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Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung, insbesondere mit Notbremsventil, für eine pneumatische Bremsanlage mit Vorratsbehälter in einem Anhängefahrzeug, mit einem Anschluss für Vorratsbehälterdruck und einem Anschluss für Federspeicherbremszylinder, wobei zwischen dem Anschluss für Vorratsbehälterdruck und dem Anschluss für Federspeicherbremszylinder ein Rückschlagventil vorgesehen ist, welches in Richtung vom Anschluss für Federspeicherbremszylinder zum Anschluss für Vorratsbehälterdruck sperrt.
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Anhängefahrzeuge mit pneumatischer Bremsanlage und vorzugsweise elektronischem Bremssystem mit entsprechendem Steuergerät weisen eine Ventilanordnung mit Notbremsfunktion auf, mit der sichergestellt wird, dass das Anhängefahrzeug eigenständig bremst, sobald der Anschluss für Vorratsdruck (roter Kupplungskopf) drucklos ist, etwa bei Abriss der Leitung. In diesem Fall werden die Federspeicherbremszylinder entlüftet und bremsen das Anhängefahrzeug ein. Bei ausreichend hohem Vorratsbehälterdruck kann auch eine geregelte Vollbremsung über die Betriebsbremsen erfolgen.
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Im Betrieb, also in Fahrtstellung in Verbindung mit belüfteten Federspeicherbremszylindern, besteht eine Leitungsverbindung zwischen dem Vorratsbehälter und den Federspeicherbremszylindern, wobei ein Rückschlagventil den Druck in den Federspeicherbremszylindern auch bei abfallendem Vorratsbehälterdruck sichert. Das Rückschlagventil ist vorzugsweise dem Notbremsventil zugeordnet bzw. mit diesem verbunden oder Teil desselben.
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In bestimmten Fehlerfällen, etwa bei defektem Rückschlagventil und/oder einer abgeknickten Leitung zum Vorratsbehälter, kann der Vorratsbehälter im laufenden Betrieb nicht mehr nachgefüllt werden. Ein Luftverbrauch aus dem Vorratsbehälter führt demnach zu einer Reduzierung des Druckniveaus im Vorratsbehälter. Missachtet oder übersieht der Fahrer die entsprechende Warnung an seinem Armaturenbrett, kann die Betriebsbremse des Anhängefahrzeugs aufgrund des fehlenden Drucks im Vorratsbehälter nicht mehr aktiviert werden. Die Federspeicherbremsen werden nicht automatisch aktiviert, da das Rückschlagventil eine Entlüftung der Federspeicherbremszylinder in Richtung auf den Vorratsbehälter verhindert. Auch wird eine Notbremsung nicht ausgelöst, da weiterhin Vorratsdruck (roter Kupplungskopf) anliegt. Somit ist eine Abbremsung des Anhängefahrzeugs nicht mehr möglich. Entsprechende Ventilanordnungen sind in den
EP 2 190 706 B1 ,
EP 1 188 634 B1 und
DE 10 2015 007 383 A1 gezeigt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Ventilanordnung, mit der in dem beschriebenen Fehlerfall eine Notbremsung des Anhängefahrzeugs möglich bleibt.
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Zur Lösung der Aufgabe weist die Ventilanordnung die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Rückschlagventil unwirksam ist, wenn der Vorratsbehälterdruck einen Grenzwert unterschreitet. Vorzugsweise sind Maßnahmen oder Mittel zur Umgehung oder Deaktivierung des Rückschlagventils vorgesehen, sobald der Vorratsbehälterdruck einen Grenzwert unterschreitet. Sobald das Rückschlagventil unwirksam ist und der Vorratsbehälterdruck einen Grenzwert unterschreitet, können die Federspeicherbremszylinder in Richtung auf den Vorratsbehälter entlüften.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, dass das Rückschlagventil Teil eines schaltbaren Ventils ist, welches in eine Durchlassstellung schaltet, in der das schaltbare Ventil in Richtung vom Anschluss für Federspeicherbremszylinder zum Anschluss für Vorratsbehälterdruck und in Gegenrichtung durchlässig ist, wenn der Vorratsbehälterdruck einen Grenzwert unterschreitet. Das schaltbare Ventil sperrt dann nicht mehr in Richtung auf den Vorratsbehälter.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, dass das schaltbare Ventil einen Steuereingang aufweist, welcher mit dem Vorratsbehälterdruck verbunden ist. Der Vorratsbehälterdruck steuert auf diese Weise unmittelbar das schaltbare Ventil zwischen Sperrstellung, in welcher das Rückschlagventil wirksam ist, und Durchlassstellung.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist das schaltbare Ventil ein 2/2-WegeVentil, welches zwischen der Durchlassstellung und einer Rückschlagstellung schaltbar ist, wobei nur in der Rückschlagstellung das Rückschlagventil in Richtung vom Anschluss für Federspeicherbremszylinder zum Anschluss für Vorratsbehälterdruck sperrt. Das Ventil ist schaltbar zwischen Durchlassstellung und Sperrstellung. Nur in der Sperrstellung ist die Rückschlagfunktion, also die Sperrwirkung in Richtung auf den Vorratsbehälter, wirksam.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung beinhaltet die Ventilanordnung ein Notbremsventil mit wenigstens drei Anschlüssen, insbesondere mit Anschlüssen für Federspeicherbremszylinder, für das Notbremsventil und für eine Entlüftung. Durch Einbeziehung des Notbremsventils ist die Ventilanordnung hoch integriert. Die Fehlermöglichkeiten bei der Montage des Notbremsventils sind stark reduziert.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist das schaltbare Ventil mit dem Anschluss des Notbremsventils verbunden, wobei das Notbremsventil den Anschluss für Federspeicherbremszylinder mit dem Anschluss des Notbremsventils verbindet, wenn an einem Steuereingang für Vorratsdruck ein Grenzwert nicht unterschritten wird. Vorzugsweise besteht die Verbindung nicht mehr, wenn der Grenzwert unterschritten wird. Insbesondere ist dann der Anschluss für Federspeicherbremszylinder mit einem Anschluss für eine Entlüftung verbunden.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, dass das Notbremsventil einen Steuereingang aufweist, dass an den Steuereingang ein Ausgang eines Select-Low-Ventils angeschlossen ist, dass das Select-Low-Ventil über Eingänge und Steuereingänge an den Vorratsbehälterdruck und an den Vorratsdruck angeschlossen ist, und dass das Select-Low-Ventil das Notbremsventil in eine Durchlassstellung schaltet, wenn Vorratsdruck oder Vorratsbehälterdruck unter einen Grenzwert fallen, wobei in der Durchlassstellung der Anschluss für Federspeicherbremszylinder mit einem Anschluss verbunden ist, der zumindest unmittelbar mit einer Entlüftung verbunden ist. Vorratsdruck und Vorratsbehälterdruck liegen sowohl an den Steuereingängen als auch an den Eingängen an. Durch die Select-Low-Funktion des Ventils kommt es nur darauf an, dass wenigstens einer der beiden Drücke unter einen Grenzwert fällt. Das Select-Low-Ventil schaltet dann in seine Durchlassstellung, in der eine Verbindung zwischen dem Anschluss für Federspeicherbremszylinder auf der einen Seite und einem Ausgang auf der anderen Seite hergestellt wird. Der Ausgang ist zumindest mittelbar mit wenigstens einer Entlüftung verbunden, sodass die Federspeicherbremszylinder unter diesen Bedingungen entlüftbar sind.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist die mittelbar mit dem Ausgang verbundene Entlüftung Bestandteil wenigstens eines Relaisventils zur Belüftung von Radbremszylindern. Dadurch ist ein zusätzlicher eigener Entlüftungsausgang nicht erforderlich.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist der Anschluss des Notbremsventils auch mit Leitungen zu Radbremszylindern verbunden. Diese werden insbesondere über die Relaisventile angesteuert. Dadurch wird eine mechanische Überlastung der Betriebsbremsen vermieden. Sofern die Betriebsbremsen betätigt werden, also die Radbremszylinder belüftet werden, findet zugleich eine Belüftung der Federspeicherbremszylinder statt, sofern sich das Notbremsventil in seiner Durchlassstellung befindet.
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Gegenstand der Erfindung ist auch eine pneumatische Bremsanlage für ein Anhängefahrzeug, mit einer Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung im Übrigen und aus den Ansprüchen. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung von Komponenten einer pneumatischen Bremsanlage in Fahrtstellung,
- 2 die pneumatische Bremsanlage gemäß 1, jedoch mit entlüfteten Federspeicherbremszylindern nach Druckabfall im Vorratsbehälter,
- 3 eine alternative Ausführungsform zu 1, also in Fahrtstellung,
- 4 einen Ausschnitt aus 3,
- 5 die alternative Ausführungsform gemäß 3, jedoch mit entlüfteten Federspeicherbremszylindern nach Druckabfall im Vorratsbehälter.
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In den Figuren dargestellt ist eine pneumatische Bremsanlage 10 für ein Anhängefahrzeug mit elektronischem Bremssystem und entsprechend der Darstellung in der
DE 10 2015 007 383 A1 , auf deren Offenbarung ausdrücklich Bezug genommen wird. Abgewandelt sind in den vorliegenden Ausführungsbeispielen lediglich Gestaltung und Funktion einer Ventilanordnung 11, auf die weiter unten näher eingegangen wird. Zunächst werden nachfolgend die einzelnen Elemente der Bremsanlage 10 im Überblick erläutert.
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Vom roten Kupplungskopf 12 verläuft eine Vorratsdruckleitung 13 zum Park-Löse-Ventil 14. Vom gelben Kupplungskopf 15 verläuft eine Steuerdruckleitung 16 zum Anhängerbremsmodul 17, welches unter anderem ein Redundanzventil 18, Magnetventile 19, 20 und Relaisventile 21 enthält.
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Über eine Leitung 22 ist ein Vorratsdruckbehälter 23 an das Anhängerbremsmodul 17 angeschlossen. Über eine weitere Leitung 24 ist der Vorratsbehälter 23 mit dem Park-Löse-Ventil 14 verbunden.
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Das Anhängerbremsmodul 17 ist über zwei Leitungen 25, 26 mit der Ventilanordnung 11 verbunden. Außerdem ist die Ventilanordnung 11 über eine Leitung 27 mit dem Park-Löse-Ventil 14 verbunden. In Fahrtstellung führt die Leitung 27 Vorratsdruck aus der Vorratsdruckleitung 13.
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Die Bremsanlage 10 ist hier für drei Achsen vorgesehen. Zwei der Achsen sind mit sogenannten Tristop-Bremszylindern ausgestattet und weisen dementsprechend Federspeicherbremszylinder 28, Radbremszylinder 29 und eine gemeinsame Kolbenstange 30 auf. Die Radbremszylinder 29 werden über Leitungen 31 aus dem Anhängerbremsmodul 17 gespeist. Die Federspeicherbremszylinder 28 sind über Leitungen 32 mit der Ventilanordnung 11 verbunden.
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Die Ventilanordnung 11 ist hier unter anderem mit einer Funktion zur Vermeidung einer mechanischen Überlast in den Bremsen ausgestattet. Eine Addition der Bremsdrücke in den Federspeicherbremszylindern 28 und Radbremszylindern 29 soll vermieden werden. Der Fall kann beispielsweise dann eintreten, wenn durch Abriss des roten Kupplungskopfes 12 der Vorratsdruck sinkt, die Federspeicherbremszylinder 28 entlüftet werden und in denselben vorgesehene Druckfedern 33 die Kolbenstangen 30 beaufschlagen, und dann zusätzlich der Fahrer bei noch vorhandenem Druck im Vorratsbehälter 23 die Betriebsbremse betätigt und dadurch die Radbremszylinder 29 mit Druckluft belüftet. Dieser Fall ist in den Figuren nicht dargestellt, jedoch in
5 der
DE 10 2015 007 383 A1 ersichtlich.
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Ebenso wie in der
DE 10 2015 007 383 A1 weist in den vorliegenden Ausführungsbeispielen die Ventilanordnung 11 ein Mehrwege-Ventil 34 (3/2-Wege-Ventil) als Notbremsventil auf, dessen Funktion über einen ersten Steuereingang 35 und einen zweiten Steuereingang 36 mit jeweils zugeordneten Steuerkammern 37, 38 und Steuerkolben 39, 40 gesteuert wird. Der erste Steuereingang 35 ist mit der Leitung 25 verbunden, die je nach Schaltstellung des Redundanzventils 18 mit der Steuerdruckleitung 16 verbunden sein kann (Normalfall) oder Vorratsbehälterdruck führt. Der zweite Steuereingang 36 ist an die Leitung 27 angeschlossen und führt im Normalfall Vorratsdruck.
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Bei ausreichendem Druck an wenigstens einem der beiden Steuereingänge 35, 36 ist das Mehrwege-Ventil 34 durchgängig, sodass die Federspeicherbremszylinder 28 über die Leitungen 26, 22 und das Anhängerbremsmodul 17 aus dem Vorratsbehälter 23 belüftbar sind.
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Sofern keiner der beiden Steuereingänge 35, 36 Druck führt, etwa bei Abriss des roten Kupplungskopfes 12, schaltet das Mehrwege-Ventil 34 in eine in den Figuren nicht gezeigte Schaltstellung, sodass über die Leitungen 32, einen ersten Ventilanschluss 41 und einen zweiten Ventilanschluss 42 (als Entlüftung) die Federspeicherbremszylinder 28 entlüftet werden. Ein dritter Ventilanschluss 43 ist mittelbar mit der Leitung 26 und in der gezeigten Fahrtstellung mit dem ersten Ventilanschluss 41 verbunden.
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Zwischen dem Mehrwege-Ventil 34 und der (mittelbar mit dem Vorratsdruckbehälter 23 verbundenen) Leitung 26 ist ein Rückschlagventil 44 vorgesehen, mit dem sichergestellt werden soll, dass die Federspeicherbremszylinder 28 zwar mit Druck aus dem Vorratsdruckbehälter 23 belüftbar sind, nicht jedoch in den Vorratsbehälter 23 hinein entlüftbar. Unter bestimmten Betriebsbedingungen bzw. in bestimmten Fehlerfällen kann trotz ordnungsgemäß angeschlossener Vorratsdruckleitung 13 eine Entlüftung der Federspeicherbremszylinder 28 sinnvoll sein, etwa bei einer abgeknickten Leitung zum Vorratsbehälter, sodass dieser im laufenden Betrieb nicht mehr nachgefüllt wird. In diesem Fall ist die Betriebsbremse des Anhängefahrzeugs aufgrund des fehlenden Drucks im Vorratsbehälter 23 nicht mehr aktivierbar.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist deshalb die Wirksamkeit des Rückschlagventils 44 in Abhängigkeit vom Druck im Vorratsbehälter 23 steuerbar. Hierzu ist zwischen dem dritten Ventilanschluss 43 des Mehrwege-Ventils 34 und der Leitung 26 ein Mehrwege-Ventil 45 vorgesehen, welches das Rückschlagventil 44 beinhaltet und in der Stellung gemäß 1 die Rückschlagfunktion aufweist, während in der Durchlassstellung gemäß 2 ein Durchlass in beide Richtungen vorliegt.
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Das Mehrwege-Ventil 45 ist als 2/2-Wege-Ventil ausgebildet mit einem Steuereingang 46, welcher mit der den Vorratsbehälterdruck führenden Leitung 26 verbunden ist. Sinkt der Vorratsbehälterdruck unter einen Grenzwert, schaltet eine Druckfeder 47 das Mehrwege-Ventil 45 aus der Stellung mit dem Rückschlagventil 44 bzw. mit der Rückschlagfunktion gemäß 1 in die Durchlassstellung gemäß 2. Daraufhin werden die Federspeicherbremszylinder 28 in den Vorratsbehälter 23 entlüftet, das Anhängefahrzeug wird eingebremst.
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Ein Anschluss 48 der Ventilanordnung 11 verbindet den Steuereingang 35 mit der Leitung 25. Der Steuereingang 46 ist über einen Anschluss 49 mit der Leitung 26 verbunden.
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In den 3 bis 5 ist eine alternative Ausführungsform dargestellt. Die Funktion des Notbremsventils 34 wird hier gesteuert durch ein Select-Low-Ventil 50. Dieses ist über einen Ausgang 51 mit einem Steuereingang 52 des Notbremsventils 34 verbunden. Dem Druck am Steuereingang 52 wirkt im Notbremsventil 34 eine Feder 53 entgegen. Die Feder 53 ist auch im Ausführungsbeispiel der 1, 2 vorhanden, wirkt dort der Bewegung des Steuerkolbens 40 entgegen.
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Das Select-Low-Ventil 50 weist einen Eingang 54 und einen Steuereingang 55 auf, die beide aus einer Leitung 56 mit Vorratsbehälterdruck gespeist werden. Dabei steht die Leitung 56 auch mit dem Anschluss 49 in Verbindung.
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Weiterhin weist das Select-Low-Ventil einen Eingang 57 und einen Steuereingang 58 auf, die beide über die Leitung 27 an den Vorratsdruck bzw. an das Park-Löse-Ventil 14 angeschlossen sind. Wichtig ist in diesem Zusammenhang der anliegende Vorratsdruck.
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Solange Vorratsbehälterdruck und Vorratsdruck ausreichend hoch sind und über einem Grenzwert liegen, beispielsweise über 2,5 bar, liegt am Steuereingang 52 ausreichend Druck an, um das Notbremsventil 34 in der Fahrtstellung gemäß 4 zu halten. Dabei ist der erste Ventilanschluss 41 mit dem dritten Ventilanschluss 43 verbunden, sodass das Rückschlagventil 44 nicht umgangen wird.
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Sobald Vorratsbehälterdruck oder Vorratsdruck unter den Grenzwert absinken, schaltet das Notbremsventil in die Stellung gemäß 5. Der erste Ventilanschluss 41 ist dann mit dem zweiten Ventilanschluss 42 verbunden, welcher über eine Leitung 59 mit dem unteren Relaisventil 21 verbunden ist. Dadurch entsteht zugleich eine Verbindung vom zweiten Ventilanschluss 42 zu den an das untere Relaisventil 21 angeschlossenen Radbremszylindern 29.
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Die Relaisventile 21 sind jeweils mit einer Entlüftung 60 versehen. Entsprechend ist in der Stellung gemäß 5 eine Entlüftung der Federspeicherbremszylinder 28 über die Entlüftung 60 des unteren Relaisventils 21 möglich.
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In der Darstellung gemäß 5 ist der Vorratsbehälterdruck am Steuereingang 55 unter dem entscheidenden Grenzwert und auch niedriger als der Vorratsdruck. Entsprechend steht das Select-Low-Ventil 50 als 3/2-Wege-Ventil hier in seiner rechten Position. Läge der Vorratsdruck unter dem Vorratsbehälterdruck und zugleich unter dem entscheidenden Grenzwert, befände sich das Select-Low-Ventil 50 in der hier für den Fall der Einbremsung nicht gezeigten linken Position. Die linke Position ist nur in 4 im Zusammenhang mit der Fahrtstellung gezeigt. Dort ist die Position des Select-Low-Ventils 50 jedoch nicht relevant, da Vorratsbehälterdruck und Vorratsdruck ausreichend hoch sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- pneumatische Bremsanlage
- 11
- Ventilanordnung
- 12
- roter Kupplungskopf
- 13
- Vorratsdruckleitung
- 14
- Park-Löse-Ventil
- 15
- gelber Kupplungskopf
- 16
- Steuerdruckleitung
- 17
- Anhängerbremsmodul
- 18
- Redundanzventil
- 19
- Magnetventile
- 20
- Magnetventile
- 21
- Relaisventile
- 22
- Leitung
- 23
- Vorratsbehälter
- 24
- Leitung
- 25
- Leitung
- 26
- Leitung
- 27
- Leitung
- 28
- Federspeicherbremszylinder
- 29
- Radbremszylinder
- 30
- Kolbenstange
- 31
- Leitungen
- 32
- Leitungen
- 33
- Druckfedern
- 34
- Mehrwege-Ventil
- 35
- erster Steuereingang
- 36
- zweiter Steuereingang
- 37
- Steuerkammer
- 38
- Steuerkammer
- 39
- Steuerkolben
- 40
- Steuerkolben
- 41
- erster Ventilanschluss
- 42
- zweiter Ventilanschluss
- 43
- dritter Ventilanschluss
- 44
- Rückschlagventil
- 45
- Mehrwege-Ventil
- 46
- Steuereingang
- 47
- Druckfeder
- 48
- Anschluss
- 49
- Anschluss
- 50
- Select-Low-Ventil
- 51
- Ausgang
- 52
- Steuereingang
- 53
- Feder
- 54
- Eingang (Vorratsbehälterdruck)
- 55
- Steuereingang (Vorratsbehälterdruck)
- 56
- Leitung
- 57
- Eingang (Vorratsdruck)
- 58
- Steuereingang (Vorratsdruck)
- 59
- Leitung
- 60
- Entlüftung
