CN107771140A - 机动车用驻车制动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车用驻车制动机构(1)，其包括至少一个双稳的控制阀机构(20)、至少一个中继阀(38)、至少一个气动制动装置(41)以及至少一个挂车控制模块(44)，其中，借助于所述控制阀机构(20)能够控制所述中继阀(38)，借助于所述中继阀(38)能够至少操控所述气动制动装置(41)，其中，所述挂车控制模块(44)设置在所述中继阀(38)的下游，在所述挂车控制模块(44)的上游在通往该挂车控制模块(44)的管路分支(46)中设置至少一个选高阀(48)。

Description

机动车用驻车制动机构
技术领域
本发明涉及一种机动车用驻车制动机构，其包括至少一个双稳的控制阀机构、至少一个中继阀、至少一个气动制动装置以及至少一个挂车控制模块，其中，借助于所述控制阀机构能够控制所述中继阀，借助于所述中继阀能够至少操控所述气动制动装置。
背景技术
目前，商用车(包括挂车在内)以及轨道车辆的驻车制动器(也称为基础制动器)通常配备有弹簧蓄能制动缸，其在释放位置给弹簧压缩腔施加压缩空气并且由此将弹簧保持张紧，而为了驻车制动使弹簧压缩腔排气、亦即与大气压力连通，从而制动缸在弹簧作用下产生制动力(参见博世的机动车技术手册，第22版，杜塞尔多夫，1995年，第648页)。
由文献DE 10 2009 059 816 A1已经公开了这种类型的机动车用驻车制动机构，其中，挂车控制模块设置在用于机动车行车制动器的控制管路的区域中。
根据从控制腔向挂车控制模块的、取决于车辆的、不同的管线长度，在用于机动车行车制动器的控制管路的区域中的这种设置伴随有电驻车制动器的变化的性能。
除此之外，由于该设置，会导致对于挂车制动器和行车制动器的不同运行压力。为了防止不同的制动性能，在此也可以安装费事的补偿系统。
此外，由文献DE 10 2013 006 860 A1公开了一种机动车用气动系统，其中，例如结合所述类型的驻车制动机构，为了实现所谓的拖车(或挂车)测试功能，空气制备装置的电磁阀同时也被用于操控挂车控制模块。
发明内容
因此，本发明的任务在于，以有利的方式进一步改进开始所述类型的驻车制动机构，特别是以如下方式：即，驻车制动机构可以更简单地构成。
按照本发明，该任务通过具有权利要求1的特征的驻车制动机构解决。根据该方案设定，机动车用驻车制动机构包括至少一个双稳的控制阀机构、至少一个中继阀、至少一个气动制动装置以及至少一个挂车控制模块，其中，借助于所述控制阀机构能够控制所述中继阀，借助于所述中继阀能够至少操控所述气动制动装置，其中，所述挂车控制模块设置在所述中继阀的下游，在所述挂车控制模块的上游在通往该挂车控制模块的管路分支中设置至少一个选高阀。
本发明基于如下基本构思：所述至少一个挂车控制模块或各挂车控制模块不再设置在用于操控用于机动车、亦即例如用于牵引车的气动制动装置的控制管路的区域中。相反，该至少一个挂车控制模块应设置在如下区域中：在该区域中也连接有用于机动车的制动装置。该至少一个挂车控制模块和该制动装置应在同一区域中获得其气动供应。由于在相同或同一区域中进行气动供应，亦即由于在用于操控气动制动装置、例如牵引车基础制动器的中继阀之后进行气动供应，所以不仅该至少一个挂车控制模块而且该机动车的气动制动装置自动具有相同的运行压力。
特别是并且如果没有另外不同地限定的话，术语“上游”或“下游”涉及的是关于驻车制动机构的压缩空气源而言的布置。
由于用于挂车控制模块的控制压力是在中继阀之后截取的并且由此与气动制动装置、例如牵引车基础制动器上的压力相同，所以在没有另外的安全系统的情况下就已经降低如下危险：即，牵引车相比于一个或全部挂车更强或更早地制动并且导致车辆的对于安全临界的弯折(所谓的杰克刀效应或牵引车-挂车弯折效应)。由此，驻车制动机构的结构可以总体上得以简化。除此之外，用于操控中继阀并由此用于操控气动制动装置的控制管路在防止挂车控制模块泄漏方面的更大鲁棒性也得以实现，从而在此也可以简化结构并且也降低了对于挂车控制模块提出的要求，因此进一步简化了该挂车控制模块的结构。
选高阀用于输出或导通施加于阀入口上的较高压力。由此，挂车控制模块可以不仅通过延伸穿过中继阀的输入管路操控。通过应用选高阀得出单独操控的能力，并且这与延伸穿过中继阀的输入管路中的压力状态无关。因此，可以与制动机构无关地操控挂车控制模块。
第一入口可以与将所述中继阀的出口与所述选高阀连接的管路连接，第二入口与如下管路连接：通过该管路可单独操控选高阀。由于选高阀与中继阀连接，因此能够以与机动车的所有设置在中继阀下游的其他制动机构相同或几乎相同的压力水平来操控挂车控制模块。由于第二入口的另外的连接能力，得出如下优点：选高阀并且从而挂车控制模块可以单独地并且与机动车的所有其他的制动机构无关地被操控。
此外可以设定，选高阀的第二入口与如下管路连接：借助于该管路将选高阀与驻车制动机构的空气制备单元的阀连接。这允许有利地多重利用反正已经存在的阀。空气制备单元的阀可以是电磁阀，例如2/2换向阀或3/2换向阀。
但是原则上也可以考虑的是，代替空气制备单元而采用机动车的其他或任意的功能单元，该其他或任意的功能单元附接于空气制备单元并且具有至少一个阀，从而挂车控制模块可以被单独地操控并且因此能够多重利用反正已经存在的阀。
除此之外可以设定，借助于驻车制动机构的空气制备单元的阀可操控选高阀，特别是，借助于驻车制动机构的空气制备单元的阀可以结合拖车测试功能操控选高阀。在拖车测试功能中例如需要单独操控或激活挂车控制模块和挂车制动器。
此外可以设定，选高阀的第二入口与如下管路连接：该管路在驻车制动机构的止回阀的下游和双稳控制阀机构的上游分支出。由此，给选高阀的第二入口供应如下压缩空气水平上的压缩空气：该压缩空气水平已经被限制到符合相应要求。因此，不需要单独或额外进行压力限制，例如不需要使用限压器。
在选高阀上游的管路中可以设置截止阀。由此，可以再次附加地实现该管路的锁闭。该截止阀可以是2/2换向阀或3/2换向阀。也可以考虑的是，该截止阀是电磁阀。
除此之外可以设定，选高阀与旁通管路并联设置，该旁通管路从所述管路分支出并且将该管路与所述管路分支连接。由此可以防止通往选高阀的管路不能被排气。
旁通管路可以从所述管路在如下部段中分支出：该部段可处于所述阀与所述选高阀之间。由此确保了无论如何都可以使处于该阀与该选高阀之间的部段排气。
在选高阀与挂车控制模块之间的管路中可以设置截止阀，尤其2/2换向阀。由此可以简单地单独截止或锁闭该挂车控制模块。该截止阀可以是电磁阀。
此外可以设定，挂车控制模块设置在通往气动制动装置的管路分支的下游。由此，挂车控制模块设置在制动装置之后。这允许：气动制动装置直接设置在中继阀之后。此外，制动装置的操作在任何情况下都与挂车控制模块的操作无关。
在另一实施方式中，可以在挂车控制模块的上游在通往挂车控制模块的管路分支中或上设置至少一个压力传感器。由此，可以测量施加于挂车控制模块的压力。这能实现例如连续监控挂车控制模块并且例如也允许探测泄漏。
所述压力传感器例如可以设置在选高阀下游和挂车控制模块上游。这能实现非常准确地测量挂车控制模块的工作压力。
在控制阀的控制管路中可以不设置选低阀。
此外，在中继阀的上游可以不设置选低阀。
此外可以设定，在控制阀的下游和/或中继阀的上游不设置压力传感器。
由此，可以总体上简化驻车制动机构的结构。
附图说明
现在，借助于附图中示出的实施例进一步阐述本发明的另外的细节和优点。附图示出：
图1：本发明的机动车用驻车制动机构1的一个实施例的示意图；
图2：本发明的机动车用驻车制动机构1的第二实施例的另一示意图；及
图3：本发明的机动车用驻车制动机构1的第三实施例的示意图。
具体实施方式
图1示出本发明的机动车用驻车制动机构1的第一实施例的示意图。
所述驻车制动机构1具有止回阀10，该驻车制动机构1借助于该止回阀10附接于未进一步示出的压缩空气供应装置。
在该止回阀10的下游可以设置过滤单元12和节流装置14。
所述驻车制动机构1还具有可电控制的第一电磁阀16和可电控制的第二电磁阀18，在所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的出口上连接有可气动控制的控制阀20。
这两个电磁阀16和18经由所述止回阀10与车辆的未示出的压缩空气源连接，通过压缩空气源可输入压缩空气。
这两个电磁阀16和18分别通过弹簧17或19处于静止位置。
电磁阀16构成为所谓的2/2换向阀。
电磁阀16通过弹簧17是单稳的，亦即在静止位置中稳定。
但是原则上也可以考虑的是，电磁阀16构成为3/2换向阀。这样的方案例如在文献DE 10 2008 007 877 B3中公开。
电磁阀18是所谓的3/2换向阀。该电磁阀18同时也构成为具有集成的节流装置的控制和排气阀机构。该电磁阀18通过弹簧19是单稳的，亦即在静止位置中稳定。
也可以考虑的是，电磁阀18可以构成为简单的、单稳的2/2换向阀(那么没有排气功能)。
同样，所述可气动控制的控制阀20通过至少一个弹簧21处于静止位置。
该控制阀20构成为3/2换向阀。然而，该控制阀20通过其连接方式双稳地构成。此类控制阀的可能的实施方式例如在文献DE 10 2009 059 816 A1或WO 2014/009457 A1中公开。
在图1中分别示出静止位置，在所述静止位置中，相应的阀16、18或20未激活。
在此，驻车制动机构1处于驻车模式下。
第一电磁阀16具有入口16a和出口16b。
类似地，第二电磁阀18具有入口18a、出口18b和排气出口18c。
在示出的静止位置中，电磁阀16将入口16a与出口16b连接。
在示出的静止位置中，第二电磁阀18将入口18a锁闭并且将出口18b与排气出口18c连接。相反，在激活的位置中，第二电磁阀18将入口18a与出口18b连接，而排气出口18c被锁闭。
所述可气动控制的控制阀20同样具有三个接口，亦即入口20a、出口20b以及另一接口20c。所述入口20a与第一电磁阀16的出口16b连接。该出口20b经由连接管路24与选高阀22的入口22a连接，而接口20c与第二电磁阀18的出口18b连接。
在所示静止位置中，所述可气动控制的控制阀20将入口20a锁闭并且将出口20b与接口20c连接。相反，在控制阀20的激活位置中，入口20a与出口20b连接，并且接口20c被锁闭。
所述可气动控制的控制阀20可以是普通的气动阀。该可气动控制的控制阀也可以是可气动控制的伺服阀。最后，该控制阀20也可以是可电控制的，亦即可以是双稳的、可电控制的电磁阀。
从连接管路24分支出控制管路26。该控制管路26与控制阀20的气动控制入口28连接。
通往控制阀20的控制入口28的另一控制管路30从连接管路32分支出。该连接管路32从将电磁阀16的出口16b与控制阀20的入口20a相连的连接管路34分支出。
所述连接管路32通往排气阀33(该排气阀是2/2换向阀(电磁阀))并且与该排气阀的入口33a连接。所述排气阀33还具有排气出口33b。在示出的位置中，排气出口33b被锁闭。
选高阀22的第二入口22b与气动管路36连接，该气动管路是车辆的制动踏板的气动控制管路并且被施加车辆的行车制动器的压力。在该控制管路36中设置过滤单元36a和节流装置36b。
选高阀22的出口22c与中继阀38的气动控制入口38a连接，该中继阀的出口38b与通往机动车或牵引车的气动制动装置的输入管路39连接并且与另一管路40连接。
机动车或牵引车的气动制动装置41可以具有弹簧蓄能制动缸的压力腔(未进一步示出)。如果给弹簧蓄能制动缸的所述压力腔施加压缩空气，那么该弹簧蓄能制动器释放。反过来，如果所述压力腔排气，那么通过该弹簧蓄能制动缸的弹簧激活驻车制动器。
所述中继阀38还具有入口38c，该入口与压缩空气连接管路42连接，该压缩空气连接管路从过滤单元12的下游分支出。因此，所述中继阀38的供应入口38c经由所述止回阀10直接与驻车制动机构1的压缩空气供应装置连接。
在所述压缩空气连接管路39的分支处还设有压缩空气传感器43。
在所述中继阀38下游除了所述机动车或牵引车的气动制动装置41之外还设置挂车控制模块44。
在此，该挂车控制模块44设置在通往气动制动装置41的管路分支39的下游。
此外，在挂车控制模块44的上游在通往挂车控制模块44的管路分支46中设置至少一个另外的选高阀48。
在挂车控制模块44的上游，在通往挂车控制模块的管路分支50中设置至少一个压力传感器52，更确切地说，该压力传感器处于选高阀48的下游和挂车控制模块44的上游。
选高阀48具有第一入口48a、第二入口48b和出口48c。
第一入口48a与管路分支46连接。
第二入口48b与控制管路53连接，所述选高阀48经由该控制管路能够借助于电磁阀54操控。该电磁阀54是驻车制动机构1的空气制备单元56的EAC阀54。
因此，一个入口、亦即选高阀48的入口48b与驻车制动机构1的空气制备单元56的阀连接。
借助于驻车制动机构1的空气制备单元56的阀54可操控选高阀48，特别是，借助于驻车制动机构1的空气制备单元56的阀54可结合拖车测试功能操控该选高阀48。
如附图中可见，在控制阀20的控制管路中没有设置选低阀并且在中继阀38上游也没有设置选低阀。
此外，在控制阀20的下游和/或中继阀38上游也没有设置压力传感器。
在下文中阐述图1的驻车制动机构1的作用方式。
该机构具有两个安全的、稳定的状态，亦即正常行驶状态和激活驻车制动器的状态(如图1所示)。在供电失灵时，紧接在该失灵之前的状态得以稳定地保持。
安全功能通过双稳的控制阀20实现。该控制阀20通过弹簧21保持在图1示出的驻车位置中。控制阀20的接口20b和20c相互连接并且通过第二电磁阀18经由入口18b朝其排气出口18c排气。
通过控制管路23(虚线示出)，大气压力施加给控制阀20的气动控制入口29并且经由控制管路26也施加给控制入口28，从而控制阀20被解除激活并且通过弹簧21处于所示的位置中。这是控制阀20的两个稳定的状态之一。
在驻车位置中，在正常情况下在管路36上没有压力(行车制动器未激活)，从而大气压力经由选高阀22同样到达中继阀38的气动控制入口38a。由此使得该中继阀排气，从而弹簧蓄能制动缸(没有进一步示出，通过管路42连接)的弹簧腔也被排气并且由此施加或激活驻车制动器。
在驻车制动器未激活的情况下、亦即在行驶状态下，控制阀20切换为导通(或接通)、亦即激活。于是，入口20a与出口20b连接。在该状态下，控制阀20的控制入口28和29被施加压力，从而控制阀20稳定地保持在该状态中。
通过激活的控制阀20，压力从压力介质源经由止回阀10也到达中继阀38的控制入口38a，该中继阀切换为导通并且由此机动车或牵引车的行车制动器的弹簧蓄能制动缸的弹簧腔经由管路42施加压力并且由此释放行车制动器。由此实现安全功能，也就是说，上述两个运行状态分别自身是稳定的，而与电磁阀16和18的供电状态无关。
从驻车制动切换到行驶状态
通过操作第二电磁阀18，使得该第二电磁阀的入口18a与出口18b连接。由此，压缩空气从压力介质源经由止回阀10到达控制阀20的接口20c，从其出口20b到达控制管路26。由此，高压经由该控制管路26到达控制入口28。因为电磁阀16也被切换为导通，所以也有高压经由控制管路30到达控制入口28。而且，也有高压经由控制管路23到达控制阀20的另一控制入口29。由此，控制阀20被切换为导通并且入口20a与出口20b连接。
该压力经由选高阀22到达中继阀38的控制入口38a，该中继阀切换为导通并且因此允许压力从其入口38c经由管路42到达弹簧蓄能制动缸的弹簧腔，从而释放机动车或牵引车的行车制动器。于是，控制阀20处于通过压力保持的、稳定的第二位置中。
从行驶状态切换到驻车制动
从行驶状态到驻车制动的切换通过第一电磁阀16并且通过第二电磁阀18以及通过排气阀33实现。如果第一电磁阀16激活，那么其入口16a和其出口16b被锁闭。此外，第二电磁阀18如此切换，以至于入口18a锁闭并且出口18b和18c相互连接。因此，压力可以经由排气出口18c排出。因为排气阀33也如此切换，以至于入口33a和出口33b相互连接，从而通过排气出口33b可以进行排气，所以控制管路23和30中的压力下降。
一旦该压力达到预定的阈值(该阈值主要可通过弹簧21的力设定)，那么控制阀20切换回到图1所示的静止位置中。
为了使得该系统能够区分是切换到驻车制动器还是切换到比例制动器，需要所述预定的阈值。中继阀38在其控制入口38a同样获得该低压。由此使得该中继阀处于排气位置，因此，行车制动器的弹簧蓄能制动缸的弹簧腔排气并且从而激活驻车制动器。
拖车(或挂车)测试
对于拖车测试功能来说，驻车制动机构例如处于行驶位置中(参见上述说明)。通过电磁阀54或EAC阀54将压力导通到挂车控制模块44。结果是，拖车或挂车上的驻车制动器释放，这对于拖车测试是必需的。
图2示出本发明的驻车制动机构1'的第二实施例，该第二实施例与上文结合图1描述的驻车制动机构1在结构和功能方面基本相同。相同的特征或元素以与图1相同的附图标记表示。
然而存在以下区别：
在输入管路50中在选高阀48与挂车控制模块44之间具有截止阀51。
该截止阀51在示出的实施例中构成为电磁阀，即2/2换向阀51。
借助于该截止阀51可以在需要时锁闭所述管路50。
在此，在截止阀51的静止位置中，管路50被锁闭。
图3示出本发明的驻车制动机构1"的第三实施例，该第三实施例与图1中描述的驻车制动机构1几乎且基本相同，更确切地说，在结构和功能方面几乎且基本相同。相同的特征或元素以与图1相同的附图标记表示。
然而，在图3中示出的实施方式具有以下不同：
代替管路53设有管路53'，该管路将选高阀48的接口48b与驻车制动机构1"的如下管路部段连接：该管路部段处于止回阀10的下游以及电磁阀16和18的上游。
在该管路53'中设有截止阀56，该截止阀在此构成为电磁阀。该截止阀56是2/2换向阀。
但是也可以考虑的是，该截止阀56构成为3/2换向阀。
在所述管路部段中在截止阀56与选高阀48之间分支出旁通管路58，该旁通管路将所述管路53'与管路46连接。
在管路58中具有节流装置60。
由于管路53'直接在止回阀10之后的下游分支出，得到如下优点：在该管路53'上不存在提高的压力，相反，这里存在的压力已经受到限制。
通过该管路53'可以单独地操控所述选高阀48并且从而也操控挂车控制模块44。对于该操控自身使用截止阀56，该截止阀在其静止位置中截止并且在通电时释放管路53'。
旁通管路58设置用于：在阀56截止的情况下能够使阀56与选高阀48之间的管路部段排气，该旁通管路又具有节流装置60。
通过节流装置60防止在经由管路53'操控选高阀48时不能建立足够用于操控该选高阀48的压力。

Claims (16)

1.一种机动车用驻车制动机构(1)，其包括至少一个双稳的控制阀机构(20)、至少一个中继阀(38)、至少一个气动制动装置(41)以及至少一个挂车控制模块(44)，其中，借助于所述控制阀机构(20)能够控制所述中继阀(38)，借助于所述中继阀(38)能够至少操控所述气动制动装置(41)，其特征在于，所述挂车控制模块(44)设置在所述中继阀(38)的下游；并且在所述挂车控制模块(44)的上游在通往该挂车控制模块(44)的管路分支(46)中设置至少一个选高阀(48)。
2.根据权利要求1所述的驻车制动机构(1)，其特征在于，第一入口(48a)与将所述选高阀(48)与所述中继阀(38)的出口(38b)相连的管路(46)连接；并且第二入口(48b)与如下管路连接：通过该管路能够单独操控所述选高阀(48)。
3.根据权利要求2所述的驻车制动机构(1)，其特征在于，所述选高阀(48)的第二入口(48b)与如下管路(53)连接：借助于该管路将所述选高阀(48)与所述驻车制动机构(1)的空气制备单元的阀(54)连接。
4.根据权利要求3所述的驻车制动机构(1)，其特征在于，借助于该驻车制动机构(1)的空气制备单元的阀(54)能够操控所述选高阀(48)，特别是，借助于该驻车制动机构(1)的空气制备单元的阀(54)能够结合挂车测试功能操控所述选高阀(48)。
5.根据权利要求2所述的驻车制动机构(1)，其特征在于，所述选高阀(48)的第二入口(48b)与如下管路(53')连接：该管路在所述驻车制动机构(1)的止回阀(10)的下游和所述双稳的控制阀机构(20)的上游分支出。
6.根据权利要求5所述的驻车制动机构(1)，其特征在于，在该管路(53')中在选高阀(48)的上游设置截止阀(56)。
7.根据权利要求6所述的驻车制动机构(1)，其特征在于，所述选高阀(48)与旁通管路(58)并联设置，该旁通管路从管路(53')分支出并且将该管路(53')与管路分支(46)连接。
8.根据权利要求7所述的驻车制动机构(1)，其特征在于，所述旁通管路(58)从管路(53')在如下部段中分支出：该部段处于阀(56)与选高阀(48)之间。
9.根据上述权利要求之一所述的驻车制动机构(1)，其特征在于，在管路(50)中在选高阀(48)与挂车控制模块(44)之间设置截止阀，特别是2/2换向阀。
10.根据上述权利要求之一所述的驻车制动机构(1)，其特征在于，所述挂车控制模块(44)设置在通往气动制动装置(41)的管路分支(42)的下游。
11.根据上述权利要求之一所述的驻车制动机构(1)，其特征在于，在挂车控制模块(44)的上游在通往挂车控制模块(44)的管路分支中或上设置至少一个压力传感器(52)。
12.根据权利要求11所述的驻车制动机构(1)，其特征在于，该压力传感器(52)设置在选高阀(48)的下游和挂车控制模块(44)的上游。
13.根据上述权利要求之一所述的驻车制动机构(1)，其特征在于，所述选高阀(48)的入口与另一功能单元的阀(54)、特别是驻车制动机构(1)的空气制备单元的阀连接。
14.根据上述权利要求之一所述的驻车制动机构(1)，其特征在于，在控制阀(20)的控制管路中没有设置选低阀。
15.根据上述权利要求之一所述的驻车制动机构(1)，其特征在于，在中继阀(38)的上游没有设置选低阀。
16.根据上述权利要求之一所述的驻车制动机构(1)，其特征在于，在控制阀(20)的下游和/或中继阀(38)的上游没有设置压力传感器。
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