DE112006000406B4

DE112006000406B4 - Steuer- oder Regelventilsystem

Info

Publication number: DE112006000406B4
Application number: DE112006000406.9T
Authority: DE
Inventors: Robert J. Herbst
Original assignee: Bendix Commercial Vehicle Systems LLC
Current assignee: Bendix Commercial Vehicle Systems LLC
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2006-01-09
Publication date: 2019-05-16
Anticipated expiration: 2026-01-10
Also published as: WO2006093567A3; AU2006219080B2; MX2007008209A; US20080169701A1; CA2591243A1; US20120138396A1; US8851580B2; US20060192425A1; US7354118B2; CN101128349B; AU2006219080A1; CA2591243C; WO2006093567A2; CN101128349A; US8136893B2; DE112006000406T5

Abstract

Pneumatisches Bremssystem, umfassend:
(a) wenigstens eine pneumatische Bremsvorrichtung (94);
(b) wenigstens eine Druckluftquelle (92);
(c) ein Steuer- oder Regelventilsystem, wobei das Steuer- oder Regelventilsystem des Weiteren umfasst:
(i) wenigstens ein Steuer- oder Regelventil (10) in Fluidverbindung mit der wenigstens einen pneumatischen Bremsvorrichtung (94) und der wenigstens einen Druckluftquelle (92);
(ii) eine Steuer- oder Regelvorrichtung (90) in Fluidverbindung mit dem Steuer- oder Regelventil (10) zum Steuern oder Regeln des Betriebszustandes des wenigstens einen Steuer- oder Regelventils (10);
wobei das Steuer- oder Regelventil (10) von einem ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand wechselt und die wenigstens eine pneumatische Bremsvorrichtung (94) zum Einsatz bringt, wenn ein erstes Pilotsignal, das von der Steuer- oder Regelvorrichtung (90) auf einen ersten Pilotlufteinlass (20) aufgebracht wird, ein bewegliches Ventilelement (80) in eine erste Position bewegt; und
wobei das Steuer- oder Regelventil (10) nur von dem zweiten Betriebszustand zurück in den ersten Betriebszustand wechselt und die wenigstens eine pneumatische Bremsvorrichtung freigibt, wenn ein zweites Pilotsignal, das von der Steuer- oder Regelvorrichtung (90) auf den ersten Pilotlufteinlass (20) aufgebracht wird, das bewegliche Ventilelement (80) in eine zweite Position bewegt.

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein pneumatisches Bremssystem, ein Steuer- oder Regelventilsystem, ein Steuer- oder Regelventil zur Verwendung in einem pneumatischen System sowie ein Verfahren zum Wechseln des Betriebszustandes eines Steuer- oder Regelventils.
Hintergrund der Erfindung
Magnetventile sind elektromagnetische Vorrichtungen, die häufig verwendet werden, um elektrische Energie in mechanische Energie und insbesondere in kurze mechanische Bewegungen umzuwandeln. Magnetventile werden als solche häufig zur Betätigung von Ventilen in Reaktion auf ein elektrisches Signal eingesetzt. Bei bestimmten Anwendungen müssen die Ventile positiv in vorbestimmten Stellungen gehalten werden, um die Strömung eines Gases oder Fluids durch das Ventil zu steuern bzw. zu regeln. Ein erstes Magnetventil kann betätigt werden, um ein Ventil positiv in eine Stellung zu bewegen, und ein zweites Magnetventil kann betätigt werden, um das Ventilelement positiv in eine vorbestimmte Stellung zu bewegen und dort zu halten, bis das zweite Magnetventil deaktiviert und das erste Magnetventil aktiviert wird, um das Ventilelement zurück in die andere Stellung zu bewegen. In Situationen, in denen das Ventil während längerer Zeiträume in der betätigten Stellung gehalten werden muss, ohne dass andauernd Energie oder ein fortwährendes Steuer- bzw. Regelsignal bereitstünde, können Verriegelungsmechanismen verwendet werden, um das Ventil in der einen oder anderen Stellung zu halten. Ein ferngesteuertes pneumatisches Verriegelungsventil kann zwei Magnetventile verwenden, um die Betriebszustände zu wechseln, das heißt von Zuführung nach Zuleitung und von Zuleitung nach Ableitung. Die kurzzeitige Betätigung eines Magnetventils betätigt das pneumatische Verriegelungsventil, um Druckluft zuzuleiten, während die kurzzeitige Betätigung des anderen Magnetventils das pneumatische Verriegelungsventil betätigt, um Druckluft abzuleiten.
Das System mit vorbeschriebenem Aufbau ist, wiewohl für den beabsichtigten Zweck grundsätzlich geeignet, dahingehend problematisch, dass die Verwendung von zwei Magnetventilen zum Wechseln des Zustandes des pneumatischen Verriegelungsventils kostenintensiv und redundant ist. Zudem sind die zusätzliche Größe, das zusätzliche Gewicht und die Kompliziertheit der Plombierung, die bei dieser Art von Systemen üblicherweise auftreten, nicht erwünscht. Während durch ein selbstverriegelndes Magnetventil betätigte pneumatische Ventile, wie sie im Stand der Technik bekannt sind, im Allgemeinen von Nutzen sind, besteht nach wie vor beträchtlicher Bedarf an kleineren, weniger komplizierten und weniger kostenintensiven pneumatischen Verriegelungsventilen. Darüber hinaus besteht insbesondere für den Fall von Fahrzeugbremssystemen nach wie vor Bedarf an einem Verriegelungsventil, das keinen Zustandswechsel ausführt, wenn die Energieversorgung der Magnetventile abbricht oder unterbrochen wird.
US 2004/0187674 A1 offenbart ein elektropneumatisches Arretierventil mit einem ersten und einem zweiten Magnetventil.
US 4 620 567 A offenbart ein elektromagnetisch betätigtes Ventil mit einem manuellen Eingriff zum Einrichten einer Fluidbahn zwischen einem Zufuhranschluss und einem Abgabeanschluss.
US 6 896 339 B2 offenbart ein Verfahren und ein System zum Steuern von verriegelnden Auslassventilen.
US 4 586 584 A offenbart ein LKW Bremsensteuersystem für die Luftzufuhr zu Luft-Untersystemen von Anhängern und Parkbremsen.
US 5 061 015 A beschreibt ein Traktorschutzsteuersystem mit einem elektromagnetischen Ventil zum Öffnen und Schließen einer Anhängerzufuhrleitung.
Zusammenfassung der Erfindung
Das oben beschriebene Problem wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Entsprechend einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein pneumatisches Bremssystem bereitgestellt. Dieses System enthält wenigstens ein pneumatisches Verriegelungsventil; eine Einzelvorrichtung zum Bereitstellen von kurzzeitigen Pilotluftsignalen für das pneumatische Verriegelungsventil in fluidtechnischer, das heißt pneumatischer Verbindung mit dem Verriegelungsventil; eine Druckluftquelle in fluidtechnischer Verbindung mit dem pneumatischen Verriegelungsventil; eine Federbremse oder eine andere pneumatische Vorrichtung in fluidtechnischer Verbindung mit dem pneumatischen Verriegelungsventil; und eine Indikatorvorrichtung zum Überwachen und Anzeigen des Zustandes des pneumatischen Verriegelungsventils. Beim Empfangen eines ersten kurzzeitigen Pilotsignals wechselt das pneumatische Verriegelungsventil von geschlossen nach offen und leitet der Federbremse Druckluft zu. Beim Empfangen eines zweiten kurzzeitigen Pilotsignals wechselt das pneumatische Verriegelungsventil von offen nach geschlossen und leitet Druckluft aus der Federbremse in die Umgebung ab. Das Ventil verbleibt in seinem aktuellen Zustand „verriegelt“, bis die Signalisierungsvorrichtung aktiviert und das nächste kurzzeitige Pilotsignal empfangen wird.
Entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Steuer- bzw. Regelventil bereitgestellt. Das Steuer- bzw. Regelventil ist dafür ausgelegt, kurzzeitige Pilotluftsignale von einer anderen Vorrichtung, so beispielsweise einem Einzelmagnetventil, zu empfangen und in Reaktion auf ein von dem Magnetventil empfangenes erstes Pilotluftsignal von einem ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand zu wechseln. Das Steuer- bzw. Regelventil wechselt nur in Reaktion auf ein von dem Magnetventil empfangenes zweites Signal von dem zweiten Betriebszustand zurück in den ersten Betriebszustand. In diesem Ausführungsbeispiel wirkt das elektrisch betriebene Magnetventil als „Kippschalter“ (toggle switch) zum Wechseln des Betriebszustandes des Steuer- bzw. Regelventils.
Entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein pneumatisches oder hydraulisches Steuer- bzw. Regelventil bereitgestellt. Das Steuer- bzw. Regelventil enthält einen Ventilkörper, der des Weiteren umfasst: (i) eine Zuführungsöffnung, wenigstens eine Zuleitungsöffnung und wenigstens eine Ableitungsöffnung; (ii) erste und zweite Pilotlufteinlässe; (iii) einen Pilotluftauslass; und (iv) einen internen Hohlraum mit oberen, mittleren und unteren Kammern, wobei die obere Kammer in Verbindung mit dem ersten Pilotlufteinlass und dem Pilotluftauslass steht; die mittlere Kammer in Verbindung mit der Zuführungsöffnung steht; und die untere Kammer in Verbindung mit der Zuleitungsöffnung, der Ableitungsöffnung und dem zweiten Pilotlufteinlass steht. Ein erster Kolben oder „Auswahlkolben“ ist im Inneren der oberen Kammer angeordnet und umfasst eine der Länge nach durchgehende Bohrung. Ein Vorspannelement ist im Inneren der oberen Kammer unter dem Auswahlkolben angeordnet und drängt den Kolben in einer Aufwärtsrichtung. Ein zweiter Kolben oder „Primärkolben“ ist im Inneren der oberen und mittleren Kammern angeordnet und definiert einen ringförmigen Durchgang hiermit. Auf Grundlage der Eingabe eines kurzzeitigen Pilotsignals tritt der Primärkolben selektiv mit dem Auswahlkolben in Eingriff. Ein Ventilelement oder „Einlassableitungsventil“ ist mit dem unteren Abschnitt des Primärkolbens verbunden, während ein dritter Kolben oder „Hilfskolben“ im Inneren der unteren Kammer unter dem Ventilelement angeordnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die verschiedenen Kammern miteinander verbunden und ermöglichen auf Grundlage der relativen Stellungen der verschiedenen Kolben den Durchlass von Luft von der Zuführungsöffnung zu der Zuleitungsöffnung oder von der Zuleitungsöffnung zu der Ableitungsöffnung. Das Ventilelement ist zwischen dem Primärkolben und dem Hilfskolben angeordnet und öffnet die interne Zuführung zu dem Zuleitungskanal oder schließt diese.
Figurenliste
Die begleitende Zeichnung, die zu der vorliegenden Druckschrift gehört und einen Teil derselben bildet, zeigt schematisch ein oder mehrere als Beispiel angegebene Ausführungsbeispiele der Erfindung und dient zusammen mit der vorstehenden allgemeinen Beschreibung und der nachfolgenden Detailbeschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.

1A und 1B sind schematische Blockdiagramme eines als Beispiel angegebenen Ausführungsbeispieles des pneumatischen Bremssystems entsprechend der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Querschnittsansicht eines als Beispiel angegebenen Ausführungsbeispieles des Steuer- bzw. Regelventils der vorliegenden Erfindung, wobei hier das Ventil in der „Aus“-Stellung gezeigt ist.
3 ist eine Querschnittsansicht des als Beispiel angegebenen Ausführungsbeispieles des Steuer- bzw. Regelventils der vorliegenden Erfindung, wobei hier das Ventil in der „Ein“-Stellung gezeigt ist.
4 ist eine Querschnittsansicht eines als Beispiel angegebenen Ausführungsbeispieles des Steuerventils der vorliegenden Erfindung, wobei hier das Ventil in der Zwischen- oder „Bereitschafts“-Stellung gezeigt ist.
5 ist eine Querschnittsansicht eines alternativen als Beispiel angegebenen Ausführungsbeispieles des Steuer- bzw. Regelventils der vorliegenden Erfindung, wobei hier das Ventil in der „Aus“-Stellung gezeigt ist.

Detailbeschreibung der Erfindung
Wie in 1 gezeigt ist, betrifft das erste als Beispiel angegebene Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein pneumatisches Bremssystem, das umfasst: wenigstens ein pneumatisches Verriegelungsventil 10; eine kippschalterartige Steuer- bzw. Regelvorrichtung 90 zum Bereitstellen von kurzzeitigen Pilotluftsignalen für das pneumatische Verriegelungsventil 10 in fluidtechnischer, das heißt pneumatischer Verbindung mit dem Verriegelungsventil 10; eine Quelle für druckbeaufschlagte Zuführungsluft 92 in fluidtechnischer Verbindung mit dem pneumatischen Verriegelungsventil 10; eine Federbremse 94 oder eine andere pneumatische Bremsvorrichtung in fluidtechnischer Verbindung mit dem pneumatischen Verriegelungsventil 10 und eine Indikatorvorrichtung 96 zum Überwachen und Anzeigen des Zustandes des pneumatischen Verriegelungsventils (PLV= pneumatic latching valve). Ein elektrisch betriebenes Magnetventil in fluidtechnischer Verbindung mit einer Druckluftquelle, die dafür ausgelegt sind, ein kurzzeitiges Pilotluftsignal zu erzeugen, können als Steuer- bzw. Regelvorrichtung 90 verwendet werden. Beim Empfangen eines ersten kurzzeitigen Pilotsignals wechselt das pneumatische Verriegelungsventil von geschlossen nach offen und leitet der Federbremse Druckluft zu. Beim Empfangen eines zweiten kurzzeitigen Pilotsignals wechselt das pneumatische Verriegelungsventil von offen nach geschlossen und leitet Druckluft aus der Federbremse in die Umgebung ab. Das Ventil bleibt in seinem aktuellen Zustand „verriegelt“, bis die Signalisierungsvorrichtung aktiviert und das nächste kurzzeitige Pilotsignal empfangen wird.
Wie in 2 bis 5 gezeigt ist, umfasst das Steuer- bzw. Regelventil 10, das in diesem als Beispiel angegebenen Ausführungsbeispiel als pneumatisches Verriegelungsventil ausgebildet ist, einen Ventilkörper 12, der des Weiteren umfasst: (i) eine Zuführungsöffnung 14, wenigstens eine Zuleitungsöffnung 16 und wenigstens eine Ableitungsöffnung 18; (ii) erste und zweite Pilotlufteinlässe 20 und 24; (iii) einen Pilotluftauslass 22 und (iv) einen internen Hohlraum mit oberen, mittleren und unteren Kammern, wobei die obere Kammer 26 in Verbindung mit dem ersten Pilotlufteinlass 20 und dem Pilotluftauslass 22 steht; die mittlere Kammer 28 in Verbindung mit der Zuführungsöffnung 14 steht; und die untere Kammer 30 in Verbindung mit der Zuleitungsöffnung 16, der Ableitungsöffnung 18 und dem zweiten Pilotlufteinlass 24 steht. Ein erster Kolben oder „Auswahlkolben“ 40 ist im Inneren der oberen Kammer 26 angeordnet und enthält eine der Länge nach durchgehende Bohrung 44. Ein Vorspannelement 50 ist im Inneren der oberen Kammer 26 unter dem Auswahlkolben 40 angeordnet und drängt den Kolben in einer Aufwärtsrichtung. Ein zweiter Kolben oder „Primärkolben“ 60 ist im Inneren der oberen Kammer 26 und der mittleren Kammer 28 angeordnet und definiert einen ringförmigen Durchgang 25 hiermit. Auf Grundlage der Eingabe eines kurzzeitigen Pilotsignals gelangt der Primärkolben 60 selektiv mit dem Auswahlkolben 40 in Eingriff. Ein Ventilelement 80 oder „Einlassableitungsventil“ ist mit dem unteren Abschnitt des Primärkolbens 60 verbunden, während ein dritter Kolben oder „Hilfskolben/Tripperkolben“ im Inneren der unteren Kammer unter dem Ventilelement 80 angeordnet ist. Das Ausführungsbeispiel des Steuer- bzw. Regelventils 10 gemäß 5 enthält einen Ventilkörper 12, der an einem bereits bestehenden Ventilkörper angebracht werden kann, so beispielsweise an demjenigen eines PP-5-Ventils (Bendix Commercial Vehicle Systems, Elyria, Ohio). Das PP-5-Ventil enthält ein zusätzliches Vorspannelement 61, das den Primärkolben 60 zurück in die „Auf“-Stellung verbringt, wenn der interne Druck unter einen vorbestimmten Wert abfällt. Ein zweites Vorspannelement 61 kann, obwohl nicht gezeigt, zu diesem Zweck in den in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel enthalten sein. Darüber hinaus ist das Steuer- bzw. Regelventilsystem gemäß vorliegender Offenbarung zu dem elektropneumatischen Verriegelungsventilsystem aus der Offenbarung der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 10/784,717 ( US 7 396 089 B2 ) kompatibel.
Bei dem in den Figuren gezeigten als Beispiel angegebenen Ausführungsbeispiel enthält jeder der Kolben des Weiteren ein Dichtelement in Form eines O-Ringes, der den Kolbenkörper umschließt, um eine im Wesentlichen luftdichte Verbindung mit dem Inneren eines Ventilkörpers 12 herzustellen. Der Auswahlkolben 40 enthält einen O-Ring 42, der Primärkolben 60 enthält einen O-Ring 62, und der Hilfskolben 70 enthält einen O-Ring 72. Diese O-Ringe sind dynamisch und bewegen sich mit ihren jeweiligen Kolben.
Wie in 2 bis 4 gezeigt ist, enthält das als Beispiel angegebene Steuer- bzw. Regelventil 100 die beiden grundlegenden Betriebszustände „ein“ und „aus“ sowie einen Zwischenzustand oder „Bereitschaftszustand“. Das Wechseln des Steuer- bzw. Regelventils 10 von ein nach aus oder umgekehrt wird durch Zuleiten eines kurzzeitigen Pilotluftsignals, das heißt eines kurzen Luftstoßes, durch ein Einzelmagnetventil, ein Pilotsteuer- bzw. Regelventil oder eine andere ähnliche Vorrichtung an den ersten Pilotlufteinlass 20 bewerkstelligt. Die Funktion des Steuer- bzw. Regelventils 10 ist zur Funktion eines Farbstiftes analog, bei dem das Drücken eines Knopfes eine Farbpatrone vergrößert und ein zweites Drücken desselben Knopfes die Farbpatrone wieder verkleinert.
Im ersten Betriebszustand (siehe 2 und 5) ist das Steuer- bzw. Regelventil 10 in der geschlossenen, Aus- oder Freigabestellung verriegelt, was bedeutet, dass der Federbremse oder einer anderen Anschlussvorrichtung 94 keine Druckluft durch das Ventil zugeleitet wird. Im geschlossenen Zustand ist der Auswahlkolben 40 im Inneren der oberen Kammer 26 in der „Auf-“Stellung, der Primärkolben 60 ist im Inneren der mittleren Kammer 28 in der „Auf-“Stellung genau wie das Ventilelement 80, und der Hilfskolben 70 ist im Inneren der unteren Kammer 30 in der „Auf“-Stellung. Zuführungsluft tritt in den Ventilkörper 12 ein, und der Druckunterschied zwischen dem Durchmesser der mittleren Kammer und dem Durchmesser des verengten Bereiches genau unter der Zuführungsöffnung 14 hält den Primärkolben 60 derart in der „Auf“-Stellung, dass die obere Kante des Ventilelementes 80, die eine gummierte Scheibe enthalten kann, auf dem Boden der mittleren Kammer 28 aufsitzt und so eine Dichtung bildet. Diese Dichtung verhindert, dass Druckluft durch den Körper des Steuer- bzw. Regelventils 10 zu der Zuleitungsöffnung 16 gelangt. Im geschlossenen Zustand wird Druckluft in der Anschlussvorrichtung 94 oder dem Ventilkörper 12 aus dem Steuer- bzw. Regelventil 10 durch die Ableitungsöffnung 18 abgelassen.
Im zweiten Betriebszustand (siehe 3) ist das Steuer- bzw. Regelventil 10 in der offenen, Ein- oder Einsatzstellung verriegelt, was bedeutet, dass Druckluft dem Ventil aus der Druckluftquelle 92 zugeführt und der pneumatischen Anschlussvorrichtung 94 durch den Körper des Steuer- bzw. Regelventils 10 zugeleitet wird. In diesem offenen Zustand ist der Auswahlkolben 40 kurzzeitig in der „Abwärts“-Stellung im Inneren der oberen Kammer 26. In dieser Stellung bildet der Absperrsitz 46 eine Dichtung mit dem oberen Abschnitt des Primärkolbens 60, der Pilotluftauslass 22 ist gesperrt, und der ringförmige Durchgang 25 ist beseitigt. Da der Auswahlkolben 40 an der Oberseite des Primärkolbens 60 aufsitzt, drückt die Kraft des kurzzeitigen Pilotsignals sowohl den Auswahlkolben 40 wie auch den Primärkolben 60 im Inneren ihrer jeweiligen Kammern nach unten. Diese Abwärtsbewegung drückt darüber hinaus das Ventilelement 80 und den Hilfskolben 70 in die „Abwärts“-Stellung. Da das Ventilelement 80 nunmehr eine Dichtung mit dem Ableitungssitz 74 bildet und eine Dichtung gegen den unteren Abschnitt der mittleren Kammer 28 nicht mehr besteht, gelangt in das Steuer- bzw. Regelventil 10 an der Zuführungsöffnung 14 eintretende Zuführungsluft durch den Körper des Ventils, tritt durch die Zuleitungsöffnung 16 aus und wird der Anschlussvorrichtung 94 zugeleitet. Ein interner Druckunterschied zwischen dem O-Ring 62 und der an dem Ableitungssitz 74 gebildeten Dichtung hält den Kolben 60 und das Ventilelement 80 in der „Abwärts“-Stellung.
Im Zwischenzustand oder „Bereitschaftszustand“ (siehe 4) ist das Steuer- bzw. Regelventil 10 üblicherweise ein, das heißt, es wird der pneumatischen Anschlussvorrichtung 94 aufgrund der Stellungen des Primärkolbens 60, des Ventilelementes 80 und des Hilfskolbens 70 im Inneren der jeweiligen Kammern Druckluft zugeleitet. Zur Vorbereitung des Steuer- bzw. Regelventils 10 auf den nächsten Zustandswechsel verbringt ein Vorspannelement, das in der vorliegenden Beschreibung als „Auswahlkolbenrückstellfeder 50“ bezeichnet wird, automatisch den Auswahlkolben 40 im Inneren der Kammer 26 in die „Auf“-Stellung. Kehrt der Auswahlkolben 40 in der oberen Kammer 26 in die „Auf“-Stellung zurück, so wird die Dichtung zwischen dem unteren Abschnitt des Auswahlkolbens 40 und dem oberen Abschnitt des Primärkolbens 60 beseitigt. Der Auswahlkolben 40 sperrt den Pilotluftauslass 22 nicht mehr, und der ringförmige Durchgang 25 wird geöffnet. Das von der Vorrichtung 90 empfangene nächste kurzzeitige Pilotsignal (das einen Zustandswechsel bewirkt) tritt über den ersten Pilotlufteinlass 20 in das Steuer- bzw. Regelventil 10 ein, gelangt durch die Auswahlkolbenbohrung 44, tritt in den ringförmigen Durchgang 25 ein und wird aus dem Steuer- bzw. Regelventil durch den Pilotluftauslass 22 abgeleitet. Die Pilotluft wird anschließend zurück in den Ventilkörper 12 durch den zweiten Pilotlufteinlass 24 geleitet, wo diese auf den Hilfskolben 70 und das Ventilelement 80 wirkt, damit das Ventil zurück in die „Aus“-Stellung verbracht wird. Das Steuer- bzw. Regelventil 10 wechselt seinen Zustand nicht, das heißt, es bewegt sich nicht zurück in die „Ein“-Stellung, bis das nächste kurzzeitige Pilotsignal empfangen wird.
Bei dem in 2 bis 5 gezeigten als Beispiel angegebenen Ausführungsbeispiel verwendet das Steuer- bzw. Regelventil 10 eine externe Plombierung zum Leiten der Pilotluftsignale in den Kolbenkörper 12 hinein und durch diesen hindurch. Obwohl in der Zeichnung nicht gezeigt, kann diese Plombierung in Form von Rohren, Leitungen oder anderen geeigneten Mitteln zum Verbinden des Magnetventils und des Steuer- bzw. Regelventils und der verschiedenen Einlässe und Auslässe untereinander vorliegen. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel, das in den Figuren nicht gezeigt ist, ist die externe Pilotluftplombierung durch eine interne Plombierung in Form eines Durchlasses ersetzt, der sich durch die Körper des Primärkolbens 60, des Ventilelementes 80 und des Hilfskolbens 70 erstreckt. Bei diesem alternativen Ausführungsbeispiel ist der Pilotluftauslass 22 in dem Ventilkörper 12 nicht enthalten.
Aufgrund der Tatsache, dass das Steuer- bzw. Regelventil 10 durch die kurzzeitige Pilotluftzuleitung aus dem Einzelmagnetventil oder dergleichen entweder zum Einsatz gebracht oder freigegeben wird, kann eine Indikatorvorrichtung 96 (siehe 1) in das System eingebaut werden, um den Betriebszustand des Steuer- bzw. Regelventils zu überwachen. Diese Vorrichtung stellt dem System oder Fahrzeugbediener Kenntnisse darüber zur Verfügung, ob das Steuer- bzw. Regelventil im Einsatz- oder Freigabezustand befindlich ist. Bei einem Ausführungsbeispiel enthält die Vorrichtung einen Doppelpoldruckschalter (n.o./n.c.), der einen Doppelpolsteuer- bzw. Regelschalter steuert bzw. regelt. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel stellt ein Druckmesser, der in dem Zuleitungskanal angeordnet ist, die gewünschte Information bereit.

Claims

Pneumatisches Bremssystem, umfassend: (a) wenigstens eine pneumatische Bremsvorrichtung (94); (b) wenigstens eine Druckluftquelle (92); (c) ein Steuer- oder Regelventilsystem, wobei das Steuer- oder Regelventilsystem des Weiteren umfasst: (i) wenigstens ein Steuer- oder Regelventil (10) in Fluidverbindung mit der wenigstens einen pneumatischen Bremsvorrichtung (94) und der wenigstens einen Druckluftquelle (92); (ii) eine Steuer- oder Regelvorrichtung (90) in Fluidverbindung mit dem Steuer- oder Regelventil (10) zum Steuern oder Regeln des Betriebszustandes des wenigstens einen Steuer- oder Regelventils (10); wobei das Steuer- oder Regelventil (10) von einem ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand wechselt und die wenigstens eine pneumatische Bremsvorrichtung (94) zum Einsatz bringt, wenn ein erstes Pilotsignal, das von der Steuer- oder Regelvorrichtung (90) auf einen ersten Pilotlufteinlass (20) aufgebracht wird, ein bewegliches Ventilelement (80) in eine erste Position bewegt; und wobei das Steuer- oder Regelventil (10) nur von dem zweiten Betriebszustand zurück in den ersten Betriebszustand wechselt und die wenigstens eine pneumatische Bremsvorrichtung freigibt, wenn ein zweites Pilotsignal, das von der Steuer- oder Regelvorrichtung (90) auf den ersten Pilotlufteinlass (20) aufgebracht wird, das bewegliche Ventilelement (80) in eine zweite Position bewegt.
Pneumatisches Bremssystem nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend eine Indikatorvorrichtung (96) zum Überwachen und Mitteilen des Betriebszustandes des Steuer- oder Regelventils (10).
Pneumatisches Bremssystem nach Anspruch 1, bei dem die wenigstens eine pneumatische Bremsvorrichtung (94) eine Federbremse ist.
Pneumatisches Bremssystem nach Anspruch 1, bei dem das wenigstens eine Steuer- oder Regelventil (10) ein pneumatisches Verriegelungsventil ist.
Pneumatisches Bremssystem nach Anspruch 1, bei dem die Steuer- oder Regelvorrichtung (90) ein elektrisch betriebenes Magnetventil ist.
Pneumatisches Bremssystem nach Anspruch 1, bei dem die ersten und zweiten Signale kurzzeitige pneumatische Pilotsignale sind.
Steuer- oder Regelventilsystem aufweisend: zumindest ein Steuer- oder Regelventil (10) umfassend: (a) einen Ventilkörper (12), wobei der Ventilkörper (12) des Weiteren umfasst: (i) eine Zuführungsöffnung (14), wenigstens eine Zuleitungsöffnung (16) und wenigstens eine Ableitungsöffnung (18); (ii) erste und zweite Pilotsignaleinlässe (20, 24); (iii) einen Pilotsignalauslass (22); und (iv) einen internen Hohlraum mit oberen, mittleren und unteren Kammern (26, 28, 30), wobei die obere Kammer (26) in Verbindung mit wenigstens dem ersten Pilotsignaleinlass (20) und dem Pilotsignalauslass (22) steht; die mittlere Kammer (28) in Verbindung mit wenigstens der Zuführungsöffnung (14) steht; und die untere Kammer (30) in Verbindung mit wenigstens der Zuleitungsöffnung (16), der Ableitungsöffnung (18) und dem zweiten Pilotsignaleinlass (24) steht; und (b) einen ersten Kolben (40), der im Inneren der oberen Kammer (26) angeordnet ist und eine hierdurch der Länge nach durchgehende Bohrung (44) aufweist; (c) ein Vorspannelement (50), das im Inneren der oberen Kammer (26) unter dem ersten Kolben (40) angeordnet ist und den ersten Kolben (40) in einer Aufwärtsrichtung drängt; (d) einen zweiten Kolben (60), der im Inneren der oberen und mittleren Kammern (26, 28) angeordnet ist und einen ringförmigen Durchgang oder Öffnung (25) hiermit definiert, wobei der zweite Kolben (60) in selektivem Eingriff mit dem ersten Kolben (40) befindlich ist; (e) ein Ventilelement (80), das mit dem unteren Abschnitt des zweiten Kolbens (60) verbunden ist; und (f) einen dritten Kolben (70), der im Inneren der unteren Kammer (30) unter dem Ventilelement (80) angeordnet ist; eine Steuer- oder Regelvorrichtung (90) in Fluidverbindung mit dem zumindest einen Steuer- oder Regelventil (10); wobei das Steuer- oder Regelventil (10) von einem ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand wechselt, wenn ein erstes Pilotsignal, das von der Steuer- oder Regelvorrichtung (90) auf einen ersten Pilotlufteinlass (20) aufgebracht wird, das bewegliche Ventilelement (80) in eine erste Position bewegt; und wobei das Steuer- oder Regelventil (10) nur von dem zweiten Betriebszustand zurück in den ersten Betriebszustand wechselt, wenn ein zweites Pilotsignal, das von der Steuer- oder Regelvorrichtung (90) auf den ersten Pilotlufteinlass (20) aufgebracht wird, das bewegliche Ventilelement (80) in eine zweite Position bewegt.
Steuer- oder Regelventilsystem nach Anspruch 7, des Weiteren umfassend wenigstens eine Druckluftquelle (94) in fluidtechnischer Verbindung mit dem Steuer- oder Regelventil (10).
Steuer- oder Regelventilsystem nach Anspruch 7, wobei die Steuer- oder Regelvorrichtung (90) eine pneumatisch betriebene Vorrichtung oder eine hydraulisch betriebene Vorrichtung ist.
Steuer- oder Regelventilsystem nach Anspruch 7, des Weiteren umfassend eine Indikatorvorrichtung (96) zum Überwachen und Mitteilen des Betriebszustandes des Steuer- oder Regelventils (10).
Steuer- oder Regelventilsystem nach Anspruch 7, bei dem das wenigstens eine Steuer- oder Regelventil (10) ein pneumatisches Verriegelungsventil ist.
Steuer- oder Regelventilsystem nach Anspruch 7, bei dem die Steuer- oder Regelvorrichtung (90) ein elektrisch betriebenes Magnetventil ist.
Steuer- oder Regelventilsystem nach Anspruch 7, bei dem die ersten und zweiten Signale kurzzeitige pneumatische Pilotsignale sind.
Steuer- oder Regelventil (10) zur Verwendung in einem pneumatischen System, umfassend: (a) einen Ventilkörper (12), wobei der Ventilkörper (12) des Weiteren umfasst: (i) eine Zuführungsöffnung (14), wenigstens eine Zuleitungsöffnung (16) und wenigstens eine Ableitungsöffnung (18); (ii) erste und zweite Pilotlufteinlässe (20, 24); (iii) einen Pilotluftauslass (22); und (iv) einen internen Hohlraum mit oberen, mittleren und unteren Kammern (26, 28, 30), wobei die obere Kammer (26) in Verbindung mit dem ersten Pilotlufteinlass (20) und dem Pilotluftauslass (22) steht; die mittlere Kammer (28) in Verbindung mit der Zuführungsöffnung (14) steht; und die untere Kammer (30) in Verbindung mit der wenigstens einen Zuleitungsöffnung (16), der wenigstens einen Ableitungsöffnung (18) und dem zweiten Pilotlufteinlass (24) steht; und (b) einen ersten Kolben (40), der im Inneren der oberen Kammer (26) angeordnet ist und eine hierdurch der Länge nach durchgehende Bohrung (44) aufweist; (c) ein erstes Vorspannelement (50), das im Inneren der oberen Kammer (26) unter dem ersten Kolben (40) angeordnet ist und den ersten Kolben (40) in einer Aufwärtsrichtung drängt; (d) einen zweiten Kolben (60), der im Inneren der oberen und mittleren Kammern (26, 28) angeordnet ist und einen ringförmigen Durchgang (25) hiermit definiert, wobei der zweite Kolben (60) in selektivem Eingriff mit dem ersten Kolben (40) befindlich ist; (e) ein Ventilelement (80), das mit dem unteren Abschnitt des zweiten Kolbens (60) verbunden ist; und (f) einen dritten Kolben (70), der im Inneren der unteren Kammer (30) unter dem Ventilelement (80) angeordnet ist.
Steuer- oder Regelventil (10) nach Anspruch 14, des Weiteren umfassend ein zweites Vorspannelement (61), das im Inneren der mittleren Kammer (28) angeordnet ist, wobei das Vorspannelement (50) den zweiten Kolben (60) in einer Aufwärtsrichtung drängt.
Steuer- oder Regelventil (10) nach Anspruch 14, bei dem das pneumatische System ein pneumatisches Bremssystem ist.
Steuer- oder Regelventil (10) nach Anspruch 14, bei dem die Zuführungsöffnung (14) dafür ausgelegt ist, Druckluft aus einer Druckluftquelle (92) zu empfangen.
Steuer- oder Regelventil (10) nach Anspruch 14, bei dem die wenigstens eine Zuleitungsöffnung (16) dafür ausgelegt ist, mit wenigstens einer Anschlussvorrichtung (94) verbunden zu werden.
Steuer- oder Regelventil (10) nach Anspruch 14, bei dem der erste Pilotlufteinlass (20) dafür ausgelegt ist, kurzzeitige Pilotsignale von einer elektrisch betriebenen Steuer- oder Regelvorrichtung (90) zu empfangen.
Steuer- oder Regelventil (10) nach Anspruch 14, bei dem die ersten, zweiten und dritten Kolben (40, 60, 70) des Weiteren jeweils ein Dichtelement (42, 62, 72) zur Bildung einer Dichtung mit dem internen Hohlraum umfassen.
Steuer- oder Regelventil (10) nach Anspruch 14, bei dem sich die ersten, zweiten und dritten Kolben (40, 60, 70) im Inneren des internen Hohlraumes in Reaktion auf die von den ersten und zweiten Pilotlufteinlässen (20, 24) empfangenen kurzzeitigen Pilotsignale auf und abbewegen.
Steuer- oder Regelventil (10) nach Anspruch 14, bei dem das Vorspannelement (50) eine Feder ist.
Steuer- oder Regelventil (10) nach Anspruch 14, bei dem der zweite Kolben (60), der dritte Kolben (70) und das Ventilelement (80) des Weiteren jeweils einen internen Durchlass zum Empfangen von Pilotsignalen umfassen.
Verfahren zum Wechseln des Betriebszustandes eines Steuer- oder Regelventils (10), umfassend: (a) Verbinden des Steuer- oder Regelventils (10), das einen ersten Pilotlufteinlass (20) aufweist, mit einer Steuer- oder Regelvorrichtung (90), wobei die Steuer- oder Regelvorrichtung (90) dafür ausgelegt ist, dem Steuer- oder Regelventil (10) kurzzeitige Pilotsignale zuzuleiten; (b) Zuleiten eines ersten kurzzeitigen Pilotsignals an den ersten Pilotlufteinlass (20) des Steuer- oder Regelventils (10), wobei das Steuer- oder Regelventil (10) in Reaktion auf das von der Steuer- oder Regelvorrichtung (90) empfangene erste Signal von einem ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand wechselt; und (c) Zuleiten eines zweiten kurzzeitigen Pilotsignals an den ersten Pilotlufteinlass (20) des Steuer- oder Regelventils (10), wobei das Steuer- oder Regelventil (10) nur in Reaktion auf das von der Steuer- oder Regelvorrichtung (90) empfangene zweite Signal von dem zweiten Betriebszustand zurück in den ersten Betriebszustand wechselt.
Verfahren zum Wechseln des Betriebszustandes eines Steuer- oder Regelven- tils (10) tils nach Anspruch 24, bei dem das Steuer- oder Regelventil (10) ein pneumatisches Verriegelungsventil ist.
Verfahren zum Wechseln des Betriebszustandes eines Steuer- oder Regelventils (10) nach Anspruch 24, bei dem das Steuer- oder Regelventil (10) ein elektrisch betriebenes Magnetventil ist.
Verfahren zum Wechseln des Betriebszustandes eines Steuer- oder Regelven- tils (10) nach Anspruch 24, bei dem die ersten und zweiten Signale kurzzeitige pneumatische Pilotsignale sind.
Steuer- oder Regelventil (10) zur Verwendung in einem pneumatischen System, umfassend: einen ersten Pilotlufteinlass (20); ein erster Kolben (40), das zu einer ersten Position vorgespannt ist und als eine Funktion eines pneumatischen Pilotsignals an dem ersten Pilotlufteinlass (20) zu einer zweiten Position beweglich ist, wobei der erste Kolben (40) eine hierdurch der Länge nach durchgehende Bohrung (44) aufweist; und ein zweiter Kolben (60), der gegenüber dem ersten Kolben (40) beweglich ist und als eine Funktion des auf den ersten Pilotlufteinlass (20) aufgebrachten pneumatischen Pilotsignals zwischen einer Auslassposition und einer Zuführposition beweglich ist, wobei der zweite Kolben (60) in der Auslassposition bleibt bis ein auf den ersten Pilotlufteinlass (20) aufgebrachtes pneumatisches Pilotsignal den ersten Kolben (40) zu der aktivierten Position und den zweiten Kolben (60) zu der Zuführposition bewegt, und wobei der zweite Kolben (60) in der Zuführposition bleibt bis ein auf den ersten Pilotlufteinlass (20) aufgebrachtes pneumatisches Pilotsignal den zweiten Kolben (60) zu der Auslassposition bewegt.
Steuer- oder Regelventil (10) nach Anspruch 28, wobei der erste Kolben (40) zwischen dem ersten pneumatischen Pilotsignal und dem zweiten pneumatischen Pilotsignal zu der vorgespannten ersten Position zurückkehrt.
Steuer- oder Regelventil (10) nach Anspruch 28, wobei ein pneumatisches Pilotsignal den zweiten Kolben (60) in der Zuführposition hält bis das zweite pneumatische Pilotsignal den zweiten Kolben (60) zu der Auslassposition bewegt.
Steuer- oder Regelventil (10) nach Anspruch 28, wobei das erste pneumatische Pilotsignal auf eine erste Fläche des zweiten Kolbenss (60) wirkt; und das zweite pneumatische Pilotsignal auf eine zweite Fläche des zweiten Kolbenss (60) wirkt.
Steuer- oder Regelventil (10) nach Anspruch 28, wobei der zweite Kolben (60) sich in wahlweisem Eingriff mit dem ersten Kolben (40) befindet.