-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Relaisventil in Kraftfahrzeugen mit Drucklufteinrichtungen, insbesondere auf Relaisventile in Druckluftbremsanlagen von Lastkraftwagen.
-
Das erfindungsgemäße Relaisventil eignet sich allgemein für den Einsatz in Geräten mit einem Relaiskolben und einem Plattenventil, wo Druckluftströmungen aus verschiedenen Richtungen aufeinander treffen. Als mögliche Einsatzgebiete seien Relaisventile in elektronischen Bremssystemen (EBS) und Antiblockierbremsanlagen von Zugfahrzeugen und Anhängerfahrzeugen, insbesondere in einer zentralen Bremseinheit (CBU: Central Brake Unit), Achsmodulatoren, Radmodulatoren, Proportionalrelaisventile, Bremskraftregler und Lastregler genannt.
-
Es ist bekannt bei Druckluftbremsanlagen in Lastkraftwagen sogenannte Relaisventile einzusetzen, welche mit einem geringen Luftdruck hohe Luftdrücke, z. B. in den Bremsen, steuern. Diese Relaisventile werden beim Betrieb des Kraftfahrzeugs regelmäßig be- und entlüftet.
-
-
Aus der
EP 1 022 204 A2 ist ein Anhängersteuerventil bekannt, welches ein Relaisventil mit einem ersten Steuerkolben aufweist, dessen radial äußerer Druckring mit einem Ventilteller zusammenwirkt. Bei geöffneter, d. h. angehobener Stellung des Steuerventils können sowohl Luftdruck aus einer Arbeitskammer, d. h. einem ersten Raum, als auch ein Redundanzdruck durch ein Ventilgehäuse bzw. durch den Steuerkolben in einen gemeinsamen, axial unterhalb des Steuerkolbens angeordneten, dritten Raum strömen. Dieser dritte Raum befindet sich axial etwa auf gleicher Höhe wie eine ihn koaxial umgebende abgeschlossene Vorratskammer, welche einen zweiten Raum darstellt. Eine nicht näher beschriebene Mündung eines Fortsatzes des Steuerkolbens ist zumindest indirekt im dritten Raum angeordnet.
-
Der erste Steuerkolben hat einen mittigen, rohrförmigen Fortsatz, welcher längsverschieblich in einer Führungsbuchse gelagert ist. Diese Führungsbuchse 48 ist bei der Konstruktion gemäß der
EP 1 022 204 A2 auch notwendig. Denn ohne diese Führungsbuchse und ohne den in ihr gelagerten Fortsatz wäre der Steuerkolben nur einseitig und axial oben gelagert. Eine nur einseitige Lagerung würde zur Folge haben, dass eine exakte axiale Führung nicht möglich wäre. Der Steuerkolben könnte unerwünschtes Radialspiel aufweisen. Dies wird gemäß
EP 1 022 204 A2 dadurch verhindert, dass der Steuerkolben durch den Fortsatz nach axial unten verlängert ist. Da der Fortsatz in der Führungsbuchse geführt ist, erhält der Steuerkolben eine zweite Lagerstelle, wodurch eine spielfreie Axialführung des Steuerkolbens gewährleistet ist.
-
Geräuschprobleme und deren mögliche Vermeidung bei der Entlüftung werden in der
EP 1 022 204 A2 nicht angesprochen, aber dem Fachmann ist klar, dass auch die zwei einzigen Schlitze der Führungsbuchse nicht nur den Luftstrom bremsen, sondern auch zu einer Geräuschbildung beitragen, da die durch die Schlitze strömende Luft direkt auf die Mündung des rohrförmigen Fortsatzes prallt.
-
In den Schriften
DE 101 20 318 A1 ,
DE 101 20 319 A1 ,
DE 101 20 320 A1 ,
DE 101 20 321 A1 ,
DE 101 20 322 C1 ,
DE 101 20 323 C1 und
DE 101 20 324 A1 werden verschiedene Aspekte eines Achsmodulators oder Zweikanalmoduls beschrieben, welcher von der Fa. Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge seit einem unbekannten Zeitpunkt unter der Gerätenummer 20502537 vertrieben worden sein soll. Von den genannten Schriften beschäftigt sich die Schrift
DE 101 20 322 C1 zumindest teilweise, und die Schrift
DE 101 20 321 A1 ausführlich mit dem Problem der Geräuschentstehung bei der gleichzeitigen Entlüftung von zwei Luftströmen. Die
DE 101 20 321 A1 befasst sich mit dem Problem einer einseitigen axialen Führung des Steuerkolbens eines Relaisventils des Zweikanalmoduls. Der Steuerkolben erhält dabei eine zweifache axiale Führung in Form einer oberen axiale Führung, welche vom als Führungszapfen bezeichneten oberen Gehäuseteil gebildet ist, und eine untere axiale Führung, welche durch eine Führungshülse gebildet ist. Diese Führungshülse ist axial oben durch eine Ausnehmung am Führungszapfen 16 befestigt und axial unten durch einen distalen Endbereich des Rohrabschnitts formschlüssig mit dem Relaisventilgehäuse verbunden. Durch die Führungshülse hindurch verläuft ein Entlüftungskanal, der die bei der Entlüftung der Steuerkammer anfallende Abluft direkt durch das Relaisventilgehäuse bis an einen Entlüftungsanschluss eines Schalldämpfers leitet.
-
Bei einer Entlüftung der Arbeitskammer gelangt Druckluft aus der Arbeitskammer in einen Raum, dann durch eine Hülse und strömt schließlich axial nach unten und außen entlang der Führungshülse, bis die Hauptluft aus Längsschlitzen der Hülse austritt, in einen weiteren Raum gelangt und aus diesem in den Schalldämpfer einströmt. D. h., die beiden Luftströme werden völlig getrennt voneinander bis in das zwar nicht beschriebene, aber üblicherweise in gattungsgemäßen Schalldämpfern vorhandene - Gestrick eines Schalldämpfers geleitet, wo sich die beiden Luftströme vermischen und vermischt an die Atmosphäre abgegeben werden.
-
Bezüglich des Aspekts der Geräuschminderung und einer raschen Abführung der beiden Luftströme stellt die aus der DE101 20
DE 101 20 321 A1 A1 bekannte Lösung sicherlich das Optimum dar, da es bei einer Lösung, bei der die Luftströme gleichzeitig, aber über völlig voneinander getrennten Wegen einem Schalldämpfer zugeführt werden, zu keiner Geräuschbildung durch Vermischung der Luftströme kommen kann. Jedoch ist die Lösung mit dem Nachteil behaftet, dass hierbei ein zusätzliches Bauteil, nämlich die Führungshülse gefertigt und in das Gerät eingesetzt werden muss. Die Führungshülse muss axial oben kraft- oder formschlüssig mit dem Führungszapfen und axial unten formschlüssig mit dem Entlüftungsanschluss verbunden werden.
-
US 6247764 B1 offenbart ein Vollfunktionsventil u.a. mit einem Modulator-Kolben, der axial oben einem Dichtsitz eines Plattenventils endet.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine schnelle Entlüftung des Relaisventils zu ermöglichen.
-
Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 beschriebene Relaisventil gelöst.
-
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Relaisventils besteht darin, dass durch eine gerichtete Luftführung der verwendeten Druckluft turbulente Strömungen bei der Entlüftung verringert werden, wodurch eine schnellere und leisere Entlüftung erfolgt.
-
Gemäß der Erfindung wird zur gerichteten Luftführung eine Luftführungseinrichtung an einem ersten Gehäuseteil des Relaisventils einstückig angeformt. Die vorteilhafter Weise als Rohr ausgebildete Luftführungseinrichtung kann hierbei einstückig, z. B. durch angießen, an das erste Gehäuseteil angeformt sein.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Relaisventil in einer zentralen Bremseinheit (CBU: Central Brake Unit) verwendet. Die zentrale Bremseinheit fasst beispielsweise die Funktionen eines Bremswertgebers, eines Proportionalrelaisventils sowie eines Zentralmoduls in einem Gerät zusammen, wobei in dem Zentralmodul alle wesentlichen Bremsmanagementfunktionen für die Vorderachse, die Hinterachse und die Anhängerdruckkontrolle durchgeführt werden.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Verwendung von Zeichnungen beschrieben. Für gleichartige Bauteile werden gleiche Bezugszeichen verwendet. Hierbei zeigt
- 1 eine Ausführung eines Relaisventils gemäß dem Stand der Technik,
- 2 eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Relaisventils mit am ersten Gehäuseteil des Relaisventils angeordnetem Rohr,
- 3 eine Ausführung eines nicht erfindungsgemäßen Relaisventils mit am Relaiskolben des Relaisventils angeordnetem Rohr im entlüfteten Zustand, und
- 4 eine Ausführung eines nicht erfindungsgemäßen Relaisventils mit am Relaiskolben des Relaisventils angeordnetem Rohr im belüfteten Zustand.
-
1 zeigt eine Ausführung eines Relaisventils gemäß dem Stand der Technik im entlüfteten Zustand. Das Relaisventil (1) weist hierbei ein erstes Gehäuseteil (2) und ein zweites Gehäuseteil (7) auf, wobei zwischen den Gehäuseteilen (2, 7) ein Relaiskolben (3) angeordnet ist, welcher mittels eines Dichtelements (5), beispielsweise ein O-Ring oder ein Z-Ring, gegenüber dem ersten Gehäuseteil (2) abgedichtet ist. Ferner weist das Relaisventil (1) einen Dichtsitz (6) auf, welcher durch einen Sicherungsring (8) am zweiten Gehäuseteil (7) gehalten wird. Im entlüfteten Zustand des Relaisventils (1) liegt am Dichtsitz (6) ein Plattenventil (4) an, so dass Hauptluftdruck pB, z. B. von einer Bremse, von einem kreisförmigen ersten Raum (11) und in einen dritten Raum (13) gelangen kann. Ferner erfolgt zeitgleich über eine axiale Öffnung im ersten Gehäuseteil (2) auch eine Entlüftung eines Redundanzluftdruckes pR, z. B. von einem Anhängersteuerventil, in den dritten Raum (13). Der Redundanzdruck pR weist hierbei einen geringeren Luftdruck als der Hauptluftdruck pB auf. Der aus dem ersten Raum (11) austretende Hauptluftdruck pB strömt hierbei nicht nur in den dritten Raum (13), sondern auch teilweise in die axiale Öffnung im ersten Gehäuseteil (2), wodurch der aus dem ersten Gehäuseteil (2) austretende Redundanzdruck pR, der ja einen geringeren Luftdruck als der Hauptluftdruck pB aufweist, behindert bzw. gebremst wird. Aufgrund der zumindest teilweise entgegengesetzt gerichteten Luftdrücke können sich Verwirbelungen bilden, welche die schnelle Entlüftung verzögern. Außerdem kann eine zusätzliche Geräuschentwicklung auftreten.
-
Beim Belüften erfolgt durch eine senkrechte Verschiebung des Relaiskolbens (1) nach unten eine Betätigung des Plattenventils (4). Hierdurch besteht keine Verbindung mehr zwischen dem ersten Raum (11) und dem dritten Raum (13), sondern es wird der erste Raum (11) mit einem zweiten Raum (12) verbunden.
-
2 zeigt eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Relaisventils (1) mit am ersten Gehäuseteil (2) des Relaisventils (1) angeordnetem Rohr (9). Im Unterschied zu dem in 1 beschriebenen Aufbau befindet sich am ersten Gehäuseteil (2) ein Rohr (9), dessen Mündung (10) in axialer Richtung unterhalb des Dichtsitzes (6) endet. Beim Entlüften des Relaisventils (1) strömt der Hauptluftdruck pB aus dem ersten Raum (11) gegen das Rohr (9) und wird durch das Rohr (9) in Richtung des dritten Raums (13) geführt bzw. gerichtet. Durch die Führung des Hauptluftdrucks pB strömt dieser parallel zu dem Redundanzdruck pR in den dritten Raum (13) ein, wodurch die Gefahr möglicher Verwirbelungen verringert wird und der Redundanzdruck pR nicht durch den Hauptluftstrom pB gebremst wird. Hierdurch wird eine schnellere Entlüftung erzielt. Weiterhin kann der durch das Rohr (9) geführte Hauptluftdruck pB nicht über die Mündung (10) strömen, wodurch der Gesamtpegel der Entlüftungsgeräusche vermindert wird.
-
Das Rohr (9) ist hierbei einstückig an dem ersten Gehäuseteil (2) angeformt. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind das erste Gehäuseteil (2) und das Rohr (9) als ein Bauteil in einem Herstellungsprozess geformt. Es ist auch denkbar, das Rohr (9) an das erste Gehäuseteil (2) anzugießen.
-
3 zeigt eine Ausführung eines nicht erfindungsgemäßen Relaisventils gemäß der parallelen Patentanmeldung
DE 10 2006 017 503 A1 mit am Relaiskolben (3) des Relaisventils (1) angeordnetem Rohr (9) im entlüfteten Zustand. Der Unterschied zu dem in
2 dargestellten Relaisventil (1) besteht darin, dass das Rohr (9) am Relaiskolben (3) und nicht am ersten Gehäuseteil (2) angeordnet ist. Die Funktionsweise ist identisch zu der in
2 beschriebenen Ausführung.
-
Das Rohr (9) kann hierbei einstückig an dem Relaiskolben (3) angeformt sein. Der Relaiskolben (3) und das Rohr (9) können beispielsweise als ein Bauteil in einem Herstellungsprozess geformt werden. Ferner kann auch das Rohr (9) mit dem Relaiskolben (3) verklebt, verschweißt, verschraubt oder verpresst werden. Es ist auch denkbar, dass Rohr (9) an dem Relaiskolben (3) anzugießen.
-
4 zeigt eine Ausführung eines nicht erfindungsgemäßen Relaisventils (1) gemäß der parallelen Patentanmeldung
DE 10 2006 017 503 mit am Relaiskolben (3) des Relaisventils (1) angeordnetem Rohr (9) im belüfteten Zustand. Der Aufbau ist identisch zu dem in
3. Während der Belüftung betätigt der Relaiskolben (3) das Plattenventil (4), wodurch dieses von dem Dichtsitz (6) abhebt, so dass ein Belüftungsdruck p
L von dem zweiten Raum (12) in den ersten Raum (11) strömen kann, während der Durchlass zwischen dem ersten Raum (11) und dem dritten Raum (13) durch den am Plattenventil (4) anliegenden Relaiskolben (3) verschlossen wird.
