CN107820471B - 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)，其包括至少一个控制阀机构(20)、至少一个中继阀(36)、至少一个气动制动装置(42)以及至少一个挂车控制模块(46)，其中，所述控制阀机构(20)和所述中继阀(36)借助于连接管路相互连接，其中，借助于所述控制阀机构(20)能够控制所述中继阀(36)，借助于所述中继阀(36)能够至少操控所述气动制动装置(42)，其中，在所述中继阀(36)的下游分支出至少一个通往挂车控制模块(46)的输入管路(40",50)并且在挂车控制模块(46)的上游设置第一选高阀(52)，其中，该第一选高阀(52)的第一入口(52a)与通往挂车控制模块(46)的输入管路(40",50)连接，该第一选高阀(52)的第二入口(52b)与一设置有排气阀(54)的输入管路(22")连接，借助于该排气阀能够调节经由输入管路(22")输入的压缩空气。

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(也称为停车制动器)通常配备有弹簧蓄能制动缸，该弹簧蓄能制动缸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，该弹簧压缩腔被排气、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 B3和DE 10 2008 007 877 B3已经公开了机动车用的这种类型的驻车制动机构。
由文献WO 2014/009457 A1公开了一种用于机动车用驻车制动机构的这种类型的控制阀机构。
发明内容
本发明的任务在于，以有利的方式改进开始所述类型的驻车制动机构，特别是如下进行改进：驻车制动机构可以更简单地构成并且特别是在驻车时也能简单地将压力施加到挂车控制模块中。
按照本发明，该任务通过具有本发明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，所述控制阀机构和所述中继阀借助于连接管路相互连接，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，在所述中继阀的下游分支出至少一个通往挂车控制模块的输入管路并且在挂车控制模块的上游设置第一选高阀，其中，该第一选高阀的第一入口与通往挂车控制模块的输入管路连接，该第一选高阀的第二入口与一设置有排气阀的输入管路连接，借助于该排气阀能够调节经由输入管路输入的压缩空气。
本发明基于如下基本构思：与驻车制动器的状态无关地操控和激活驻车制动机构的挂车控制模块。由此，机动车不制动并且挂车制动，如对于所谓的伸缩制动功能(仅挂车制动)或者所谓的拖车测试功能(挂车未制动，以便检验：牵引车在没有挂车制动器的情况下也制动或保持制动)必要的那样。
借助于排气阀可以对于挂车控制模块提供另外的操控可能性，借助于挂车控制模块可以简单地调节挂车控制模块的操控。例如可以考虑的是，这样的阀具有最小迟滞。
例如可以考虑的是，排气阀对于设定的和所需的切换点具有最小摩擦；并且密封件可以侧向地移动到排气阀的出口上。
排气阀可以具有例如大于6-7bar、例如大于大约6.5bar的打开压力。
用于使排气阀排气的关闭压力可以小于4-5bar、例如小于大约4.5bar。
特别是可以设定，对于拖车测试功能来说，驻车制动机构处于驻车状态并且排气阀如此切换，以至于压缩空气经由排气阀通过第一选高阀到达挂车控制模块。
此外可能的是，排气阀具有排气出口。通过该排气出口可以经由驻车制动器或手式制动器实现分级制动。
排气阀的出口压力可以通过排气出口调节。特别是可以降低存在的入口压力，更确切地说，以如下方式：即，也可以达到如下运行状态，在所述运行状态中，施加于第一选高阀的另一入口上的压力高于排气阀的出口压力。
在本发明的另一设计方案中可以设定，第一选低阀的入口与来自压缩空气源的输入管路连接，该压缩空气源对驻车制动机构进行供给。由此可以给第一选低阀的入口供以必要的响应压力用于拖车测试功能。
此外可以设定，排气阀具有排气口。通过该排气口可以调节如下压力：挂车控制模块应以该压力被施压。
但是也可以考虑的是，借助于排气阀可以锁闭通往挂车控制模块的输入管路。
可以考虑的是，排气阀是纯机械阀。尤其可以考虑的是，该阀具有弹簧加载的活塞。由于该排气阀是纯机械阀，所以该排气阀的简单结构实现了成本优势。此外，通过这样的阀可以使得阀的迟滞最小化。
此外可以设定，在将控制阀机构与中继阀相互连接的连接管路中设置第二选高阀。借助于该第二选高阀可以实现例如所谓的伸缩制动功能。
尤其可能的是，在该连接管路中在控制阀机构与第一选高阀之间设置通往第一选高阀的分支管路。由此，例如可以在伸缩制动功能期间通过挂车控制模块的分支管路给挂车控制模块的至少一个控制入口施加压力。这能实现驻车制动机构在行驶状态中的安全或可靠运行，因为由于这两个选高阀的连接，中继阀始终被供以驻车制动机构的较高的运行压力并且因此不可能发生从行驶状态到驻车制动的转换。
此外可以设定，在分支管路中在第一选高阀与第二选高阀之间设置选低阀。由此，可以对于挂车控制模块提供另外的操控可能性。特别是，通过该选低阀可以实现防双动情况(Anti-Compound-Fall)中的功能分离，从而例如在防双动的情况下不影响挂车控制模块。
此外可能的是，选低阀的入口与供给管路连接，该供给管路设置在中继阀的下游。由此，可以给挂车控制模块供以与气动制动装置相同或基本相同的运行压力，因为不仅气动制动装置而且挂车控制模块可经由供给管路操控，所述供给管路在中继阀的下游分支出并且因此具有相同的运行电压。由此，例如能够可靠并且简单地避免所谓的杰克刀效应或牵引车-挂车弯折效应(Jack-Knife-Effekt)(其由牵引车和挂车上的不同制动效果引起)。
特别是可以设定，在伸缩制动功能期间，借助于排气阀可将经输入管路输入的压缩空气调节到低于工作压力的压力。该压力的选择能实现驻车制动机构的安全运行并且防止气动制动装置从行驶状态转换到驻车制动状态。
第二选高阀的入口可以与附接于第二选低阀的出口上的输入管路连接。由此使得挂车控制模块能够通过机动车的另外的气动系统操控。
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：具有本发明的控制阀机构的一个实施例的、按照本发明的、处于驻车位置中的驻车制动机构的第一实施例的示意图；
图2：在图1中示出的、具有本发明的控制阀机构的一个实施例的、处于行驶位置中的驻车制动机构的示意图；以及
图3：在图1中示出的、具有本发明的控制阀机构的一个实施例的、处于用于伸缩制动功能的位置中的驻车制动机构的示意图。
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。
该驻车制动机构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。
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作为控制阀机构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，通过该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2/2换向阀。该电磁阀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同时构成为具有集成的节流装置的控制和排气阀机构。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。
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处于驻车模式中。
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，而将排气出口18c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。入口20a经由连接管路22,22'与第一电磁阀16的出口16b连接。出口20b经由连接管路24,24'与选高阀26的入口26a连接，而接口20c经由连接管路28,28'与第二电磁阀18的出口18b连接。
所述可气动控制的控制阀20在所示的静止位置中将入口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。所述可气动控制的控制阀20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，亦即可以是双稳的、可电控制的电磁阀。
从所述管路28分支出另一管路28"，该另一管路与所述选高阀26的入口26b连接。
在所述管路28中还设有快速排气阀30。
从管路22分支出的连接管路22"'通往排气阀32(该排气阀是2/2换向阀(电磁阀))并且与该排气阀的入口32a连接。该排气阀32还具有排气出口32b。在示出的位置中，该排气出口32b被锁闭。该排气阀32通过弹簧33处于静止位置。所述电磁阀32通过弹簧33是单稳的，亦即在静止位置中稳定。
从选高阀26的出口26c起，一管路34将该选高阀26与一中继阀36的控制入口36a连接。
该中继阀36的另一控制入口36b与气动管路38'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。
该中继阀36的接口36c经由连接管路38与所述止回阀10连接并且通过该止回阀附接到压缩空气供应装置。
该中继阀36的出口36d借助于输入管路40,40'与机动车或牵引车的气动制动装置42连接并且与另一管路44连接。
机动车或牵引车的气动制动装置42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，那么通过弹簧蓄能制动缸的弹簧激活驻车制动器。
在所述中继阀36下游除了机动车或牵引车的气动制动装置42之外还设置挂车控制模块46。
在此，所述挂车控制模块46如下地连接：
从管路40分支出管路40"，其与选低阀48的入口48a连接。该选低阀48的第二入口48b经由管路24,24"与所述控制阀20的入口20b连接。
所述选低阀48的出口48c经由管路50与一选高阀52的入口52a连接。
该选高阀52的另一入口52b与管路22"连接，在该管路中设置排气阀54(其可以如电磁阀18那样构成)。在示出的位置中，接口54a、54b相互连接。
通过排气出口54c可以排气。排气阀54构成为纯机械阀。
挂车控制模块46又经由管路56附接到所述选高阀52的接口52c。
因此，如此实现驻车制动机构1，以至于在将控制阀机构20与中继阀36相互连接的连接管路24、34中设置第一选高阀26，其中，在该连接管路24中在控制阀机构20与第一选高阀26之间设置通往挂车控制模块46的分支管路24"，并且在该分支管路24"、50、56中在挂车控制模块46的上游设置第二选高阀52。
在分支管路24"中在第一选高阀26与第二选高阀52之间设置选低阀48。
该选低阀48的入口48a与供给管路40"连接，该供给管路设置在中继阀36的下游。
第二选高阀52的入口52b与输入管路22"连接，在该输入管路中设置排气阀54，借助于该排气阀可设定经由输入管路22"输入的压缩空气。
在下文中阐述图1和图2中的驻车制动机构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，也称为驻车位置或驻车状态)。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。该控制阀20的接口20b和20c相互连接，并且经由快速排气阀30和第二电磁阀28通过入口18b朝其排气出口18c排气。
控制阀20未激活并且通过弹簧21处于所示的位置中。这是该控制阀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38上没有压力(行车制动器未激活(只要驾驶员没有在手刹拉起的情况下处于制动踏板上))，从而大气压力到达中继阀36的气动控制入口36a和36b。由此使得该中继阀排气，从而气动制动装置42的弹簧蓄能制动缸的弹簧腔也排气并且从而施加或激活驻车制动器。
在驻车制动器未激活的情况下、亦即在如图2所示的行驶状态下，控制阀20接通、亦即激活。于是，入口20a与出口20b连接。
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36的控制入口36a，该中继阀接通并且从而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40、40'施加压力并且由此释放行车制动器。由此实现了安全功能，亦即两个所述的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到管路24。但是同时在选高阀26上已经存在高压，该高压经由管路28"输入。
因为电磁阀16也接通并且在入口20a上存在压力，所以控制阀20接通并且入口20a与出口20b连接。
于是，阀18又可以返回到静止位置中，或者，阀18占据哪个位置对于行驶状态是无关紧要的。
经由选高阀26，来自出口20b的压力到达中继阀36的控制入口36a，该中继阀接通并且因此使得压力从其入口36c经由管路40、40'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、快速排气阀30以及通过排气阀32实现。如果激活第一电磁阀16，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被锁闭并且出口18b和18c相互连接。因此，随着阀20从其下阀座抬起，压力也可以经由快速排气阀30和电磁阀18的排气出口18c逸出。因为排气阀32也如此切换，以至于入口32a和出口32b相互连接，从而通过排气出口32b可以排气，所以通往控制阀20的管路中的压力更快速地下降。
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切换回到在图1中所示的静止位置中。
伸缩制动功能
在该功能中(也称为伸缩制动功能)，仅仅挂车的制动器通过挂车控制模块46激活。气动制动装置42保持在行驶状态中。
换言之，控制阀机构20如此切换，以至于中继阀36接通并且经由管路38将运行压力施加于气动制动装置42并且该气动制动装置由此打开、亦即处于行驶状态下。
在实施伸缩制动功能期间，经由挂车控制模块46的分支管路56给挂车控制模块46的至少一个控制入口施加压力。
图3示出具有在用于伸缩制动功能位置中的按照本发明的控制阀机构的一个实施例的在图1中示出的驻车制动机构的示意图。
在此，电磁阀16关闭并且电磁阀18和32打开。
控制阀20打开、亦即接口20a和20b相互连接。
经由管路28"将运行压力施加于中继阀36的控制入口36a，从而该中继阀接通并且气动制动装置42经由管路38供以压缩空气并且由此打开。
在管路24中存在压力。因此在挂车控制模块46的分支管路56中也存在压力，其中，存在于分支管路56中的压力等于存在于管路24中的压力。
原因是，在实施伸缩制动功能期间，借助于排气阀54将经由输入管路22"输入的压缩空气例如调节到小于4bar的压力，例如调节到大约2bar至大约3bar的压力。
因为在选高阀26上经由入口26b存在较高的、大约12bar的运行压力，所以该较高的压力在选高阀26中享有优先权。
因为在选低阀48中在出口48a上也存在较高的、12bar的运行压力，所以选低阀48接通，并且处于管路24,24"中的压缩空气到达挂车控制模块，从而该挂车控制模块激活并且挂车的制动器制动。管路22"经由电磁阀22"和排气阀54排气。
挂车的未制动的驻车状态
例如，驻车制动机构1处于驻车位置或者驻车状态(参见上面的说明)。
经由排气阀54将压缩空气接到挂车控制模块46。
排气阀54可以在驻车状态下如此切换，以至于挂车控制模块46永久被施加压力。
利用排气阀54提供了一种阀，该阀在压力较高时使压力从入口54a去往出口54b并且经由选高阀52将挂车解除制动。
排气阀54对于设定的和所需的切换点具有最小的摩擦。排气阀的密封件可以侧向地移动到排气阀的出口54b上并且从而调节该出口54b的开度。
排气阀54可以具有例如大于6-7bar、例如大于大约6.5bar的打开压力。
用于使排气阀54排气的关闭压力可以小于4-5bar、例如小于大约4.5bar。
由此，结果是，释放拖车或挂车上的驻车制动器。
附加的功能“分级制动”
经由阀54和排气出口54c可以将管路54b排气。由此能通过驻车制动器或手动制动器进行分级制动。
通过排气实现的是：经由选高阀52，由电磁阀调节的压力、来自控制阀机构20特别是经由出口20b和中继阀36到来的压力用于操控挂车控制模块46并且不受阀54的出口压力的抑制。

Claims (8)

1.一种机动车用驻车制动机构(1)，其包括至少一个控制阀机构(20)、至少一个中继阀(36)、至少一个气动制动装置(42)以及至少一个挂车控制模块(46)，其中，所述控制阀机构(20)和所述中继阀(36)借助于连接管路(24,34)相互连接，其中，借助于所述控制阀机构(20)能够控制所述中继阀(36)，借助于所述中继阀(36)能够至少操控所述气动制动装置(42)，其中，在所述中继阀(36)的下游分支出至少一个通往挂车控制模块(46)的第一输入管路(40",50)并且在挂车控制模块(46)的上游设置第一选高阀(52)，其中，该第一选高阀(52)的第一入口(52a)与通往挂车控制模块(46)的第一输入管路(40",50)连接，该第一选高阀(52)的第二入口(52b)与一设置有排气阀(54)的第二输入管路(22")连接，借助于该排气阀能够调节经由该第二输入管路(22")输入的压缩空气。
2.根据权利要求1所述的驻车制动机构(1)，其特征在于，所述驻车制动机构(1)在驻车状态下如此切换所述排气阀(54)，以至于压缩空气经由该排气阀(54)通过第一选高阀(52)到达挂车控制模块(46)。
3.根据权利要求1或2所述的驻车制动机构(1)，其特征在于，所述排气阀(54)具有排气出口(54c)。
4.根据权利要求1或2所述的驻车制动机构(1)，其特征在于，所述排气阀(54)是纯机械阀。
5.根据权利要求1或2所述的驻车制动机构(1)，其特征在于，在将控制阀机构(20)与中继阀(36)相互连接的连接管路(24,34)中设置第二选高阀(26)。
6.根据权利要求5所述的驻车制动机构(1)，其特征在于，在该连接管路(24)中在控制阀机构(20)与第一选高阀(26)之间设置通往第一选高阀(52)的分支管路(24")。
7.根据权利要求6所述的驻车制动机构(1)，其特征在于，在该分支管路(24")中在第一选高阀(26)与第二选高阀(52)之间设置选低阀(48)。
8.根据权利要求7所述的驻车制动机构(1)，其特征在于，所述选低阀(48)的入口(48a)与一供给管路连接，该供给管路设置在所述中继阀(36)的下游。
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