CN116424293A - 车辆的压缩空气制动设备和运行压缩空气制动设备的方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于车辆的压缩空气制动设备(20)和一种用于运行压缩空气制动设备的方法。压缩空气制动设备具有隔膜阀(1)的预控制开关设备(21)，该预控制开关设备具有：第一阀装置(22)，该阀装置可以在第一接口处与第一压缩空气源(23)连接并且在第二接口处与所述隔膜阀(1)的预控制入口(10)连接。所述第一阀装置构造为用于将该第一阀装置的第一接口与该第一阀装置的第二接口连接和断开，并且预控制开关设备构造为用于在预控制入口(10)处提供事先确定的预控制压力。另外，所述预控制开关设备还具有第二阀装置(24)，该第二阀装置在该第二阀装置的第一接口处与第二压缩空气源(23')连接并且在该第二阀装置的第二接口处与预控制入口连接。

Description

车辆的压缩空气制动设备和运行压缩空气制动设备的方法
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的压缩空气制动设备和一种用于运行压缩空气制动设备的方法、特别是一种具有隔膜阀的压缩空气制动设备。
背景技术
在现有技术中，将隔膜阀用作车辆中的ABS阀或者防滑阀是众所周知的。
然而，由于压缩空气制动设备的由系统引起的惯性之故，很难操控隔膜阀，以实现更精确的开关时间和更精确地确定所述隔膜阀的出口压力，因此不容易实现所述隔膜阀的所预期的、迅速而精确的开关性能。
发明内容
因此，本发明的目的是改进一种用于车辆的压缩空气制动设备，使得能够实现压缩空气制动设备的隔膜阀的更精确的开关时间，并且更精确地确定压缩空气制动设备的隔膜阀的出口压力。
这个目的通过根据权利要求1所述的压缩空气制动设备和根据权利要求10所述的方法得以实现。有利的发展包含在从属权利要求中。
根据本发明的一个方面，用于车辆的压缩空气制动设备具有隔膜阀和该隔膜阀的预控制开关设备，其中该预控制开关设备具有第一阀装置，该第一阀装置可以在第一接口处与第一压缩空气源连接并且在第二接口处与所述隔膜阀的预控制入口连接，其中第一阀装置构造为用于将其第一接口与其第二接口连接和断开，并且预控制开关设备构造为用于在预控制入口处提供事先确定的预控制压力，并且所述预控制开关设备具有第二阀装置，该第二阀装置在第一接口处与第二压缩空气源连接并且在第二接口处与预控制入口连接。
在这样的压缩空气制动设备中，通过这个预控制开关设备可以实现在压力变化方面的更大的操控可变性。通过使用第二阀装置，例如可以增加流向隔膜阀的预控制入口的气流，以缩短隔膜阀响应时间，而不必使用具有高空气流量的过大阀门。
根据压缩空气制动设备的一个有利的发展，所述第一阀装置具有一个两位三通阀。
第一阀装置的两位三通阀使得允许为隔膜阀的预控制入口加载一个事先规定的压力，以及通过经由所述两位三通阀的排气重新降低所述预控制压力，以便按要求操控隔膜阀。
在压缩空气制动设备的另一个有利的发展中，所述第一阀装置具有一个两位两通阀。
如果例如具有可以通过隔膜阀的隔膜中的开口使空气流出的可能性的话，可以使用这样的阀门。由此，当将两位两通阀关闭时，就可以降低预控制压力。在这个情况中，所述两位两通阀提供了操控隔膜阀的经济且简单的可能性。
在压缩空气制动设备的另一个有利的构造设计中，所述第二阀装置具有一个两位两通阀。
具有两位两通阀的第二阀装置提供了增加流向隔膜阀的预控制入口的空气体积流量的经济的可能性，以缩短在关闭隔膜阀时的响应时间。
根据压缩空气制动设备的另一个有利的构造设计，所述第二阀装置具有一个两位三通阀。
通过第二阀装置使用两位三通阀，与只有第一阀装置使用两位三通阀或者空气只通过隔膜中的开口流出相比，能够更快地降低预控制压力，以缩短隔膜阀在打开时的响应时间，而不必使用具有高空气流量的过大阀门。
根据压缩空气制动设备的另一个有利的构造设计，它构造为用于通过第一和第二压缩空气源为第一阀装置和第二阀装置提供相同的输入压力。
通过提供相同的输入压力，不需要为预控制开关设备设置不同的压力调节器，然而可以增加流向预控制入口的空气流量，以缩短隔膜阀响应时间。
在压缩空气制动设备的另一个有利的构造设计中，它构造为用于通过第一和第二压缩空气源为第一和第二阀装置提供不同的输入压力。
通过提供不同的压力，能够根据当前的运行状态实现隔膜阀的不同性能。
在压缩空气制动设备的一个有利的构造设计中，所述第二阀装置的输入压力大于所述第一阀装置的输入压力。
通过这个性能，例如可以在所谓的正常运行中通过第一阀装置为预控制入口只加载一个较低的压力，然而在需要较短的隔膜阀响应时间的确定条件下，通过第二阀装置提供较高的预控制压力。
在压缩空气制动设备的另一个有利的构造设计中，所述隔膜阀的入口经由制动管路与制动缸连接，使得所述隔膜阀构造为用于通过制动管路将制动缸排气，并且所述第一阀装置的第一接口与制动管路连接。
通过这个构造设计，能够在无需使用另外的组件的情况下额外地提高制动管路中的压力，从而提高制动缸中的压力，以产生特别精确的制动效果。
根据本发明的另一个方面，用于运行压缩空气制动设备的方法包括以下步骤：通过打开第一阀装置和打开第二阀装置在隔膜阀的预控制入口处施加预控制压力，从而关闭所述隔膜阀，并通过关闭第一阀装置和关闭第二阀装置降低预控制压力，从而打开所述隔膜阀。
通过这些步骤可以增加流向隔膜阀的预控制入口的气流，以缩短隔膜阀的响应时间，而不必使用具有高空气流量的过大阀门。
根据所述方法的一个有利的构造设计，通过打开第二阀装置提供比在打开第一阀装置时更高的预控制压力。
通过提供更高的预控制压力，可以实现更加迅速地关闭隔膜阀，这是因为在隔膜面积相同的情况下存在更大的力，从而更快地达到必要的开关压力。
在所述方法的另一个有利的构造设计中，只有在存在事先确定的条件时才打开所述第二阀装置。
在正常运行中，通过第一阀装置只为预控制入口加载较低的压力，然而在需要更短的隔膜阀响应时间的确定条件下，通过第二阀装置提供更高的预控制压力，从而能够更快地关闭阀门。
在所述方法的另一个有利的构造设计中，在所述第一阀装置之前关闭所述第二阀装置。
通过这个性能，能够迅速关闭隔膜阀，然而由于关闭了提供更高预控制压力的阀装置，能够降低将隔膜压到止挡面上的力，以延长所述隔膜的使用寿命。
在所述方法的另一个有利的构造设计中，既在预控制入口中，也在制动管路中和在所述隔膜阀的制动入口处提供所述较大的输入压力。
通过这种提供，即使在不使用另外的组件的情况下也能够提高制动管路中的压力，以进行特别精确的压力调节，从而产生特别精确的制动效果。
附图说明
下面根据实施方式并参考附图阐述本发明。附图特别是示出：
图1是一个隔膜阀的上部件的横截面；
图2是一个压缩空气制动设备的第一实施方式的局部，包括隔膜阀的原理图和用于该隔膜阀的预控制开关设备的原理图；和
图3是压缩空气制动设备的第二实施方式的局部，包括隔膜阀的原理图和用于该隔膜阀的预控制开关设备的原理图，所述预控制开关设备与一个制动缸的制动管路连接。
具体实施方式
图1示出了一个隔膜阀1的上部件的横截面。
所述隔膜阀1具有一个阀壳2，该阀壳在控制压力室3的区域中与一个壳盖4连接。在阀壳2与壳盖4之间设置有一个弹性体隔膜5，以用于操作由该弹性体隔膜驱动的封闭件6。
在弹性体隔膜5的下部的隔膜面7的侧面上设有环状的支撑轮廓8，该支撑轮廓通过形锁合地嵌入阀壳2中的支撑环9构成。
另外，在壳盖4中设有隔膜阀1的一个预控制入口10，以用于为隔膜阀1供应控制压力。所述隔膜阀1在备选的实施方式中也可以具有不同的结构，其中存在功能元件、诸如弹性体隔膜5和封闭件，并且发挥相应的作用。
图2示出了一个压缩空气制动设备20的第一实施方式的局部，包括隔膜阀1的原理图和该隔膜阀1的预控制开关设备21的原理图。
所述预控制开关设备21具有第一阀装置22和第二阀装置24。所述预控制开关设备21构造为用于在预控制入口10处提供事先确定的预控制压力。
第一阀装置22在第一接口处与第一压缩空气源23连接，并且该第一阀装置22在第二接口处与隔膜阀1的预控制入口10连接，其中第一阀装置22构造为用于将第一接口与第二接口连接和断开。第一阀装置22具有一个两位三通阀。在一个备选的实施方式中，第一阀装置22具有一个两位两通阀或者其他适合的阀门。
第二阀装置24在第一接口处与第二压缩空气源23'连接，并且该第二阀装置24在第二接口处与隔膜阀1的预控制入口10和第一阀装置22的第二接口连接。第二阀装置24具有一个两位两通阀。在一个备选的实施方式中，第二阀装置24具有一个两位三通阀或者其他适合的阀门。
压缩空气制动设备20构造为用于通过第二压缩空气源23'为第二阀装置24提供一个输入压力，该输入压力大于第一阀装置22的通过第一压力空气源23提供的输入压力。在这个实施方式中，通过第一压缩空气源23提供的压力为4bar，而通过第二压缩空气源23'提供的压力为7bar。在备选的实施方式中，压力也可以采用其他的值，通过第一压缩空气源23提供的压力可以高于通过第二压缩空气源23'提供的压力，或者通过第一压缩空气源23提供的压力和通过第二压缩空气源23'提供的压力可以是相同的。
图3示出了压缩空气制动设备20的第二实施方式的局部，包括隔膜阀1的原理图和该隔膜阀1的预控制开关设备21的原理图，所述预控制开关设备与一个制动缸26的制动管路25连接。
第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于，第一阀装置22的第一接口与制动管路25连接。如通过箭头示出的那样，只要隔膜阀1打开，就通过制动管路25将制动缸26排气。在存在相应的压力时，所述制动管路25可以起第一压力源23的作用。
另外，在通过第二压力源23'提供较大压力时，也能够通过第一阀装置22和第二阀装置24提高制动管路25中的压力，以使制动管路25中的非常精确的压力调节成为可能。
在运行中，当在控制压力室3中没有预控制压力时，弹性体隔膜5被封闭件6压向上方，从而隔膜阀1打开。通过预控制压力经由预控制入口10进入控制压力室3中，所述弹性体隔膜5被压向下方。与此同时，借助于封闭件6将隔膜阀1关闭。
所述隔膜阀1可以只由第一阀装置22操控。然而，根据本发明如下地操控所述隔膜阀1，即通过打开第一阀装置22和通过打开第二阀装置24在所述隔膜阀1的预控制入口10处施加一个预控制压力，从而将所述隔膜阀1关闭。在需要时，通过关闭第一阀装置22和通过关闭第二阀装置24降低预控制压力，由此打开所述隔膜阀1。在两位三通阀的情况中，通过关闭而中断为所述隔膜阀1提供压缩空气，并通过阀门将通向预控制入口10的管路排气。
在预控制入口10处，通过打开第二阀装置24比在打开第一阀装置22时提供更高的预控制压力。作为备选方案，在预控制入口10处提供相同的预控制压力。
在预控制入口10处提供较高预控制压力的第二阀装置24只有在存在事先确定的条件时才被打开。例如，在打开第一阀装置22时短暂打开第二阀装置24，以达到用于关闭隔膜阀1所期望的短暂响应时间，这在防滑调节中会是所期望的。在不需要短暂响应时间的情况中，可以省略同时打开第二阀装置24。作为备选方案，总是与第一阀装置22同时打开第二阀装置24。
在第一阀装置22之前关闭第二阀装置24。由此可以防止隔膜5由于通过第二阀装置24施加的较高的预控制压力而以很大的力被压紧到环状支撑轮廓8上，从而防止了隔膜5的高磨损。
如果第一阀装置22的第一接口与制动管路25连接的话，也可以在所述制动管路25中提供由第二阀装置24提供的较高压力。通过这个不仅存在于制动管路25中而且存在于预控制入口10中的较高压力，能够非常精确地调节所述制动管路25中的压力，并因此非常精确地调节制动效果。
尽管已经参照确定的特征和实施方式对本发明进行了说明，然而显然可以进行各种修改和组合，而不偏离本发明的发明构思和范围。因此，说明书和附图应该只视为对如通过所附权利要求定义的本发明的解释，并且应该涵盖所有属于本发明的应用范围的修改、改动、组合或者等同特征。
附图标记列表
1 隔膜阀
2 阀壳
3 控制压力室
4 壳盖
5 弹性体隔膜
6 封闭件
7 下部的隔膜面
8 环状的支撑轮廓
9 支撑环
10 预控制入口
20 压缩空气制动设备
21 预控制开关设备
22 第一阀装置
23，23'压缩空气源
24 第二阀装置
25 制动管路
26 制动缸
27 入口

Claims (14)

1.一种用于车辆的压缩空气制动设备(20)，该压缩空气制动设备包括隔膜阀(1)和该隔膜阀(1)的预控制开关设备(21)，该预控制开关设备(21)具有：
第一阀装置(22)，该阀装置能够在该第一阀装置(22)的第一接口处与第一压缩空气源(23)连接并且能够在该第一阀装置(22)的第二接口处与所述隔膜阀(1)的预控制入口(10)连接，
第一阀装置(22)构造为用于将该第一阀装置(22)的第一接口与该第一阀装置(22)的第二接口连接和断开，并且
预控制开关设备(21)构造为用于在预控制入口(10)处提供事先确定的预控制压力，
其特征在于：
所述预控制开关设备(21)另外具有第二阀装置(24)，该第二阀装置在该第二阀装置(24)的第一接口处与第二压缩空气源(23')连接并且在该第二阀装置(24)的第二接口处与第一阀装置(22)的第二接口和与预控制入口(10)连接。
2.根据权利要求1所述的压缩空气制动设备(20)，其中所述第一阀装置(22)具有两位三通阀。
3.根据权利要求1所述的压缩空气制动设备(20)，其中所述第一阀装置(22)具有两位两通阀。
4.根据前述权利要求中任一项所述的压缩空气制动设备(20)，其中所述第二阀装置(24)具有两位两通阀。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩空气制动设备(20)，其中所述第二阀装置(24)具有两位三通阀。
6.根据前述权利要求中任一项所述的压缩空气制动设备(20)，其中该压缩空气制动设备(20)构造为用于通过第一和第二压缩空气源(23，23')为第一阀装置(22)和第二阀装置(24)提供相同的输入压力。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的压缩空气制动设备(20)，其中该压缩空气制动设备(20)构造为用于通过第一和第二压缩空气源(23，23')为第一阀装置(22)和第二阀装置(24)提供不同的输入压力。
8.根据权利要求7所述的压缩空气制动设备(20)，其中所述第二阀装置(24)的输入压力大于所述第一阀装置(22)的输入压力。
9.根据权利要求8所述的压缩空气制动设备(20)，其中
所述隔膜阀(1)的入口(27)经由制动管路(25)与制动缸(26)连接，使得所述隔膜阀(1)构造为用于通过制动管路(25)将制动缸(26)排气，并且
所述第一阀装置(22)的第一接口与所述制动管路(25)连接。
10.一种用于运行根据权利要求1至9中任一项所述的压缩空气制动设备(20)的方法，其包括以下步骤：
通过打开第一阀装置(22)和打开第二阀装置(24)在所述隔膜阀(1)的预控制入口(10)处施加预控制压力，从而关闭所述隔膜阀(1)；并且
通过关闭第一阀装置(22)和通过关闭第二阀装置(24)降低预控制压力，从而打开所述隔膜阀(1)。
11.根据权利要求10所述的方法，其中通过打开第二阀装置(24)提供比在打开第一阀装置(22)时更高的预控制压力。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其中只有在存在事先确定的条件时才打开所述第二阀装置(24)。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中在所述第一阀装置(22)之前关闭所述第二阀装置(24)。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，该方法利用根据权利要求9所述的压缩空气供应设备，其中既在预控制入口(10)中，也在制动管路(25)中并且在所述隔膜阀(1)的制动入口(27)处提供所述较大的输入压力。
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