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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bremssystem eines landwirtschaftlichen
Fahrzeuges, und sie ist insbesondere auf Fahrzeuge, wie z. B. Mähdrescher
und Feldhäcksler,
anwendbar, die Zusatzausrüstungen
haben, die gegenüber
dem Boden angehoben und abgesenkt werden können, mit einem entsprechenden
Anheben und Absenken des Schwerpunktes des Fahrzeuges.
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Hintergrund
der Erfindung
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Auf
Mähdreschern
und Feldhäckslern
sowie auf anderen landwirtschaftlichen Fahrzeugen werden Bremsen
verwendet, um das Fahrzeug in einem kleineren Wendekreis zu wenden,
als dies durch die Verwendung der lenkbaren Räder erzielbar wäre. Die Bremsen
stellen weiterhin das bevorzugte Verfahren zum Lenken unter schwierigen
Feldbedingungen dar.
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Um
dies zu erzielen, sind zwei getrennte Bremskreise vorgesehen, die
getrennte Bremspedale zum Bremsen der linken und rechten Seiten
des Fahrzeuges haben. Die Bremsen sind so konstruiert, dass sie
sehr leistungsfähig
sind, so dass die Lenkung unter Verwendung der Bremsen mit minimaler Anstrengung
erzielt werden kann.
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Weiterhin
wird bei Mähdreschern
und Feldhäckslern
das hydrostatische Antriebssystem in vielen Fällen zum Bremsen verwendet.
Während
der Feldarbeit dient das hydrostatische Antriebssystem als die primäre Einrichtung
zum Stoppen des Fahrzeuges, während
die Reibungsbremsen, die auf die Räder wirken, hauptsächlich zum
Lenken verwendet werden.
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Selbstverständlich müssen die
gleichen Bremssysteme verwendbar sein, wenn das Fahrzeug auf Straßen gefahren
wird. Unter derartigen Fahrbedingungen werden die zwei Bremspedale
mechanisch miteinander verbunden, so dass sie nicht getrennt niedergedrückt werden
können,
und ein symmetrisches Bremsen wird durch hydraulisches Verbinden
der zwei Bremssysteme derart miteinander erzielt, dass der gleiche
Bremsdruck auf die Nehmer- oder Folgezylinder auf beiden Seiten
des Fahrzeuges ausgeübt
wird.
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Als
Ergebnis steht zum Fahren auf normalen Straßen dem Fahrer eine höhere Bremskapazität zur Verfügung, als
sie benötigt
wird, und in manchen Ländern
besteht eine gesetzliche Forderung für ein gleichzeitiges Bremsen
unter Verwendung des hydrostatischen Antriebssystems, wodurch die
maximale Bremskraft noch weiter vergrößert wird.
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Die
Verfügbarkeit
einer übermäßig hohen Bremskraft
stellt ein besonderes Problem im Fall von Erntemaschinen dar, die
auf einer Straße
gefahren werden, weil die Gefahr eines Kippens nach vorne besteht.
Dieses Problem wird durch die Tatsache verschärft, dass beim Fahren auf einer
Straße
das Vorsatzgerät
einer Erntemaschine, das heißt
das Anbaugerät
an der Vorderseite des Fahrzeuges, das zum Mähen und Sammeln des Erntematerials
betreibbar ist, angehoben werden muss und daher in dieser Position
den Schwerpunkt des gesamten Fahrzeuges ändert.
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Wie
dies in der US-A-4 054 326 beschrieben ist, haben Fahrzeuge, wie
z. B. Mähdrescher
oder Feldhäcksler,
allgemein Bremsen auf Rädern
auf entgegengesetzten Seiten, die durch hydraulische Betätigungseinrichtungen
betätigt
werden. Die Betätigung dieser
Betätigungseinrichtungen
kann entweder gleichzeitig für
eine reine Fahrzeug-Abbremsung oder unabhängig zum Lenken erfolgen. Unter
Druck stehendes Strömungsmittel
von einer Hauptzbremsylinder-Baugruppe wird an die hydraulischen
Betätigungseinrichtungen über eine
trägheitsgesteuerte Einrichtung
derart geliefert, dass der Druck des Strömungsmittels von der Hauptzylinder-Baugruppe verringert
wird, wenn die Abbremsung des Fahrzeuges einen vorgegebenen Wert übersteigt.
Das trägheitsgesteuerte
Ventil hat eine Kugel, die sich in einer Kammer in einem Gehäuse befindet,
wobei die Kugel automatisch mit einem Sitz in Eingriff kommt, um
die Zufuhr von Strömungsmittel
an die Betätigungseinrichtung
zu unterbrechen, wenn die Abbremsung des Fahrzeuges einen vorgegebenen
Wert übersteigt, der
kleiner als der ist, der ein Umkippen des Fahrzeuges hervorrufen
würde.
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Ein
Problem bei dem Bremssystem, wie es in der US-A-4 054 326 beschrieben
ist, besteht darin, dass zwischen jeder Hauptbremszylinder-Baugruppe und
den hydraulischen Betätigungseinrichtungen eine
trägheitsgesteuerte
Einrichtung installiert werden muss. Zusätzlich ist die richtige Installation
einer derartigen Einrichtung auf dem Fahrzeug ein kritischer Punkt,
weil die korrekte Betriebsweise der trägheitsgesteuerten Einrichtung
von der Ausrichtung der Einrichtung auf dem Fahrzeug abhängt.
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Weiterhin
ergibt diese Anordnung eine Verringerung des über die Pedale ausgeübten Druckes, legt
jedoch keinen maximalen Wert fest, so dass die kritische Bremskraft
immer noch erreicht werden kann.
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Die
DE-A-32 34 291 beschreibt eine hydraulische Bremse und eine Lenk-Bremseinheit für ein Fahrzeug
mit zwei Hauptbremszylindern, die gemeinsam oder getrennt arbeiten.
Ein fehlerbelasteter Kolben wird durch die Schubstange des Bremspedals
derart betätigt,
dass ein Zapfen auf dem Kolben entlang eines Führungsschlitzes in einer koaxialen rotierenden
Hülse gleitet.
Die rotierende Hülse
hat einen Kanal, der auf eine Position gedreht werden kann, in der
er mit einer Verbindung zu einem entsprechenden Anschluss des anderen
Hauptzylinders ausgerichtet ist. Wenn die Zylinder zusammenwirken,
drehen sich die Hülsen
auf beiden Zylindern, und die Verbindung zwischen den zwei Einheiten gleicht
den Druck zwischen den Bremskreisen des Fahrzeuges aus. Eine getrennte
Betätigung
der Zylinder dreht lediglich eine Hülse und ermöglicht es, dass das Fahrzeug
durch die Betätigung
der einen oder anderen Bremse gelenkt wird.
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Ein
derartiges Bremssystem beschränkt nicht
die übermäßige auf
die Bremsen ausgeübte Kraft,
die eine Abbremsung des Fahrzeuges in einer derartigen Weise hervorruft,
dass es nach vorne kippen kann.
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Ziel der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist daher darauf gerichtet, die Gefahr eines
Kippens eines landwirtschaftlichen Fahrzeuges nach vorne zu vermeiden, wenn
es auf einer Straße
gefahren wird, ohne dass die Bremskapazität des Fahrzeuges bei der Feldarbeit
verringert wird.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein landwirtschaftliches Fahrzeug mit einer Zusatzausrüstung, die
gegenüber
dem Boden angehoben und abgesenkt werden kann, mit einer entsprechenden Änderung
der Position des Schwerpunktes des Fahrzeuges, und mit zwei hydraulischen
Bremssysteme geschaffen, mit:
- – getrennten
Bremspedalen, die jeweils auf eine jeweilige Seite des Fahrzeuges
wirken, um eine Lenkung des Fahrzeuges durch Ausüben einer Bremskraft auf lediglich
eine Seite des Fahrzeuges zu ermöglichen;
- – zwei
Hauptzylindern;
- – zwei
Folgezylindern; und
- – einem
Ventil zur Begrenzung des auf die Folgezylinder ausgeübten Druckes,
wenn die Position des Schwerpunktes des Fahrzeuges geändert wird,
wodurch sichergestellt wird, dass die Bremskraft einen sicheren
Grenzwert nicht übersteigt, unterhalb
dessen keine Gefahr eines Kippens des Fahrzeuges nach vorne beim
Bremsen besteht,
wobei die Hauptzylinder Druckausgleichs-Anschlüsse aufweisen,
die miteinander verbunden sind, um gleiche Drücke auf die Folgezylinder auf
den entgegengesetzten Seiten des Fahrzeuges auszuüben, wenn
die zwei Bremspedale gleichzeitig niedergedrückt werden, und wobei das Ventil
ein Druckentlastungsventil ist, das mit einer Hydraulikleitung verbunden
ist, die die Druckausgleichsanschlüsse der Hauptzylinder miteinander
verbindet.
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Um
das Druckentlastungsventil selektiv zu aktivieren oder unwirksam
zu machen, kann ein Zwei-Stellungs-Ventil in geeigneter Weise in
Serie mit dem Druckentlastungsventil angeordnet sein, wobei das
Zwei-Stellungs-Ventil zur Trennung des Druckentlastungsventils von
den Druckausgleichsanschlüssen
in seiner ersten Position, jedoch nicht in seiner zweiten Position
dient.
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Das
Zwei-Stellungs-Ventil könnte
einfach ein manuell betätigtes
EIN/AUS-Ventil mit einer Verriegelung sein, die es dazu zwingt,
geöffnet
zu werden, bevor die zwei Bremspedale miteinander zum Fahren auf
einer Straße
verbunden werden können.
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Es
wird jedoch bevorzugt, ein normalerweise geschlossenes Magnetventil
vorzusehen, das automatisch in Abhängigkeit von dem ausgewählten Getriebeverhältnis, der
Geschwindigkeit des Fahrzeuges, der Höhe des Vorsatzgerätes oder
irgendeines anderen Parameters betätigt wird, der die Straßenverwendung,
im Gegensatz zur Feldverwendung, des Fahrzeuges anzeigt.
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Andere
Möglichkeiten
für ein
eine duale Kapazität
oder eine veränderliche
Kapazität
aufweisendes Bremssystem sind ohne weiteres für den Fachmann zu erkennen,
doch besteht die bevorzugte Lösung
darin, selektiv die Bremskraft durch Begrenzen des Druckes in den
hydraulischen Bremskreisen während
der Straßenverwendung
zu begrenzen. Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass sie
minimale Änderungen
von vorhandenen Bremssystemen erfordert und daher erforderlichenfalls
bei vorhandenen Fahrzeugen einfach nachgerüstet werden kann.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nunmehr in Form eines Beispiels unter Bezugnahme
auf die beigefügten Zeichnungen
weiter beschrieben, in denen:
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1 ein
Blockschaltbild des Hydraulikkreises eines Bremssystems eines landwirtschaftlichen Fahrzeuges
ist, das gemäß der Erfindung
aufgebaut ist.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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1 zeigt
ein Bremssystem, das zwei (linke und rechte) Hauptzylinder 10, 10' umfasst, die
mit zwei Folgezylindern 12, 12' über jeweilige hydraulische
Druckleitungen 14, 14' verbunden sind, um getrennte linke
und rechte Bremskreise zu bilden. Die zwei Bremskreise sind identisch,
so dass lediglich einer hiervon beschrieben werden muss.
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In
jedem der Bremskreise umfasst der Hauptzylinder 10 ein
Gehäuse 10a,
das einen Kolben 10b enthält, der mit Hilfe einer Betätigungsstange 10c bewegt
wird, der mit einem jeweiligen Bremspedal verbunden ist. Wenn der
Kolben 10b durch Niederdrücken eines Bremspedals bewegt
wird, so wird unter Druck stehendes Strömungsmittel über einen Anschluss 10d an
den Folgezylinder 12 geliefert, dessen Kolben auf einen
Bremsbelag auf einer jeweiligen Seite des Fahrzeuges wirkt.
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Jeder
der Hauptzylinder 10, 10' ist weiterhin über einen Anschluss 10e,
der ein Rückschlagventil 10f beinhaltet,
mit einem gemeinsamen Vorratsbehälter 16 unter
Umgebungsdruck über
eine Leitung 18 verbunden. Der Vorratsbehälter hält die Kreise
mit hydraulischer Flüssigkeit
gefüllt,
während
deren Volumen aufgrund der Abnutzung der Bremsbeläge ansteigt.
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Wie
er soweit beschrieben wurde, ist jeder Hydraulikkreis vollständig üblich und
arbeitet in der gleichen Weise wie das Bremssystem der meisten Straßenfahrzeuge.
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Weil
zwei getrennte Bremskreise für
die linke und rechte Seite des Fahrzeuges vorgesehen sind, können im
Feldbetrieb die linken und rechten Seiten des Fahrzeuges getrennt
durch Betätigen
von lediglich dem einen oder dem anderen der zwei Bremspedale gebremst
werden, und dies ermöglicht
es, dass das Fahrzeug mit Hilfe seiner Bremsen gelenkt wird.
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Ein
derartiges Bremsen ist aus naheliegenden Gründen unpassend, wenn das Fahrzeug
auf einer Straße
gefahren werden soll. Somit werden während der Nutzung auf einer
Straße
die Bremspedale mechanisch miteinander verbunden, so dass sie nicht
getrennt betätigt
werden können.
Man kann sich nicht auf die mechanische Kopplung der Bremspedale
verlassen, um ein gleichförmiges
Bremsen auf beiden Seiten des Fahrzeuges sicherzustellen, so dass dies
stattdessen in einer bekannten Weise durch Verbinden der hydraulischen
Kreise miteinander bewirkt wird. Zu diesem Zweck umfasst jeder der
Hauptzylinder 10 und 10' zusätzlich einen Druckausgleichsanschluss 10g,
der ein Rückschlagventil 10h beinhaltet. Der
Kolben 10b hat eine Schulter, die auf das Verschlussteil
des Rückschlagventils 10h wirkt,
sobald das Bremspedal niedergedrückt
wird, um die Arbeitskammer des Zylinders mit einer Druckausgleichsleitung 20 zu
verbinden. Wenn lediglich eines der Bremspedale im Feldbetrieb betätigt wird,
so ist lediglich eines der Rückschlagventile 10h offen,
und der hohe Druck ist nicht in der Lage, von dem betätigten Bremskreis
zu dem anderen zu strömen.
Wenn jedoch beide Pedale niedergedrückt werden, selbst in ungleichförmigem Ausmaß, so können die zwei
Kreise miteinander über
die Druckausgleichsleitung 20 in Verbindung treten, um
ein symmetrisches Bremsen sicherzustellen, wenn sich das Fahrzeug
im Straßengebrauch
befindet.
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Soweit
es bisher beschrieben wurde, ist das Bremssystem im Zusammenhang
mit durch Bremsen gelenkten landwirtschaftlichen Fahrzeugen bekannt. Hauptzylinder,
die einen zusätzlichen
Druckausgleich haben, und die weiterhin ein Rückschlagventil in dem Druckausgleichsanschluss
beinhalten, das geöffnet
wird, sobald der Kolben bewegt wird, sind derzeit erhältlich,
und ihr Innenaufbau muss daher nicht mit weiteren Einzelheiten beschrieben
werden.
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Die
dargestellte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Zwei-Stellungs-Magnetventil 24 und
ein Druckentlastungsventil 26, die in Serie miteinander
in einer Leitung 22 angeordnet sind, die von der Druckausgleichsleitung 20 zu
der Leitung 18 führt,
die mit dem Strömungsmittel-Vorratsbehälter 16 verbunden
ist.
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Das
Magnetventil 24 ist in seiner normalen Stellung für den Feldbetrieb
gezeigt, in der es die Druckausgleichsleitung 20 abgetrennt
hält und
daher nicht eine Störung
des Druckes ergibt, der an die Folgezylinder 12, 12' geliefert wird.
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Wenn
jedoch ein Parameter gemessen wird, der anzeigt, dass die Gefahr
eines Kippens des Fahrzeuges besteht, weil es auf einer Straße mit angehobenem
Vorsatzgerät
gefahren wird, so wird das Magnetventil 24 in seine andere
Stellung bewegt, in der es die Druckausgleichsleitung 20 mit
dem Druckentlastungsventil 26 verbindet.
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Das
Druckentlastungsventil 26 ist ein Spindelventil, auf das
in einer Richtung eine Feder wirkt, während in der entgegengesetzten
Richtung ein Steuerdruck wirkt, der von seinem Einlassanschluss abgeleitet
wird. Sobald der an das Entlastungsventil 26 angelegte
Druck einen Schwellenwert übersteigt, der,
wie dies durch den Pfeil in der Zeichnung dargestellt ist, einstellbar
sein kann, um eine Anpassung an das Fahrzeug zu ermöglichen,
so öffnet
sich das Ventil und verbindet die Druckausgleichsleitung 20 mit
dem Umgebungsdruck in dem Vorratsbehälter 16. Auf diese
Weise wird der an die Folgezylinder 12, 12' gelieferte
Druck auf den Wert begrenzt, der durch das Druckentlastungsventil
eingestellt ist, und die Gefahr eines Kippens des Fahrzeuges wird
vermieden.
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Das
Signal zur Betätigung
des Magnetventils 24 kann von irgendeiner geeigneten Quelle
abgeleitet werden, beispielsweise von einem Sensor, der auf ein
ausgewähltes
Getriebe-Untersetzungsverhältnis, die
Geschwindigkeit des Fahrzeuges oder die Höhe des Vorsatzgerätes anspricht.
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Es
ist aus der Zeichnung zu erkennen, dass die zusätzlichen Bauteile, die zur
Beseitigung der Gefahr eines Kippens des Fahrzeuges während des Straßengebrauchs
erforderlich sind, die zwei Bauteile sind, die in dem mit punktierten
Linien gezeigten Block enthalten sind, nämlich das Zwei-Stellungs-Magnetventil 24 und
das Druckentlastungsventil 26. Diese zwei Bauteile können als
eine Teil-Baugruppe gebildet werden, die unter Verwendung von lediglich
zwei hydraulischen Anschlüssen mit
einem vorhandenen Bremssystem verbunden werden kann, so dass es
möglich
ist, vorhandene Fahrzeuge relativ einfach zu modifizieren.