2, 41_2 Выход
29_3, 41_3 Второй вход
30 Приводимый в действие мускульной силой управляющий элемент
31 Трубопровод сжатого воздуха
32, 33, 34, 42 Клапанный механизм стояночного тормоза
40, 50, 60, 70 Устройство электрического стояночного тормоза