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Moderne Bremssysteme bei Traktoren
Roger Stirnimann
Gliederung
• Einleitung
• Übersicht über die Bremsenanordnung
• Bremsenkonzepte in der Vergangenheit
• Aktueller Stand Betriebsbremsen HA/VA (40 km/h)
• Aktueller Stand Betriebsbremsen HA/VA bei Schnellläufern
• Aktueller Stand Hilfs-/Feststellbremsen
• Assistenzsysteme
• Weitere Entwicklungen
• Zusammenfassung
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Übersicht Bremsenanordnung
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Legende 1: Allradkupplung 2: Differenzial HA 3: Endantriebe HA 4: Endantriebe VA
Allradantriebswelle
Betriebsbremse HA Betriebsbremse VA Feststell-/Hilfsbremse
Bremsen 1980er-Jahre: Fendt Farmer 310 (40 km/h)
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Betriebsbremsen Hinterachse (40 km/h)
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• Nasse Ein- oder Mehrscheiben- bremsen auf der «schnellen» Seite, d.h. vor dem Planeten-endantrieb
• Hydraulische Betätigung über Ringkolben oder Kugelrampen
• Integrierte Bremskraft-verstärkung (hydr./mech.)
• Verringerte Leerlaufverluste durch größere Lüftspalten und Rückstellfedern
Betriebsbremsen Vorderachse (40 km/h)
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• Bei 40 km/h nach wie vor oft über automatische Allrad-zuschaltung
• Zusätzlich separate Bremsen in den Vorderradendantrieben, an den Vorderrädern oder im Bereich der Allradkupplung/-antriebswelle
Betriebsbremsen HA: Schnellläufer-Lösungen
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• Fendt Vario 800: Nasse Vollscheibenbremse in der Hinterachse, Anordnung auf der «langsamen» Seite
• JCB Fastrac: Trockene Doppelsattel-Teilscheibenbremse, Anordnung an den Rädern (gleiche Drehzahl wie Räder)
Betriebsbremsen VA: Schnellläufer-Lösungen
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• Nasse Mehrscheibenbremse auf Allradantriebswelle im Getriebe (Fendt Vario 800)
• Nasse Mehrscheibenbremse mit pneumatisch betätigtem Ringkolben im Gehäuse der Vorderradaufhängung (Fendt Vario 900)
Betriebsbremsen VA: Schnellläufer-Lösungen
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• Trockene Teilscheibenbremsen (z.B. JCB, Deutz-Fahr Serie 7)
Feststell/-Hilfsbremsen: Bisherige Lösungen
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• «Klaue rein» (amerikanische Park Brake) ist in Europa nicht ausreichend wegen geforderter Funktion «Hilfsbremse»
• Feststellbremse und Hilfsbremse werden bei europäischen Traktoren oft kombiniert (Handbremse)
• Feststell-/Hilfsbremse oft im Bereich der Kegel- ritzelwelle, des Differen- zials oder der Allrad- kupplung
Feststell-/Hilfsbremse: Aktuelle Lösung JD 6R
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Feststellbremse
Mechanische Klinke, elektrisch betätigt
Feststell-/Hilfsbremse: Aktuelle Lösung JD 6R
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Hilfsbremse
• Mit Bremshebel wird über Bowdenzug ein Servo-Ventil betätigt
• Wirkung auf Ringkolben der Betriebsbremse
• Bremshebel rastet nicht ein, keine Handbremsfunktion
Feststell-/Hilfsbremse: Aktuelle Lösung Fendt 900
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Feststellbremse
• Aussenliegende Druckluft- Federspeicher mit zwei Kammern für Betriebs und Feststellbremse
• Wirkung auf Kugelrampen-Mechanismus der Betriebsbremse (6 Scheiben)
Hilfsbremse
• Über Federspeicher-Proportional-ventil (plus Zweikreissystem, wenn vorhanden)
Feststell-/Hilfsbremse: Aktuelle Lösung JCB
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Feststellbremse
• Aussenliegender Feder- speicher (pneumatisch)
• Wirkung auf trockene Teilscheibenbremse auf Hinterachs-Kardanwelle
Hilfsbremse
• Über Federspeicher-Proportionalventil und Zweikreissystem
Feststell-/Hilfsbremse: Aktuelle Lösung Deutz 7
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• Elektro-mechanische Ansteuerung der Feststell-/Hilfsbremse (Electric Park Brake) «Dosierung» möglich
• Hydraulische Ansteuerung der Betriebsbremse über den gleichen Mechanismus
Feststell-/Hilfsbremse: Aktuelle Lösung NH T5 EC
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• Feststellbremse: Mechanische Klinke plus separates Brems-scheibenpaket auf Kegelritzelwelle (nasse Teilscheibenbremse)
• Mechanische Betätigung der Feststellbremse über Hand-bremshebel (gilt auch als Hilfsbremse). Bei grösseren Modellen T7 zusätzlich elektrischer Stellmotor
ABS-Systeme
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Weshalb ABS-Systeme bei Standardtraktoren
• Zunehmende Motorleistungen (bis 400 PS)
• Zunehmende Ausnutzung der zulässigen Gesamtgewichte
• Steigender Anteil an Transportarbeiten auf der Strasse
• Zunehmende Geschwindigkeiten (ab 60 km/h vorgeschrieben)
Motorleistungen, Gesamtgewichte, Einsatzgebiete und Transportgeschwindigkeiten nähern sich denjenigen von Nutzfahrzeugen immer mehr an, weshalb die Sicherheit im Strassenverkehr stark an Bedeutung* gewinnt. * In Deutschland ereignen sich 90% der Unfälle mit landwirtschaftlichen Zugmaschinen auf öffentlichen Strassen
ABS-Systeme
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Herausforderungen bei Traktoren
• Verhalten von nassen Lamellenbremsen
• Unterschiedliche Radgrössen/-gewichte (Bereifungsvarianten, Unterschiede hinten/vorne)
• Ballastierung mit Radgewichten/Wasserfüllung und Einsatz von Zwillingsreifen führen zu sehr hohen Trägheitsmomenten
• Stark variierende Schwerpunktlagen und Achslasten
• Automatische Allradzuschaltung beim Bremsen
• Vorlauf der Vorderräder, Einzelradbremsung
• Regellogik von Stufenlosgetrieben: Getriebe regelt beim Brem-sen automatisch zurück, was ohne Kommunikation zwischen Getriebe-Software und ABS kontraproduktiv sein kann
ABS-Systeme: JCB Fastrac
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• 3-Kanal-System
• Traction Control
• HillHold-Funktion
• ISO-Versorgung (7638) für Anhänger serienmässig
ABS-Systeme: Fendt Vario 900
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• 3-Kanal-System
• Traction Control
• ISO-Versorgung (7638) für Anhänger optional
ABS-Systeme: Case IH / Steyr / New Holland
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• 3-Kanal-System
• Standard-ABS mit bekannten Funktionen
• Erweitertes ABS mit Lenkwinkel-abhängiger Einzelradbremsung sowie Radschlupfregelung (Advanced ABS resp. SuperSteer ABS)
• Berganfahrhilfe (nur für Lastschaltmodelle)
http://m.videograbber.net/video/1594970-new-holland-abs-supersteer.html
Weitere Entwicklungen im Bremsenbereich
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Intelligentes Anhängerbremssystem (CNH)
• Automatische Aktivierung des Anhängerbremsventils bei Geschwindigkeitsreduktion über Motor/Getriebe
• Aufschieben durch Anhänger wird vermindert («Einknicken»)
• Bremsweg des Gespanns «Traktor/Anhänger» prinzipiell wie bei Traktor in Solo-Fahrt
• Kein ABS auf Anhänger notwendig
Externe Wirbelstrombremsen (Frontec)
• an der Fronthydraulik montiert
• nicht in Gesamtsystem integriert
Zusammenfassung
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• Die Anforderungen an Traktorbremsen sind in den letzten Jahren stark gestiegen (Gewichte, Geschwindigkeiten usw.)
• Jeder Hersteller hat seine eigenen Bremskonzepte für die Betriebsbremsen sowie für die Feststell- und Hilfsbremse (Bremsenarten und –anordnung)
• Selbst bei den einzelnen Baureihen gewisser Marken kommen völlig unterschiedliche Bremskonzepte zur Anwendung
• Schnellläufertraktoren nehmen technische «Vorreiterrolle» ein (Annäherung an Lastwagen-Bremstechnik), die neue Technik steht i.d.R. auch für 40/50 km/h – Traktoren zur Verfügung
• Assistenzsysteme (ABS, TC usw.) gewinnen an Bedeutung
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
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