DE102021118896A1 - Elektropneumatische Feststellbremseinheit mit Notlösung - Google Patents

Elektropneumatische Feststellbremseinheit mit Notlösung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektropneumatische Ventilanordnung (1) zur Betätigung einer Feststellbremsfunktion eines elektropneumatischen Bremssystems (102) eines Nutzfahrzeugs (100), mit einer Vorsteuereinheit (8), die in Abhängigkeit von einem elektronischen Feststellbremssignal (SFB) einen Vorsteuerdruck (pSV) aussteuert, und die selbsthaltend ausgebildet ist, wobei der Vorsteuerdruck (pSV) eine Aussteuerung eines Parkbremsdrucks (pBP) an wenigsten einem Federspeicheranschluss (21) bewirken oder als dieser ausgesteuert werden kann. Ferner weist die Ventilanordnung einen Notlöseanschluss (38) auf mit einem Notlösepfad (39) zum wahlweisen Einsteuern eines Notlösedrucks (pSN), der die Aussteuerung des Parkbremsdrucks (pBP) am wenigstens einen Federspeicheranschluss (21) bewirkt. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren sowie ein Nutzfahrzeug.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektropneumatische Ventilanordnung zur Betätigung einer Feststellbremsfunktion eines elektropneumatischen Bremssystems eines Nutzfahrzeugs, mit einer Vorsteuereinheit, die in Abhängigkeit von einem elektronischen Feststellbremssignal einen Vorsteuerdruck aussteuert, und die selbsthaltend ausgebildet ist, wobei der Vorsteuerdruck eine Aussteuerung eines Parkbremsdrucks an wenigsten einem Federspeicheranschluss bewirken oder als dieser ausgesteuert werden kann. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Steuern einer Parkbremsfunktion eines Nutzfahrzeugs mit einem elektropneumatischen Bremssystem sowie ein Nutzfahrzeug mit einem elektronisch steuerbaren pneumatischen Bremssystem.
  • Elektropneumatische Ventilanordnungen zum Betätigen einer Feststellbremsfunktion werden sowohl im europäischen als auch im US-amerikanischen Raum eingesetzt. Eine Feststellbremsfunktion eines elektropneumatischen Bremssystems nutzt in der Regel sogenannte Federspeicherbremszylinder, die aufgrund einer Federkraft zuspannen und im belüfteten Zustand geöffnet sind. Während der Fahrt sollen dieser Federspeicherbremszylinder also belüftet und damit geöffnet sein, während sie im geparkten Zustand des Fahrzeugs entlüftet werden und damit zuspannen.
  • Eine Lösung, um derartige Federspeicherbremszylinder zu belüften, ist in DE 10 2017 005 757 A1 offenbart. Die dort offenbarte Lösung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 nutzt eine Vorsteuereinheit sowie eine Hauptventileinheit, wobei die Vorsteuereinheit ein elektromagnetisches Magnetventil in Form eines Bistabilventils umfasst. Die Hauptventileinheit ist in der dort offenbarten Lösung durch ein Relaisventil gebildet. Je nach Schaltstellung des elektromagnetischen Bistabilventils wird ein Steuerdruck an der Hauptventileinheit ausgesteuert, die dann in entsprechender Weise einen Volumendruck für die Federspeicherbremszylinder aussteuert. Als Bistabilventil wird ein Magnetventil bezeichnet, welches zwei stabile Schaltstellungen, insbesondere eine stabile Belüftungsstellung und eine stabile Entlüftungsstellung hat. Zu diesem Zweck kann durch Bestromen eines ersten Elektromagneten ein Anker des Magnetventils in eine erste Stellung verbracht werden, sodass das Magnetventil die Belüftungsstellung einnimmt und durch Bestromen eines zweiten Elektromagneten der Anker des Magnetventils in eine zweite Stellung verbracht werden, sodass das Magnetventil die Entlüftungsstellung einnimmt. Wenn dann keine andere Kraft auf den Anker wirkt, oder dieser in den Stellungen mechanisch und/oder magnetisch verrastbar ist, ist die jeweilige Schaltstellung stabil, da sie ohne weitere Bestromung aufrechterhalten bleiben kann.
  • Im US-amerikanischen Raum hingegen werden sogenannte Push-Pull-Ventile in der Fahrerkabine eingesetzt, über die der Fahrer manuell die Belüftung bzw. Entlüftung der Federspeicherbremszylinder bewirken kann. Wird das Push-Pull-Ventil hineingedrückt, wird eine pneumatische Verbindung hergestellt, sodass die Federspeicherbremszylinder des Zugfahrzeugs belüftet und damit gelöst werden. Zieht der Fahrer hingegen das Push-Pull-Ventil heraus, werden die Federspeicherbremszylinder entlüftet und spannen zu. Eine Lösung, die bereits ein pneumatisches Schalten der Push-Pull-Ventile zulässt, ist in DE 10 2018 108 202 A1 offenbart.
  • Da der Aufwand der pneumatischen Verrohrung von den entsprechenden Ventilen, die die Parkbremsfunktion umsetzen, den Federspeicherbremszylindern, die üblicherweise an der Hinterachse vorgesehen sind, sowie der Fahrerkabine relativ hoch ist, besteht ein Bedarf, dies zu vereinfachen. Zudem besteht der Bedarf, die Sicherheit derartiger Push-Pull-Ventile zu verbessern.
  • Eine weitere Lösung, die eine pneumatische Bistabilität bzw. Selbsthaltung erzeugt und damit ein stabiles Einlegen der Parkbremse ermöglicht auch ohne weitere Bestromung eines elektromagnetischen Ventils, ist in WO 2019/030242 A1 offenbart. Die dort offenbarte Lösung nutzt als Hauptventileinheit ein pneumatisch schaltbares 3/2-Wegeventil und als Vorsteuereinheit zwei elektrisch schaltbare 3/2-Wegeventile, wobei eines der elektrisch schaltbaren 3/2-Wegeventile den von der Hauptventileinheit ausgesteuerten Druck rückführt und einen pneumatischen Steueranschluss der Hauptventileinheit aussteuert. Hierdurch wird eine pneumatische Selbsthaltung für den Fall realisiert, in dem die Hauptventileinheit einen pneumatischen Druck aussteuert. Tritt nun ein Fehler auf, oder wird der Vorrat, der die Hauptventileinheit mit Vorratsdruck versorgt, leergepumpt, wird auch kein Druck mehr von der Hauptventileinheit ausgesteuert, sodass die Hauptventileinheit monostabil in eine andere Schaltstellung wechselt, in der der entsprechende Federspeicheranschluss entlüftet wird. Auch wenn der entsprechende Druckluftvorrat wieder gefüllt werden sollte, beispielsweise durch einen Servicetechniker oder weil das Fahrzeug wieder Strom hat, wird die Parkbremse nicht automatisch wieder gelöst, da sich die Hauptventileinheit in der Entlüftungsstellung befindet und kein pneumatischer Druck rückgeführt wird.
  • Diese speziell für den US-Markt vorgesehene Lösung ist allerdings je nach Bauart des Fahrzeugs nicht ohne Weiteres in Europa einsetzbar. Zudem besteht Bedarf, auch weitere Funktionalitäten umsetzen zu können und insofern eine verbesserte Ventilanordnung bereitzustellen, sowie nach Möglichkeiten Synergien zwischen einzelnen Produkten schaffen zu können.
  • Die Aufgabe wird in einem ersten Aspekt der Erfindung bei einer elektropneumatischen Ventilanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass ein Notlöseanschluss vorgesehen ist mit einem Notlösepfad zum wahlweisen Einsteuern eines Notlösedrucks, der an einem pneumatischen Steueranschluss der Vorsteuereinheit bereitgestellt wird und die Aussteuerung des Parkbremsdrucks am wenigstens einen Federspeicheranschluss bewirkt.
  • Die Vorsteuereinheit ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von einem elektronischen Feststellbremssignal einen Vorsteuerdruck auszusteuern, der dann entweder von einer weiteren Ventileinheit verarbeitet oder direkt und unmittelbar an dem Federspeicheranschluss als Parkbremsdruck ausgesteuert werden kann. Der Federspeicheranschluss ist vorzugsweise ein Federspeicheranschluss der elektropneumatischen Ventilanordnung. Eine weitere Ventileinheit, die den Vorsteuerdruck zunächst umsetzen kann, kann beispielsweise durch eine Hauptventileinheit gebildet sein, die den Vorsteuerdruck empfängt und/
    oder in Abhängigkeit vom Vorsteuerdruck einen Parkbremsdruck an wenigstens einem Federspeicheranschluss aussteuert. Zu diesem Zweck empfängt die Hauptventileinheit vorzugsweise auch den Vorratsdruck. Eine solche Hauptventileinheit kann typischerweise durch ein Relaisventil gebildet werden. Dies ist aber nicht zwingend erforderlich, und der Vorsteuerdruck kann auch direkt als Parkbremsdruck ausgesteuert werden.
  • Die Vorsteuereinheit ist selbsthaltend ausgebildet, steuert also nach initialer Aktivierung durch das elektronische Feststellbremssignal den Vorsteuerdruck permanent und stabil aus, auch wenn das elektronische Feststellbremssignal wegfällt. Als Selbsthaltung wird hierbei insbesondere verstanden, dass die Belüftungsstellung der Vorsteuereinheit durch das Aussteuern des Vorsteuerdrucks selbst aufrechterhalten wird. Selbsthaltend sind auch Ventile, die sowohl in der Belüftungsstellung als auch der Entlüftungsstellung stabil sind, auch wenn das Signal, auf Basis dessen das Ventil in die Be- bzw. Entlüftungsstellung schaltet, wegfällt. Unterschieden werden kann zwischen pneumatischer Selbsthaltung und magnetischer Selbsthaltung. Bei dieser im Grunde bekannten Anordnung, wie vorstehend mit Bezug auf den Stand der Technik beschrieben, besteht dann der Vorteil, dass bei Wegfall oder Absinken eines Vorratsdrucks, der der Vorsteuereinheit bereitgestellt wird und den diese nutzt, um den Vorsteuerdruck auszusteuern, aufgrund der Selbsthaltung die Vorsteuereinheit in eine Entlüftungsstellung schaltet und den Federspeicheranschluss entlüftet. Die Vorsteuereinheit ist also vorzugsweise stabil in der Entlüftungsstellung. Die Vorsteuereinheit empfängt vorzugsweise den Vorratsdruck, vorzugsweise von einem Vorratsanschluss der elektropneumatischen Ventilanordnung, der an einen oder mehrere Druckluftvorräte des Bremssystems angeschlossen sein kann. Ist aber die Vorsteuereinheit stabil in der Entlüftungsstellung, bedarf es wiederum des elektronischen Feststellbremssignals, um den Vorsteuerdruck auszusteuern und um so die Selbsthaltung wieder zu aktivieren und die Belüftungsstellung der Vorsteuereinheit aufrechterhalten zu können. Im Fehlerfall des Fahrzeugs, des elektropneumatischen Bremssystems und/oder der elektropneumatischen Ventilanordnung, in welchem das elektronische Feststellbremssignal nicht oder nicht richtig bereitgestellt werden kann, lässt sich die Vorsteuereinheit allerdings nicht mehr oder nicht richtig elektronisch schalten. Eine Aussteuerung des Parkbremsdrucks kann in diesem Fall nicht erfolgen.
  • Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung vor, einen Notlöseanschluss vorzusehen, über den wahlweise ein Notlösedruck eingesteuert werden kann, der die Aussteuerung des Parkbremsdrucks an den wenigstens einen Federspeicheranschluss bewirkt. Der Notlösedruck wird dann seinerseits an einem dafür vorgesehenen pneumatischen Steueranschluss der Vorsteuereinheit bereitgestellt. Der Notlösedruck wird demnach vorzugsweise an einer ersten pneumatischen Steuerfläche der Vorsteuereinheit ausgesteuert. Über diesen pneumatischen Notlösedruck kann unabhängig vom Bereitstellen des elektronischen Feststellbremssignals der Parkbremsdruck ausgesteuert werden, um so den Federspeicheranschluss zu belüften und etwaige an den Federspeicheranschluss angeschlossene Federspeicherbremszylinder zu belüften und so zu lösen. Der Notlöseanschluss ermöglicht also ein Notlösen der Federspeicherbremszylinder, um das Fahrzeug, in welchem eine derartige elektropneumatische Ventilanordnung eingesetzt ist, beispielsweise in einem stromlosen Fall, beispielsweise nach einem Unfall oder Defekt, abschleppen zu können. Hierbei kann einerseits vorgesehen sein, dass aufgrund des Notlösedrucks die Vorsteuereinheit in die Belüftungsstellung gebracht wird, und/oder dass der Parkbremsdruck unabhängig von der Schaltstellung der Vorsteuereinheit am Federspeicheranschluss ausgesteuert wird.
  • Bevorzugt ist die Vorsteuereinheit dadurch selbsthaltend ausgebildet, dass der von der Vorsteuereinheit ausgesteuerte Vorsteuerdruck oder ein davon abgeleiteter Druck über eine Selbsthalteleitung zurückgeführt und an dem pneumatischen Steueranschluss oder einem der Vorsteuereinheit zugeordneten weiteren pneumatischen Steueranschluss bereitgestellt wird. Der zurückgeführte Druck kann auch als Selbsthaltedruck bezeichnet werden. Er kann an demselben pneumatischen Steueranschluss ausgesteuert werden, an dem auch der Notlösedruck ausgesteuert wird. Er kann aber auch an einem separat vorgesehenen pneumatischen Steueranschluss, der dann auch als Selbsthalteanschluss bezeichnet werden kann, ausgesteuert werden. Er kann, unabhängig davon, an derselben pneumatischen Steuerfläche wie der Notlösdruck ausgesteuert werden, oder an einer gesondert vorgesehenen pneumatischen Steuerfläche. Eine solche Selbsthalteleitung kann als pneumatische Verschlauchung oder Verrohrung ausgebildet sein, die an irgendeiner Stelle zwischen der Vorsteuereinheit und dem Federspeicheranschluss abzweigt. Sie kann auch als Bohrung innerhalb eines Ventils der Vorsteuereinheit ausgebildet sein, um so den Vorsteuerdruck an dem Selbsthalteanschluss bzw. der entsprechend zugeordneten Steuerfläche auszusteuern. Der Selbsthalteanschluss ist vorzugsweise ein pneumatischer Anschluss eines Ventils, sodass die Aussteuerung des Vorsteuerdrucks vorzugsweise als Selbsthaltedruck an dem Selbsthalteanschluss die Schaltung bzw. die Beibehaltung einer Schaltstellung eines Ventils bewirken kann.
  • Vorzugsweise wird für den Fall, dass der an dem pneumatischen Steueranschluss und/oder am weiteren pneumatischen Steueranschluss anliegende Druck einen ersten Schwellwert unterschreitet, die Vorsteuereinheit in eine stabile Entlüftungsstellung geschaltet. Solange also der am pneumatischen Steueranschluss und/oder am weiteren pneumatischen Steueranschluss (Selbsthalteanschluss) anliegende Druck den ersten Schwellwert überschreitet, bleibt die Vorsteuereinheit stabil in der Belüftungsstellung, sodass der Parkbremsdruck ausgesteuert bleibt. Fällt jedoch der am pneumatischen Steueranschluss und/oder am weiteren pneumatischen Steueranschluss ausgesteuerte Druck, also insbesondere der Vorsteuerdruck ab, beispielsweise, weil ein der Vorsteuereinheit bereitgestellter Vorratsdruck abfällt, beispielsweise aufgrund einer Leckage oder eines sonstigen Fehlers, fällt die Vorsteuereinheit stabil in die Entlüftungsstellung. Der Federspeicheranschluss bleibt in der Entlüftungsstellung entlüftet und an den Federspeicheranschluss angeschlossene Federspeicherbremszylinder bleiben zugespannt.
  • Der erste Schwellwert ist vorzugsweise in einem Bereich von 200 kPa bis 400 kPa vorgesehen, weiter bevorzugt 250 kPa bis 350 kPa. Diese Werte sollten unterhalb des üblichen Werts des Vorratsdrucks liegen. Es kann vorgesehen sein, dass der erste Schwellwert nur dem als Selbsthalteanschluss fungierenden Steueranschluss zugeordnet ist, falls zwei oder mehr pneumatische Steueranschlüsse vorgesehen sind. Der erste Schwellwert kann nur einer Steuerfläche zugeordnet sein, für den Fall, dass es zwei oder mehr Steuerflächen gibt.
  • In einer Variante kann die Einsteuerung des Notlösedrucks an dem Notlöseanschluss die Aussteuerung des Vorsteuerdrucks durch die Vorsteuereinheit bewirken. Vorzugsweise kann die Einsteuerung des Notlösedrucks das Schalten eines Ventils in der Vorsteuereinheit bewirken. Es soll verstanden werden, dass auch zwei oder mehr Ventile der Vorsteuereinheit geschaltet werden können, wenn der Notlösedruck ausgesteuert wird. Hierzu übersteigt der Notlösedruck vorzugsweise einen zweiten Schwellwert, der vorzugsweise höher als der erste Schwellwert ist. Das heißt, solange der Notlösedruck den zweiten Schwellwert unterschreitet, wird der Vorsteuerdruck noch nicht ausgesteuert, überschreitet allerdings der Notlösedruck den zweiten Schwellwert, wird der Vorsteuerdruck ausgeschaltet, beispielsweise durch Schalten eines oder mehrerer Ventile der Vorsteuereinheit. Es kann vorgesehen sein, dass der zweite Schwellwert nur dem pneumatischen Steueranschluss zugeordnet ist, falls für den Selbsthaltedruck ein weiterer pneumatischer Steueranschluss vorgesehen sind. Der zweite Schwellwert kann nur einer Steuerfläche zugeordnet sein, für den Fall, dass es zwei oder mehr Steuerflächen gibt.
  • Der zweite Schwellwert liegt vorzugsweise in einem Bereich von 500 kPa bis 900 kPa, vorzugsweise 600 kPa bis 800 kPa.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung werden der Notlösedruck und der Selbsthaltedruck an dem pneumatischen Steueranschluss bereitgestellt bzw. ausgesteuert. Sowohl der Notlösedruck als auch der Selbsthaltedruck werden demnach an demselben pneumatischen Steueranschluss ausgesteuert und wirken vorzugsweise auch auf dieselbe pneumatische Steuerfläche. Hierdurch ist eine besonders einfache Möglichkeit geschaffen, den Vorsteuerdruck auch in einem stromlosen Fall des Fahrzeugs, bzw. für den Fall, dass sich die Vorsteuereinheit nicht mehr oder nicht mehr richtig elektronisch schalten lässt, aussteuern zu können. Dazu übersteigt der Notlösedruck vorzugsweise wenigstens den ersten Schwellwert, vorzugsweise aber den zweiten Schwellwert.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der Notlösepfad in einen Entlüftungspfad der Vorsteuereinheit mündet. So ist es beispielsweise denkbar und bevorzugt, dass der Notlösepfad über ein Rückschlagventil oder ein Doppelrückschlagventil in den Entlüftungspfad mündet, um so über den Entlüftungspfad der Vorsteuereinheit einen Steuerdruck auszusteuern. Die Vorsteuereinheit befindet sich im stromlosen Zustand bzw. drucklosen Zustand des Fahrzeugs in der Entlüftungsstellung und die Vorsteuereinheit ist mit der Entlüftung verbunden. Das heißt, in dieser Schaltstellung kann über den Entlüftungspfad der Notlösedruck eingesteuert werden, um über die Vorsteuereinheit den Vorsteuerdruck auszusteuern oder der Vorsteuereinheit auf diese Weise einen entsprechenden Steuerdruck bereitzustellen. Hierdurch wird wiederum die Aussteuerung des Parkbremsdrucks bewirkt bzw. diese unmittelbar ausgesteuert.
  • Die Vorsteuereinheit kann vorzugsweise eine selbsthaltende Ventileinheit und ein Halteventil aufweisen. Die selbsthaltende Ventileinheit kann wiederum aus einem oder mehreren Ventilen gebildet sein. Das Halteventil ist vorzugsweise als monostabiles 2/2-Wegeventil ausgebildet und hat eine Öffnungsstellung und eine Schließstellung, wobei es monostabil in der Öffnungsstellung ist. Das Halteventil kann dazu dienen, den von der Vorsteuereinheit ausgesteuerten Druck einzusperren, um so beispielsweise eine Belüftung des Federspeicheranschlusses aufrechtzuerhalten, unabhängig von einer Schaltstellung der Vorsteuereinheit.
  • In einer Variante weist die Vorsteuereinheit ein elektromagnetisches Magnetventil mit wenigstens einem ersten Permanentmagneten auf, wobei das Magnetventil den pneumatischen Steueranschluss aufweist, wobei das Magnetventil in Abhängigkeit vom Notlösedruck von einer Entlüftungsstellung in einer Belüftungsstellung schalten kann. Das Magnetventil kann zusätzlich den weiteren pneumatischen Steueranschluss aufweisen. An dem Magnetventil kann also der Notlösedruck und/oder der Selbsthaltedruck ausgesteuert werden. Ein Magnetventil dieser Art zeichnet sich durch den wenigstens einen Permanentmagneten aus, mittels dem zwei Raststellungen in den Endlagen eines Ankers des Magnetventils erhalten werden können. Solche Ventile werden auch als Bistabilventil bezeichnet, da der Anker aufgrund der Magnetkraft stabil in den beiden Endlagen verbleiben kann. Demnach wird als Bistabilventil ein Magnetventil bezeichnet, welches zwei stabile Schaltstellungen, insbesondere eine stabile Belüftungsstellung und eine stabile Entlüftungsstellung hat. Es können auch zwei oder mehr Permanentmagnete vorgesehen sein. Zu Schaltens des Magnetventils können ein oder zwei oder mehr Spulen vorgesehen sein. Sind zwei Spulen vorgesehen, kann durch Bestromen einer ersten Spule der Anker des Magnetventils, der vorzugsweise einen Permanentmagneten trägt, in eine erste Stellung verbracht werden, sodass das Magnetventil die Belüftungsstellung einnimmt und durch Bestromen einer zweiten Spule der Anker des Magnetventils in eine zweite Stellung verbracht werden, sodass das Magnetventil die Entlüftungsstellung einnimmt. Beide Endpositionen bilden Raststellungen, in denen das Magnetventil magnetisch verrastet ist. Wenn dann keine andere Kraft auf den Anker wirkt, oder dieser in den Stellungen mechanisch und/oder magnetisch verrastbar ist, ist die jeweilige Schaltstellung stabil, da sie ohne weitere Bestromung aufrechterhalten bleiben kann.
  • Bei Lösungen, die im Rahmen von elektropneumatischen Ventilanordnungen zum Betätigen der Feststellbremsfunktion ein Magnetventil in Form eines herkömmlichen Bistabilventils nutzen, besteht die Gefahr, dass das Magnetventil auch nach einem Fehler des Fahrzeugs aufgrund der Magnetkraft, die der wenigstens eine Permanentmagnet ausübt, in einer Belüftungsstellung verharrt. Wird das Fahrzeug nach einem Fehler abgestellt und infolgedessen der Druckluftvorrat geleert, werden die Federspeicherbremszylinder zugespannt, auch ohne dass das Magnetventil in die Entlüftungsstellung gebracht wird. Es kann also aufgrund seiner zwei magnetischen Raststellungen, nämlich der Belüftungsstellung und der Entlüftungsstellung, in der Belüftungsstellung verharren. Wird nun das Fahrzeug wieder mit Strom versorgt und infolgedessen der Druckluftvorrat aufgefüllt oder der Druckluftvorrat auf andere Weise wieder aufgefüllt, kann es dazu kommen, dass die Federspeicherbremszylinder belüftet und dadurch gelöst werden, was zum ungewollten Wegrollen des Fahrzeugs führen kann. Um dies zu verhindern, ist es bekannt, das Magnetventil, nachdem die Federspeicherbremszylinder belüftet wurden, in eine Entlüftungsstellung zu bringen, wobei der von dem Magnetventil ausgesteuerte Druck durch ein anderes, weiteres Ventil wie beispielsweise ein 2/2-Wegeventil, eingesperrt wird. Kommt es dann zu einem Fehler, ist das Magnetventil in der Entlüftungsstellung und das 2/2-Wegeventil fällt stromlos vorzugsweise in eine offene Schaltstellung, sodass die Federspeicherbremszylinder automatisch und in der Folge entlüftet werden. Da das Magnetventil aber aufgrund des wenigstens einen Permanentmagneten stabil bzw. selbsthaltend in der Entlüftungsstellung ist, können die Federspeicherbremszylinder nicht ohne weiteres wieder belüftet werden, falls das Fahrzeug beispielsweise abgeschleppt werden soll, oder der Fehler, der Entlüftung der Federspeicherbremszylinder geführt hat, behoben ist. Um das Magnetventil wieder in die Belüftungsstellung zu bringen, ist ein elektrischer Impuls, vorzugsweise das Bestromen einer Spule des Magnetventils, notwendig. Falls dieser elektrische Impuls nicht oder nicht richtig ausgesteuert werden kann, lässt sich ein Magnetventil nach herkömmlicher Bauart nicht in die Belüftungsstellung schalten. Hier setzt nun der pneumatische Steueranschluss an. An diesem kann der Notlösedruck und/oder Selbsthaltedruck ausgesteuert werden, um das Magnetventil vorzugsweise von der Entlüftungsstellung in die Belüftungsstellung zu schalten oder schalten zu können.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Notlösedruck an dem pneumatischen Steueranschluss des Magnetventils bereitgestellt. Hierdurch lässt sich das Magnetventil in die Belüftungsstellung schalten und so mittels des Notlösedrucks der Parkbremsdruck am wenigstens einen Federspeicheranschluss aussteuern. Vorzugsweise ist der Notlöseanschluss hierzu über den Notlösepfad mit dem pneumatischen Steueranschluss des Magnetventils verbunden. Es ist je nach Ausführungsform denkbar und bevorzugt, dass ein oder mehrere Ventile zwischen den Notlöseanschluss und den pneumatischen Steueranschluss geschaltet sind.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Magnetventil einen den Vorratsdruck empfangenden ersten Magnetventilanschluss, einen den Vorsteuerdruck aussteuernden zweiten Magnetventilanschluss und einen mit einer Entlüftung verbundenen dritten Magnetventilanschluss auf. Vorzugsweise ist in einer Belüftungsstellung oder ersten Schaltstellung des Magnetventils der erste Magnetventilanschluss mit dem zweiten Magnetventilanschluss verbunden und in einer Entlüftungsstellung oder zweiten Schaltstellung des Magnetventils ist der dritte Magnetventilanschluss mit dem zweiten Magnetventilanschluss verbunden. Durch Bestromen von wenigstens einer Spule kann das Magnetventil wahlweise in die Belüftungsstellung oder die Entlüftungsstellung geschaltet werden, wobei das Magnetventil mittels des wenigstens einen Permanentmagneten magnetisch in der jeweiligen Schaltstellung gehalten werden kann.
  • Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, dass für den Fall, dass der am pneumatischen Steueranschluss und/oder am weiteren pneumatischen Steueranschluss des Magnetventils ausgesteuerte Selbsthaltedruck einen oder den ersten Schwellwert unterschreitet, das Magnetventil unabhängig von einer vorherigen Schaltstellung in die Entlüftungsstellung geschaltet wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Magnetventil auch stromlos und auch bei einem Fehler in der Entlüftungsstellung ist und ein Wiederherstellen eines Vorratsdrucks nicht unmittelbar zum Lösen von Federspeicherbremszylindern führt. Das Magnetventil kann grundsätzlich eine Spule und einen Permanentmagneten aufweisen, der dann vorzugsweise im Anker des Magnetventils angeordnet ist. Durch entsprechende Bestromung der einen Spule kann der Anker samt Permanentmagnet in die eine oder andere Richtung bewegt werden, wobei er bei Anlage an einen entsprechenden Ventilsitz den Anker dort magnetisch verrastet, sodass das Magnetventil zwei magnetische Raststellungen hat. Es können in Varianten aber auch zwei Spulen und ein Permanentmagnet, zwei Spulen und zwei Permanentmagnete oder eine Spule und zwei Permanentmagnete vorgesehen sein. Wenn zwei Permanentmagnete verwendet werden, sind diese vorzugsweise an einem Ventilgehäuse befestigt und wirken jeweils auf den Anker, sodass sie den Anker wiederum in seinen Endlagen magnetisch halten und so verrasten. Es können jeweils auch mehr als zwei Spule und Permanentmagnete vorgesehen sein.
  • Weiterhin ist bevorzugt, dass für den Fall, dass der Selbsthaltedruck und/oder der Notlösedruck den ersten Schwellwert überschreitet, das Magnetventil in der vorherigen Schaltstellung gehalten wird, und vorzugsweise durch Bestromen der wenigstens einen Spule wahlweise in die Belüftungsstellung oder Entlüftungsstellung geschaltet werden kann. Es ist also vorzugsweise vorgesehen, dass, wenn der Selbsthaltedruck und/oder der Notlösedruck den ersten Schwellwert überschreitet, das Magnetventil in der Be- oder Entlüftungsstellung gehalten werden kann, je nachdem in welche dieser Stellungen das Magnetventil elektromagnetisch geschaltet wurde. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass das Magnetventil in die Belüftungsschaltstellung geschaltet wird.
  • Vorzugsweise wird für den Fall, dass der Selbsthaltedruck und/oder der Notlösedruck einen oder den zweiten Schwellwert überschreitet, der vorzugsweise höher als der erste Schwellwert ist, das Magnetventil in die Belüftungsstellung geschaltet. Vorzugsweise kann das Magnetventil in diesem Fall durch Bestromen der wenigstens einen Spule in die Entlüftungsstellung geschaltet werden. Übersteigt der Selbsthaltedruck und/oder der Notlösedruck den zweiten Schwellwert, kann dies nicht nur ein Beibehalten der Schaltstellung, sondern ein aktives Schalten des Magnetventils in die Belüftungsstellung bewirken. Dazu übersteigt die Kraft, die durch den Selbsthaltedruck und/oder Notlösedruck ausgeübt wird vorzugsweise eine magnetische Haltekraft bzw. Rastmoment, die von dem wenigsten einen Permanentmagneten ausgeübt wird. Dennoch ist vorzugsweise vorgesehen, dass durch Bestromen der wenigstens einen Spule, das Magnetventil in die Entlüftungsstellung geschaltet werden kann. Wenn die Spule bestromt wird, wird auf den Anker eine zusätzliche Kraft ausgeübt, die wiederum die durch den Selbsthaltedruck und/oder Notlösedruck ausgeübte Kraft übersteigen kann, sodass der Anker in die andere Schaltstellung verbracht wird. Durch Bestromen der wenigstens einen Spule kann also die Aussteuerung des Selbsthaltedrucks und/oder Notlösedrucks oberhalb des zweiten Schwellwerts übersteuert werden, um die Entlüftungsstellung zwangsweise einzunehmen.
  • Weiterhin ist bevorzugt, dass das Magnetventil eine Vorzugsstellung aufweist. Das heißt, das Magnetventil ist vorzugsweise in eine der ersten und zweiten Schaltstellungen, vorzugsweise die Entlüftungsstellung, vorgespannt. Vorzugsweise ist die Vorsteuereinheit in der Vorzugsstellung mit der Entlüftung verbunden. Es kann vorgesehen sein, dass das Aussteuern des Sicherheitssteuerdrucks oberhalb des ersten Schwellwerts die Vorzugsstellung aufhebt. Sobald der Selbsthaltedruck und/oder Notlösedruck den ersten Schwellwert überschreitet, hat das Magnetventil vorzugsweise keine Vorzugsstellung mehr. Unterschreitet jedoch der Selbsthaltedruck und/oder Notlösedruck den ersten Schwellwert, hat das Magnetventil die Vorzugsstellung und schaltet stromlos in die Vorzugsstellung, nämlich vorzugsweise in die Entlüftungsstellung. Die Vorzugsstellung kann beispielsweise durch eine Federbelastung des Magnetventils in die Vorzugsstellung realisiert werden. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das Magnetventil mechanisch in die Vorzugsstellung belastet ist und bei Unterschreiten des Selbsthaltedrucks und/oder Notlösedruck in diese Vorzugsstellung verbracht wird. Der Selbsthaltedruck und/oder Notlösedruck wirkt in diesem Fall also der Federkraft entgegen. In der Vorzugsstellung ist die Vorsteuereinheit vorzugsweise mit der Entlüftung verbunden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird als Selbsthaltedruck ein von dem Magnetventil ausgesteuerter Druck oder ein davon abgeleiteter Druck an dem Magnetventilsteueranschluss ausgesteuert. Hierdurch wird insbesondere für den Fall, wenn das Magnetventil eine Vorzugsstellung hat, eine Selbsthaltung erreicht. Die Vorzugsstellung dient dazu, das Magnetventil für den Fall, dass ein Fehler auftritt, bevor das Magnetventil elektronisch zurück in die Entlüftungsstellung gebracht werden kann, dennoch die Vorzugsstellung einnimmt, die vorzugsweiseweise die Entlüftungsstellung ist. Um Aber zu verhindern, dass diese Vorzugsstellung im normalen Fahrbetrieb eingenommen wird, wird vorzugsweise ein von dem Magnetventil ausgesteuerter Druck zurückgeführt und als Selbsthaltedruck an dem pneumatischen Steueranschluss oder weiteren pneumatischen Steueranschluss bereitgestellt.
  • Nach dieser Ausführungsform wird daher die Schaltstellung des Magnetventils nicht nur von der elektromagnetisch eingestellten Schaltstellung und/oder der Vorzugsstellung abhängig gemacht, sondern auch vom Aussteuern des Selbsthaltedrucks, also von dem durch das Magnetventil ausgesteuerten Druck. Hierdurch wird eine weitere Sicherheitsebene bereitgestellt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass, sobald der Selbsthaltedruck unter den ersten vorbestimmten Schwellwert sinkt, das Magnetventil unabhängig von elektromagnetischen Schaltsignalen und/oder seiner vorherigen Schaltstellung in eine Entlüftungsstellung verbracht wird. Dies kann pneumatisch, mechanisch oder auf sonstige Weise erfolgen. Vorzugsweise erfolgt dies unabhängig von einer Bestromung.
  • Beispielsweise kann unmittelbar an einem Anschluss des Magnetventils eine Rückführleitung oder eine Rückführbohrung vorgesehen sein, die den vom Magnetventil ausgesteuerten Druck als Selbsthaltedruck an dem pneumatischen Steueranschluss oder weiteren pneumatischen Steueranschluss bereitstellt. Es kann aber auch vorgesehen ein, dass eine Rückführleitung unmittelbar vor der Hauptventileinheit oder auch erst stromabwärts von dieser abzweigt, beispielsweise vor oder am Federspeicheranschluss. Der Parkbremsdruck ist ein von dem Magnetventil ausgesteuerter abgeleiteter Druck.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Vorsteuereinheit vorzugsweise ohne Magnetventil ausgebildet und nutzt stattdessen herkömmliche, vorzugsweise monostabile, Ventile. Zu diesem Zweck weist die Vorsteuereinheit vorzugsweise ein Einlassventil und ein Auslassventil auf, die elektrisch schaltbar sind und zwischen einem stabilen Zustand und einem aktivierten Zustand schaltbar sind. Die Vorsteuereinheit weist vorzugsweise ferner ein Vorsteuerventil auf, mit einem oder dem pneumatischen Steueranschluss, welches den Vorratsdruck empfängt und in Antwort auf einen ersten Steuerdruck, der von dem Einlassventil und/oder dem Auslassventil an dem pneumatischen Steueranschluss bereitgestellt wird, zwischen einem stabilen Zustand und einem aktivierten Zustand schaltet, wobei in dem aktivierten Zustand das Vorsteuerventil den Vorsteuerdruck aussteuert. Der pneumatische Steueranschluss fungiert in diesem Fall vorzugsweise auch als Selbsthalteanschluss. Das Vorsteuerventil kann demnach je nach Ausführungsform drei pneumatische Steueranschlüsse aufweisen, einen zum Empfang des Drucks vom Einlass- und/oder Auslassventil, einen zum Empfang des Selbsthaltedrucks und einen zum Empfang des Notlösedrucks.
  • Grundsätzlich können Einlass- und Auslassventil auch als eine Ventileinheit ausgebildet sein, sodass, auch wenn die Begriffe Einlassventil und Auslassventil verwendet werden, nicht zwingend zwei verschiedene Baueinheiten verwendet werden müssen.
  • Eine solche Ausführungsform verzichtet auf ein Magnetventil mit einem Permanentmagneten, wodurch unter Umständen ein geringerer Platzbedarf aufgrund von geringeren Bauraumgrößen der herkömmlichen Ventile erzielt werden kann. Zudem kann sich auf diese Weise die Ansteuerung vereinfachen.
  • Gemäß dieser Ausführungsform ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Notlösepfad zur Aussteuerung des Notlösedrucks mit dem Vorsteuerventil verbunden ist, um dieses zum Aussteuern des Vorsteuerdrucks zu veranlassen. Indem der Notlösedruck auf das Vorsteuerventil wirkt, ist eine effiziente Verschaltung erreicht. Das Vorsteuerventil wirkt als eine Art Hauptventil der Vorsteuereinheit und schaltet aufgrund eines ersten Steuerdrucks, der von dem Einlass- und/oder Auslassventil bereitgestellt wird. Es muss also in diesem Fall nicht zunächst Einlass- und/oder Auslassventil geschaltet werden, um das Vorsteuerventil zu aktivieren, vielmehr wird das Vorsteuerventil zur Aussteuerung des Vorsteuerdrucks veranlasst basierend auf dem Notlösedruck. Der erste Steuerdruck und der Notlösedruck können an demselben pneumatischen Steueranschluss oder an zwei getrennten pneumatischen Steueranschlüssen des Vorsteuerventils bereitgestellt werden.
  • In einer Variante ist hierzu der Notlösepfad zur Aussteuerung des Notlösedrucks mit dem pneumatischen Steueranschluss des Vorsteuerventils verbunden. Für den Fall, dass beispielsweise Einlass- und/oder Auslassventil nicht oder nicht richtig geschaltet werden können, weil beispielsweise eine elektronische Steuereinheit, die diese Ventile steuert, ausgefallen ist, kann auf diese Weise das Vorsteuerventil durch Aussteuerung des Notlösedrucks an dem pneumatischen Steueranschluss geschaltet werden, um wiederum den Vorsteuerdruck auszusteuern, der dann entweder direkt als Parkbremsdruck bereitgestellt wird oder zunächst einer Hauptventileinheit der elektropneumatischen Ventilanordnung zugeführt wird.
  • In einer Alternative hierzu mündet der Notlösepfad in einen Entlüftungspfad des Vorsteuerventils. Wenn das Vorsteuerventil aufgrund eines Fehlens einer elektrischen Bestromung des Einlass- und/oder Auslassventils in der nicht aktivierten Stellung, sondern in der stabilen Stellung ist, ist dieses vorzugsweise in der Entlüftungsstellung. In der Entlüftungsstellung verbindet das Vorsteuerventil vorzugsweise einen Federspeicheranschluss mit einer Entlüftung oder den entsprechenden Steueranschluss der Hauptventileinheit mit einer Entlüftung. Das heißt, über den Entlüftungspfad des Vorsteuerventils kann dann der Notlösedruck über das Vorsteuerventil ausgesteuert werden, entweder direkt als Federspeicherbremsdruck oder als Steuerdruck für die Hauptventileinheit. Diese Ausführungsform macht sich demnach zunutze, dass in einem stromlosen Zustand das Vorsteuerventil stets in der Entlüftungsstellung und der Entlüftungspfad somit frei ist. Ist zudem eine Selbsthalteleitung vorgesehen, die den vom Vorsteuerventil ausgesteuerten Druck zurückführt und an einem als Selbsthalteanschluss fungierenden pneumatischen Steueranschluss des Vorsteuerventils aussteuert, kann durch die Aussteuerung des Notlösedrucks auch ein Schalten des Vorsteuerventils erreicht werden.
  • Weiterhin ist bevorzugt, dass die elektropneumatische Ventilanordnung eine Hauptventileinheit aufweist, die den Vorsteuerdruck empfängt und in Abhängigkeit vom Vorsteuerdruck den Parkbremsdruck an dem wenigstens einen Federspeicheranschluss aussteuert. Die Hauptventileinheit volumenverstärkt vorzugsweise den Vorsteuerdruck und steuert diesen dann volumenverstärkt als Parkbremsdruck aus. Die Hauptventileinheit kann zu diesem Zweck ein Relaisventil aufweisen, welches einen Relaisventil-Steueranschluss hat, an dem der Vorsteuerdruck ausgesteuert wird. Auf diese Weise kann der von der Vorsteuereinheit auszusteuernde Vorsteuerdruck gering gehalten werden, wodurch die Dynamik des Systems verbessert und Luftvolumenverluste klein gehalten werden können.
  • Weiterhin ist bevorzugt, dass die elektropneumatische Ventilanordnung in ein Modul integriert ist, welches vorzugsweise einen oder mehrere Vorratsanschlüsse aufweist, den Federspeicheranschluss, eine Entlüftung und einen Notlöseanschluss. Ein solches Modul kann insbesondere als Feststellbremsmodul oder Parkbremsmodul ausgebildet sein. Vorzugsweise verfügt ein derartiges Modul über eine eigene elektronische Steuereinheit, die beispielsweise über einen Fahrzeug-BUS, einen sonstigen BUS oder eine direkte Verkabelung, ein oder mehrere Signale einer übergeordneten Steuereinheit empfangen kann. Die elektronische Steuereinheit des Moduls kann dann ein oder mehrere Schaltsignale an das oder die elektromagnetisch schaltbaren Ventile ausgeben, um eine Schaltung zu bewirken. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die einzelnen elektromagnetischen Ventile der elektropneumatischen Ventilanordnung über eine direkte Signalaussteuerung einer übergeordneten Steuereinheit geschaltet werden. Eine übergeordnete Steuereinheit kann insbesondere eine Zentraleinheit, eine Fahrzeugsteuereinheit oder dergleichen sein.
  • In einem zweiten Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Steuern einer Parkbremsfunktion eines Nutzfahrzeugs mit einem elektropneumatischen Bremssystem und vorzugsweise einer elektropneumatischen Ventilanordnung nach einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen einer elektropneumatischen Ventilanordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: elektromagnetisches Schalten wenigstens eines Ventils einer Vorsteuereinheit in eine Belüftungsstellung zum Aussteuern eines Vorsteuerdrucks und infolge: Aussteuern eines Parkbremsdrucks an wenigstens einem Federspeicheranschluss zum Belüften von wenigstens einem Federspeicherbremszylinder; Einsperren des ausgesteuerten Vorsteuerdrucks und/oder Halten des wenigstens einen Ventils in der Belüftungsstellung; und bei Absinken eines der Vorsteuereinheit bereitgestellten Vorratsdrucks unter einen ersten Schwellwert: Entlüften des Vorsteuerdrucks. Das Verfahren umfasst ferner vorzugsweise den Schritt: Einsteuern eines Notlösedrucks an einem Notlöseanschluss zum Bewirken der Aussteuerung des Parkbremsdrucks zum Lösen des wenigstens einen Federspeicherbremszylinders.
  • Es soll verstanden werden, dass die elektropneumatische Ventilanordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung sowie das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung gleiche und ähnliche Unteraspekte aufweisen, wie sie insbesondere in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt sind. Insofern wird vollumfänglich auf die obige Beschreibung zum ersten Aspekt der Erfindung verwiesen. Das Entlüften des Vorsteuerdrucks bei Absinken eines der Vorsteuereinheit bereitgestellten Vorratsdrucks unter einen ersten Schwellwert kann einerseits rein elektrisch geschehen, indem ein entsprechendes Ventil elektrisch geschaltet wird bzw. das elektrische Schaltsignal für das entsprechende Ventil wegfällt, beispielsweise weil eine elektronische Steuereinheit einen Fehler hat, oder auch pneumatisch, indem eine pneumatische Selbsthaltung aufgrund des sinkenden Vorratsdrucks nicht weiter realisiert werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt: Aussteuern eines Selbsthaltedrucks an einem der Vorsteuereinheit zugeordneten pneumatischen Steueranschluss zum Selbsthalten der Vorsteuereinheit in einer Belüftungsstellung, sodass der Vorsteuerdruck unabhängig von elektrischen Signalen ausgesteuert bleibt. Es soll verstanden werden, dass mit einer Aussteuerung unabhängig von elektrischen Signalen gemeint ist, dass auch bei Wegfall eines elektrischen Signals des entsprechenden Ventils der Vorsteuerdruck ausgesteuert bleibt. Mit anderen Worten, für den Fall, dass die Vorsteuereinheit das oben beschriebene Magnetventil mit Vorzugsstellung aufweist, kann auch bei Wegfall der Bestromung der wenigstens einen Spule die Belüftungsstellung des Magnetventils aufrechterhalten bleiben, nämlich dann, wenn der Selbsthaltedruck an dem pneumatischen Steueranschluss ausgesteuert wird. Für den Fall, dass die Vorsteuereinheit wie oben beschrieben das monostabile Einlass- und das monostabile Auslassventil sowie ein pneumatisch schaltbares Vorsteuerventil umfasst, bleibt der Vorsteuerdruck auch dann ausgesteuert, wenn weder Einlass- noch Auslassventil bestromt werden. Die Aussteuerung des ersten Steuerdrucks zum Halten des Vorsteuerventils in der aktivierten Stellung erfolgt dann allein basierend auf dem ausgesteuerten Selbsthaltedruck, der einem pneumatischen Steueranschluss bereitgestellt wird. Auch in diesen Fällen kann allerdings durch entsprechende Schaltung von weiteren Ventilen, oder beispielsweise im Falle des Magnetventils durch Übersteuerung des Selbsthaltedrucks eine Entlüftungsstellung eingenommen werden, in der dann der Vorsteuerdruck nicht mehr ausgesteuert wird.
  • Ferner ist bevorzugt, dass das Einsteuern des Notlösedrucks die Aussteuerung des Vorsteuerdrucks durch die Vorsteuereinheit bewirkt. Dies kann beispielsweise wie oben beschrieben dadurch geschehen, dass der Notlösedruck über den Notlösepfad in einen Entlüftungspfad der Vorsteuereinheit eingesteuert wird. Es kann auch dadurch umgesetzt werden, dass ein Notlösedruck an dem oder einem pneumatischen Steueranschluss der Vorsteuereinheit bereitgestellt wird, um auf diese Weise ein Ventil zu schalten, oder ein Ventil in einer Belüftungsstellung zu halten.
  • In einem dritten Aspekt löst die Erfindung die eingangs genannte Aufgabe durch ein Nutzfahrzeug mit einem elektronisch steuerbaren pneumatischen Bremssystem, welches eine elektropneumatische Ventilanordnung nach einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen einer elektropneumatischen Ventilanordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorzugsweise ist das Nutzfahrzeug dazu eingerichtet, das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wenigstens teilweise auszuführen.
  • Es soll verstanden werden, dass die elektropneumatische Ventilanordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung sowie das Nutzfahrzeug gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung gleiche und ähnliche Unteraspekte aufweisen, welche insbesondere in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt sind. Insofern wird vollumfänglich auf die obige Beschreibung Bezug genommen. Die elektropneumatische Ventilanordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann in dem Nutzfahrzeug gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung insbesondere in Form eines Parkbremsmoduls umgesetzt werden.
  • Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese sollen die Ausführungsformen nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr sind die Zeichnungen, wenn dies zur Erläuterung dienlich ist, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus den Zeichnungen unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle sinnvollen Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, den Zeichnungen und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
    • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer elektropneumatischen Ventilanordnung;
    • 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer elektropneumatischen Ventilanordnung;
    • 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer elektropneumatischen Ventilanordnung;
    • 4 ein viertes Ausführungsbeispiel einer elektropneumatischen Ventilanordnung;
    • 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer elektropneumatischen Ventilanordnung; und in
    • 6 ein Nutzfahrzeug.
  • Eine elektropneumatische Ventilanordnung 1 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in den 1 bis 5 als Feststellbremsmodul 2 ausgebildet, wobei dies nicht zwingend erforderlich ist, und die elektropneumatische Ventilanordnung 1 vielmehr auch mit anderen Einheiten integriert sein kann und/oder die einzelnen im Nachfolgenden beschriebenen Ventile können auch separat und/oder verteilt in einem Bremssystem 102 (vgl. 6) angeordnet sein.
  • Das Feststellbremsmodul 2 weist einen Vorratsanschluss 4 auf, an den über ein Vorratswechselventil 5 ein erster Druckluftvorrat 6 und ein zweiter Druckluftvorrat 7 angeschlossen sind, die jeweils einen Vorratsdruck pV bereitstellen, sodass an dem Vorratsanschluss 4 der Vorratsdruck pV anliegt. Es ist nicht zwingend erforderlich, dass an den Vorratsanschluss 4 zwei Druckluftvorräte 6, 7 angeschlossen sind, vielmehr kann es auch ausreichen, wenn dort nur ein Druckluftvorrat angeschlossen ist, oder der Vorratsanschluss 4 über ein weiteres Modul versorgt wird.
  • Die elektropneumatische Ventilanordnung 1 weist eine Vorsteuereinheit 8 sowie eine Hauptventileinheit 10 auf. Die Vorsteuereinheit 8 weist in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ein elektromagnetisches Magnetventil 12 auf. Das Magnetventil 12 hat einen ersten Magnetventilanschluss 12.1, einen zweiten Magnetventilanschluss 12.3 und einen dritten Magnetventilanschluss 12.3. Der erste Magnetventilanschluss 12.1 ist mit dem Vorratsanschluss 4 verbunden und empfängt Vorratsdruck pV. Der zweite Magnetventilanschluss 12.2 ist mit der Hauptventileinheit 10 verbunden, in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel über ein Halteventil 14. Der dritte Magnetventilanschluss 12.3 ist mit einer Entlüftung 3 verbunden. Das Magnetventil 12 hat eine erste, in 1 nicht gezeigte Schaltstellung, in der der erste Magnetventilanschluss 12.1 mit dem zweiten Magnetventilanschluss 12.2 verbunden ist. In der in 1 gezeigten zweiten Schaltstellung ist der dritte Magnetventilanschluss 12.3 mit dem zweiten Magnetventilanschluss 12.2 verbunden. Insofern kann die erste Schaltstellung auch als Belüftungsstellung und die zweite Schaltstellung als Entlüftungsstellung bezeichnet werden. In der Belüftungsstellung wird über das Magnetventil 12 ein Vorsteuerdruck pSV ausgesteuert. Das Magnetventil 12 wird in Abhängigkeit von einem Feststellbremssignal SFB geschaltet, welches von dem Feststellbremsmodul 2 beispielsweise über einen Fahrzeug-BUS 16 empfangen wird oder auch unmittelbar an dem Magnetventil 12 bereitgestellt werden kann.
  • Das Magnetventil 12 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen ersten Permanentmagneten 13.1 und einen zweiten Permanentmagneten 13.2 auf. Darüber hinaus weist das Magnetventil 12 in der gezeigten Ausführungsform auch eine erste Spule 13.3 und eine zweite Spule 13.4 auf. In Abhängigkeit des Feststellbremssignals SFB wird entweder die erste Spule 13.3 oder die zweite Spule 13.3 bestromt. Wird die erste Spule 13.3 bestromt wird in grundsätzlich bekannter Weise ein Anker des Magnetventils 12 angezogen und so das Magnetventil 12 in die Belüftungsstellung geschaltet. Der Anker wird dann von dem ersten Permanentmagneten 13.1 in der Belüftungsstellung gehalten, die demnach eine magnetische Raststellung ist. Der erste Permanentmagnet 13.1 und die erste Spule 13.3 sind der Belüftungsstellung zugeordnet. Wird hingegen die zweite Spule 13.4 bestromt, wird der Anker in die entgegengesetzte Raststellung gezogen und das Magnetventil 12 in die Entlüftungsstellung geschaltet. In dieser Raststellung wird der Anker durch den zweiten Permanentmagneten 13.2 gehalten. Es könnte grundsätzlich aber auch nur eine Spule 13.3, 13.4 vorgesehen sein, die dann zum Schalten des Magnetventils 12 in die Belüftungsstellung und Entlüftungsstellung umzupolen ist. Auch ist es denkbar, dass nur ein Permanentmagnet 13.1, 13.2 vorgesehen ist, der dann vorzugsweise an dem Anker des Magnetventils 12 angeordnet ist.
  • In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Feststellbremsmodul 2 mit einer eigenen elektronischen Steuereinheit ECU ausgestattet, auch wenn dies nicht zwingend ist, und empfängt das Feststellbremssignal SFB und steuert dann in der Folge wenigstens ein erstes Schaltsignal S1 an dem Magnetventil 12 aus, um dieses zwischen der Belüftungsstellung und der Entlüftungsstellung selektiv zu schalten. Für den Fall, dass das Feststellbremsmodul 2 über keine eigene elektronische Steuereinheit ECU verfügt, kann das erste Schaltsignal S1 auch von einer externen Steuereinheit direkt bereitgestellt werden. Das Magnetventil 12 lässt sich durch einen Impuls jeweils in die Belüftungsstellung und die Entlüftungsstellung schalten. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat das Magnetventil 12 zusätzlich zu herkömmlichen Magnetventilen eine Vorzugsstellung, und zwar ist das Magnetventil 12 in die zweite in 1 gezeigte Entlüftungsstellung vorgespannt. Zu diesem Zweck ist eine Feder 18 vorgesehen, die das Magnetventil 12 in die zweite in 1 gezeigte Schaltstellung (Entlüftungsstellung) bringt.
  • Der von dem Magnetventil 12 ausgesteuerte Vorsteuerdruck pSV wird in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel über das Halteventil 14 an der Hauptventileinheit 10 bereitgestellt. Die Hauptventileinheit 10 umfasst ein Relaisventil 20, welches einen Relaisventil-Vorratsanschluss 20.1, einen Relaisventil-Arbeitsanschluss 20.2, einen Relaisventil-Entlüftungsanschluss 20.3 und einen Relaisventil-Steueranschluss 20.4 aufweist. Der Relaisventil-Vorratsanschluss 20.1 ist mit dem Vorratsanschluss 4 verbunden und empfängt Vorratsdruck pV. Der Relaisventil-Arbeitsanschluss 20.2 ist mit einem Federspeicheranschluss 21 des Feststellbremsmoduls 2 verbunden, an welchem die Hauptventileinheit 10 einen Parkbremsdruck pBP aussteuert. Der Relaisventil-Entlüftungsanschluss 20.3 ist mit der Entlüftung 3 verbunden und der Relaisventil-Steueranschluss 20.4 ist mit der Vorsteuereinheit 8 verbunden und empfängt den Vorsteuerdruck pSV. An den Federspeicheranschluss 21 können einer oder mehrere Federspeicherbremszylinder 108a, 108b (vgl. 4) angeschlossen werden, die belüftet lösen und entlüftet mittels einer Federkraft zuspannen.
  • Auch wenn alle hier gezeigten Ausführungsbeispiele eine Hauptventileinheit 10 nutzen, kann es auch Ausführungsformen geben, in denen der ausgesteuerte Vorsteuerdruck pSV direkt am Federspeicheranschluss 21 ausgesteuert wird, und die insofern keine Hauptventileinheit 10 umfassen.
  • Zum Lösen der Federspeicherbremszylinder 108a, 108b muss also der Federspeicheranschluss 21 belüftet werden, sodass der Parkbremsdruck pBP ausgesteuert wird. Zu diesem Zweck wird das Magnetventil 12 von der in 1 gezeigten Entlüftungsstellung in die in 1 nicht gezeigte Belüftungsstellung verbracht, sodass der Vorsteuerdruck pSV ausgesteuert wird. Das Halteventil 14 ist in der offenen Schaltposition. Das Halteventil 14 weist einen ersten Halteventilanschluss 14.1 und einen zweiten Halteventilanschluss 14.2 auf, wobei der erste Halteventilanschluss 14.1 mit dem Magnetventil 12 verbunden ist, genauer gesagt mit dem zweiten Magnetventilanschluss 12.2, und den Vorsteuerdruck pSV empfängt. Der zweite Halteventilanschluss 14.2 ist mit der Hauptventileinheit 10, genauer gesagt mit dem Relaisventil-Steueranschluss 20.4 verbunden. Das Halteventil 14 ist elektromagnetisch und monostabil ausgebildet und kann von der stabilen ersten in 1 gezeigten Schaltstellung, die eine Öffnungsstellung ist, in eine zweite geschlossene, nicht stabile Schaltstellung bzw. aktivierte Schaltstellung durch Bereitstellen eines zweiten Schaltsignals S2 gebracht werden, indem ein Elektromagnet in dem Halteventil 14 bestromt wird. Wird also zunächst das Magnetventil 12 so geschaltet, dass der Vorsteuerdruck pSV ausgesteuert wird und das Halteventil 14 offen ist, wird der Vorsteuerdruck pSV weitergeleitet und an dem Relaisventil-Steueranschluss 20.2 ausgesteuert, welches dann in Folge diesen Druck volumenverstärkt und den Parkbremsdruck pBP an dem Federspeicheranschluss 21 aussteuert. Nun kann das Halteventil 14 in die geschlossene zweite Schaltstellung verbracht werden, sodass der Vorsteuerdruck pSV zwischen dem zweiten Halteventilanschluss 14.2 und dem Relaisventil-Steueranschluss 20.4 eingesperrt ist. Das Magnetventil 12 kann nun wieder in die erste in 1 gezeigte Entlüftungsstellung gebracht werden. Die Federspeicherbremszylinder 108a, 108b bleiben dennoch weiterhin belüftet und damit gelöst. Auch wenn hier nur eine Variante mit Vorsteuereinheit 8 und Hauptventileinheit 10 beschrieben ist soll verstanden werden, dass die Hauptventileinheit 10 nicht zwingend erforderlich ist und der Vorsteuerdruck pSV ebenso direkt als Parkbremsdruck pBP ausgesteuert werden könnte. In diesem Fall wäre der zweite Halteventilanschluss 14.2 mit dem Federspeicheranschluss 21 verbunden ohne Zwischenschaltung der Hauptventileinheit 10.
  • Als anderer Regelmechanismus kann aber auch das Halteventil 14 offen bleiben in seiner stabilen Schaltposition. Um nun das Magnetventil 12 in der ersten in 1 nicht gezeigten Belüftungsstellung zu halten, weist das Magnetventil 12 einen pneumatischen Steueranschluss 12.4 auf, der der Vorsteuereinheit 8 zugeordnet ist. Der pneumatische Steueranschluss 12.4 ist über eine Selbsthalteleitung 22 mit einer ersten Steuerleitung 24 verbunden, die den zweiten Magnetventilanschluss 12.2 und den ersten Halteventilanschluss 14.1 verbindet. Die Selbsthalteleitung 22 führt also den vom Magnetventil 12 ausgesteuerten Druck zurück an den pneumatischen Steueranschluss 12.4. Wird der Vorsteuerdruck pSV durch das Magnetventil 12 ausgesteuert, wird dieser über die Selbsthalteleitung 22 an den pneumatischen Steueranschluss 12.4 bereitgestellt, sodass dieser als Selbsthaltedruck pSS an dem Magnetventil 12 anliegt. Der pneumatische Steueranschluss 12.4 ist so angeordnet, dass der Selbsthaltedruck pSS so auf das Magnetventil 12 genauer gesagt auf eine hier nicht gezeigte pneumatische Steuerfläche wirkt, so dass das Magnetventil 12 in die erste in 1 nicht gezeigte Schaltstellung, also die Belüftungsstellung, belastet wird. Insbesondere sind interne Steuerflächen so gewählt, dass der Selbsthaltedruck pSS in etwa eine mit der Feder 18 übereinstimmende Kraftwirkung ausübt, sodass durch Anlegen des Selbsthaltedrucks pSS die Vorzugsstellung des Magnetventils 12 aufgehoben bzw. neutralisiert werden kann. In diesem Zustand kann das Magnetventil 12 auch durch entsprechende Bestromung der ersten und zweiten Spulen 13.3, 13.4 in die Be- oder Entlüftungsstellung geschaltet werden, da sich die Feder 18 und der Selbsthaltedruck pSS gegenseitig im Wesentlichen neutralisieren. In den jeweiligen Schaltstellungen wirkt dann die Magnetkraft entweder des ersten oder zweiten Permanentmagneten 13.1, 13.2 sodass die Schaltstellungen Raststellungen sind, und der Anker kann nur durch Aufbringen einer gewissen Mindestkraft aus den jeweiligen Raststellungen durch Überwinden der Magnetkräfte gebracht werden.
  • Sinkt allerdings der Selbsthaltedruck pSS unter einen ersten Schwellwert, der etwa in einem Bereich von 200 kPa bis 400 kPa liegen kann, ist die Kraftwirkung durch den Selbsthaltedruck pSS geringer als die der Federkraft durch die Feder 18, sodass das Magnetventil 12 wieder eine Vorzugsstellung hat und in die zweite in 1 gezeigte Entlüftungsstellung zurückfällt. Kommt es also in einem Fehlerfall des Nutzfahrzeugs 100 dazu, dass der Vorratsdruck pV absinkt, weil sowohl der erste als auch der zweite Druckluftvorrat 6, 7 entleert werden, ein Leck haben oder aktiv durch den Fahrer heruntergepumpt werden, sinkt auch der Vorsteuerdruck pSV ab, wenn das Magnetventil 12 in der in 1 nicht gezeigten Belüftungsstellung ist. Wenn aber der Vorsteuerdruck pSV absinkt, sinkt gleichzeitig auch der Selbsthaltedruck pSS ab, sodass ab einem gewissen Punkt, nämlich vorzugsweise bei Unterschreiten des ersten Schwellwerts, die Vorzugsstellung des Magnetventils 12 wieder greift und die Feder 18 das Magnetventil 12 in die in 1 gezeigte Entlüftungsstellung verbringt, sodass infolgedessen der Relaisventil-Steueranschluss 20.4 entlüftet wird und kein Parkbremsdruck pBP mehr ausgesteuert wird. Die Federspeicherbremszylinder 108a, 108b werden vollständig entlüftet.
  • Sollte in diesem Zustand nun der erste und/oder zweite Druckluftvorrat 6, 7 wieder aufgefüllt werden, beispielsweise, weil das Nutzfahrzeug 100 wieder Energie hat oder die ersten und zweiten Druckluftvorräte 6, 7 durch einen Servicetechniker aufgefüllt werden, ist das Magnetventil 12 dennoch in der zweiten in 1 gezeigten Entlüftungsstellung und der Federspeicheranschluss 21 wird nicht automatisch und ungewollt belüftet. Erst durch Bereitstellen des Feststellbremssignals SFB bzw. ersten Schaltsignals S1 und Bestromen der ersten Spule 13.3 kann das Magnetventil 12 wieder in die in 1 nicht gezeigte Belüftungsstellung zum Belüften gebracht werden, sodass die Federspeicherbremszylinder 108a, 108b wieder gelöst werden können. Ein ungewolltes Lösen der Federspeicherbremszylinder 108a, 108b ist wirksam verhindert.
  • Das Feststellbremsmodul 2 weist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel (1) ferner einen ersten Drucksensor 26 sowie einen zweiten Drucksensor 28 auf. Der erste Drucksensor 26 ist über eine erste Druckmessleitung 27 mit dem Vorratsanschluss 4 verbunden und misst so den Vorratsdruck pV und stellt ein entsprechendes erstes Drucksignal SD1 an der elektronischen Steuereinheit ECU bereit. Der zweite Drucksensor 28 ist über eine zweite Druckmessleitung 29 mit dem Federspeicheranschluss 21 verbunden und ermittelt so den Parkbremsdruck pBP und stellt ein entsprechendes zweites Drucksignal SD2 an der elektronischen Steuereinheit ECU bereit. Über die ersten und zweiten Drucksignale SD1, SD2 kann die Aussteuerung der Drücke sowie die Schaltstellung der einzelnen Ventile verifiziert und plausibilisiert werden.
  • Ferner weist die elektropneumatische Ventilanordnung 1 einen Lösesteueranschluss 30 auf. Ein solcher Lösesteueranschluss 30 wird auch als Anti-Compound-Anschluss bezeichnet, über den ein Lösesteuerdruck pL eingesteuert werden kann. Der Lösesteueranschluss 30 ist mit einem Lösesteuerpfad 32 verbunden. Der über den Lösesteueranschluss 30 eingesteuerte Lösesteuerdruck pL bewirkt die Aussteuerung des Parkbremsdrucks pBP am wenigstens einen Federspeicheranschluss 21. Der Lösesteuerpfad 32 umfasst eine Löseleitung 33, die sich von dem Lösesteueranschluss 30 erstreckt. Als Lösesteuerdruck pL wird typischerweise der Druck einer weiteren Achse, beispielsweise der Vorder- oder Hinterachse, insbesondere der Betriebsbremsdruck, verwendet. Für den Fall, dass die an dem Federspeicheranschluss 21 angeschlossenen Federspeicherbremszylinder 108a, 108b auch zum Zusatzbremsen oder Notbremsen verwendet werden, soll hierdurch eine zu starke Betätigung der Federspeicherbremszylinder 108a, 108b verhindert werden, die zum Blockieren des Fahrzeugs 100 führen könnte. Werden also Betriebsbremsen an der Hinterachse aktiviert, sollen möglichst nicht gleichzeitig auch die Federspeicherbremszylinder 108a, 108b eingelegt werden, sodass es sich anbietet, den Betriebsbremsdruck der Hinterachse als Lösesteuerdruck pL dem Lösesteueranschluss 30 bereitzustellen, um die Federspeicherbremszylinder 108a, 108b reziprok zu Einlegen der Betriebsbremsen zu lösen.
  • In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Lösesteuerleitung 33 mit einem Wechselventil 34 verbunden. Der Lösesteuerdruck pL kann über den Lösesteuerpfad 32 dem Relaisventil-Steueranschluss 20.4 zugeführt werden. Das Wechselventil 34 hat einen ersten Wechselventilanschluss 34.1, einen zweiten Wechselventilanschluss 34.2 und einen dritten Wechselventilanschluss 34.3. Das Wechselventil 34 ist so ausgebildet, dass es jeweils den höheren des am ersten und zweiten Wechselventilanschluss 34.1, 34.2 anliegenden Druck an den dritten Wechselventilanschluss 34.3 weiterleitet. Der erste Wechselventilanschluss 34.1 ist hier über eine zweite Steuerleitung 36 mit dem zweiten Halteventilanschluss 14.2 verbunden, kann aber auch unmittelbar mit dem zweiten Halteventilanschluss 14.2 oder auch mit dem Magnetventil 12 verbunden sein. Jedenfalls ist der erste Wechselventilanschluss 34.1 mit der Vorsteuereinheit 8 verbunden und empfängt den Vorsteuerdruck pSV. Der zweite Wechselventilanschluss 34.2 ist mit dem Lösesteueranschluss 30 verbunden und empfängt den Lösesteuerdruck pL. Der dritte Wechselventilanschluss 34.3 ist mit dem Relaisventil-Steueranschluss 20.4 verbunden, sodass jeweils der höhere des Vorsteuerdrucks pSV oder des Lösesteuerdrucks pL an den Relaisventil-Steueranschluss 20.4 ausgesteuert wird, um so die Aussteuerung des Parkbremsdrucks pBP zu bewirken.
  • Die elektropneumatische Ventilanordnung 1 weist ferner einen Notlöseanschluss 38 auf, über den ein Notlösedruck pSN zugeführt werden kann. Der Notlöseanschluss 38 ist in diesem Ausführungsbeispiel über einen Notlösepfad 39 mit der Vorsteuereinheit 8, nämlich dem Magnetventil 12, verbunden, genauer gesagt, mit dem pneumatischen Steueranschluss 12.4 und kann den Notlösedruck pSN an dem pneumatischen Steueranschluss 12.4 bereitstellen. Zu diesem Zweck ist zwischen die Selbsthalteleitung 22 und den pneumatischen Steueranschluss 12.4 ein Notlöse-Wechselventil 42 geschaltet, welches über eine Notlöseleitung 40 mit dem Notlöseanschluss 38 verbunden ist. Das Notlöse-Wechselventil 42 ist ebenso wie das erste Wechselventil 34 ausgebildet, sodass jeweils der höhere des Selbsthaltedruck pSS oder Notlösedrucks pSN an dem pneumatischen Steueranschluss 12.4 ausgesteuert wird. Auf diese Weise kann das Magnetventil 12 von der ersten in 1 gezeigten Schaltstellung in die zweite in 1 nicht gezeigte Belüftungsstellung verbracht werden, insbesondere, wenn der Notlösedruck pSN einen zweiten Schwellwert übersteigt, der vorzugsweise in einem Bereich von 400 kPa bis 800 kPa liegt und die von der Feder 18 aufgebrachte Kraft sowie gegebenenfalls eine Rastkraft für den Anker des Magnetventils 12, die dieses in der Entlüftungsstellung hält, übersteigt, sodass das Magnetventil 12 umschalten kann. Auf diese Weise kann dann der Vorsteuereinheit 8 der Vorratsdruck pV bereitgestellt werden, um so den Vorsteuerdruck pSV auszusteuern und infolgedessen den Federspeicheranschluss 21 zu belüften.
  • In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel werden also der Notlösedruck pSN und der Selbsthaltedruck pSS an demselben pneumatischen Steueranschluss nämlich dem pneumatischen Steueranschluss 12.4 ausgesteuert. In hier nicht gezeigten Ausführungsformen wird nur der Notlösedruck pSN an dem pneumatischen Steueranschluss ausgesteuert, während der Selbsthaltedruck pSS an einem hier nicht gezeigten weiteren pneumatischen Steueranschluss ausgesteuert wird, der getrennt von dem pneumatischen Steueranschluss 12.4 vorgesehen ist. In diesem Fall kann dann auch das Notlöse-Wechselventil 42 entfallen.
  • Der Notlösedruck pSN wird insbesondere dazu verwendet, das Magnetventil 12 für den Fall zu schalten, wenn das Schaltsignal S1 nicht bereitgestellt werden kann. Beispielsweise kann der Notlösedruck pSN ein manuell ausgesteuerter Druck sein, der über einen extern angeschlossenen Behälter zugeführt wird, wie beispielsweise ein Reifendruck. Es kann aber auch der Druck eines weiteren, hier nicht gezeigten Druckluftvorrats, eines weiteren Moduls, einer weiteren Achse oder dergleichen genutzt werden. Der Notlösedruck pSN dient insbesondere dazu, den Federspeicheranschluss 21 zu belüften, für den Fall, dass sich die Vorsteuereinheit 8, hier das Magnetventil 12, nicht mehr elektronisch in die Belüftungsstellung schalten lässt. Beispielsweise könnte das Magnetventil 12 auf diese Weise durch den Betriebsbremsdruck einer weiteren Achse rückgestellt werden.
  • Eine Variante hierzu ist in 2 gezeigt. 2 basiert auf 1, und gleiche und ähnliche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass vollumfänglich auf die obige Beschreibung zu dem ersten Ausführungsbeispiel (1) verweisen wird. Im Nachfolgenden werden insbesondere die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel hervorgehoben.
  • Der Notlöseanschluss 38 ist im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel (1) nicht unmittelbar mit dem pneumatischen Steueranschluss 12.4 des Magnetventils 12 verbunden, sondern mündet vielmehr zunächst in einen Entlüftungspfad 44 der Vorsteuereinheit 8, in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel des Magnetventils 12. Über den Notlöseanschluss 38 lässt sich hier der Notlösedruck pSN über den Entlüftungspfad 44 zunächst an dem dritten Magnetventilanschluss 12.3 aussteuern, sodass dieser dann, wenn das Magnetventil 12 in der Entlüftungsstellung ist, einerseits wiederum die Aussteuerung des Vorsteuerdruck pSV veranlasst, andererseits auch über die Selbsthalteleitung 22 an dem pneumatischen Steueranschluss 12.4 ausgesteuert wird, was dann dazu führt, dass das Magnetventil 12 von der Entlüftungsstellung in die Belüftungsstellung schaltet, wenn der Notlösedruck pSN den ersten und/oder zweiten Schwellwert übersteigt. Das Halteventil 14 ist in diesem Fall stromlos in der offenen in 2 gezeigten Schaltstellung, sodass der Vorsteuerdruck pSV mittels des Notlösedrucks pSN und/oder nach Schalten des Magnetventils 12 an der Hauptventileinheit 10 ausgesteuert werden kann, sodass die Hauptventileinheit 10 in der Folge den Parkbremsdruck pBP aussteuern kann. Das zweite Ausführungsbeispiel (2) nutzt den Entlüftungspfad 44 des Magnetventils 12, um über diesen den Notlösedruck einzusteuern, das Magnetventil 12 zu schalten, und auf diese Weise ein Lösen der Federspeicherbremszylinder 108a, 108b zu bewirken.
  • Um das Einsteuern des Notlösedrucks pSN in den Entlüftungspfad 44, der auch mit der Entlüftung 3 verbunden sein muss, zu ermöglichen, dient wie im ersten Ausführungsbeispiel (1) auch in diesem Fall das Notlöse-Wechselventil 42. Dieses ist so angeordnet, dass es einerseits eine Verbindung zwischen der Vorsteuereinheit 8 und der Entlüftung 3, andererseits aber auch die Einsteuerung des Notlösedrucks pSN über den Entlüftungspfad 44 an die Vorsteuereinheit 8 erlaubt. Zu diesem Zweck weist das Notlöse-Wechselventil 42 einen ersten Notlöse-Wechselventilanschluss 42.1 auf, der mit dem Notlöseanschluss 38 verbunden ist. Es weist einen zweiten Notlöse-Wechselventilanschluss 42.2 auf, der mit der Entlüftung 3 verbunden ist, sowie einen dritten Notlöse-Wechselventilanschluss 42.3, der dann seinerseits mit der Vorsteuereinheit 8 verbunden ist, hier dem dritten Magnetventilanschluss 12.3. Das Notlöse-Wechselventil 42 weist ferner eine Vorzugsstellung auf und ist so vorzugsweise als Einfach-Rückschlagventil ausgebildet. Zur Realisierung der Vorzugsstellung ist eine Rückführleitung 46 vorgesehen, die dazu führt, dass pneumatisch ein Ventilelement 48 den ersten Notlöse-Wechselventilanschluss 42.1 verschließt. Im Grundzustand und wenn die Vorsteuereinheit 8 über den Entlüftungspfad 44 entlüftet wird, wird auf diese Weise das Ventilelement 48 vorgespannt und der zweite und dritte Notlöse-Wechselventilanschluss 42.2, 42.3 stehen in Verbindung. Erst wenn gegen den drucklosen Entlüftungspfad 44 der Notlösedruck pSN eingesteuert wird, wird das Ventilelement 48 aus der in 2 gezeigten Stellung gehoben und gibt den ersten Notlöse-Wechselventilanschluss 42.1 frei. Neben der pneumatischen Realisierung über die Rückführung 46 kann dies auch mechanisch mittels einer Feder gelöst werden. Bevorzugt ist lediglich, dass der zweite und dritte Notlöse-Wechselventilanschluss 42.2, 42.3 drucklos sowie im Entlüftungsbetrieb permanent und ungehindert miteinander verbunden sind.
  • 3 basiert wiederum auf 1, und gleiche und ähnliche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass vollumfänglich auf die obige Beschreibung zu dem ersten Ausführungsbeispiel (1) verweisen wird. Im Nachfolgenden werden insbesondere die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel hervorgehoben.
  • Das dritte Ausführungsbeispiel gemäß 3 unterscheidet sich zum ersten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dadurch, dass keine Selbsthalteleitung 22 vorgesehen ist. Das Magnetventil 12 ist in dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel auch ohne Vorzugsstellung ausgebildet und weist keine Feder 18 auf, wie im ersten Ausführungsbeispiel. Um das Magnetventil 12 aber im Notfall und ohne Nutzung des ersten Schaltsignals S1 wiederum aus der Entlüftungsstellung in die Belüftungsstellung zu schalten, weist das Magnetventil 12 den pneumatischen Steueranschluss 12.4 auf. An diesen ist hier unmittelbar die Notlöseleitung 40 angeschlossen, ohne Zwischenschaltung weiterer Ventile. Die Selbsthaltung des Magnetventils 12.4 wird in dieser Ausführungsform allein durch die ersten und zweiten Permanentmagneten 13.1, 13.2 realisiert. Insofern ist das dritte Ausführungsbeispiel eine baulich besonders einfache Variante.
  • Die 4 und 5 illustrieren nun zwei weitere Ausführungsbeispiele einer elektropneumatischen Ventilanordnung 1. Gleiche und ähnliche Elemente sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen wie in den ersten beiden Ausführungsbeispielen versehen, sodass vollumfänglich auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Im Folgenden werden insbesondere die Unterschiede zu den ersten beiden Ausführungsbeispielen hervorgehoben.
  • Der wesentliche Unterschied zwischen den ersten drei Ausführungsbeispielen (1, 2, 3) und den vierten und fünften Ausführungsbeispielen (4, 5) liegt zunächst in der Gestaltung der Vorsteuereinheit 8. Im vierten und im fünften Ausführungsbeispiel (4, 5) weist die Vorsteuereinheit ein Einlassventil 50, ein Auslassventil 52 sowie ein Vorsteuerventil 54 auf. Sowohl das Einlassventil 50 als auch das Auslassventil 52 sind elektrisch schaltbar und empfangen dazu ein drittes und ein viertes Schaltsignal S3, S4 von der elektronischen Steuereinheit ECU, wobei diese Signale S3, S4 auch von einer übergeordneten Einheit über eine direkte Verkabelung bereitgestellt werden können. Das Einlassventil 50 hat eine in 4 gezeigte stabile Schaltstellung und eine in 4 nicht gezeigte aktivierte Schaltstellung, die es bei Bereitstellen des dritten Schaltsignals S3 einnimmt. In der stabilen Schaltstellung ist das Einlassventil 50 geschlossen, in der aktivierten Schaltstellung geöffnet. Das Einlassventil 50 weist einen ersten Einlassventilanschluss 50.1 auf, der mit dem Vorratsanschluss 4 verbunden ist und Vorratsdruck pV empfängt. Das Einlassventil 50 weist einen zweiten Einlassventilanschluss 50.2 auf, der mit einer dritten Steuerleitung 56 verbunden ist, die ihrerseits mittelbar oder unmittelbar mit einem pneumatischen Anschluss des Vorsteuerventils 54 verbunden ist, hier genauer gesagt dem pneumatischen Steueranschluss 54.4, der noch genauer beschrieben werden wird. In der aktivierten Schaltstellung des Einlassventils 50 steuert dieses einen ersten Steuerdruck pS1 in die dritte Steuerleitung 56 aus. Zum Entlüften der dritten Steuerleitung 56 und damit auch zum Entlüften des pneumatischen Steueranschlusses 54.4 des Vorsteuerventils 54 ist das Auslassventil 52 vorgesehen. Das Auslassventil 52 weist eine stabile in 4 gezeigte Schaltstellung sowie eine aktivierte in 4 nicht gezeigte Schaltstellung auf, die dieses bei Anliegen des vierten Schaltsignals S4 einnehmen kann. Das Auslassventil 52 weist einen ersten Auslassventilanschluss 52.1 auf, der mit der dritten Steuerleitung 56 verbunden ist, einen zweiten Auslassventilanschluss 52.2, der mit der Entlüftung 3 verbunden ist sowie einen dritten Auslassventilanschluss 52.3, der in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel mit der Selbsthalteleitung 22 verbunden ist. Die Selbsthalteleitung 22 zweigt wiederum von der mit dem ersten Halteventilanschluss 14.1 verbundenen ersten Steuerleitung 24 ab und stellt so an dem dritten Auslassventilanschluss 52.3 den Vorsteuerdruck pSV als Selbsthaltedruck pSS bereit. Somit ist das Auslassventil 52 stromlos in der in 4 gezeigten stabilen Schaltstellung, in der der Vorsteuerdruck pSV über das Auslassventil 52 an dem ersten Auslassventilanschluss 52.1 und damit in der dritten Steuerleitung 56 ausgesteuert wird. Erst durch Aktivieren des Auslassventils 52 kann die dritte Steuerleitung 56 entlüftet werden.
  • Das Vorsteuerventil 54 ist rein pneumatisch schaltbar und weist keinen elektrischen Anschluss auf, auch wenn in bestimmten Ausführungsformen ein solcher vorgesehen sein könnte. Das Vorsteuerventil 54 weist wiederum eine stabile in 4 gezeigte Schaltstellung und eine aktivierte in 4 nicht gezeigte Schaltstellung auf. Das Vorsteuerventil 54 weist einen ersten Vorsteuerventilanschluss 54.1 auf, der mit dem Vorratsanschluss 4 verbunden ist und Vorratsdruck pV empfängt. Das Vorsteuerventil 54 weist ferner einen zweiten Vorsteuerventilanschluss 54.2 auf, der mit der ersten Steuerleitung verbunden ist und in der aktivierten Schaltstellung des Vorsteuerventils 54 den Vorsteuerdruck pSV aussteuert. Ein dritter Vorsteuerventilanschluss 54.3 ist mit der Entlüftung 3 verbunden. In der stabilen Schaltstellung des Vorsteuerventils 54 ist der zweite Vorsteuerventilanschluss 54.2 mit dem dritten Vorsteuerventilanschluss 54.3 verbunden, sodass die erste Steuerleitung 24 entlüftet ist und damit auch kein Vorsteuerdruck pSV an der Hauptventileinheit 10 und damit kein Parkbremsdruck pBP an dem Federspeicheranschluss 21 ausgesteuert wird. Erst in der aktivierten Schaltstellung des Vorsteuerventils 54 wird der erste Vorsteuerventilanschluss 54.1 mit dem zweiten Vorsteuerventilanschluss 54.3 verbunden, sodass der Vorsteuerdruck pSV ausgesteuert wird. Das Vorsteuerventil 54 lässt sich in die aktivierte Schaltstellung bringen, indem der pneumatische Steueranschluss 54.4 des Vorsteuerventils 54 mit einem entsprechend hohen Druck beaufschlagt wird. Dies ist zum initialen Lösen der Federspeicherbremszylinder 108a, 108b in der Regel zunächst der mittels des Einlassventils 50 ausgesteuerte erste Steuerdruck pS1. Zu diesem Zweck wird das dritte Schaltsignal S3 ausgesteuert und das Einlassventil 50 in die aktivierte Schaltstellung verbracht, sodass der erste Steuerdruck pS1 ausgesteuert wird. Überschreitet dieser einen Schwellwert, vorzugsweise den ersten Schwellwert, schaltet das Vorsteuerventil 54 in die aktivierte in 4 nicht gezeigte Schaltstellung, sodass der Vorsteuerdruck pSV ausgesteuert wird. Das Auslassventil 52 bleibt vorzugsweise in der stabilen Schaltstellung, sodass der in der ersten Steuerleitung 24 ausgesteuerte Vorsteuerdruck pSV über die Selbsthalteleitung 22, den dritten Auslassventilanschluss 52.3, den ersten Auslassventilanschluss 52.1 und die dritte Steuerleitung 56 wiederum am pneumatischen Steueranschluss 54.4 ausgesteuert wird. Überschreitet der Selbsthaltedruck pSS wiederum den ersten Schwellwert, bleibt das Vorsteuerventil 54 in der aktivierten Schaltstellung. Auf diese Weise ist eine Selbsthaltung umgesetzt. In dem Auslassventil 52 ist eine Drossel 53 vorgesehen, die zwischen dem ersten Auslassventilanschluss 52.1 und dem dritten Auslassventilanschluss 52.3 wirkt. Über die Drossel 53 kann der Vorsteuerdruck pSV gedrosselt werden, um insbesondere dem ersten Schwellwert zu entsprechen.
  • Für den Fall, dass in einem Fehlerfall das dritte Schaltsignal S3 nicht oder nicht richtig bereitgestellt werden kann oder beispielsweise auch das Auslassventil 52 in der aktivierten Schaltstellung hängt und somit permanent die dritte Steuerleitung 56 entlüftet, kann in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ( 3) der Notlösedruck pSN auf das Vorsteuerventil 54 wirken. Zu diesem Zweck ist der Notlösepfad 39 mit dem Vorsteuerventil 54 verbunden, in dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel insbesondere mit dem pneumatischen Steueranschluss 54.4. Um sowohl den ersten Steuerdruck pS1 bzw. den Selbsthaltedruck pSS als auch den Notlösedruck pSN an dem pneumatischen Steueranschluss 54.4 aussteuern zu können, ist wiederum das Notlösewechselventil 42 zwischengeschaltet. Der erste Notlöse-Wechselventilanschluss 42.1 ist hier mit der dritten Steuerleitung 56 verbunden und empfängt so den ersten Steuerdruck pS1 bzw. den Selbsthaltedruck pSS. Der zweite Notlöse-Wechselventilanschluss 42.2 ist mit dem Notlöseanschluss 38 verbunden und empfängt den Notlösedruck pSN. Der dritte Notlöse-Wechselventilanschluss 42.3 ist mit dem pneumatischen Steueranschluss 54.4 verbunden. Das Notlöse-Wechselventil 42 ist wiederum so ausgebildet, dass es eine Vorzugsstellung hat, nämlich vorzugsweise den ersten mit dem dritten Notlöse-Wechselventilanschluss 42.1, 42.2 verbindet. Erst wenn der erste Notlöse-Wechselventilanschluss 42.1 drucklos oder im Wesentlichen drucklos ist, kann durch einen Druck auf den zweiten Notlöse-Wechselventilanschluss 42.2 das Ventilelement 48 aus der in 4 gezeigten Stellung gehoben werden, sodass der Notlösedruck pSN an dem pneumatischen Steueranschluss 54.4 ausgesteuert wird. Auf diese Weise lässt sich das Vorsteuerventil 54 auch ohne das dritte Schaltsignal S3 in die aktivierte Schaltstellung bringen, sodass der Vorsteuerdruck pSV ausgesteuert wird.
  • Im vierten Ausführungsbeispiel werden also sowohl der Notlösedruck pSN, als auch der erste Steuerdruck pS1 und der Selbsthaltedruck pSS an dem pneumatischen Steueranschluss 544 ausgesteuert. In anderen hier nicht gezeigten Ausführungsbeispielen können auch weitere pneumatische Steueranschlüsse vorgesehen sein. Beispielsweise ist für jeden der drei Drücke ein eigener Steueranschluss vorgesehen. Alternativ sind zwei pneumatische Steueranschlüsse vorgesehen, wobei die Belegung hier frei wählbar sein kann, beispielsweise wird der Notlösedruck pSN am pneumatischen Steueranschluss 54.4 ausgesteuert, während der erste Steuerdruck pS1 und der Selbsthaltedruck pSN an einem (nicht gezeigten) weiteren pneumatischen Steueranschluss angesteuert werden.
  • Das vierte Ausführungsbeispiel (5) basiert auf dem dritten Ausführungsbeispiel (4) und gleiche und ähnliche Elemente sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass vollumfänglich auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird.
  • Der wesentliche Unterschied zwischen dem dritten und dem vierten Ausführungsbeispiel liegt darin, dass der Notlösedruck pSN nicht an dem pneumatischen Steueranschluss 54.4 ausgesteuert wird, sondern zwar an der Vorsteuereinheit 8, auch an dem Vorsteuerventil 54, aber an einem Entlüftungspfad 58 des Vorsteuerventils 54. Ist dieses in der stabilen in 5 gezeigten Schaltstellung, ist der erste Vorsteuerventilanschluss 54.1 mit dem zweiten Vorsteuerventilanschluss 54.2 verbunden, sodass der Notlösedruck pSN über den Entlüftungspfad 58 des Vorsteuerventils 54 in die erste Steuerleitung 24 und damit an der Hauptventileinheit 10 ausgesteuert werden kann. Insofern ähnelt das vierte Ausführungsbeispiel dem zweiten Ausführungsbeispiel. Auch das Notlöse-Wechselventil 42 ist übereinstimmend mit dem zweiten Ausführungsbeispiel (2) ausgebildet. Auch auf diese Weise lässt sich also der Parkbremsdruck pBP aussteuern, falls das dritte und/oder vierte Schaltsignal S3, S4 nicht oder nicht richtig bereitgestellt werden können.
  • 6 schließlich illustriert ein Fahrzeug 100, nämlich ein Nutzfahrzeug, mit einem Bremssystem 102, welches hier als elektronisch steuerbares pneumatisches Bremssystem ausgebildet ist. Das Fahrzeug 100 weist eine Vorderachse VA sowie eine Hinterachse HA auf. Ein Zentralmodul 104, welches auch als Hinterachsmodulator ausgebildet ist, bremst die Hinterachse HA, und ein Vorderachsmodulator 106 ist der Vorderachse VA zugeordnet. Das Zentralmodul 104 und der Vorderachsmodulator 106 sind über eine elektronische Leitung 107 miteinander verbunden und tauschen so Signale, wie insbesondere Bremssignale aus. An der Hinterachse HA sind neben ersten und zweiten Federspeicherbremszylindern 108a, 108b auch erste und zweite Betriebsbremszylinder 109a, 109b vorgesehen, die gemeinsam mit den Federspeicherbremszylindern 108a, 108b in sogenannten Tristop-Zylindern untergebracht sein können. An der Vorderachse VA steuert der Vorderachsmodulator 106 entsprechende Bremsdrücke an Vorderachsbetriebsbremszylindern 110a, 11 0b. Die Federspeicherbremszylinder 108a, 108b werden über ein Feststellbremsmodul 2 gesteuert, in welchem die elektropneumatische Ventilanordnung 1 gemäß der Erfindung umgesetzt ist. Das Feststellbremsmodul 2 weist den Federspeicheranschluss 21 auf, der wie in 5 gezeigt mit den Federspeicherbremszylindern 108a, 108b verbunden ist. Der Fahrzeug-BUS 16 verbindet das Feststellbremsmodul 2 mit der Zentraleinheit 104.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Elektropneumatische Ventilanordnung
    2
    Feststellbremsmodul
    3
    Entlüftung
    4
    Vorratsanschluss
    5
    Vorrats-Wechselventil
    6
    Erster Druckluftvorrat
    7
    Zweiter Druckluftvorrat
    8
    Vorsteuereinheit
    10
    Hauptventileinheit
    12
    Elektromagnetisches Magnetventil
    12.1
    Erster Magnetventilanschluss
    12.2
    Zweiter Magnetventilanschluss
    12.3
    Dritter Magnetventilanschluss
    12.4
    pneumatischer Steueranschluss des Magnetventils
    13.1
    Erster Permanentmagnet
    13.2
    Zweiter Permanentmagnet
    13.3
    Erste Spule
    13.4
    Zweite Spule
    14
    Halteventil
    14.1
    Erster Halteventilanschluss
    14.2
    Zweiter Halteventilanschluss
    16
    Fahrzeug-BUS
    18
    Feder
    20
    Relaisventil
    20.1
    Relaisventil-Vorratsanschluss
    20.2
    Relaisventil-Arbeitsanschluss
    20.3
    Relaisventil-Entlüftungsanschluss
    20.4
    Relaisventil-Steueranschluss
    21
    Federspeicheranschluss
    22
    Selbsthalteleitung
    24
    Erste Steuerleitung
    26
    Erster Drucksensor
    27
    Erste Druckmessleitung
    28
    zweiter Drucksensor
    29
    Zweite Druckmessleitung
    30
    Lösesteueranschluss
    32
    Lösesteuerpfad
    33
    Löseleitung
    34
    Wechselventil
    34.1
    Erster Wechselventilanschluss
    34.2
    Zweiter Wechselventilanschluss
    34.3
    Dritter Wechselventilanschluss
    36
    Zweite Steuerleitung
    38
    Notlöseanschluss
    39
    Notlösepfad
    40
    Notlöseleitung
    42
    Notlöse-Wechselventil
    42.1
    Erster Notlöse-Wechselventilanschluss
    42.2
    Zweiter Notlöse-Wechselventilanschluss
    42.3
    Dritter Notlöse-Wechselventilanschluss
    44
    Entlüftungspfad
    46
    Rückführung
    48
    Ventilelement
    50
    Einlassventil
    50.1
    Erster Einlassventilanschluss
    50.2
    Zweiter Einlassventilanschluss
    52
    Auslassventil
    52.1
    Erster Auslassventilanschluss
    52.2
    Zweiter Auslassventilanschluss
    52.3
    Dritter Auslassventilanschluss
    53
    Drossel
    54
    Vorsteuerventil
    54.1
    Erster Vorsteuerventilanschluss
    54.2
    Zweiter Vorsteuerventilanschluss
    54.3
    Dritter Vorsteuerventilanschluss
    54.4
    pneumatischer Steueranschluss des Vorsteuerventils
    56
    Dritte Steuerleitung
    58
    Entlüftungspfad des Vorsteuerventils
    100
    Nutzfahrzeug
    102
    Bremssystem
    104
    Zentralmodul
    106
    Vorderachsmodulator
    108a, 108b
    Federspeicherbremszylinder
    109a, 109b
    Betriebsbremszylinder an der Hinterachse
    110a, 110b
    Betriebsbremszylinder an der Vorderachse
    ECU
    Elektronische Steuereinheit
    pBP
    Parkbremsdruck
    pL
    Lösesteuerdruck
    pSN
    Notlösedruck
    pSS
    Selbsthaltedruck
    pSV
    Vorsteuerdruck
    pV
    Vorratsdruck
    S1
    Erstes Schaltsignal
    S2
    Zweites Schaltsignal
    SFB
    Feststellbremssignal
    SD1
    Erstes Drucksignal
    SD2
    Zweites Drucksignal
    VA
    Vorderachse
    HA
    Hinterachse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102017005757 A1 [0003]
    • DE 102018108202 A1 [0004]
    • WO 2019030242 A1 [0006]

Claims (28)

  1. Elektropneumatische Ventilanordnung (1) zur Betätigung einer Feststellbremsfunktion eines elektropneumatischen Bremssystems (102) eines Nutzfahrzeugs (100), mit einer Vorsteuereinheit (8), die in Abhängigkeit von einem elektronischen Feststellbremssignal (SFB) einen Vorsteuerdruck (pSV) aussteuert, und die selbsthaltend ausgebildet ist, wobei der Vorsteuerdruck (pSV) eine Aussteuerung eines Parkbremsdrucks (pBP) an wenigsten einem Federspeicheranschluss (21) bewirken oder als dieser ausgesteuert werden kann, gekennzeichnet durch einen Notlöseanschluss (38) mit einem Notlösepfad (39) zum wahlweisen Einsteuern eines Notlösedrucks (pSN), der an einem pneumatischen Steueranschluss (12.4, 54.4) der Vorsteuereinheit (8) bereitgestellt wird und die Aussteuerung des Parkbremsdrucks (pBP) am wenigstens einen Federspeicheranschluss (21) bewirkt.
  2. Elektropneumatische Ventilanordnung nach Anspruch 1, wobei die Vorsteuereinheit dadurch selbsthaltend ausgebildet ist, dass der von der Vorsteuereinheit (8) ausgesteuerte Vorsteuerdruck (pSV) oder ein davon abhängiger Druck über eine Selbsthalteleitung (22) zurückgeführt und als Selbsthaltedruck (pSS) an dem pneumatischen Steueranschluss (12.4, 54.4) oder einem der Vorsteuereinheit (8) zugeordneten weiteren pneumatischen Steueranschluss bereitgestellt wird.
  3. Elektropneumatische Ventilanordnung nach Anspruch 2, wobei für den Fall, dass der an dem pneumatischen Steueranschluss (12.4, 54.4) und/oder dem weiteren pneumatischen Steueranschluss anliegende Druck (pSS, pSN) einen ersten Schwellwert unterschreitet, die Vorsteuereinheit (8) in eine stabile Entlüftungsstellung schaltet.
  4. Elektropneumatische Ventilanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Einsteuerung des Notlösedrucks (pSN) die Aussteuerung des Vorsteuerdrucks (pSV) durch die Vorsteuereinheit (8) bewirken kann.
  5. Elektropneumatische Ventilanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Einsteuerung des Notlösedrucks (pSN) das Schalten eines Ventils der Vorsteuereinheit (8) bewirken kann.
  6. Elektropneumatische Ventilanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Notlösepfad (39) in einen Entlüftungspfad (44) der Vorsteuereinheit (8) mündet.
  7. Elektropneumatische Ventilanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorsteuereinheit (8) eine selbsthaltende Ventileinheit (12, 54) und ein Halteventil (14) aufweist.
  8. Elektropneumatische Ventilanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorsteuereinheit (8) ein elektromagnetisches Magnetventil (12) mit wenigstens einem ersten Permanentmagneten (13.1) aufweist, wobei das Magnetventil (12) den pneumatischen Steueranschluss (12.4) aufweist, wobei das Magnetventil (12) in Abhängigkeit vom Notlösedruck (pSN) von einer Entlüftungsstellung in einer Belüftungsstellung schalten kann.
  9. Elektropneumatische Ventilanordnung wenigstens nach Anspruch 2 und 8, wobei das Magnetventil (12) an dem pneumatischen Steueranschluss (12.4) oder dem weiteren pneumatischen Steueranschluss den Selbsthaltedruck empfängt, und wobei das Magnetventil (12) in Abhängigkeit vom Selbsthaltedruck (pSS) von einer Entlüftungsstellung in einer Belüftungsstellung schalten kann.
  10. Elektropneumatische Ventilanordnung nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Magnetventil (12) einen den Vorratsdruck (pV) empfangenden ersten Magnetventilanschluss (12.1), einen den Vorsteuerdruck (pSV) aussteuernden zweiten Magnetventilanschluss (12.2) und einen mit einer Entlüftung (3) verbundenen dritten Magnetventilanschluss (12.3) aufweist, wobei in der Belüftungsstellung des Magnetventils (12) der erste Magnetventilanschluss (12.1) mit dem zweiten Magnetventilanschluss (12.2) verbunden ist, und in der Entlüftungsstellung des Magnetventils (12) der dritte Magnetventilanschluss (12.3) mit dem zweiten Magnetventilanschluss (12.2) verbunden ist, und wobei durch Bestromen von wenigstens einer Spule (13.3, 13.4) das Magnetventil (12) wahlweise in die Belüftungsstellung oder die Entlüftungsstellung geschaltet werden kann, wobei das Magnetventil (12) mittels des wenigstens einen Permanentmagneten (13.1) magnetisch in der jeweiligen Schaltstellung gehalten werden kann.
  11. Elektropneumatische Ventilanordnung nach Anspruch 10, wobei für den Fall, dass der Selbsthaltedruck (pSS) und/oder der Notlösedruck (pSN) einen oder den ersten Schwellwert unterschreitet, das Magnetventil (12) unabhängig von einer vorherigen Schaltstellung in die Entlüftungsstellung geschaltet wird.
  12. Elektropneumatische Ventilanordnung nach Anspruch 10 oder 11, wobei für den Fall, dass der Selbsthaltedruck (pSS) den ersten Schwellwert überschreitet, das Magnetventil (12) in der vorherigen Schaltstellung gehalten wird, und vorzugsweise durch Bestromen wenigstens einer Spule (13.3, 13.4) wahlweise in die Belüftungsstellung oder die Entlüftungsstellung geschaltet werden kann.
  13. Elektropneumatische Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei für den Fall, dass der Selbsthaltedruck (pSS) einen zweiten Schwellwert überschreitet, der höher als der erste Schwellwert ist, das Magnetventil (12) in die Belüftungsstellung geschaltet wird und vorzugsweise durch Bestromen wenigstens einer Spule (13.3, 13.4) in die Entlüftungsstellung geschaltet werden kann.
  14. Elektropneumatische Ventilanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 8 bis 12, wobei das Magnetventil (12) eine Vorzugsstellung aufweist.
  15. Elektropneumatische Ventilanordnung nach Anspruch 14, wobei in der Vorzugsstellung die Vorsteuereinheit (8) mit der Entlüftung (3) verbunden ist.
  16. Elektropneumatische Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei der Notlösedruck (pSN) über den Notlösepfad (39) an dem pneumatischen Steueranschluss (12.4) des Magnetventils (12).
  17. Elektropneumatische Ventilanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 8, wobei die Vorsteuereinheit (8) ein Einlassventil (50) und ein Auslassventil (52) aufweist, die elektrisch zwischen einem stabilen Zustand und einem aktivierten Zustand schaltbar sind, sowie ein Vorsteuerventil (54) mit einem oder dem pneumatischen Steueranschluss (54.4) aufweist, welches den Vorratsdruck (pV) empfängt und in Antwort auf einen ersten Steuerdruck (pS1), der von dem Einlassventil (50) und/oder Auslassventil (52) an dem pneumatischen Steueranschluss (54.4) bereitgestellt wird, zwischen einem stabilen Zustand und einem aktivierten Zustand schaltet, wobei in dem aktivierten Zustand das Vorsteuerventil (54) den Vorsteuerdruck (pSV) aussteuert.
  18. Elektropneumatische Ventilanordnung nach Anspruch 17, wobei der Notlösepfad (39) zur Aussteuerung des Notlösedrucks (pSN) mit dem Vorsteuerventil (54) verbunden ist, um dieses zum Aussteuern des Vorsteuerdrucks (pSV) zu veranlassen.
  19. Elektropneumatische Ventilanordnung nach Anspruch 17 oder 18, wobei der Notlösepfad (39) zur Aussteuerung des Notlösedrucks (pSN) mit dem pneumatischen Steueranschluss (54.4) oder einem weiteren pneumatischen Steueranschluss des Vorsteuerventils (54) verbunden ist.
  20. Elektropneumatische Ventilanordnung nach Anspruch 17 oder 18, wobei der Notlösepfad (39) in einen Entlüftungspfad des Vorsteuerventils (54) mündet.
  21. Elektropneumatische Ventilanordnung nach Anspruch 3, 11, 12 oder 13, wobei der erste Schwellwert in einem Bereich von 200 kPa bis 400 kPa, vorzugsweise 250 kPa bis 350 kPa liegt.
  22. Elektropneumatische Ventilanordnung nach Anspruch 12 oder 13, wobei der zweite Schwellwert in einem Bereich von 500 kPa bis 900 kPa, vorzugsweise 600 kPa bis 800 kPa liegt.
  23. Elektropneumatische Ventilanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, aufweisend eine Hauptventileinheit (10), die den Vorsteuerdruck (pSV) empfängt und in Abhängigkeit vom Vorsteuerdruck (pSV) den Parkbremsdruck (pBP) an dem wenigsten einen Federspeicheranschluss (21) aussteuert.
  24. Verfahren zum Steuern einer Parkbremsfunktion eines Nutzfahrzeugs (100) mit einem elektropneumatischen Bremssystem (102) und vorzugsweise einer elektropneumatischen Ventilanordnung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit den Schritten: - elektromagnetisches Schalten wenigstens eines Ventils einer Vorsteuereinheit (8) in eine Belüftungsstellung zum Aussteuern eines Vorsteuerdrucks (pSV) und in Folge: Aussteuern eines Parkbremsdrucks (pB) an wenigsten einem Federspeicheranschluss (21) zum Belüften von wenigsten einem Federspeicherbremszylinder (108a, 108b); - Einsperren des ausgesteuerten Vorsteuerdrucks (pSV) und/oder Halten des wenigstens einen Ventils in der Belüftungsstellung; und - Bei Absinken eines der Vorsteuereinheit (8) bereitgestellten Vorratsdrucks (pV) unter einen ersten Schwellwert: Entlüften des Vorsteuerdrucks; wobei das Verfahren ferner umfasst: - Einsteuern eines Notlösedrucks an einem Notlöseanschluss (38) zum Bewirken der Aussteuerung des Parkbremsdrucks (pB) zum Lösen des wenigstens einen Federspeicherbremszylinders (108a, 108b).
  25. Verfahren nach einem der Anspruch 24, wobei das Einsteuern des Notlösedrucks (pSN) das Schalten eines Ventils der Vorsteuereinheit (8) bewirkt.
  26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, wobei das Einsteuern des Notlösedrucks (pSN) die Aussteuerung des Vorsteuerdrucks (pSV) durch die Vorsteuereinheit (8) bewirkt.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, aufweisend den Schritt: - Aussteuern eines Selbsthaltedrucks (pSS) an einem der Vorsteuereinheit (8) zugeordneten pneumatischen Steueranschluss (12.4, 54.4) zum Selbsthalten der Vorsteuereinheit (8) in einer Belüftungsstellung, sodass der Vorsteuerdruck (pSV) unabhängig von elektrischen Signalen ausgesteuert bleibt.
  28. Nutzfahrzeug (100) mit einem elektronisch steuerbaren pneumatischen Bremssystem (102), welches eine elektropneumatische Ventilanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 23 aufweist.
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