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Die Erfindung betrifft eine Steuereinheit zum Erzeugen eines einen Fahrzustand eines Fahrzeugs kennzeichnenden Drucksignals aus einem an einem Eingangs-Anschluss anstehenden Speisedruck an einem Ausgangs-Anschluss, wobei das Fahrzeug eine durch einen Betriebsbremskreisdruck direkt oder indirekt betätigbare Betriebsbremse sowie eine durch einen Federspeicherbremskreisdruck direkt oder indirekt betätigbare Federspeicherbremse aufweist, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Unter einem Betriebsbremskreisdruck, welcher direkt oder indirekt die Betriebsbremse betätigt ist dabei jeglicher Druck innerhalb des Betriebsbremskreises zu verstehen, welcher direkt oder indirekt dazu dient, den in den Betriebsbremszylindern eingesteuerten Betriebsbremsdruck zu erzeugen, mithin kann es sich auch um den Bremszylinderdruck selbst handeln. Damit wird dem Umstand Rechnung getragen, dass in den Bremskreisen von druckmittelbetätigten Bremsanlagen von Nutzfahrzeugen oftmals Steuerdrücke mit kleinen Volumenströmen zur Steuerung größerer Volumenströme, beispielsweise des Bremsdruckstroms z. B. in Relaisventilen zum Einsatz kommen. Analoges gilt für den Federspeicherbremskreisdruck. Somit kann eine solche Steuereinheit insbesondere auch in modernen elektronischen Bremssystemen (EBS) von Nutzfahrzeugen zum Einsatz kommen, bei welcher elektro-pneumatische Bremskreise vorhanden sind.
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Bei Luftfederungseinrichtungen mit Luftfederbälgen ist zusätzlich zu einem Niveauregelventil, welches das Niveau eines Fahrzeugaufbaus in bekannter Weise auf einen konstanten Wert einregelt, ein manuell betätigbares Schaltventil vorgesehen, mittels welchem der von einer Bedienperson manuell und unter Umgehung des Niveauregelventils eine gewünschte Niveaulage z. B. einer Anhängerplattform eingestellt werden kann. Dazu wird das Schaltventil manuell in die Stellungen „Heben”, „Senken” oder „Stopp” gestellt. Dabei weist das Schaltventil Handbetätigungsmittel auf, womit z. B. eine für ein Beladen des Fahrzeugs an einer Verladerampe gewünschte Niveaulage eingestellt werden kann. Weiterhin muss bei dem Schaltventil aber auch eine Stellung „Fahrt” vorhanden sein, in welcher das Niveauregelventil wieder wirksam ist. Der Zustand „Fahrt” sollte automatisch eingestellt werden können, denn ein zuverlässiges manuelles Umschalten des Schaltventils durch eine Bedienperson kann nicht immer gewährleistet werden. Dazu kann die oben erwähnte Steuereinheit dienen.
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In der gattungsgemäßen
DE 42 02 729 C2 wird ein Schaltventil zum willkürlichen Heben und Senken eines Anhängeraufbaus eines luftgefederten Anhängers mit Niveauregelung mit den Stellungen „Heben”, „Senken”, „Fahrt” und „Stopp” offenbart, wobei das Schaltventil einen Steuerkolben aufweist, dessen Steuerkammer zum Erreichen der Stellung „Fahrt” mit Druckluft beaufschlagt wird. Der Fahrzustand des Fahrzeugs wird dabei von einer Steuereinheit zugehenden elektrischen Signalen erfasst. Insbesondere wird diese Steuereinheit durch ein elektronisches ABS-Steuergerät gebildet, welches den Zustand „Fahrt” anhand der ihm zugehenden Sensorsignalen von Raddrehzahlsensoren interpretiert. Aus diesen Raddrehzahlsignalen wird von der Steuereinheit (ABS-Steuergerät) ein elektrisches Steuersignal generiert, welches auf ein elektrisch steuerbares Stellglied wirkt, welches über eine Druckbeaufschlagung (Drucksignal) das Schaltventil automatisch in Stellung „Fahrt” schaltet. In dieser Stellung wird die Luftfederungseinrichtung dann wieder durch das Niveauregelventil gesteuert, welches das Niveau des Anhängeraufbaus reguliert.
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Eine gattungsgemäße Steuereinheit ist weiterhin aus der
DE 10 2007 008 156 A1 bekannt, wobei das den Fahrzustand des Fahrzeugs kennzeichnende Drucksignal zum automatischen Stellen des ansonsten manuell betätigbaren Schaltventils der Luftfederungseinrichtung in den Zustand „Fahrt” vorgesehen ist. Die Steuereinheit erhält dabei fahrdynamische Kennwerte wie die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeugs als elektrisches Signal von einem Raddrehzahlsensor.
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Den genannten Steuereinheiten zum automatischen Generieren des den Fahrzustand des Fahrzeugs kennzeichnenden Drucksignals für das Schaltventil ist gemeinsam, dass dieses Drucksignal abhängig von elektrischen Raddrehzahlsignalen generiert wird. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass falls das Fahrzeug nicht über eine ABS-Anlage verfügt, solche elektrischen Signale nicht verfügbar sind und falls doch, bei einer Störung der ABS-Anlage keine automatische Rückstellung des Fahrzeugaufbaus in die während der Fahrt notwendige Sollniveaulage mehr möglich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinheit der eingangs erwähnten Art derart weiter zu bilden, dass sie das den Fahrzustand des Fahrzeugs kennzeichnende Drucksignal unabhängig von elektrischen Signalen generiert.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
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Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, dass insbesondere Nutzfahrzeuge mit Luftfederung in der Regel über eine druckmittelbetätigte Bremsanlage mit aktiver Betriebsbremse und passiver Federspeicherbremse als Not- oder Feststellbremse verfügen, wobei unter einer aktiven Bremse eine Bremse zu verstehen ist, welche durch Druckbeaufschlagung oder Belüften zugespannt und durch Druckentlastung oder Entlüften gelöst wird. Demgegenüber wird eine passive Bremse durch Druckbeaufschlagung oder Belüften gelöst und durch Druckentlastung oder Entlüften zugespannt.
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Im Fahrzustand eines mit solchen Druckluftbremsen ausgestatteten Fahrzeugs sind dann weder die Betriebsbremse noch die Federspeicherbremse zugespannt bzw. es stehen dann nur deren Lösedrücke in entsprechenden Bremsleitungen oder an Anschlüssen von Bremssteuereinheiten an. Bei einem Fahrzeugstillstand sind hingegen entweder die Betriebsbremse und/oder die Feststellbremse zugespannt bzw. es stehen dann nur deren Zuspanndrücke in entsprechenden Bremsleitungen oder an Anschlüssen von Bremssteuereinheiten an. Dementsprechend sind im eingebremsten Zustand oder im Stillstand charakteristische Zuspanndrücke und im Fahrzustand charakteristische Lösedrücke in der Bremsanlage des Fahrzeugs vorhanden, welche die Erfindung zur Detektion des Fahrzustands in der Steuereinheit nutzt, um abhängig vom kumulativen Vorliegen der Lösedrücke von Betriebs- und Federspeicherbremse das den Fahrzustand des Fahrzeugs kennzeichnende Drucksignal zu erzeugen.
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Die Erfindung schlägt demnach vor, dass die Steuereinheit wenigstens einen ersten Steueranschluss zum Einsteuern des Betriebsbremskreisdrucks und wenigstens einen zweiten Steueranschluss zum Einsteuern des Feststellbremskreisdrucks aufweist und derart ausgebildet ist, dass das den Fahrzustand des Fahrzeugs kennzeichnende Drucksignal am Ausgangs-Anschluss nur dann erzeugt wird, wenn ein den gelösten Zustand der Betriebsbremse repräsentierender Betriebsbremskreisdruck am ersten Steueranschluss und ein den gelösten Zustand der Federspeicherbremse repräsentierender Federspeicherbremskreisdruck am zweiten Steueranschluss anstehen.
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Ansonsten, d. h. wenn auch nur ein Zuspanndruck bei der Betriebsbremse oder bei der Federspeicherbremse vorliegt, wird von der Steuereinheit kein den Fahrzustand des Fahrzeugs kennzeichnendes Drucksignal erzeugt, weil sich das Fahrzeug dann zwangsläufig im eingebremsten Zustand und nicht in Fahrt befinden kann. Die Lösedrücke für die Betriebsbremse und die Federspeicherbremse sind charakteristische Drücke, welche durch eine Steuereinheit leicht verarbeitet werden können, insbesondere durch pneumatisch betätigte Ventile, insbesondere durch 3/2-Wege-Ventile. Dabei ist der Lösedruck (Bremse gelöst) der aktiven Betriebsbremse stets niedriger als der Zuspanndruck (Bremse zugespannt) während bei der passiven Federspeicherbremse der Lösedruck stets höher als der Zuspanndruck ist.
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Wie eingangs bereits erwähnt, muss es sich bei den an den Steueranschlüssen anstehenden Drücken nicht um die letztlich in den Bremszylindern anstehenden Drücke handeln, sondern es können jegliche in dem betreffenden Bremskreis – Betriebsbremskreis bzw. Federspeicherbremskreis – auftretenden Drücke, insbesondere Steuerdrücke von Relaisventilen zur Steuerung der Steuereinheit herangezogen werden. Die im Lösezustand der Betriebsbremse bzw. der Federspeicherbremse auftretenden und in die Steueranschlüsse der Steuereinheit eingesteuerten Drücke repräsentieren dann den Lösezustand der Betriebsbremse bzw. der Federspeicherbremse.
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Vorteilhaft ist hierbei insbesondere, dass keine elektrischen Signale notwendig sind, um den Fahrzustand detektieren zu können, sondern dass hierzu ausschließlich im Rahmen der druckmittelbetätigten Bremsanlage ohnehin vorhandene Bremsdrucksignale, insbesondere pneumatische Bremsdrucksignale genutzt werden.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung möglich.
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Besonders bevorzugt ist das den Fahrzustand des Fahrzeugs kennzeichnende Drucksignal zum Stellen eines Schaltventils einer Luftfederungseinrichtung mit Niveauregelung zum willkürlichen Heben und Senken des Fahrzeugaufbaus in Bezug zum Fahrwerk unter Umgehung eines Niveauregelventils in den Zustand „Fahrt” vorgesehen, wie dies beim eingangs genannten Stand der Technik auch der Fall ist. Dabei ist der am Eingangs-Anschluss anstehende Speisedruck beispielsweise der Vorratsdruck eines Druckmittelvorrats der Luftfederungseinrichtung.
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Die Verwendung der erfindungsgemäßen Steuereinheit ist jedoch nicht auf ein automatisches Rückstellen des beschriebenen Schaltventils einer Luftfederungseinrichtung in die Stellung „Fahrt” beschränkt. Vielmehr kann die Steuereinheit bei einem Fahrzeug mit druckmittelbetätigten Betriebs- und Federspeicherbremsen überall dort eingesetzt werden, wo ein den Fahrzustand des Fahrzeugs kennzeichnendes Drucksignal Verwendung finden könnte.
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Besonders bevorzugt ist die erfindungsgemäße Steuereinheit für ein luftgefedertes Anhängerfahrzeug mit druckmittelbetätigter Betriebs- und Federspeicherbremse einer Zugfahrzeug-Anhängerkombination vorgesehen.
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Gemäß einer Weiterbildung weist die Steuereinheit dann einen dritten Steueranschluss zum Einsteuern eines Vorratsdrucks eines Druckmittelvorrats auf und ist derart ausgebildet, dass das den Fahrzustand des Fahrzeugs kennzeichnende Drucksignal am Ausgangs-Anschluss nur dann erzeugt wird, wenn ein den gelösten Zustand der Betriebsbremse repräsentierender Betriebsbremskreisdruck am ersten Steueranschluss und ein den gelösten Zustand der Federspeicherbremse repräsentierender Federspeicherbremskreisdruck am zweiten Steueranschluss sowie der Vorratsdruck am dritten Steueranschluss kumulativ anstehen.
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Das Nutzen eines dritten Drucksignals und das Vorsehen eines entsprechenden Steueranschlusses ist besonders bei Anhängerfahrzeugen von Vorteil, weil der am Zugfahrzeug angekuppelte Zustand des Anhängerfahrzeugs, wenn dieses mit Vorratsluft vom Zugfahrzeug versorgt wird, eine Voraussetzung für den Zustand „Fahrt” bedeutet. Daher ist der dritte Steueranschluss der Steuereinheit insbesondere zur Verbindung mit einem Kupplungskopf „Vorrat” des Anhängerfahrzeugs vorgesehen. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, mit welcher der Zustand „Fahrt” sicher erkannt wird.
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Zur Realisierung einer solchen Steuereinheit kann sie einerseits durch Federmittel und andererseits durch die an den Steueranschlüssen anstehenden Drücke belastete und in Ventilbohrungen eines Ventilblocks geführte Steuerkolben enthaltende Ventile aufweisen, wobei die Ventile abhängig von den an ihren Steueranschlüssen anstehenden Drücken den am Eingangs-Anschluss anstehenden Speisedruck an den Ausgangs-Anschluss als den Fahrzustand des Fahrzeugs kennzeichnendes Drucksignal aussteuern.
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Insbesondere kann der an wenigstens einem der Steueranschlüsse anstehende Druck den zugeordneten Steuerkolben über wenigstens eine mit dem Steuerkolben zusammen wirkende elastische Membrane betätigen. Durch Vorsehen einer solchen Membrane können Dichtungen zwischen den Steuerkolben und den Ventilbohrungen entfallen, weil die Membrane die Ventilbohrungen bereits gegenüber den Steueranschlüssen abdichtet.
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Dabei sind die Steuerkolben der Ventile bevorzugt in parallel zueinander angeordneten Ventilbohrungen des Ventilblocks axial beweglich gehalten, wobei die Ventilbohrungen steueranschlussseitig beispielsweise durch eine einzige, sich senkrecht zu den Ventilbohrungen erstreckende Membrane verschlossen sind, gegen welche die Steuerkolben durch die Federmittel vorgespannt sind. Die Membrane wird dabei durch einen mit dem Ventilblock verbundenen Deckel am Ventilblock gehalten, wobei in dem Deckel die Steueranschlüsse für die Ventile ausgebildet sind. Dadurch ergibt sich ein sehr einfach zu fertigender Aufbau der Steuereinheit.
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Gemäß einer Weiterbildung ist dem wenigstens einem Steuerkolben eines Ventils und der elastischen Membrane ein tellerförmiges Druckstück zwischengeordnet, welche von der Membrane aus gesehen im Grundzustand des Ventils, d. h. ohne dass ein Betätigungsdruck am Steueranschluss ansteht, eine konvexe Form aufweist und bei einem am dem Steueranschluss des Ventils anstehenden Betätigungsdruck in eine konkave Form umschnappt.
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Das „Umschnappen” der tellerförmigen Druckstücke in Richtung Steuerkolben bewirkt ein schlagartiges Umschalten der Ventile bei einem genau definierten Druck, da die Druckstücke auf einen spezifischen Umschalt- oder Umschnappdruck angepasst sind. Insbesondere können die Druckstücke genau an den den gelösten Zustand der Federspeicherbremse repräsentierenden Druck bzw. an den Vorratsdruck angepasst werden, bei dem ihr „Umschnappen” und dadurch letztlich das Umschalten des betreffenden Ventils stattfinden soll.
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Die Steuerkolben der Ventile wirken dann mit ventilblockseitigen Ventilsitzen zusammen, derart, dass abhängig von den an den Steueranschlüssen der Ventile anstehenden Drücken ein sich vom Eingangs-Anschluss bis zum Ausgangs-Anschluss erstreckender Strömungsweg gesperrt oder durchgehend geöffnet ist.
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Bevorzugt ist am Ausgangs-Anschluss wenigstens eine Drossel vorgesehen. Diese Drossel bewirkt, dass das den Fahrzustand repräsentierende Drucksignal zu dem Verbraucher, insbesondere zu dem eingangs erwähnten Schaltventil verzögert aufgebaut wird. Dann kann das Fahrzeug noch eine gewisse Zeit bzw. eine gewisse Strecke fahren, bevor am Schaltventil automatisch der Zustand „Fahrt” eingestellt wird.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung näher dargestellt. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur eine schematische Querschnittsdarstellung einer Steuereinheit zum Erzeugen eines einen Fahrzustand eines Fahrzeugs kennzeichnenden Drucksignals gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
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Die in der Figur im Schnitt und schematisch gezeigte Steuereinheit 1 dient zum Erzeugen eines einen Fahrzustand eines Fahrzeugs kennzeichnenden Drucksignals aus einem an einem Eingangs-Anschluss 2 anstehenden Speisedruck an einem Ausgangs-Anschluss 4.
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Das Fahrzeug, hier bevorzugt ein Anhängerfahrzeug einer Zugfahrzeug-Anhängerkombination weist einen Betriebsbremskreis und einen Federspeicherbremskreis innerhalb einer pneumatischen Bremsanlage auf, insbesondere eine durch einen pneumatischen Betriebsbremskreisdruck direkt oder indirekt betätigbare Betriebsbremse sowie eine durch einen pneumatischen Federspeicherbremskreisdruck direkt oder indirekt betätigbare Federspeicherbremse.
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Besonders bevorzugt ist das den Fahrzustand des Anhängerfahrzeugs kennzeichnende Drucksignal zum Stellen eines ansonsten manuell bedienbaren Schaltventils
6 vorgesehen, wie es in der eingangs genannten
DE 42 02 729 C2 beschrieben wird. Das Schaltventil
6 ist demnach Bestandteil einer Luftfederungseinrichtung mit Niveauregelung und dient zum willkürlichen Heben und Senken des Anhängeraufbaus in Bezug zum Fahrwerk unter Umgehung eines Niveauregelventils. Das von der Steuereinheit
1 erzeugte, den Fahrzustand repräsentierende Drucksignal dient dann dazu, das Schaltventil
6 automatisch in den Zustand „Fahrt” zu überführen.
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Dabei ist der am Eingangs-Anschluss 2 der Steuereinheit 1 anstehende Speisedruck beispielsweise der Vorratsdruck eines Druckmittelvorrats 8 der Luftfederungseinrichtung des Anhängerfahrzeugs.
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Die Steuereinheit 1 weist weiterhin einen ersten Steueranschluss 10 zum Einsteuern eines Betriebsbremskreisdrucks und einen zweiten Steueranschluss 12 zum Einsteuern eines Feststellbremskreisdrucks auf. Dabei soll unter einem „Betriebsbremskreisdruck” jeglicher im Betriebsbremskreis vorhandene Druck verstanden werden, welcher direkt oder indirekt wenigstens einen Betriebsbremszylinder 14 betätigt bzw. welcher direkt oder indirekt dazu dient, den in den Betriebsbremszylinder 14 eingesteuerten Betriebsbremsdruck zu erzeugen. Bevorzugt wird dabei der Bremszylinderdruck selbst in den Steueranschluss 10 eingesteuert.
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Analoges gilt für den „Feststellbremskreisdruck”, welcher im Feststellbremskreis wirkt und einen Federspeicherbremszylinder 16 betätigt. Auch hier wird der Federspeicherbremsdruck bevorzugt in den Steueranschluss 12 eingesteuert.
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Darüber hinaus weist die Steuereinheit 1 noch einen dritten Steueranschluss 18 zum Einsteuern eines Vorratsdrucks eines Druckmittelvorrats auf, hier zum Einsteuern eines an einem Kupplungskopf „Vorrat” 20 des Anhängerfahrzeugs vorliegenden Drucks.
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Die Steuereinheit 1 ist ausgebildet, dass das den Fahrzustand des Fahrzeugs kennzeichnende Drucksignal am Ausgangs-Anschluss 4 nur dann erzeugt wird, wenn ein den gelösten Zustand der Betriebsbremse repräsentierender Betriebsbremsdruck am ersten Steueranschluss 10 und ein den gelösten Zustand der Federspeicherbremse repräsentierender Federspeicherbremsdruck am zweiten Steueranschluss 12 sowie ein Vorratsdruck am dritten Steueranschluss 18 anstehen.
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Hierzu weist die Steuereinheit 1 einerseits durch Federmittel 22, 24, 26 und andererseits durch die an den Steueranschlüssen 10, 12, 18 anstehenden Drücke belastete und in Ventilbohrungen 28, 30, 32 eines Ventilblocks 34 geführte Steuerkolben 36, 38, 40 enthaltende Ventile 42, 44, 46 auf. Die Ventile 42, 44, 46 steuern dann abhängig von den an ihren Steueranschlüssen 10, 12, 18 anstehenden Drücken den am Eingangs-Anschluss 2 anstehenden Speisedruck an den Ausgangs-Anschluss 4 als den Fahrzustand des Fahrzeugs kennzeichnendes Drucksignal aus. Mithin ist also für jedes Drucksignal ein separates Ventil 42, 44, 46 mit eigenem Steueranschluss 10, 12, 18 für das betreffende Drucksignal zugeordnet.
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Im einzelnen ist in dem Ventilblock 34 ein erstes Ventil 42 mit dem ersten Steueranschluss 10 vorgesehen, der an den Betriebsbremskreis des Anhängerfahrzeugs angeschlossen wird, zum Einsteuern des Betriebsbremsdrucks. Weiterhin ist ein zweites Ventil 44 mit dem zweiten Steueranschluss 12 vorhanden, welcher an den Federspeicherbremskreis des Anhängerfahrzeugs angeschlossen wird, zum Einsteuern eines Federspeicherbremsdrucks. Schließlich ist ein drittes Ventil 46 mit dem dritten Steueranschluss 18 vorgesehen, zur Verbindung mit dem Kupplungskopf „Vorrat” 20 des Anhängerfahrzeugs.
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Dann kann der an dem jeweiligen Steueranschluss 10, 12 18 anstehende Druck den zugeordneten Steuerkolben 36, 38, 40 über eine mit den Steuerkolben 36, 38, 40 zusammen wirkende elastische Membrane 48 betätigen. Dabei sind die Steuerkolben 36, 38, 40 der Ventile 42, 44, 46 in den parallel zueinander angeordneten Ventilbohrungen 28, 30, 32 des Ventilblocks 34 axial beweglich gehalten, wobei die Ventilbohrungen 28, 30, 32 steueranschlussseitig bevorzugt durch die einstückige, sich senkrecht zu den Ventilbohrungen 28, 30, 32 erstreckende Membrane 48 verschlossen sind, gegen welche die Steuerkolben 36, 38, 40 durch die Federmittel 22, 24, 26 vorgespannt sind. Die Membrane 48 wird dabei durch einen mit dem Ventilblock 34 verbundenen Deckel 50 am Ventilblock 34 gehalten, wobei in dem Deckel 50 die Steueranschlüsse 10, 12, 18 für die Ventile 42, 44, 46 ausgebildet sind. Die Membrane 48 dichtet dann die Steueranschlüsse 10, 12, 18 gegen die Ventilbohrungen 28, 30, 32 bzw. gegen einen im Ventilblock 34 quer ausgebildeten und sich zwischen dem Eingangs-Anschluss 2 und dem Ausgangs-Anschluss 4 erstreckenden Strömungskanal 52 ab.
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Bevorzugt ist dem Steuerkolben 38 des zweiten, vom Federspeicherbremsdruck betätigten Ventils 44 und dem Steuerkolben 40 des dritten, vom Vorratsdruck betätigten Ventils 46 und der elastischen Membrane 48 jeweils ein tellerförmiges Druckstück 54 zwischengeordnet, welche von der Membrane 48 aus gesehen im Grundzustand eine konvexe Form aufweist. Bei einem am dem Steueranschluss 12, 18 des zweiten und dritten Ventils 44, 46 anstehenden Betätigungsdruck schnappt das Druckstück 54 hingegen in eine konkave Form um. Unter dem „Betätigungsdruck” ist hier der den Lösedruck der Federspeicherbremse repräsentierende Federspeicherbremsdruck bzw. der Vorratsdruck am Kupplungskopf „Vorrat” zu verstehen. Das „Umschnappen” der tellerförmigen Druckstücke 54 in Richtung Steuerkolben 38, 40 bewirkt ein schlagartiges Umschalten des zweiten und dritten Ventils 44, 46 bei einem definierten Schaltdruck. Das tellerförmige Druckstück 56 hingegen, welches der Membrane 48 und dem Steuerkolben 36 des ersten Ventils 42 zwischengeordnet ist, ist bevorzugt flach ausgebildet, weil dieses Ventil 42 nicht durch einen hohen, sondern durch einen niedrigen Lösedruck der Betriebsbremse betätigt wird.
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Die Steuerkolben 36, 38, 40 der Ventile 42, 44, 46 wirken mit ventilblockseitigen Ventilsitzen 58, 60, 62, 64, 66 zusammen, derart, dass abhängig von den an den Steueranschlüssen 10, 12, 18 der Ventile 42, 44, 46 anstehenden Drücken der sich vom Eingangs-Anschluss 2 bis zum Ausgangs-Anschluss 4 erstreckende Strömungskanal 52 gesperrt oder durchgehend geöffnet bzw. der Strömungskanal 52 mit Entlüftungs-Kanälen 68, 70 verbunden ist.
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Im Einzelnen weisen die Steuerkolben 36, 38, 40 hierzu an ihren von den Steueranschlüssen 10, 12, 18 abgewandten Enden Ventilschließkörper 72 auf, welche mit im Ventilblock 34 ausgebildeten Ventilsitzen 58 bis 66 zusammen wirken.
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Bei dem dritten Ventil 46 ist der Ventilschließkörper 72 durch die Federmittel 26 gegen einen einzigen Ventilsitz 58 vorgespannt und verschließt vom Eingangs-Anschluss 2 aus gesehen im Grundzustand den Strömungskanal 52 in diesem Abschnitt, so dass kein Druckmittel zum zweiten Ventil 44 und damit an den Ausgangs-Anschluss 4 gelangen kann. Erst wenn am dritten Steueranschluss 18 der vom Kupplungskopf „Vorrat” 20 eingesteuerte Vorratsdruck ansteht, wird der Steuerkolben 40 des dritten Ventils 46 gegen die Wirkung der Federmittel 26 in der Figur nach unten gedrängt und gibt den Strömungsquerschnitt des Strömungskanals 52 im Bereich des dritten Ventils 46 frei, so dass Druckmittel in den Abschnitt des Strömungskanals 52 im Bereich des zweiten Ventils 44 strömen kann.
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Das zweite Ventil 44 ist ein Doppelsitzventil, wobei, wie beim dritten Ventil 46, der Ventilschließkörper 72 durch die Federmittel 24 gegen einen hier oberen Ventilsitz 60 vorgespannt ist, wodurch im Grundzustand der Strömungskanal 52 in diesem Abschnitt verschlossen wird, so dass kein Druckmittel weiter zum ersten Ventil 42 strömen kann. Darüber hinaus ist ein weiterer, hier unterer Ventilsitz 62 vorgesehen, welcher in dem im Ventilblock 34 ausgebildeten Entlüftungs-Kanal 68 fortgesetzt ist. Im Grundzustand des zweiten Ventils 44 ist der Strömungsquerschnitt durch den unteren Ventilsitz 62 freigegeben, wodurch der zum Ausgangs-Anschluss 4 weisende Abschnitt des Strömungskanals 52 entlüftet ist.
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Erst wenn am zweiten Steueranschluss 12 ein (hoher) Lösedruck für den Federspeicherbremszylinder 16 ansteht, wird der Steuerkolben 38 in der Figur nach unten gegen die Wirkung der Federmittel 24 gedrängt. Dadurch wird der obere Ventilsitz 60 geöffnet und der untere Ventilsitz 62 verschlossen, so dass der Strömungsquerschnitt des Strömungskanals 52 in diesem Abschnitt freigegeben wird und das Druckmittel zum ersten Ventil 42 weiter strömen kann. Gleichzeitig wird der Entlüftungs-Kanal 68 verschlossen.
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Das erste Ventil 42 ist ebenfalls ein Doppelsitzventil, wobei der Ventilschließkörper 72 durch die Federmittel 22 gegen einen hier oberen Ventilsitz 64 vorgespannt ist, wodurch im Grundzustand der Strömungskanal 52 in diesem Abschnitt gegenüber dem Ausgangs-Anschluss 4 geöffnet ist. Die Federkräfte der Federmittel 22 sind dabei eher gering. Der Grundzustand des ersten Ventils 42 entspricht daher dem Zustand, in welchem kein Betriebsbremsdruck am ersten Steueranschluss 10 des ersten Ventils 43 ansteht, was eine der Bedingungen für den Zustand „Fahrt” darstellt.
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Beim am oberen Ventilsitz 64 anliegenden Ventilschließkörper 72 wird hingegen eine Strömungsverbindung zwischen dem Ausgangs-Anschluss 4 und dem Entlüftungs-Kanal 70 verschlossen.
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Darüber hinaus ist ein weiterer, hier unterer Ventilsitz 66 vorgesehen, in welchem der Strömungskanal 52 fortgesetzt ist. Im oben beschriebenen Grundzustand des ersten Ventils 42 ist der Strömungsquerschnitt durch den unteren Ventilsitz 66 freigegeben. Erst wenn am ersten Steueranschluss 120 ein (hoher) Betriebsbremsdruck der Betriebsbremse ansteht, wird der Steuerkolben 36 gegen die Wirkung der Federmittel 22 in der Figur nach unten gegen den unteren Ventilsitz 66 gedrängt und verschließt dadurch den im Bereich des ersten Ventils 42 angeordneten Abschnitt des Strömungskanals 52. Gleichzeitig öffnet der obere Ventilsitz 64, so dass die Strömungsverbindung zwischen dem Ausgangs-Anschluss 4 und dem Entlüftungskanal 70 freigegeben wird.
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Der Ausgangs-Anschluss 4 ist durch eine pneumatische Steuerleitung 74 mit dem Verbraucher, insbesondere mit einem Steueranschluss 76 des eingangs erwähnten Schaltventils 6 verbunden.
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Bevorzugt ist im Bereich des Ausgangs-Anschlusses 4 ein kombiniertes Drossel-/Rückschlagventil 78 vorgesehen. Die in einem Rückschlagventilkörper 80 ausgebildete Drosselbohrung 82 bewirkt, dass das den Fahrzustand repräsentierende und im Strömungskanal 52 der Steuereinheit 1 anstehende Drucksignal in das Schaltventil 6 zeitlich verzögert eingesteuert wird. Das Rückschlagventil 78 öffnet mit einem gegenüber der Drosselbohrung 82 größeren Strömungsquerschnitt, wenn in der Steuerleitung 74 ein größerer Druck ansteht als innerhalb der Steuereinheit 1, insbesondere als in dem Abschnitt des Strömungskanals 52 im Bereich des ersten Ventils 42.
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Vor diesem Hintergrund ist die Funktionsweise der Steuereinheit 1 wie folgt:
Wenn sich der angekuppelte Anhänger im eingebremsten Zustand befindet, sei es, weil die Betriebsbremse oder die Feststellbremse oder beide zugespannt sind, so steht wegen des angekuppelten Zustands der drifte Steueranschluss 18 unter Vorratsdruck, so dass dieser Vorratsdruck auf die Membrane 48 und damit auch auf das Druckstück 54 wirkt, welches daraufhin umschnappt und den Steuerkolben 40 nach unten drängt, wodurch der Ventilschließkörper 72 vom Ventilsitz 58 abhebt und den Abschnitt des Strömungskanals 52 im Bereich des dritten Ventils 46 freigibt.
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Jedoch steht im eingebremsten Zustand entweder an dem zweiten Steueranschluss 12 der niedrige Zuspanndruck der Federspeicherbremse an, falls sich die Feststellbremse im zugespannten Zustand befindet. Oder es steht am ersten Steueranschluss 10 ein hoher Betriebsbremsdruck der dann zugespannten Betriebsbremse an. Möglich ist auch, dass beides zutrifft.
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Dann vermag aber der niedrige Lösedruck der Federspeicherbremse am zweiten Steueranschluss 12 nicht den Steuerkolben 38 gegen die Wirkung der Federmittel 38 nach unten zu bewegen, weshalb der Ventilschließkörper 72 weiterhin gegen den oberen Ventilsitz 60 dichtet und den Strömungskanal 52 im Bereich des zweiten Ventils 44 verschließt.
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Darüber hinaus drängt der am ersten Steueranschluss 10 anstehende hohe Betriebsbremsdruck der Betriebsbremse den Steuerkolben 36 gegen den unteren Ventilsitz 66, so dass auch dort der Strömungskanal 52 verschlossen wird. Gleichzeitig öffnet aber der obere Ventilssitz 64, so dass eine Strömungsverbindung zwischen dem Ausgangs-Anschluss 4 und dem Entlüftungs-Kanal 70 hergestellt wird. Dadurch wird die pneumatische Steuerleitung 74 zwischen dem Ausgangs-Anschluss 4 und dem Schaltventil 6 entlüftet. Etwaiger Überdruck in der Steuerleitung 74 wird dann über das kombinierte Drossel-/Rückschlagventil 78 abgebaut. Damit ist auch sichergestellt, dass in der pneumatischen Steuerleitung 74 kein Druck ansteht, welcher das Schaltventil 6 in die Stellung „Fahrt” schalten könnte, wenn das Anhängerfahrzeug eingebremst ist.
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Falls der Anhänger im durch die Feststellbremse eingebremsten Zustand vom Zugfahrzeug abgekuppelt ist oder wird, dann steht am dritten Steueranschluss 18 kein Vorratsdruck mehr an, so dass der Ventilschließkörper 72 durch die Federmittel 26 gegen den Ventilsitz 58 gedrängt und somit der Strömungskanal 52 im Bereich des dritten Ventils 46 verschlossen ist. Weiterhin sorgt auch der niedrige Zuspanndruck der Federspeicherbremse dafür, dass der Ventilschließkörper 72 des zweiten Ventils 44 gegen den oberen Ventilsitz 60 federbelastet dichten kann, so dass auch hier der Strömungskanal 52 verschlossen ist.
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Wenn dann ausgehend vom eingebremsten Zustand des angekuppelten Anhängers zum Herbeiführen des Zustands „Fahrt” sowohl die Betriebsbremse als auch die Federspeicherbremse gelöst werden, steht am dritten Steueranschluss 18 der hohe Vorratsdruck an und öffnet das dritte Ventil 46 gegen die Wirkung der Federmittel 26, wodurch der Strömungskanal 52 in diesem Bereich durchgängig wird und das Druckmittel vom Eingangs-Anschluss 2 zum zweiten Ventil 44 strömen kann. Beim zweiten Ventil 44 sorgt der hohe Lösedruck am zweiten Steueranschluss 12 dafür, dass der Ventilschließkörper 72 vom oberen Ventilsitz 60 abhebt und somit ein weiterer Abschnitt des Strömungskanals 52 freigegeben wird.
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Der niedrige Lösedruck am ersten Steueranschluss 10 des ersten Ventils 42 sorgt dafür, dass der Ventilschließkörper 72 federkraftbedingt vom unteren Ventilsitz 66 abhebt und den restlichen Abschnitt des Strömungskanals 52 bis zum Ausgangs-Anschluss 4 freigibt, so dass Druckmittel vom Druckmittelvorrat 8 durch die dann durchgängige Steuereinheit 1 in die pneumatische Steuerleitung 74 gelangen und am Steueranschluss 76 des Schaltventils 6 anstehend dieses in die Stellung „Fahrt” schalten kann.
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Die Drosselbohrung 82 des kombinierten Drossel-/Rückschlagventils 78 bewirkt dann, dass das den Fahrzustand repräsentierende und im Strömungskanal 52 der Steuereinheit 1 anstehende Drucksignal in das Schaltventil 6 zeitlich verzögert eingesteuert wird.
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Damit sind bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel drei Bedingungen kumulativ zu erfüllen, damit das den Fahrzustand repräsentierende Drucksignal am Ausgangs-Anschluss 4 der Steuereinheit 1 erzeugt wird:
- – Das Anhängerfahrzeug ist an das Zugfahrzeug angekuppelt und
- – die Betriebsbremse und
- – die Feststellbremse sind gelöst.
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Hingegen führt eine der folgenden Bedingungen dazu, dass dieses Drucksignal nicht erzeugt wird:
- – Das Anhängerfahrzeug ist nicht an das Zugfahrzeug angekuppelt oder
- – die Betriebsbremse ist zugespannt oder
- – die Federspeicherbremse ist zugespannt.
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Falls nun ausgehend vom Fahrzustand beispielsweise die Betriebsbremse betätigt wird, um das Fahrzeug einzubremsen, so steht am ersten Steueranschluss 10 des ersten Ventils 42 ein hoher Betriebsbremsdruck an, welcher den Ventilschließkörper 72 nach unten gegen den unteren Ventilsitz 66 drängt, wodurch der Strömungskanal 52 verschlossen und dafür gesorgt wird, dass keine Druckluft mehr in die pneumatische Steuerleitung 74 nachströmen kann. Gleichzeitig hebt der Ventilschließkörper 72 vom oberen Ventilsitz 64 ab, so dass die noch unter hohem Druck stehende pneumatische Steuerleitung 74 über das sich dann öffnende kombinierte Drossel-/Rückschlagventil 78 und den Entlüftungs-Kanal 70 entlüftet wird.
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Falls zusätzlich die Feststellbremse zugespannt wird, so wird die Steuerleitung 74 auch durch den Entlüftungs-Kanal 68 entlüftet, weil dann der Ventilschließkörper 72 am oberen Ventilsitz 60 des zweiten Ventils 44 ansteht und den unteren Ventilsitz 62 freigibt.
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Dann steht am Steueranschluss 76 des Schaltventils 6 ein niedriger Druck an, welcher dieses aus der Stellung „Fahrt” in die Stellung „Stopp” schaltet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform könnte die Steuereinheit 1 auch für ein Zugfahrzeug vorgesehen sein. In diesem Fall könnte das dritte Ventil 46, welches die Kupplungsbedingung überprüft, entfallen. Ansonsten wäre der Aufbau der Steuereinheit 1 identisch zur bevorzugten Ausführungsform, insbesondere sind dann die Ventile 42 und 44 identisch vorhanden. Dann müssten allerdings nur zwei Bedingungen erfüllt sein, damit das den Fahrzustand repräsentierende Drucksignal am Ausgangs-Anschluss der Steuereinheit 1 erzeugt wird, nämlich eine gelöste Betriebsbremse und eine gelöste Feststellbremse.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steuereinheit
- 2
- Eingangs-Anschluss
- 4
- Ausgangs-Anschluss
- 6
- Schaltventil
- 8
- Druckmittelvorrat
- 10
- Steueranschluss
- 12
- Steueranschluss
- 14
- Betriebsbremszylinder
- 16
- Federspeicherbremszylinder
- 18
- Steueranschluss
- 20
- Kupplungskopf „Vorrat”
- 22
- Federmittel
- 24
- Federmittel
- 26
- Federmittel
- 28
- Ventilbohrung
- 30
- Ventilbohrung
- 32
- Ventilbohrung
- 34
- Ventilblock
- 36
- Steuerkolben
- 38
- Steuerkolben
- 40
- Steuerkolben
- 42
- Ventil
- 44
- Ventil
- 46
- Ventil
- 48
- Membrane
- 50
- Deckel
- 52
- Strömungskanal
- 54
- Druckstück
- 56
- Druckstück
- 58
- Ventilsitz
- 60
- Ventilsitz
- 62
- Ventilsitz
- 64
- Ventilsitz
- 66
- Ventilsitz
- 68
- Entlüftungskanal
- 70
- Entlüftungskanal
- 72
- Ventilschließkörper
- 74
- Steuerleitung
- 76
- Steueranschluss
- 78
- Drossel-/Rückschlagventil
- 80
- Rückschlagventilkörper
- 82
- Drosselbohrung
