DE102018103503B4

DE102018103503B4 - Kolben für ein Anhängersteuerventil

Info

Publication number: DE102018103503B4
Application number: DE102018103503.9A
Authority: DE
Inventors: Attila Majláth; Ferenc Negyesi; István Dali; Stefano Rizzi; Gábor Farkas
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2018-02-16
Filing date: 2018-02-16
Publication date: 2021-11-11
Anticipated expiration: 2038-02-17
Also published as: DE102018103503A1

Abstract

Kolben (10) für ein Anhängersteuerventil (100) für einen Anhänger eines Nutzfahrzeugs, wobei der Kolben (10) zweiteilig ausgebildet ist, wobei der Kolben (10) weiter einen ersten äußeren Kolbenhohlkörper (12) und einen zweiten inneren Kolbenhohlkörper (14) aufweist, wobei der zweite innere Kolbenhohlkörper (14) derart beschaffen ist, dass er im montierten Zustand des Kolbens (10) in den ersten äußeren Kolbenhohlkörper (12) eingesetzt und dort aufgenommen ist, wobei weiter im montierten Zustand zwischen dem ersten äußeren Kolbenhohlkörper (12) und dem zweiten inneren Kolbenhohlkörper (14) wenigstens ein Entlüftungskanal (16) ausgebildet ist,
wobei der Entlüftungskanal (16) durch eine Einsenkung (18) auf der Außenseite des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers (14) ausgebildet ist;
wobei der Entlüftungskanal (16) über die gesamte Länge des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers (14) ausgebildet ist; und/oder
wobei der Entlüftungskanal (16) durch eine Einsenkung (18) auf der Innenseite des ersten äußeren Kolbenhohlkörpers (12) ausgebildet ist;
wobei der Entlüftungskanal (16) über die gesamte Länge des ersten äußeren Kolbenhohlkörpers (12) ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben für ein Anhängersteuerventil für einen Anhänger eines Nutzfahrzeugs sowie ein Anhängersteuerventil für einen Anhänger eines Nutzfahrzeugs.
Anhängerteuerventile sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt.
Diese werden im Zusammenhang mit Druckluftbremsanlagen zur Ansteuerung des Anhängers eines Nutzfahrzeugs verwendet.
Beispielsweise ist ein Anhängersteuerventil für eine Druckluftbremsanlage für Kraftfahrzeuge bereits aus der DE 19609222 A1 bekannt.
Ein entsprechendes Anhängersteuermodul zur Bremssteuerung eines Anhängers und ein Verfahren zum Betreiben des Anhängersteuermoduls ist beispielsweise weiter aus der WO 2011/070003 A1 bekannt.
Aus der DE 10 2016 008 215 A1 ist ein Park-Löse-Ventil für ein Anhängefahrzeug bekannt. Dabei ist ein Steuerkolben vorgesehen, bei dem ein Entsperrorgan innerhalb des Steuerkolbens axial bewegbar zwischen einer Sperrstellung und einer Lösestellung bewegbar angeordnet ist.
Die US 4 437 483 A beschreibt ein fluiddruckbetätigtes Relaisventil mit einem Steuerkolben, um eine sequentielle Verbindung zwischen einem Einlassanschluss und einem Auslassanschluss, sowie zwischen dem Auslassanschluss und einem Entlüftungsanschluss zu steuern.
Bei dem Anhängersteuermodul handelt es sich insbesondere um ein Anhängersteuermodul, dass auf der Basis zweier Versorgungsleitungen ausgestaltet ist (sog. 2-Line-Principle).
Es hat weiter die Aufgabe, den Anhänger mit Druckluft aus dem Druckluftbehälter zu versorgen, auch während eines Bremsvorgangs. Auch soll es möglich sein, den Anhänger in graduellen Schritten mit steigendem Bremsdruck betätigen zu können, wenn die Fußbremse oder die Handbremse betätigt wird.
Weitere Anforderungen ergeben sich daraus, dass automatische Kupplungen benutzt werden müssen und Druckbereiche zwischen 6 bis 8,5 bar sowohl für den Versorungsals auch für den Steuerkreislauf anliegen können müssen. Weitere Anforderungen ergeben sich für den Fall, dass es zu einem Versagen der Bremskreisläufe kommt.
Im Zusammenhang mit der Erfüllung gesetzlicher Vorgaben und Normen ist es erforderlich, für den Kolben des Anhängersteuerventils eine einfache und sichere Luftablasspassage bereitstellen zu können. Durch eine derartige Luftablasspassage kann eine permanente Entlüftung zur Atmosphäre bereitgestellt werden, um die Funktionalität des Anhängersteuerventils zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Kolben für ein Anhängersteuerventil für einen Anhänger eines Nutzfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass ein Kolben für ein Anhängersteuerventil für einen Anhänger eines Nutzfahrzeugs bereitgestellt wird, wobei der Kolben zweiteilig ausgebildet ist, wobei der Kolben weiter einen ersten äußeren Kolbenhohlkörper und einen zweiten inneren Kolbenhohlkörper aufweist, wobei der zweite innere Kolbenhohlkörper derart beschaffen ist, dass er im montierten Zustand des Kolbens in den ersten äußeren Kolbenhohlkörper eingesetzt und dort aufgenommen ist, wobei weiter im montierten Zustand zwischen dem ersten äußeren Kolbenhohlkörper und dem zweiten inneren Kolbenhohlkörper wenigstens ein Entlüftungskanal ausgebildet ist.
Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, dass der Kolben für das Anhängersteuerventil für den Anhänger eines Nutzfahrzeugs zweiteilig ausgebildet ist. Durch den Umstand, dass der Kolben zweiteilig ausgebildet ist, wird es einfach möglich, einen Entlüftungskanal zwischen den beiden Komponenten des Kolbens auszubilden. Hierdurch wird es möglich, eine vergleichsweise lange und dünne Passage für einen Entlüftungskanal bereitzustellen. Die Fertigungskosten und auch generell die Möglichkeit der Fertigung wird hierdurch deutlich vereinfacht. Denkbar ist beispielsweise, den Kolben aus Kunststoff zu fertigen. Dabei kann der erste äußere Kolbenhohlkörper und der zweite innere Kolbenhohlkörper aus Kunststoff gefertigt sein.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der erste äußere Kolbenhohlkörper und/oder der zweite innere Kolbenhohlkörper einen Zylinderabschnitt und einen an den Zylinderabschnitt angeformten Kragen aufweist. Durch diese Ausgestaltung wird es möglich, verschiedene Wirkflächen im Kolben bereitzustellen und die Betätigungscharakteristik des Kolbens entsprechend einstellen zu können. Darüber hinaus wird es durch die Ausgestaltung von Zylinderabschnitt und Kragen auch möglich, den ersten Kolbenhohlkörper und den zweiten Kolbenhohlkörper definiert ineinander einsetzen zu können, so dass sich im eingesetzten Zustand des inneren Kolbenhohlkörpers in den äußeren Kolbenhohlkörper entsprechene Entlüftungskanal ausbildet.
Dabei ist der Entlüftungskanal durch eine Einsenkung auf der Außenseite des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers und/oder durch eine Einsenkung auf der Innenseite des ersten äußeren Kolbenhohlkörpers ausgebildet.
Der Entlüftungskanal kann zumindest teilweise durch eine Einsenkung auf der Außenseite des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers ausgebildet sein. Denkbar ist beispielsweise, dass hier eine Nut oder ein Kanal eingesenkt ist. Denkbar ist, dies durch entsprechende Formgebung des Kolbenhohlkörpers auszubilden. Gleichzeitig ist aber auch eine sparende Fertigung, wie beispielsweise durch Fräsen denkbar und grundsätzlich möglich.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Entlüftungskanal durch eine Einsenkung auf der Innenseite des ersten äußeren Kolbenhohlkörpers ausgebildet ist. Hierdurch kann ebenfalls einfach ein Entlüftungskanal ausgestaltet werden. Denkbar ist, dass sowohl im inneren als auch am äußeren Kolbenhohlkörper eine Einsenkung vorgenommen ist. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass zwei oder mehr Entlüftungskanäle vorgesehen sind. Durch das Vorsehen mehrerer Entlüftungskanäle kann eine Redundanz herbeigeführt werden. Darüber hinaus kann eine gleichmäßige Entlüftung gewährleistet werden. Denkbar ist insbesondere, dass die Entlüftungskanäle symmetrisch zueinander angeordnet sind.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass der Entlüftungskanal sowohl im Bereich des Zylinderabschnitts als auch im Bereich des Kragens ausgebildet ist. Hierdurch wird es möglich, über die gesamte Länge des Kolbenhohlkörpers und auch im Wesentlichen über die gesamte Länge des gesamten Kolbens den Entlüftungskanal entsprechend vorsehen zu können.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der zweite innere Kolbenhohlkörper im Übergangsbereich zwischen Zylinderabschnitt und Kragen eine Stufe aufweist. Mittels der Stufe ist es möglich, einen definierten Anschlag vorsehen zu können. Denkbar ist aber auch, hierdurch weitere Wirkflächen für den Kolbenhohlkörper ausbilden zu können.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Länge des Zylinderabschnitts des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers derart bemessen ist, dass im montierten Zustand des Kolbens die Spitze des Zylinderabschnitts des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers den ersten äußeren Kolbenhohlkörper nicht berührt und in diesem Bereich ein Spalt zwischen dem Zylinderabschnitt des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers und dem ersten äußeren Kolbenhohlkörper verbleibt. Hierdurch wird es möglich, im dem Kragen abgewandten Ende der Kolbenhohlkörper einen Bereich vorzusehen, der ebenfalls fluiddurchströmt bzw. luftdurchströmt sein kann. Außerdem können durch diesen Spalt Fertigungsungenauigkeiten ausgeglichen werden bzw. fallen diese nicht mehr ins Gewicht.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass der erste äußere Kolbenhohlkörper eine Entlüftungsöffnung aufweist, die im montierten Zustand des Kolbens mit der Entlüftungsöffnung im Entlüftungskanal in Verbindung steht. Hierdurch wird ein entsprechender Zugang in die entsprechende Verbindung zu zu entlüftenden Räumen geschaffen, die dann durch den Kolben hindurch und den Entlüftungskanal im Kolben entsprechend entlüftet werden können.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Anhängersteuerventil für einen Anhänger eines Nutzfahrzeugs mit wenigstens einem Kolben. Bei dem Kolben handelt es sich um einen Kolben wie vorstehend im Einzelnen beschrieben sowie die entsprechenden möglichen Ausführungsformen eines derartigen Kolbens.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand eines in den Zeichnungen näher dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden.
Es zeigen

1 eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Kolbens für ein Anhängersteuerventil für einen Anhänger eines Nutzfahrzeugs;
2 einen inneren Kolbenhohlkörper des Kolbens gemäß 1;
3 den äußeren Kolbenhohlkörper für den Kolben gemäß 1;
4 den Kolben gemäß 1 in einer perspektivischen Darstellung; und
5 eine Schnittdarstellung mit dem Kolben in einer Schnittdarstellung.

1 zeigt in einer Schnittdarstellung einen Kolben 10 für ein Anhängersteuerventil 100 (vgl. 5) für einen Anhänger eines Nutzfahrzeugs.
Der Kolben 10 ist dabei zweiteilig ausgebildet und weist einen ersten äußeren Kolbenhohlkörper 12 und einen zweiten inneren Kolbenhohlkörper 14 auf.
Der erste Kolbenhohlkörper 12 und der zweite innere Kolbenhohlkörper 14 sind dabei aus Kunststoff ausgebildet.
Sowohl der erste Kolbenhohlkörper 12 als auch der zweite Kolbenhohlkörper 14 können dabei als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet sein.
Der erste Kolbenhohlkörper 12 dient zur Aufnahme des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers 14.
Der innere Kolbenhohlkörper 14 ist dabei in den ersten Kolbenhohlkörper 12 hineingesteckt.
Im montierten Zustand ist zwischen dem ersten Kolbenhohlkörper 12 und dem zweiten inneren Kolbenhohlkörper 14 ein Entlüftungskanal 16 ausgebildet.
Der Entlüftungskanal 16 ist dabei durch einen entsprechenden Spalt zwischen dem äußeren Kolbenhohlkörper 12 und dem inneren Kolbenhohlkörper 14 ausgebildet.
Sowohl der erste Kolbenhohlkörper 12 als auch der zweite Kolbenhohlkörper 14 weisen einen Zylinderabschnitt 12a bzw. 14a sowie einen an den Zylinderabschnitt 12a bzw. 14a angeformten Kragen 12b bzw. 14b auf.
Wie dies aus 1 ersichtlich ist, sind zwei Entlüftungskanäle 16 vorgesehen, die symmetrisch und gegenüberliegend angeordnet sind.
Die Entlüftungskanäle 16 sind dabei jeweils durch eine Einsenkung 18 auf der Außenseite des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers 14 ausgebildet.
2 zeigt im Detail die Einsenkung 18.
In 2 ist ebenfalls gut ersichtlich, dass der Entlüftungskanal 18 sowohl im Bereich des Zylinderabschnitts 12a als auch im Bereich des Kragens 12b ausgebildet ist.
Darüber hinaus ist ersichtlich, dass der zweite innere Kolbenhohlkörper 14 im Übergangsbereich zwischen Zylinderabschnitt 14a und Kragen 14b eine Stufe 20 aufweist. Die Einsenkung 18 erstreckt sich dabei auch über die Stufe 20 hinweg.
Wie dies aus den 1 und 2 bereits ersichtlich ist, ist die Länge des Zylinderabschnitts 14a des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers 14 derart bemessen, dass im montierten Zustand des Kolbens 10 die Spitze des Zylinderabschnitts 14a des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers 14 in den ersten äußeren Kolbenhohlkörper 12 nicht berührt und in diesem Bereich ein Spalt zwischen dem Zylinderabschnitt 14a des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers 14 und dem ersten äußeren Kolbenhohlkörper 12 verbleibt.
Im Bereich des Stoßes des Kragens 12b des ersten Kolbenhohlkörpers 12 und des Kragens 14b des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers 14 eine Öffnung 16a zum Entlüftungskanal 16 vorhanden ist.
3 zeigt in einer Schnittdarstellung den Hohlkörper 12. Hier ist ersichtlich, dass in dem dem Kragen 12b abgewandten Ende des Zylinderabschnitts 12a im Inneren Entlüftungsöffnungen 16b vorgesehen sind, die einen Fluiddurchlass bzw. Luftdurchlass zur Entlüftung zum Entlüftungskanal 16 ermöglichen.
4 zeigt den Kolben 10 in perspektivischer Darstellung. Ersichtlich ist die Öffnung 16a im Stoß zwischen dem Kragen 12b des ersten äußeren Kolbenhohlkörpers 12 und dem Kragen 14b des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers 14.
5 zeigt eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Anhängersteuerventils 100 für einen Anhänger eines Nutzfahrzeugs in der Einbausituation mit dem Kolben 10, wie in den 1 bis 4 dargestellt. Der Luftstrom L kann somit hier wie eingezeichnet über den Entlüftungskanal 16 den Raum 110 im Anhängersteuerventil 100 entlüften.
Bezugszeichenliste

10: Kolben
12: erster äußerer Kolbenhohlkörper
12a: Zylinderabschnitt
12b: Kragen
14: zweiter innerer Kolbenhohlkörper
14a: Zylinderabschnitt
14b: Kragen
16: Entlüftungskanal
16a: Öffnung
16b: Entlüftungsöffnungen
18: Einsenkung
20: Stufe
100: Anhängersteuerventil
110: Raum
L: Luftstrom

Claims

Kolben (10) für ein Anhängersteuerventil (100) für einen Anhänger eines Nutzfahrzeugs, wobei der Kolben (10) zweiteilig ausgebildet ist, wobei der Kolben (10) weiter einen ersten äußeren Kolbenhohlkörper (12) und einen zweiten inneren Kolbenhohlkörper (14) aufweist, wobei der zweite innere Kolbenhohlkörper (14) derart beschaffen ist, dass er im montierten Zustand des Kolbens (10) in den ersten äußeren Kolbenhohlkörper (12) eingesetzt und dort aufgenommen ist, wobei weiter im montierten Zustand zwischen dem ersten äußeren Kolbenhohlkörper (12) und dem zweiten inneren Kolbenhohlkörper (14) wenigstens ein Entlüftungskanal (16) ausgebildet ist, wobei der Entlüftungskanal (16) durch eine Einsenkung (18) auf der Außenseite des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers (14) ausgebildet ist; wobei der Entlüftungskanal (16) über die gesamte Länge des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers (14) ausgebildet ist; und/oder wobei der Entlüftungskanal (16) durch eine Einsenkung (18) auf der Innenseite des ersten äußeren Kolbenhohlkörpers (12) ausgebildet ist; wobei der Entlüftungskanal (16) über die gesamte Länge des ersten äußeren Kolbenhohlkörpers (12) ausgebildet ist.
Kolben (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste äußere Kolbenhohlkörper (12) und/oder der zweite innere Kolbenhohlkörper (14) einen Zylinderabschnitt (12a, 14a) und einen an den Zylinderabschnitt (12a, 14a) angeformten Kragen (12b, 14b) aufweist.
Kolben (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Entlüftungskanäle (16) vorgesehen sind.
Kolben (10) nach einem der Ansprüche 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Entlüftungskanal (16) sowohl im Bereich des Zylinderabschnitts (12a, 14a) als auch im Bereich des Kragens (12b, 14b) ausgebildet ist.
Kolben (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite innere Kolbenhohlkörper (14) im Übergangsbereich zwischen Zylinderabschnitt (12a, 14a) und Kragen (12b, 14b) eine Stufe (20) aufweist.
Kolben (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Zylinderabschnitts (12a, 14a) des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers (14) derart bemessen ist, dass im montierten Zustand des Kolbens (10) die Spitze des Zylinderabschnitts (12a, 14a) des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers (14) den ersten äußeren Kolbenhohlkörper (12) nicht berührt und in diesem Bereich ein Spalt zwischen dem Zylinderabschnitt (12a, 14a) des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers (14) und dem ersten äußeren Kolbenhohlkörper (12) verbleibt.
Kolben (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste äußere Kolbenhohlkörper (12) eine Entlüftungsöffnung (16a, 16b) aufweist, die im montierten Zustand des Kolbens (10) mit der Entlüftungsöffnung (16a, 16b) im Entlüftungskanal (16) in Verbindung steht.
Anhängersteuerventil (100) für einen Anhänger eines Nutzfahrzeugs mit wenigstens einem Kolben (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.