CN106458172A - 具有防止双动功能的双活塞中继阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于车辆的中继阀(1)，包括在壳体(2)中可轴向运动的驻车制动活塞(3)和可轴向运动的轴圈(4)，其中，在驻车制动活塞(3)和壳体(2)之间构造有用于接收来自控制管道(31)的压缩空气的第一压缩空气室(a)，其中，此外设置有第一弹簧元件(6a)，第一弹簧元件在轴向上以预紧力加载轴圈(4)，并且其中，设置有第二弹簧元件(6b)，第二弹簧元件在轴向上以另一预紧力来加载驻车制动活塞(3)。根据本发明轴向地在驻车制动活塞(3)和轴圈(4)之间布置可轴向运动的行车制动活塞(7)，行车制动活塞以密封的方式至少径向地贴靠在驻车制动活塞(3)上并且径向地贴靠在壳体(2)上，用于构造第二压缩气体室(b)。

Description

具有防止双动功能的双活塞中继阀
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的中继阀，其包括在壳体中可轴向运动的驻车制动活塞和可轴向运动的轴圈，其中，在该驻车制动活塞和该壳体之间构造有用于接收来自控制管道的压缩空气的第一压缩空气室，其中，还设置有第一弹簧元件，该第一弹簧元件在轴向上以一个预紧力来加载该轴圈，并且其中，设置有第二弹簧元件，该第二弹簧元件在轴向上以另一个预紧力来加载该驻车制动活塞。此外，本发明涉及一种用于运行这样的中继阀的方法。
背景技术
这样的中继阀主要应用在用于商用车的驻车制动装置中，以实现可靠的防止双动功能(Anti-Compound-Funktion)。
商用车(包括挂车)和轨道车的驻车制动器——也称为紧急制动器——在如今通常配备有弹簧蓄能制动缸，该驻车制动器在松开位置以压缩空气来加载弹簧压缩室并且由此使弹簧保持紧张，而为了驻车制动使弹簧压缩室排气，也就是说，与大气压连接，使得制动缸在弹簧的作用下产生制动力(参看博世，机动车技术手册，22版，杜塞尔多夫，1995，648页)。
在现今的用于商用车的制动系统中，中继阀与弹簧蓄能制动缸相结合地构造用于驻车制动功能。在车辆的驻车状态中，中继阀的控制管道被排气，使得弹簧蓄能器也被排气。在弹簧蓄能器中的强力弹簧将制动片压抵制动盘。制动钳必须接收所述弹簧力，这导致在制动钳中的高的应力。
如果在停车状态中在缺少防止双动功能的情况下附加地操作行车制动器，则制动片附加地也气动地压抵制动盘。制动钳必须同样接收所述力，从而由于叠加导致制动钳的超负荷。
通过所述防止双动功能防止制动钳的超负荷。在驻车制动器被置入时同时操作行车制动器的超负荷不再可能出现，因为在制动钳上的、来自驻车制动器的力被减小，其减小程度与在制动钳上的、来自行车制动器的力的提高相同。通常此外装入换向阀(选高阀Select High Ventil)到中继阀的控制管道中。在中继阀的控制管道排气(驻车状态)的情况下，制动压力能够通过所述选高阀到达中继阀的控制管道中。在弹簧蓄能器中造成的压力升高减小驻车制动器的制动力。
由EP 2 240 352 B1得知用于机动车的带有能够由中继阀操控的弹簧蓄能制动缸的驻车制动装置。该中继阀能够通过构造成两位三通阀的安全阀来操控，该安全阀的输出端能够可选地与两个输入端中的一个连接，其中，该安全阀的输入端能够通过第一或者第二电磁阀，可选地与压力介质源或者大气压连接。选低阀(Select-Low-Ventil)与安全阀的一个输入端和输出端连接，并且该选低阀的输出端与中继阀的控制输入端连接。防止双动功能由此来达到：在选低阀和中继阀的气动控制输入端之间还连接有选高阀，该选低阀的输出端通向该选高阀的输入端并且行车制动器的压力通向该选高阀的另一个输入端。所述选高阀从两个压力中选出较高的压力并且将选出的压力输送向中继阀的控制输入端。由此确保，中继阀的控制输入端始终仅仅被加载明确定义的压力并且行车制动器对驻车制动器具有优先权。
此外，由EP 2 407 355 B1已知带有控制活塞和轴圈的中继阀，其中，二者在轴向方向上都是可运动的。设置有第一弹性元件，该第一弹性元件在轴向方向上用一个预紧力来加载该轴圈，并且还设置第二弹性元件，该第二弹性元件在轴向方向上用另一个预紧力来加载该控制活塞。其中布置有中继阀的、能够电动操作的驻车制动系统的控制管道通过中继控制管道和换向阀与中继阀的中继控制输入端连接。此外，行车制动管道连接在换向阀上。行车制动压力通过换向阀输入到中继阀上。所述中继阀相应地传递操控压力到弹簧蓄能器中，该操控压力逆着弹簧力和行车制动压力工作并且绝大部分地抵消掉所述弹簧力和行车制动压力。由此能够避免构件的超负荷。第一弹性元件造成了特征曲线的偏移。由于控制阀装置、所谓的PCV阀要求所述特征曲线的偏移。该PCV阀从行驶状态到停车状态中关闭一定的控制压力。辅助制动功能由此来实现：在行驶状态中降低所述控制压力。为了控制阀装置保持在行驶状态中，并且在中继阀的输出端上达到尽可能低的压力，存在中继阀特征曲线的偏移。所述偏移具有下述缺点：在有防止双动功能的情况下，经过选高阀通过填充弹簧蓄能器来使制动钳减负发生得太慢。由此尽管有防止双动功能，在一定情况下仍然在制动钳上产生超负荷。
发明内容
本发明的任务是，进一步发展中继阀，以便实现改进的防止双动功能。
该任务从根据权利要求1的前序部分的中继阀出发，结合权利要求1表明的特征而被解决。本发明的有利的改进方案从随后的从属权利要求得知。
根据本发明在轴向上在驻车制动活塞和轴圈之间布置有可轴向运动的行车制动活塞，该行车制动活塞以密封的方式径向地贴靠在驻车制动活塞上并且径向地贴靠在壳体上，用以构造第二压缩空气室。由此避免带有活塞的中继阀超负荷的缺点。来自与控制接口连接的控制管道的空气压力没有偏移地作用在行车制动活塞上，该偏移由于弹性元件产生。由此使防止双动特征曲线不被移动，从而较快地达到防止双动功能。此外取消了阀单元、尤其选高阀。由此不但降低了安装空间需求而且降低了装配花费。
由于在驻车制动活塞和行车制动活塞之间产生的减负面，使防止双动特征曲线变得更平。这具有下述优点：在制动钳上的力的平衡更线性地进行，从而避免“回滚效应”(roll-back-Effekt)。所述回滚效应当例如卡车停在山上并且防止双动功能在驻车中起作用时会出现。在制动钳上的制动力的平衡过程中，如果特定的力不足，则该卡车滚动。
壳体能够尤其由多个、但优选两个子壳体构成，所述子壳体相互连接。行车制动活塞与驻车制动活塞一起构成双活塞。驻车制动活塞和行车制动活塞有利地在它们的外周面上具有环绕的凹槽，在所述凹槽中分别布置密封元件、尤其O形环，该O形环气动地密封压力室。此外，在径向上在驻车制动活塞和行车制动活塞之间布置另一个密封元件、尤其O形环。
本发明提出，能够以来自布置在行车制动器上的行车制动管道的压缩空气直接供应给所述第二压缩空气室。换句话说，在中继阀和行车制动器之间的行车制动管道中不存在其它的阀或者类似的影响压力的元件，例如选高阀或者换向阀。因此，所述防止双动功能直接地在中继阀中通过双活塞的工作原理而实现。
优选第三压缩空气室构造在所述行车制动活塞、所述壳体和轴圈之间，用于调设在通过充气接口连接的输出管道中的空气压力。在第三压缩空气室中的空气压力由此作用在行车制动活塞的端面上，与在第二压缩空气室中的空气压力相对。此外，驻车制动活塞也在轴向上作用在伺服活塞上。
此外优选地，在轴向上在壳体侧的阀座和所述轴圈之间能够构造压缩空气的气动入口，该压缩空气来自通过供给接口连接的供给管道，用于第三压缩空气室的充气。换句话说，阀座构造在壳体上，轴圈由于弹簧元件的预紧力贴靠在在该阀座上。当轴圈逆着弹簧元件的预紧力在轴向上被移动时，则打开入口，使得压缩空气从供给管道涌入，用于第三室的充气。
本发明包括下述技术原理：在轴向上在构造在所述行车制动活塞上的阀座与所述轴圈之间能够构造用于第三压缩空气室排气的气动出口。只要第三室排气，则弹簧蓄能制动气缸也排气，使得制动器起作用。气动出口由此来关闭：行车制动活塞轴向地贴靠在轴圈上。
此外提出一种用于运行中继阀的方法，该方法包括至少五个运行模式，即中继阀的运行：
-在车辆的停车状态中，
-在停车状态期间操作行车制动器，
-在车辆的行驶状态中，
-在处在输出管道上的空气压力降低的情况下，和
-在处在输出管道上的空气压力升高的情况下。
在车辆的停车状态中，所述控制管道、所述行车制动管道和所述输出管道是被卸压的，其中，所述轴圈在轴向上贴靠在所述壳体侧的阀座上并且所述行车制动活塞在轴向上与所述轴圈隔开间隔，从而通过所述打开的出口使所述第三压缩空气室排气。
在车辆的驻车状态期间操作行车制动器时，所述行车制动活塞轴向地贴靠在所述轴圈上，其中，所述轴圈逆着第一弹簧元件的预紧力被轴向地移动，使得所述入口被打开并且所述出口被关闭。
在车辆的行车状态中用压缩空气来加载所述控制管道、供给管道和输出管道，其中，所述行车制动活塞轴向地贴靠在所述轴圈上，使得所述入口和出口被关闭。
在处在所述输出管道上的空气压力降低的情况下，在第一压缩空气室中的空气压力以控制的方式被降低，其中，所述行车制动活塞轴向地从所述轴圈提起，使得所述出口被打开并且所述第三压缩空气室以控制的方式排气。
在处在所述输出管道上的空气压力升高的情况下，在第一压缩空气室中的空气压力以控制的方式被升高，其中，所述行车制动活塞逆着所述第一弹簧元件的预紧力轴向地移动所述轴圈，使得所述入口被打开并且所述第三压缩空气室以控制的方式充气。
附图说明
其它的、改善本发明的措施在下面与本发明的优选的实施例的说明共同借助附图被详细地描述。附图示出：
图1根据本发明的能够电动操作的驻车制动系统的示意线路图，和
图2图1的根据本发明的中继阀的示意性剖面示图。
具体实施方式
根据图1，能够电动操作的驻车制动系统通过单向阀10与压缩空气准备设备11连接。在单向阀10之后是过滤单元12，经过该过滤单元压缩空气通过节流部18被输送到设计成两位两通阀的供给电磁阀14。控制阀装置22的第一工作接口20通过第一供给管道段16a连接在供给电磁阀14的输出端上。与过滤单元12相连的管道段被称为第二供给管道段16b。控制阀装置22设计成能够气动控制的两位三通阀。控制阀装置22的第二工作接口24经过挂车控制管道分支17通向挂车控制模块30的控制输入端26。该挂车控制模块操纵挂车离合器的供给接口34和控制接口36。另一个挂车控制模块32的控制输入端28通过另一个挂车控制管道分支19与供给管道分支16a连接。挂车控制模块32具有供给接口38控制接口39。挂车控制管道分支17、19与选低阀37的输入端连接，该选低阀的输出端通过控制管道35与控制阀装置22的控制输入端33连接。所述选低阀37这样工作：在该选低阀的输出端上，也就是在控制管道35中存在较低的输入压力，也就是来自两个挂车控制管道分支17、19的较低的压力。此外，控制管道35通过控制管道31与中继阀1的控制输入端29连接。
中继阀1在供给接口27上通过供给管道25从供给电磁阀14的上游的位置获得压缩空气。在充气接口21上的输出管道23通向管道分支40a、40b，在所述管道分支上连接有弹簧蓄能制动缸41a、41b。此外，在中继阀1上连接有行车制动管道42，该行车制动管道与行车制动器43气动地连接。在操作行车制动器43时自动地打开驻车制动器，以防止弹簧蓄能制动缸41a、41b超负荷。
此外，设置有设计成两位两通阀的排气电磁阀44，该排气电磁阀通过所述另一个挂车控制管道分支19与供给管道段16a连接。排气电磁阀44具有排气电磁阀接口45，该排气电磁阀接口通向排气装置中。此外设置有压力传感器46a、46b，用于检测在控制阀装置22的第二工作接口24上的以及输出管道23上的压力。控制阀装置22的控制室通过压力平衡管道47与排气装置连接。
在能够电动操作的驻车制动系统的示出的切换状态中，供给电磁阀14、控制阀装置22、排气电磁阀44和控制及排气阀装置48分别处于第一切换位置中。控制阀装置22的第二工作接口24通过控制及排气阀装置48排气，从而在通过行车制动管道42缺乏压力负载时，中继阀1的控制输入端29也排气。控制和排气装置48通过单向阀50与排气装置连接。由此弹簧蓄能制动缸41a、41b是被卸压的，从而驻车制动器并且由此车辆都处于驻车状态中。也就是说，控制管道31是被卸压的并且弹簧蓄能制动缸41a、41b被关闭。
根据图2，中继阀1具有在壳体2的第一壳体部件2a中可轴向运动的驻车制动活塞3和可轴向运动的轴圈4，该轴圈布置在壳体2第二壳体部件2b中。因此，壳体2由第一壳体部2a和第二壳体部2b构成。为了气动地密封两个壳体部2a、2b径向地在其之间布置O形环13。在驻车制动活塞3和壳体部2a之间构造有第一压缩空气室a，用于接收来自控制管道31的压缩空气。
此外设置有第一弹簧元件6a和第二弹簧元件6b，该第一弹簧元件在轴向上以一个预紧力来加载轴圈4，该第二弹簧元件在轴向上以另一个预紧力来加载驻车制动活塞3。两个弹簧元件6a、6b构造成压力弹簧。在此，第一弹簧元件6a贴靠在布置在第二壳体部2b上的弹簧座圈15上。弹簧座圈15具有中心的空缺，驻车制动活塞3和在径向上并且在轴向上贴靠在该驻车制动活塞上的行车制动活塞7穿过该空缺而延伸。
行车制动活塞7在轴向上是可活动的并且在轴向上布置在驻车制动活塞3和轴圈4之间。驻车制动活塞3能够仅仅通过行车制动活塞7而作用到轴圈4上。驻车制动活塞3在径向上密封地贴靠在第二壳体部2b上，以构成第二压缩空气室b。能够以来自布置在行车制动器43上的行车制动管道42的压缩空气直接供应第二压缩空气室b。为了气动地密封第一和第二压缩空气室a、b，径向地在驻车制动活塞3和第一壳体部2a之间，以及径向地在行车制动活塞7和第二壳体部2b之间，而且径向地在驻车制动活塞3和行车制动活塞7之间分别布置O形环13a、13b、13c。
构造第三压缩空气室c用于调设在行车制动活塞7、第二壳体部2b和轴圈4之间的输出管道23中的空气压力。在轴向上在壳体侧的阀座8a和轴圈4之间能够构造用于第三压缩空气室c的充气的、来自供给管道27的压缩空气的气动入口5。为此，行车制动活塞7在轴向上逆着压力弹簧6b的预紧力挤压轴圈4，由此在壳体侧的阀座8a和轴圈4之间产生入口5。此外，在轴向上在构造在行车制动活塞7上的阀座8b和轴圈4之间能够构造用于第三室c的排气的气动出口9。气动出口9由此来关闭：行车制动活塞7在轴向上贴靠在轴圈4上。要么气动入口5要么气动出口9能够被打开，然而二者不能同时。
附图标记列表
1 中继阀
2a、2b 壳体
3 驻车制动活塞
4 轴圈
5 入口
6a、6b 弹簧元件
7 行车制动活塞
8a、8b 阀座
9 出口
10 单向阀
11 压缩空气准备设备
12 过滤元件
13、13a-c O形环
14 供给电磁阀
15 弹簧座圈
16a、16b 供给管道段
17 控制管道分支
18 节流部
19 挂车控制管道分支
20 第一工作接口
21 充气接口
22 控制阀装置
23 输出管道
24 第二工作接口
25 供给管道
26 控制输入端
27 供给接口
28 控制输入端
29 控制输入端
30 挂车控制模块
31 控制管道
32 挂车控制模块
33 控制输入端
34 供给接口
35 控制管道
36 控制接口
37 选低阀
38 供给接口
39 控制接口
40a、40b 管道分支
41a、41b 弹簧蓄能制动缸
42 行车制动管道
43 行车制动器
44 排气电磁阀
45 排气电磁阀接口
46a、46b 压力传感器
48 控制及排气阀装置
49 排气
50 单向阀
a 第一压缩空气室
b 第二压缩空气室
c 第三压缩空气室

Claims (10)

1.用于车辆的中继阀(1)，包括在壳体(2)中可轴向运动的驻车制动活塞(3)和可轴向运动的轴圈(4)，其中，在所述驻车制动活塞(3)和所述壳体(2)之间构造有用于接收来自控制管道(31)的压缩空气的第一压缩空气室(a)，其中，还设置有第一弹簧元件(6a)，所述第一弹簧元件在轴向上以一个预紧力来加载所述轴圈(4)，并且其中，设置有第二弹簧元件(6b)，所述第二弹簧元件在轴向上以另一个预紧力来加载所述驻车制动活塞(3)，
其特征在于，在轴向上在所述驻车制动活塞(3)和所述轴圈(4)之间布置有可轴向运动的行车制动活塞(7)，所述行车制动活塞以密封的方式至少径向地贴靠在所述驻车制动活塞(3)上并且径向地贴靠在所述壳体(2)上，用以构造第二压缩气体室(b)。
2.根据权利要求1所述的中继阀(1)，
其特征在于，能够以来自布置在行车制动器上的行车制动管道(42)的压缩空气直接供应所述第二压缩空气室(b)。
3.根据权利要求1所述的中继阀(1)，
其特征在于，第三压缩空气室(c)构造在所述行车制动活塞(7)、所述壳体(2)和所述轴圈(4)之间，用于调设在通过充气接口(21)连接的输出管道(23)中的空气压力。
4.根据权利要求3所述的中继阀(1)，
其特征在于，在轴向上在壳体侧的阀座(8a)和所述轴圈(4)之间能够构造压缩空气的气动入口(5)，所述压缩气体来自通过供给接口(27)连接的供给管道(25)，用于第三室(c)的充气。
5.根据权利要求3所述的中继阀(1)，
其特征在于，在轴向上在构造在所述行车制动活塞(7)上的阀座(8b)和所述轴圈(4)之间能够构造用于所述第三压缩空气室(c)排气的气动出口(9)。
6.用于运行根据权利要求1至5中任一项所述的中继阀(1)的方法，其特征在于，在车辆的驻车状态中所述控制管道(31)、所述行车制动管道(42)和所述输出管道(23)被卸压，其中，所述轴圈(4)在轴向上贴靠在所述壳体侧的阀座(8a)上，并且所述行车制动活塞(7)在轴向上与所述轴圈(4)隔开间隔，从而通过打开的出口(9)使所述第三压缩空气室(c)排气。
7.根据权利要求6所述的方法，
其特征在于，如果在车辆的驻车状态期间操作所述行车制动器(43)，所述行车制动活塞(7)轴向地贴靠到所述轴圈(4)上，其中，所述轴圈(4)逆着所述第一弹簧元件(6a)的预紧力被轴向地移动，从而打开所述入口(5)并且关闭所述出口(9)。
8.用于运行根据权利要求1至5中任一项所述的中继阀(1)的方法，其特征在于，在车辆的行驶状态中，所述控制管道(31)、所述供给管道(25)和所述输出管道(23)以压缩空气来加载，其中，所述行车制动活塞(7)轴向地贴靠到所述轴圈(4)上，从而关闭所述入口(9)和所述出口(5)。
9.用于运行根据权利要求1至5中任一项所述的中继阀(1)的方法，其特征在于，为了降低处在所述输出管道(23)上的空气压力，在所述第一压缩空气室(a)中的空气压力以控制的方式被降低，其中，所述行车制动活塞(7)轴向地从所述轴圈(4)升起，从而打开所述出口(9)并且使所述第三压缩空气室(c)以控制的方式排气。
10.用于运行根据权利要求1至5中任一项所述的中继阀(1)的方法，其特征在于，为了升高处在所述输出管道(23)上的空气压力，在所述第一压缩空气室(a)中的空气压力以控制的方式被升高，其中，所述行车制动活塞(7)逆着所述第一弹簧元件(6a)的预紧力轴向地移动所述轴圈(3)，从而打开所述入口(5)并且使所述第三压缩空气室(c)以控制的方式充气。
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