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Die Offenbarung bezieht sich auf ein Luft-Brems-Relaisventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bezug nehmend auf 1 beinhaltet ein herkömmliches Fahrzeugbremssystem einen Luftverdichter 11, ein Luftreservoir 12, das Druckluft (d. h. ein unter Druck gesetztes Fluid) von dem Luftverdichter 11 aufnimmt, eine Führungsleitung 13, die mit dem Luftreservoir 12 und einem Relaisventil 14 verbunden ist, eine Mehrzahl von Betätigungselementen 15 (in der Figur ist nur eines gezeigt), das mit dem Relaisventil 14 verbunden ist, eine erste Bremsleitung 16, die mit dem Luftreservoir 12 und einem Bremspedal 17 verbunden ist, und eine zweite Bremsleitung 18, die mit dem Bremspedal 17 und dem Relaisventil 14 verbunden ist.
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In einer normalen Fahrsituation wird die Druckluft von dem Luftreservoir 12 durch die Führungsleitung 13 und die erste Bremsleitung 16 an das Relaisventil 14 bzw. das Bremspedal 17 geliefert. Zu diesem Zeitpunkt wird keine Druckluft zwischen dem Bremspedal 17 und dem Relaisventil 14 zugeführt, wobei so die Betätigungselemente 15 nicht betätigt werden und keine Bremswirkung erzeugt wird.
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Wenn ein Fahrzeugbediener auf das Bremspedal 17 tritt, wird die Druckluft durch die zweite Bremsleitung 18 an das Relaisventil 14 geliefert, um dadurch zu ermöglichen, dass die Druckluft in der Führungsleitung 13 zum Erzeugen einer Bremswirkung zu den Betätigungselementen 15 strömt.
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Zum Erzeugen einer Bremswirkung bei Hinterrädern eines langen Fahrzeugs, wie zum Beispiel eines Busses, jedoch muss die zweite Bremsleitung 18 für einen ordnungsgemäßen Betrieb des Relaisventils 14 relativ lang sein, was zu einer langen Ansprechzeit führt und zu einer Zeitverzögerung der Bremswirkung führt. Zusätzlich hängt die Menge der Druckluft, die von der Führungsleitung 13 zu den Betätigungselementen 15 strömt, von einem Ausmaß einer Abdeckung einer Öffnung (nicht gezeigt) des Relaisventils 14 ab, das bestimmt wird durch die Menge der Druckluft, die von der zweiten Bremsleitung 18 in das Relaisventil 14 strömt. Die Steuerung des Druckluftstroms in dem Relaisventil 14 beinhaltet mehrere Parameter, die eine nicht lineare Beziehung besitzen. Deshalb ist die Steuerung des Ausmaßes der Abdeckung der Öffnung des Relaisventils 14 relativ komplex und eine wünschenswerte Ebene an Steuergenauigkeit wird nicht erzielt, so dass noch Raum zum Verbessern des Relaisventils 14 besteht.
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Die Druckschrift
DE102009016981 A1 beschreibt ein elektrisch betätigtes Bistabilventil mit einer bistabilen Schaltfunktion mit zwei Schaltzuständen, wobei ein Ventilglied mit einem Ventilsitz zusammenwirkt. Die elektrische Betätigung umfasst einen Elektromotor, wobei ein Rotor ein Drehelement eines Getriebes zur Wandelung der Drehbewegung in eine Linearbewegung eines Linearelements des Getriebes treibt und das Linearelement mit dem Ventilglied zusammenwirkt, um die Schaltzustände herzustellen.
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Die Druckschrift
DE 000010336611 A1 offenbart eine druckmittelbetriebene Bremsanlage für ein Fahrzeug mit einer Feststellbrems-Funktion, bei der infolge manueller Betätigung eines elektrischen Feststellbrems-Signalgebers eine Radbremse der Bremsanlage ohne Betätigung eines Bremspedals über einen mit dem Druckmittel beaufschlagbaren Aktuator betätigbar ist.
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Die Druckschrift
DE 102007035775 A1 beschreibt ein vorgesteuertes Ventil mit einer Ventilanordnung, die einen Druckmittelfluss zwischen zumindest einem Arbeitsanschluss, einem Speisedruckanschluss sowie einem Entlüftungsanschluss schaltet.
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Die Druckschrift
DE000010126350 A1 offenbart eine Ventilvorrichtung zur Steuerung des Hydraulikdrucks für eine Kupplung oder eine Bremse, mit einem Drucksteuerventil, das an seinem einen Ende eine Innendruck-Feddback-Kammer eines Kupplungs- oder Bremszylinders und an seinem anderen Ende eine Pilotdruck-Aufnahmekammer aufweist.
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Ein herkömmliches Relaisventil, wie es in
US 7577509 B2 offenbart ist, ist derart entworfen, dass ein Strömen von Druckluft von einem Luftreservoir zu einem Antiblockier-Bremssystem gesteuert wird durch die Menge eines Druckluftstroms durch ein solenoidgesteuertes Ventil. Ein Ausmaß einer Abdeckung einer Öffnung (nicht gezeigt) des herkömmlichen Relaisventils jedoch wird auch gesteuert durch einen pneumatischen Druck (d. h. den Druckluftstrom), und so hat ein derartiges herkömmliches Relaisventil die gleichen Nachteile und das gleiche Steuergenauigkeitsproblem wie vorher erwähnt wurde.
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Deshalb besteht eine Aufgabe der Offenbarung darin, ein Luft-Brems-Relaisventil bereitzustellen, das zumindest einen der Nachteile im Stand der Technik lindern kann. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Gemäß der Offenbarung beinhaltet das Luft-Brems-Relaisventil eine obere Gehäuseeinheit, eine untere Gehäuseeinheit, eine Luftführungseinheit, eine Antriebseinheit und eine Nockeneinheit. Die obere Gehäuseeinheit definiert einen oberen Unterbringungsraum und einen unteren Unterbringungsraum, die entlang einer ersten Achse, die sich in einer Richtung von oben nach unten erstreckt, voneinander beabstandet sind.
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Die untere Gehäuseeinheit definiert einen Betriebsraum, der nach oben offen ist, und einen Luftführungsraum, der in Richtung des unteren Unterbringungsraums offen ist und fluidisch mit dem Betriebsraum in Verbindung steht. Die untere Gehäuseeinheit ist mit einer ersten Ventilöffnung, die fluidisch mit dem Betriebsraum in Verbindung steht und angepasst ist, mit einer Druckzufuhr verbunden zu sein, und zumindest einer zweiten Ventilöffnung gebildet, die fluidisch mit dem Luftführungsraum in Verbindung steht und angepasst ist, um mit zumindest einer Bremskammer verbunden zu sein.
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Die Luftführungseinheit beinhaltet eine Basisauflage, ein Ringplattenbauteil, einen beweglichen Satz und ein erstes elastisches Bauteil. Die Basisauflage ist in dem Betriebsraum angeordnet und weist einen Basisabschnitt und einen vorstehenden Abschnitt auf, der von dem Basisabschnitt nach oben vorsteht. Das Ringplattenbauteil ist in dem Betriebsraum oberhalb der Basisauflage angeordnet und ist mit einem Erweiterungsloch gebildet. Der bewegliche Satz ist an der Basisauflage angeordnet, ist entlang der ersten Achse bewegbar und weist einen Erweiterungsabschnitt, der einen äußeren Umriss aufweist, der kleiner ist als das Erweiterungsloch, zur Einführung in das Erweiterungsloch, und einen Abdichtungsabschnitt auf, der mit einem unteren Ende des Erweiterungsabschnitts verbunden ist, hülsenmäßig an dem vorstehenden Abschnitt der Basisauflage angeordnet ist und einen äußeren Umriss aufweist, der größer ist als das Erweiterungsloch. Das erste elastische Bauteil ist zwischen den Basisabschnitt der Basisauflage und den Abdichtungsabschnitt des beweglichen Satzes geschaltet, um so den Abdichtungsabschnitt von dem Basisabschnitt weg vorzuspannen.
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Der bewegliche Satz ist zwischen einer Kommunikationsposition, in der der bewegliche Satz so gedrückt wird, dass der Abdichtungsabschnitt des beweglichen Satzes von dem Ringplattenbauteil gegen eine Vorspannkraft des ersten elastischen Bauteils beabstandet ist und ein Abschnitt des Betriebsraums, der benachbart zu der ersten Ventilöffnung ist, fluidisch durch das Erweiterungsloch mit einem anderen Abschnitt des Betriebsraums, der benachbart zu dem Luftführungsraum ist, in Verbindung steht, um dadurch eine Fluidkommunikation zwischen der ersten und der zweiten Ventilöffnung zu erlauben, und einer Nicht-Kommunikationsposition bewegbar, bei der der bewegliche Satz durch das erste elastische Bauteil so vorgespannt ist, dass der Abdichtungsabschnitt das Ringplattenbauteil abdichtend berührt und mit dem Erweiterungsabschnitt zusammenwirkt, um das Erweiterungsloch abdichtend zu bedecken, und so dass der Abschnitt des Betriebsraum, der benachbart zu der ersten Ventilöffnung ist, von dem anderen Abschnitt des Betriebsraums getrennt ist, der benachbart zu dem Luftführungsraum ist, um dadurch eine Fluidkommunikation zwischen der ersten und der zweiten Ventilöffnung zu verhindern.
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Die Antriebseinheit beinhaltet eine Schneckenwelle, die sich entlang einer zweiten Achse quer zu der Richtung von oben nach unten erstreckt und die sich in den oberen Unterbringungsraum erstreckt, und einen Motor, der zum Antreiben der Schneckenwelle zur Drehung um die zweite Achse dient.
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Die Nockeneinheit beinhaltet ein Übertragungsbauteil, ein angetriebenes Bauteil und ein zweites elastisches Bauteil. Das Übertragungsbauteil weist einen Schneckenradabschnitt, der in die Schneckenwelle eingreift und durch die Schneckenwelle zur Drehung um eine dritte Achse angetrieben wird, die quer zu der ersten und der zweiten Achse ist, und einen Nockenabschnitt auf, der gemeinsam mit dem Schneckenradabschnitt drehbar ist. Das angetriebene Bauteil ist entlang der ersten Achse bewegbar, weist einen Nockenfolgerabschnitt auf, der unter und in Kontakt mit dem Nockenabschnitt des Übertragungsbauteils angeordnet ist, und einen Schaftabschnitt auf, der sich von dem Nockenfolgerabschnitt nach unten in Richtung des Erweiterungsabschnitts des beweglichen Satzes erstreckt. Das zweite elastische Bauteil ist an dem angetriebenen Bauteil angeordnet, um den Nockenfolgerabschnitt in Richtung des Übertragungsbauteils vorzuspannen.
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Während einer Bremswirkung dreht sich der Motor um einen vorbestimmten Winkel, um die Schneckenwelle zu drehen, um eine Drehung des Übertragungsbauteils anzutreiben, so dass der Schaftabschnitt des Übertragungsbauteils gedreht wird, um das angetriebene Bauteil nach unten zu drücken, um dadurch auf den beweglichen Satz zur Bewegung in die Kommunikationsposition zu drücken.
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Wenn die Bremswirkung gelöst wird, dreht sich der Motor umgekehrt um den vorbestimmten Winkel, um den Nockenabschnitt des Übertragungsbauteils von dem angetriebenen Bauteil wegzubewegen, so dass das angetriebene Bauteil durch eine Vorspannkraft des zweiten elastischen Bauteils nach oben von dem beweglichen Satz wegbewegt wird und der bewegliche Satz in die Nicht-Kommunikationsposition zurückkehrt, ohne dass eine zusätzliche Kraft ausgeübt wird.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Offenbarung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung des Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich werden. Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht eines herkömmlichen Fahrzeugbremssystems;
- 2 eine zusammengesetzte perspektivische Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel eines Luft-Brems-Relaisventils gemäß der Offenbarung darstellt;
- 3 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels;
- 4 eine Schnittansicht des Ausführungsbeispiels, die einen beweglichen Satz des Luft-Brems-Relaisventils in einer Nicht-Kommunikationsposition darstellt;
- 5 eine unvollständige zusammengesetzte perspektivische Teilansicht des Ausführungsbeispiels, bei der eine Abdeckung des Luft-Brems-Relaisventils entfernt ist;
- 6 eine zusammengesetzte perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels aus einem anderen Winkel;
- 7 eine weitere zusammengesetzte perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels aus einem anderen Winkel;
- 8 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Membran, einer Luftführungseinheit und einer unteren Gehäuseeinheit des Luft-Brems-Relaisventils;
- 9 eine Ansicht, die 4 ähnelt, jedoch den beweglichen Satz in einer Kommunikationsposition darstellt;
- 10 eine schematische Ansicht, die einen Betrieb des Ausführungsbeispiels in einem Fahrzeugbremssystem darstellt; und
- 11 eine Schnittansicht, die darstellt, dass der bewegliche Satz gerade durch die Membran gedrückt wird, um die Kommunikationsposition zu erreichen.
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Bezug nehmend auf die 2 bis 4 beinhaltet ein Ausführungsbeispiel eines Luft-Brems-Relaisventils gemäß der Offenbarung eine obere Gehäuseeinheit 2, eine untere Gehäuseeinheit 3, eine Luftführungseinheit 4, eine Antriebseinheit 5 und eine Nockeneinheit 6.
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Bezug nehmend auf die 3 bis 5 beinhaltet die obere Gehäuseeinheit 2 eine obere Auflage 20, eine Abdeckung 24 und ein Stöpselbauteil 25. Die obere Auflage 20 beinhaltet eine obere Umgebungswand 21, die eine erste Achse (L1) umgibt, die sich in einer Richtung (Z) von oben nach unten erstreckt, eine rohrförmige Wand 22, die die erste Achse (L1) umgibt und die durch die obere Umgebungswand 21 umgeben ist, und eine obere Verbindungswand 23, die die obere Umgebungswand 21 und die rohrförmige Wand 22 miteinander verbindet.
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Bezug nehmend auf die 4 bis 6 definieren die obere Umgebungswand 21, die rohrförmig Wand 22 und die obere Verbindungswand 23 zusammen einen oberen Unterbringungsraum 26 und einen unteren Unterbringungsraum 27, die in der Richtung von oben nach unten (Z) beabstandet sind (d. h. entlang der ersten Achse (L1) beabstandet sind). Die obere Umgebungswand 21 und die obere Verbindungswand 23 definieren zusammen einen getrennten Raum 28, der von dem oberen Unterbringungsraum 26 entlang einer zweiten Achse (L2) beabstandet ist, die quer zu der ersten Achse (L1) ist (d. h. quer zu der Richtung von oben nach unten (Z)). Die obere Umgebungswand 21 ist mit einer fünften Ventilöffnung 211, die fluidisch mit dem getrennten Raum 28 in Verbindung steht, und mit einer vierten Ventilöffnung 212 gebildet, die fluidisch mit dem unteren Unterbringungsraum 27 in Verbindung steht.
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Die Abdeckung 24 ist an der oberen Umgebungswand 21 angeordnet, um den oberen Unterbringungsraum 26 und den getrennten Raum 28 zu bedecken, und ist mit einem Anstoßstück 241 versehen, das von der Abdeckung 24 nach unten vorsteht. Das Stöpselbauteil 25 ist entfernbar in einen Teil der Abdeckung 24 gestöpselt, der positionsmäßig dem getrennten Raum 28 entspricht.
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Bezug nehmend auf die 4, 7 und 8 beinhaltet die untere Gehäuseeinheit 3 eine untere Umgebungswand 31, die sich unter der oberen Umgebungswand 21 befindet, eine innere Umgebungswand 32, die durch die untere Umgebungswand 31 umgeben ist, und eine untere Verbindungswand 33, die die untere Umgebungswand 31 und die innere Umgebungswand 32 miteinander verbindet.
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Die innere Umgebungswand 32 definiert einen Betriebsraum 34, der nach oben offen ist. Die untere Umgebungswand 31, die innere Umgebungswand 32 und die untere Verbindungswand 33 definieren zusammen einen Luftführungsraum 35, der sich nach oben in Richtung des unteren Unterbringungsraums 27 öffnet und der fluidisch mit dem Betriebsraum 34 in Verbindung steht.
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Die untere Verbindungswand 33 ist mit einer ersten Ventilöffnung 331, die fluidisch mit dem Betriebsraum 34 in Verbindung steht, zwei zweiten Ventilöffnungen 332, die fluidisch mit dem Luftführungsraum 35 in Verbindung stehen, und einer dritten Ventilöffnung 333 gebildet, die fluidisch mit dem Betriebsraum 34 in Verbindung steht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der zweiten Ventilöffnungen 332 exemplarisch zwei, kann jedoch in Abhängigkeit von tatsächlichen Entwurfsanforderungen eins oder mehr als zwei betragen.
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Die Luftführungseinheit 4 beinhaltet eine Basisauflage 41, ein Ringplattenbauteil 42, einen beweglichen Satz 43 und ein erstes elastisches Bauteil 44. Die Basisauflage 41 ist in dem Betriebsraum 34 angeordnet und weist einen im Wesentlichen hohlen zylindrischen Basisabschnitt 411 und einen vorstehenden Abschnitt 412 auf, der von einem inneren unteren Umfang des Basisabschnitts 411 nach oben vorsteht. Das Ringplattenbauteil 42 ist in dem Betriebsraum 34 oberhalb der Basisauflage 41 angeordnet und ist mit einem Erweiterungsloch 421 gebildet. Der bewegliche Satz 43 ist an der Basisauflage 41 angeordnet, ist entlang der ersten Achse (L1) bewegbar und weist einen Erweiterungsabschnitt 431, der einen Außenumriss aufweist, der kleiner ist als das Erweiterungsloch 421, zur Einführung in das Erweiterungsloch 421 und einen Abdichtungsabschnitt 432 auf, der mit einem unteren Ende des Erweiterungsabschnitts 431 verbunden ist, hülsenmäßig an dem vorstehenden Abschnitt 412 der Basisauflage 41 angeordnet ist, und einen Außenumriss aufweist, der größer ist als das Erweiterungsloch 421. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind der Erweiterungsabschnitt 431 und der Abdichtungsabschnitt 432 des beweglichen Satzes 43 separate und diskrete Elemente, könnten jedoch bei einer Modifizierung des Ausführungsbeispiels als ein Stück gebildet sein.
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Das erste elastische Bauteil 44 ist zwischen den Basisabschnitt 411 der Basisauflage 41 und den Abdichtungsabschnitt 432 des beweglichen Satzes 43 geschaltet, um so den Abdichtungsabschnitt 432 von dem Basisabschnitt 411 weg vorzuspannen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das erste elastische Bauteil 44 eine Druckfeder.
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Der vorstehende Abschnitt 412 der Basisauflage 41 arbeitet mit dem Erweiterungsabschnitt 431 und dem Abdichtungsabschnitt 432 des beweglichen Satzes 43 zusammen, um einen Ausstoßkanal 45 zu definieren, der fluidisch mit der dritten Ventilöffnung 333 in Verbindung steht.
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Bezug nehmend auf die 4, 8 und 9 ist der bewegliche Satz 43 zwischen einer Kommunikationsposition (siehe 9) und einer Nicht-Kommunikationsposition (siehe 4) bewegbar. In der Kommunikationsposition wird der bewegliche Satz 43 so nach unten gedrückt, dass der Abdichtungsabschnitt 432 des beweglichen Satzes 43 von dem Ringplattenbauteil 42 gegen eine Vorspannkraft des ersten elastischen Elements 44 beabstandet ist und so dass ein Abschnitt des Betriebsraums 34, der benachbart zu der ersten Ventilöffnung 331 ist, durch das Erweiterungsloch 421 fluidisch mit einem anderen Abschnitt des Betriebsraums 34 in Verbindung steht, der benachbart zu dem Luftführungsraum 35 ist, um dadurch eine Fluidkommunikation zwischen der ersten und der zweiten Ventilöffnung 331, 332 zu erlauben. In der Nicht-Kommunikationsposition ist der bewegliche Satz 43 durch das erste elastische Element 44 vorgespannt, sich nach oben zu bewegen, so dass der Abdichtungsabschnitt 432 das Ringplattenbauteil 42 abdichtend berührt und mit dem Erweiterungsabschnitt 431 zusammenwirkt, um das Erweiterungsloch 421 abdichtend zu bedecken, und so dass der Abschnitt des Betriebsraums 34, der benachbart zu der ersten Ventilöffnung 331 ist, von dem anderen Abschnitt des Betriebsraums 34, der benachbart zu dem Luftführungsraum 35 ist, getrennt ist, um dadurch eine Fluidkommunikation zwischen der ersten und der zweiten Ventilöffnung 331, 332 zu verhindern.
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Bezug nehmend auf die 3 bis 5 beinhaltet die Antriebseinheit 5 eine Schneckenwelle 52, die sich entlang der zweiten Achse (L2) erstreckt und die sich in den oberen Unterbringungsraum 26 und den getrennten Raum 28 erstreckt, einen Motor 51, der an der oberen Umgebungswand 21 angeordnet ist und der zum Antreiben der Schneckenwelle 52 zur Drehung um die zweite Achse (L2) dient, einen Flügelsatz 53, der in dem getrennten Raum 28 an einer Position seitlich von und in Entsprechung zu der fünften Ventilöffnung 211 angeordnet ist und der mit der Schneckenwelle 52 gemeinsam drehbar gekoppelt ist, eine Membran 54, die in dem unteren Unterbringungsraum 27 angeordnet ist und die hülsenmäßig an der rohrförmigen Wand 22 angeordnet und mit der oberen Umgebungswand 21 verbunden ist, und ein Lager 55, das zwischen der oberen Umgebungswand 21 und der Schneckenwelle 52 angeordnet ist.
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Die Membran 54 weist einen äußeren fixierten Abschnitt 541, der mit einem Innenumfang der oberen Umgebungswand 21 verbunden ist, und einen inneren Drückabschnitt 542 auf, der entlang der rohrförmigen Wand 22 gleitfähig ist, und der betreibbar ist, um den beweglichen Satz 43 nach unten zu drücken, um so den beweglichen Satz 43 in die Kommunikationsposition zu bewegen.
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Die Nockeneinheit 6 beinhaltet ein Übertragungsbauteil 61, ein angetriebenes Bauteil 62, ein zweites elastisches Bauteil 63 und ein Lager 64. Das Übertragungsbauteil 61 weist einen Schneckenradabschnitt 611, der in die Schneckenwelle 52 eingreift und durch die Schneckenwelle 52 zur Drehung um eine dritte Achse (L3) angetrieben wird, die quer zu der ersten und der zweiten Achse (L1, L2) ist, einen Nockenabschnitt 612, der gemeinsam mit dem Schneckenradabschnitt 611 drehbar ist, und einen Anstoßabschnitt 613 auf, der zwischen dem Schneckenradabschnitt 611 und dem Nockenabschnitt 612 angeordnet ist, in einer Radialrichtung vorsteht und positionsmäßig dem Anstoßstück 241 entspricht. Das angetriebene Bauteil 62 ist entlang der ersten Achse (L1) bewegbar und weist einen Nockenfolgerabschnitt 621, der unter und in Kontakt mit dem Nockenabschnitt 612 des Übertragungsbauteils 61 angeordnet ist, und einen Schaftabschnitt 622 auf, der sich von dem Nockenfolgerabschnitt 621 nach unten in Richtung des Erweiterungsabschnitts 431 des beweglichen Satzes 43 erstreckt, zum Nach-Unten-Drücken des Erweiterungsabschnitts 431, und der sich bewegbar in die rohrförmige Wand 22 erstreckt. Das zweite elastische Bauteil 63 ist an dem angetriebenen Bauteil 62 angeordnet und weist zwei Enden auf, die gegen den Nockenfolgerabschnitt 621 des angetriebenen Bauteils 62 bzw. die obere Umgebungswand 21 drücken, um so den Nockenfolgerabschnitt 621 von der oberen Umgebungswand 21 weg in Richtung des Übertragungsbauteils 61 vorzuspannen.
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Bezug nehmend auf die 3, 4 und 10 ist, wenn das Luft-Brems-Relaisventil in einem Fahrzeugbremssystem verwendet wird, die erste Ventilöffnung 331 mit einer Druckluftzufuhr 91 verbunden, die zweiten Ventilöffnungen 332 sind jeweils mit den beiden Bremskammern 92 verbunden, die vierte Ventilöffnung 212 ist mit einem Bremspedal 93 und einem normalerweise offenen Solenoid-Ventil 94, das zwischen denselben angeordnet ist, mit der Druckluftzufuhr 91 verbunden und die fünfte Ventilöffnung 211 ist mit einem normalerweise geschlossenen Solenoid-Ventil 95, das zwischen denselben angeordnet ist, mit der Druckluftzufuhr 91 verbunden. Wenn der bewegliche Satz 43 sich in der Nicht-Kommunikationsposition befindet, stehen die erste und die zweiten Ventilöffnungen 331, 332 nicht fluidisch miteinander in Verbindung, wobei so keine Druckluft aus der Druckluftzufuhr 91 an die Bremskammern 92 geliefert werden kann, um eine Bremswirkung zu erzeugen.
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Bezug nehmend auf die 7, 9 und 10 wird, wenn ein Fahrzeugbediener auf das Bremspedal 93 tritt, um eine Bremswirkung zu erzeugen, der Motor 51 über eine Steuereinheit (nicht gezeigt) angetrieben, um sich um einen vorbestimmten Winkel zu drehen, um die Schneckenwelle 52 so zu drehen, um eine Drehung des Übertragungsbauteils 61 anzutreiben und den Anstoßabschnitt 613 des Übertragungsbauteils 61 von dem Anstoßstück 241 wegzubewegen. Auf diese Weise wird der Nockenabschnitt 612 des Übertragungsbauteils 61 gedreht, um das angetriebene Bauteil 62 nach unten zu drücken, um dadurch den beweglichen Satz 43 zur Bewegung in die Kommunikationsposition zu drücken. Zu diesem Zeitpunkt weist der Ausstoßkanal 45 ein oberes offenes Ende auf, das abdichtend durch den Schaftabschnitt 622 des angetriebenen Bauteils 62 bedeckt ist, und die erste und die zweiten Ventilöffnungen 331, 332 stehen fluidisch miteinander in Verbindung, so dass die Druckluft aus der Druckluftzufuhr 91 an die Bremskammern 92 geliefert werden kann, um über einen Bremsmechanismus (nicht gezeigt) eine Bremswirkung zu erzeugen.
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Bezug nehmend auf die 4, 7 und 10 dreht, wenn die Bremswirkung gelöst wird (d. h. es wird nicht mehr auf das Bremspedal 93 getreten), sich der Motor 51 umgekehrt um den vorbestimmten Winkel über die Steuereinheit, um den Nockenabschnitt 612 des Übertragungsbauteils 61 nach oben und von dem angetriebenen Bauteil 62 wegzubewegen und um den Anstoßabschnitt 613 des Übertragungsbauteils 61 in Richtung des Anstoßstücks 241 zu bewegen, so dass das angetriebene Bauteil 62 durch eine Vorspannkraft des zweiten elastischen Bauteils 63 nach oben von dem beweglichen Satz 43 wegbewegt wird und dass der bewegliche Satz 43 in die Nicht-Kommunikationsposition zurückkehrt, ohne eine zusätzliche Kraft auszuüben. Zu diesem Zeitpunkt ist der Ausstoßkanal 45 nicht länger durch den Schaftabschnitt 622 des angetriebenen Bauteils 62 bedeckt, um dadurch zu erlauben, dass übermäßig viel Druckluft durch denselben strömen und aus der dritten Ventilöffnung 333 ausgestoßen werden kann.
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Da der bewegliche Satz 43 durch direktes Drücken des angetriebenen Bauteils 62 bewegt wird und da das angetriebene Bauteil 62 durch den Motor 51 durch das Übertragungsbauteil 61 zur Bewegung angetrieben wird, arbeiten die Schneckenwelle 52 und der Schneckenradabschnitt 611 des Übertragungsbauteils 61 zusammen, um ein großes Drehmoment zu erzeugen und eine Bewegung in einer Rückwärtsrichtung zu verhindern. Auf diese Weise wird das Ausmaß einer Kompression des ersten elastischen Bauteils 44 im Vergleich zu dem oben erwähnten herkömmlichen Relaisventil genauer gesteuert, wodurch eine Genauigkeit beim Steuern der Menge an Druckluftstrom zwischen dem Betriebsraum 34 und dem Luftführungsraum 35 verbessert wird (d. h. Steuerung der Menge an Druckluft, die aus dem Luft-Brems-Relaisventil an die Bremskammern 92 ausgegeben wird), was eine Betriebszeitgenauigkeit verbessert und eine Ansprechzeit des Luft-Brems-Relaisventils verkürzt und dabei zu einem schnelleren Bremsansprechen führt.
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Zusätzlich greifen, wenn der Motor 51 nicht zur Drehung betrieben wird, die Schneckenwelle 52 und der Schneckenradabschnitt 611 des Übertragungsbauteils 61 ineinander und eine Bewegung derselben relativ zueinander wird unterbunden/eingeschränkt, wodurch eine unerwünschte Bewegung des Übertragungsbauteils 61 durch eine äußere Kraft verhindert wird und ein Energiesparvorteil bereitgestellt wird, da keine zusätzliche elektrische Steuerungseingabe erforderlich ist, um eine unerwünschte Bewegung des Übertragungsbauteils 61 zu verhindern.
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Bezug nehmend auf die 7, 10 und 11, kann, wenn zum Erzeugen einer Bremswirkung auf das Bremspedal 93 getreten wird und wenn der bewegliche Satz 43 sich in der Nicht-Kommunikationsposition befindet, die Druckluft aus der Druckluftzufuhr 91 so gesteuert werden, dass sie durch das normalerweise offene Solenoid-Ventil 94 zu der vierten Ventilöffnung 212 geliefert wird und durch die Membran 54 nach unten strömt, so dass der innere Drückabschnitt 542 der Membran 54 verformt wird und zur Bewegung in die Kommunikationsposition auf den beweglichen Satz 43 drückt. Nachdem das Bremspedal 93 gelöst wird und die Druckluft aus der vierten Ventilöffnung 212 abgegeben wird, kehrt die Membran 54 in ihren ursprünglichen nicht verformten Zustand zurück, wodurch es erlaubt wird, dass sich der bewegliche Satz 43 durch die Vorspannkraft der ersten elastischen Feder 44 in die Nicht-Kommunikationsposition zurückbewegt. Wenn der innere Drückabschnitt 542 von dem beweglichen Satz 43 getrennt ist (d. h. in dem ursprünglichen nicht verformten Zustand), wird überschüssige Druckluft durch den Ausstoßkanal 45 und aus der dritten Ventilöffnung 333 abgegeben.
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Bezug nehmend auf die 4, 5 und 10 kann in einer Situation, in der der Motor 51 versagt und der Anstoßabschnitt 613 des Übertragungsbauteils 61 nicht gegen das Anstoßstück 241 stößt, sobald auf das Bremspedal 93 getreten wird, die Druckluft aus der Druckluftzufuhr 91 über die Steuereinheit gesteuert werden, um durch das normalerweise geschlossene Solenoid-Ventil 95 in die fünfte Ventilöffnung 211 zu strömen, um den Flügelsatz 53 zu drehen (unter der Bedingung, dass das Stöpselbauteil 25 entfernt ist), so dass die Schneckenwelle 52 durch die Drehung des Flügelsatzes 53 gedreht wird, um eine Drehung des Übertragungsbauteils 61 anzutreiben, bis der Anstoßabschnitt 613 gegen das Anstoßstück 241 stößt. So wird der Nockenabschnitt 612 des Übertragungsbauteils 61 von dem angetriebenen Bauteil 62 wegbewegt und die Druckluft kann zu der vierten Ventilöffnung 212 geliefert werden, um die Membran 54 nach unten zu drücken, um den beweglichen Satz 43 in die Kommunikationsposition zu bewegen. Dies bedeutet, dass die Membran 54 als eine Sicherungs-Antriebsquelle dient, wenn der Motor 51 versagt. Es lohnt die Anmerkung, dass statt eines Verwendens der Druckluft aus der fünften Ventilöffnung 211 zur Drehung des Flügelsatzes 53 ein Werkzeug (nicht gezeigt) verwendet werden kann, um den Flügelsatz 53 manuell zu drehen, um den gleichen Zweck zu erzielen.
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Bezug nehmend auf die 7, 10 und 11 kann das Luft-Brems-Relaisventil der Offenbarung ein herkömmliches Schnellunterbrechungsventil oder herkömmliches Relaisventil ersetzen, um eine Bremswirkung von Vorder- oder Hinterrädern eines Fahrzeugs zu erzeugen. Zusätzlich kann das Luft-Brems-Relaisventil in Bremssystemen unterschiedlicher Typen von Transportfahrzeugen eingesetzt werden. Wenn das Luft-Brems-Relaisventil in einem Teil eines Fahrzeugs verwendet wird, der ein schnelles Ansprechen erforderlich macht, kann ein Betrieb des Luft-Brems-Relaisventils als durch den Motor 51 angetrieben ausgebildet sein. Wenn das Luft-Brems-Relaisventil in einem Teil eines Fahrzeugs eingesetzt wird, der kein schnelles Ansprechen erforderlich macht, kann ein Betrieb des Luft-Brems-Relaisventils als durch eine Bewegung der Membran 54 angetrieben ausgebildet sein. Wenn der Motor 51 als die Hauptantriebsquelle mit der Membran 54 als Sicherungs-Antriebsquelle dient, kann das Luft-Brems-Relaisventil in einem elektronisch gesteuerten Bremssystem (ECBS oder EBS; electronic controlled brake system) verwendet werden. Wenn die Membran 54 als die Hauptantriebsquelle mit dem Motor 51 als Sicherungs-Antriebsquelle dient, kann das Luft-Brems-Relaisventil in einem autonomen Notfallbrems-System (AEB-System; AEB = autonomous emergency braking) verwendet werden.
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Es wird darauf hingewiesen, dass das Luft-Brems-Relaisventil der Offenbarung nicht nur auf Fahrzeugbremssysteme angewendet werden kann, sondern auch auf Anwendungen, die gefederte Drucksteuerventile beinhalten, um eine automatisierte Steuerung zu erzielen und die Flexibilität dessen zu besitzen, pneumatisch und/oder elektrisch angetrieben zu werden. Es lohnt die Anmerkung, dass der Motor 51 entweder als Hauptantriebsquelle oder Sicherungs-Antriebsquelle dienen kann, wie auch die Membran 54.
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Zusammenfassend wird mittels des Betriebs von und der Übertragung zwischen dem Motor 51, der Schneckenwelle 52, dem Übertragungsbauteil 61, dem angetriebenen Bauteil 62, dem Ringplattenbauteil 42 und dem beweglichen Satz 43 der bewegliche Satz 43 durch den Motor 51 angetrieben, sich in direkter Weise zwischen der Kommunikations- und der Nicht-Kommunikationsposition zu bewegen, wodurch eine Genauigkeitssteuerung der Menge an Druckluftstrom zwischen dem Betriebsraum 34 und dem Luftführungsraum 35 verbessert wird und die Betriebszeit und Ansprechzeit des Luft-Brems-Relaisventils gesenkt werden. Zusätzlich können in dem Fall, dass der Motor 51 versagt, der Flügelsatz 53 und die Membran 54 zum Erzeugen einer Bremswirkung betrieben werden.
