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Die
Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für Fahrzeuge, insbesondere Lastfahrzeuge,
die mit zumindest einem Fluidkreis versehen sind, der eine Anzahl
von Ventilen zum Regeln einer Fahrzeugfunktion, z. B. der Fahrzeugbremsen,
aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Montieren von
Ventilen in einem Fahrzeug und ein Verfahren der Störungssuche
und/oder Reparatur in einem Fahrzeug.
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Stand der Technik
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In
der Fahrzeugtechnik kommen Fluidkreise seit langer Zeit zum Einsatz,
insbesondere zum Betätigen
der Bremsen des Fahrzeugs sowie zur Übertragung und etwaigen Verstärkung verschiedener Betätigungskräfte, die
vom Fahrer ausgeübt
werden.
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Die
Bremsanlage von Lastkraftwagen umfaßt meistens eine größere Anzahl
Ventile, die gesondert und häufig
in relativ großem
Abstand voneinander am Rahmen des Fahrzeugs angebracht sind. Bei
einem Fehler an der Bremsanlage erfordert die Ortung des fehlerhaften
Ventils oder der fehlerhaften Ventile einen recht hohen Zeit- und Kostenaufwand, denn
die Ventile sind meistens an relativ unzugänglichen Stellen und in großer Entfernung
voneinander angeordnet. Die Fehlerortung und Reparatur führt, zusätzlich zu
den dafür
anfallenden Kosten, zu einem kostenträchtigen Nutzungsausfall, da
das Fahrzeug nicht betriebsfähig
ist.
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Bei
den gegenwärtigen
Ventilanordnungen ist außerdem
die Funktionsprüfung
der Ventile in Verbindung mit der Auslieferung und der Wartung recht kompliziert.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Ventilanordnungen besteht darin,
daß die
Ventile relativ ungeschützt
eingebaut sind, denn einerseits sind die Ventile dadurch einer Beschädigungsgefahr
durch äußere Gegenstände ausgesetzt,
und andererseits gelangen die Schaltgeräusche der Ventile ohne jegliche
Schalldämpfung
in die Umgebung.
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Das
Dokument
DE 24 42 330
A1 beschreibt eine Druckluftbremsanlage für Nutzkraftfahrzeuge, bei
der die zur Bremsanlage gehörenden
Geräte
an einer Trägereinrichtung
angeordnet sind, die an einem Fahrzeugrahmen befestigt ist. Um eine
sperrige, umständliche
Anordnung zu vermeiden, werden zwei Trägerplatten verwendet, von denen
die eine am Fahrzeugrahmen befestigt ist und die andere die Geräte trägt, wobei
beide Trägerplatten
unter Zwischenordnung von Druckluftbehältern als mittragende Elemente
durch Zuganker miteinander verbunden sind. In dieser Anordnung ist
ein Mehrkreisschutzventil relativ ungeschützt an der äußeren Seite des Druckluftbehälters angeordnet.
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Das
Dokument
DE 35 14 989
A1 offenbart eine Druckluftversorgungseinrichtung für Fahrzeug-Druckluftanlagen
mit einem Lufttrockner, der die von einem Kompressor geförderte Druckluft trocknet.
Der Lufttrockner und ein Vierkreisschutzventil, das aus vier einzelnen
Ventilen besteht, sind zu einer Baueinheit zusammengefasst.
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Aufgabe der Erfindung
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Ventilanordnung zu erhalten,
bei der sich die oben angezeigten Mängel beseitigen lassen und
die somit eine einfachere und schnellere Funktionsprüfung des
Ventilsystems bei der Auslieferung oder Wartung gestattet oder eine
einfachere Fehlersuche bei Vorliegen eines Fehlers am System mit
den damit verbundenen kürzeren
Ausfallzeiten im Reparaturfall, und die außerdem gestattet, dass die
Ventile auf eine bessere Weise geschützt werden können als dies
bisher der Fall gewesen ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Ventilanordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1, durch ein Verfahren
mit den in Anspruch 9 angegebenen Merkmalen sowie durch ein Verfahren
mit den in Anspruch 13 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Durch
die Anordnung eines Teiles der Ventile in einer Ventilgruppe an
einer vom Fahrzeug trennbaren Einheit, die sich an einer relativ
gut zugänglichen Stelle
im Fahrzeug anordnen läßt, kann
die gesamte Gruppe der Ventile auf einmal getestet werden, wodurch
sich ein beachtlicher Zeitgewinn ergibt. Sollte eine Reparatur an
einem der Ventile der Ventilgruppe erforderlich werden, kann die
Einheit leicht entfernt und außerhalb
vom Fahrzeug repariert oder eventuell gegen eine funktionstaugliche
Einheit ausgetauscht werden, wobei im letzteren Fall das Fahrzeug sofort
wieder einsatzbereit ist, während
die fehlerhafte Einheit repariert wird.
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Ein
weiterer Vorteil der Anordnung besteht darin, daß die gesamte Einheit in eine
schützende Umhüllung eingeschlossen
werden kann, bei der nur die Anschlüsse an die Einheit von außen her
sichtbar sind. Auf diese Weise kommt die Gruppe der Ventile gut
gegen äußere Schäden geschützt unter
der Umhüllung
zu liegen, und gleichzeitig ergibt sich hierdurch eine schalldämmende Umhüllung für die Ventile.
Da die Einheit mittels Schnellkupplungen angeschlossen wird, lassen
sich vorstehende Rohre u. dgl. vermeiden, so daß die Einheit ein für die Montage
oder Wartung einfach und schnell montierbares Teil bildet. Durch
Anschluß der
Prüfausrüstung an den
Schnellkupplungen sofort nach der Montage der Ventilgruppe können etwaige
Fehler bereits in der Montageabteilung behoben werden.
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Die
Einheit kann vorzugsweise Bestandteil einer größeren Modul-Baugruppe sein,
die z. B. Batterien und Druckluftbehälter umfassen kann. Nach der
Funktionsprüfung
werden dann Ventilgruppeneinheit, Batterien und Druckluftbehälter zu
einem Modul zusammengebaut, das danach im Fahrzeug eingebaut wird,
wobei die zum und vom Modul führenden
Strom- und Druckluftleitungen angeschlossen werden.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Im
weiteren folgt eine Beschreibung eines vorgezogenen Ausführungsbeispiels
der Erfindung mit Hinweis auf die beiliegenden Figuren, von denen:
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1 in
Seitenansicht eine erfindungsgemäße, eine
Ventilgruppe tragende Einheit und angebaut an einem Batteriekasten
zeigt;
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2 als
Zerlegbild den Einbau der Ventilgruppeneinheit aus 1 im
Fahrzeug zeigt;
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3 perspektivisch
separat die in 1 und 2 gezeigte
Ventilgruppeneinheit mit entfernter Schutzumhüllung zeigt;
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4 in
Untenansicht ein Beispiel für
eine mögliche
Anordnung eines Ventils in einer Ventilgruppe zeigt;
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5 ein
vereinfachtes Schaltbild einer Bremsanlage zeigt, zu der die in 1-4 gezeigte
Ventilgruppeneinheit gehören
kann.
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Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
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In 1 ist
dargestellt, wie eine, eine Ventilgruppe tragende Einheit 2 an
einem Batteriekasten 4 in einem Fahrzeug angebaut werden
kann, wobei mindestens eine Batterie 5 im Batteriekasten 4 eingebaut
ist. Der Batteriekasten 4 ist auf traditionelle Weise über eine
Befestigungskonsole 6 an einem Träger 8 befestigt, der
zum Rahmen des Fahrzeugs gehört. Weder
der Batteriekasten 4 noch dessen Befestigung, beide sind
konventionell ausgeführt,
sind Bestandteil der vorliegenden Erfindung und werden deshalb nicht
näher beschrieben.
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Wie 2 zeigt,
ist der Boden des Batteriekastens 4 mit Befestigungslöchern 10 versehen,
die zum Anschrauben der Ventilgruppeneinheit 2 am Batteriekasten
dienen. Die Ventilgruppeneinheit 2 umfaßt ein Tragblech 12,
das mit auf die Löcher 10 des
Batteriekastens 4 abgestimmten Durchgangslöchern 14 (s.
auch 3 und 4) versehen ist. Das Tragblech 12 ist
mit Vertiefungen 16 (1) versehen,
die einerseits zur Versteifung des Tragbleches dienen und andererseits
als Befestigungsbereiche für
die zur Ventilgruppe gehörenden
Komponenten, so daß keine
Details an der Auflagefläche
zum Batteriekasten 4 hin vorstehen. Die Komponenten der Ventilgruppe
werden auf dem Trägerblech 12 vormontiert
und durch zwischen den Komponenten verlegte Fluidleitungen miteinander
verbunden. Im montierten Zustand werden somit die Ventile unter
dem Batteriekasten 4 hängen.
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Eine
L-förmige
Halterung 18 (1–3), deren
unterer Schenkel 20 (3) parallel
zum Trägerblech 12 liegt
und deren oberer Schenkel 21 rechtwinklig zu diesem verläuft, ist
am oberen Ende des oberen Schenkels mit der Unterseite des Trägerbleches 12 verbunden.
Am unteren Schenkel 20 der L-Halterung 18 sind
zwei abwärts
gerichtete Zapfen 22 (1 und 2)
angeschweißt,
die im Bereich ihres freien Endes jeweils mit einem (nicht gezeigten) radialen
Durchgangsloch versehen sind.
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Aus 3 geht
hervor, daß die
Fluid-Eingangsleitungen 28 über einen Eingangs-Anschlußblock 29 an
die Ventilgruppe 2 angeschlossen und auf gleiche Weise
die Fluid-Ausgangsleitungen 32 über einen Ausgangs-Anschlußblock 33 an
die Ventilgruppe 2 angeschlossen sind. Eingangsleitungen werden
hier die Leitungen bezeichnet, die gem. 5 Steuerdruck
von Steuer- und Signalkomponenten im Fahrzeug liefern, während Ausgangsleitungen
die Leitungen bezeichnen, die Steuerdrücke an steuerbare Komponenten
im Fahrzeug ausgeben. Jeder der Anschlußblöcke 29, 32 besteht,
wie am besten in 5 erkennbar, aus einem äußeren Teil 30, 34,
an den die zur bzw. von der Ventileinheit 2 führenden
Fluidleitungen 28 bzw. 32 angeschlossen sind,
und einem inneren Teil 31, 35, der fest mit der Ventileinheit
verbunden ist. Von den beiden inneren Teilen 31, 35 der
Ventileinheit 2 führen
innere (nicht dargestellte) Fluidleitungen zu den Komponenten der Ventilgruppe 2.
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Die
Teile in jedem Anschlußblock 29, 33 sind als
Platten ausgeführt
und haben Durchgangsbohrungen in solcher Anzahl, wie für die zu
jedem Anschlußblock 29, 33 gehörenden Fluidleitungen 28, 32 erforderlich
ist. Jede Bohrung ist im einen Teil des jeweiligen Anschlußblocks
mit einem Schnellkupplungsteil versehen, der mit einem ergänzend gestalteten
Schnellkupplungsteil im anderen Anschlußblock zusammenwirkt. Da diese
Kupplungstechnik bestens bekannt ist und bei vielen Fluidtechnik-Anwendungen
zum Einsatz kommt, sind die Kupplungselemente in den Figuren nur
schematisch dargestellt. Die Ventileinheit 2 umfaßt somit
den inneren Teil 31 eines Eingangs-Anschlußblocks 29 und
den inneren Teil 35 eines Ausgangs-Anschlußblocks 33, während alle
Fluid-Eingangsleitungen 28 mit dem entsprechenden Teil 30 des
Eingangs-Anschlußblocks 29 verbunden
werden können
und alle Fluid-Ausgangsleitungen 32 im äußeren Teil 34 des
Ausgangs-Anschlußblocks 33 zusammengeführt sind.
Auf diese Weise können
die Leitungsanschlüsse
an die Ventileinheit 2 einfach dadurch hergestellt werden,
daß die jeweiligen
Teile in den Anschlußblöcken zusammengeführt und
dann mit einem geeigneten Element, z. B. einer Schraubenverbindung,
gesichert werden. Hierdurch können
sämtliche
Fluidleitungen sehr schnell an der Ventileinheit 2 angeschlossen
werden. Eventuell denkbar ist auch, sämtliche äußere Leitungen in einem einzigen äußeren Schnellkupplungsteil zusammenzuführen, der
mit einem entsprechenden inneren Schnellkupplungsteil an der Ventileinheit 2 verbunden
wird, was in noch geringerem Zeitaufwand für den Anschluß resultiert.
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Eine
Umhüllung 24 (1 und 2),
vorzugsweise aus einem schalldämmenden
Kunststoff, ist im Bodenteil mit Durchgangslöchern versehen, die den Zapfen 22 entsprechen,
und wird an der L-Halterung befestigt, indem Sicherungssplinte 26 nach
Anbringen der Umhüllung 24 auf
den Zapfen 22 in den Durchgangslöchern der Zapfen 22 eingesetzt
werden.
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Die
Umhüllung 24 ist
so konstruiert, daß sie im
montierten Zustand die inneren Teile 31, 35 (an der
Ventileinheit 2) der Anschlußblöcke 29, 33 frei läßt.
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In 5 ist
ein denkbares Schaltbild für
ein Fluidregelsystem dargestellt, das Ventile enthält, die zu
einer Ventilgruppe zusammengefaßt
sind, die auf einer tragenden Einheit 2 angeordnet ist.
Es sei darauf hingewiesen, daß das
Schaltbild selbst keinen Bestandteil der Erfindung darstellt, sondern
im Prinzip auf jede beliebige Weise ausgeführt sein kann. Demzufolge werden
auch nicht der Aufbau oder das Zusammenwirken der Komponenten im
einzelnen erläutert;
statt dessen wird der in 5 gezeigte Schaltkreis, der
sich auf eine Bremsanlage für
ein Fahrzeug mit direktwirkenden Druckluftbremsen bezieht, summarisch
erklärt.
Bei der Bremsanlage handelt es sich um eine Zweikreis-Bremsanlage
mit voneinander getrennten Steuerkreisen zur Betätigung der Vorder- und Hinterradbremsen
sowie einem Feststellbremskreis und einem Anhängerbremskreis. Im Schaltbild
hat die Bremsanlage einen Speise- und einen Steuerteil. Der Speiseteil,
dessen Leitungen durchgezogen gezeichnet sind, dient zur Speicherung
und Ausgabe von Druckluft an die Teile der Anlage, die in geladenem
Zustand immer unter Druck stehen. Der Steuerteil, dessen Leitungen
gestrichelt gezeichnet sind, hat die Aufgabe, Druck an die Teile des
Systems auszugeben, die über
ein Betätigungsorgan
betätigt
werden.
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Zur
Bremsanlage gehört
ein nicht dargestellter Luftpresser, der bei arbeitendem Fahrzeugmotor in
Betrieb ist und Druckluft in einen oder mehrere Druckbehälter speist.
Um eine Unübersichtlichkeit durch
Leitungsüberkreuzungen
zu vermeiden, sind in 5 drei getrennte Druckbehälter aufgeführt. Da
es sich in Wirklichkeit um ein und den selben Druckbehälter handeln
kann, tragen alle Druckbehälter
das Bezugszeichen 100. Die Bremsanlage in 5 setzt sich
im Prinzip aus drei Teilen zusammen: dem ersten Teil 101 mit
Steuer- und Signalkomponenten, die im Fahrerhaus gruppiert sind;
dem zweiten Teil 102 mit Komponenten, die in der Ventilgruppeneinheit 2 gesammelt
sind; dem dritten Teil 103 mit Komponenten, die in den
Radachsen angeordnet sind. Der erste Teil 101, im Fahrerhaus,
umfaßt
ein Betriebsbremsventil 104, Anhängerbremsventil 105,
Feststellbremsventil 106 und ein Organ 107, das
ein Warnsignal erzeugt, wenn der Druck in den Leitungen einen vorgegebenen
Wert unterschreitet. Die Komponenten 104, 105, 106, 107 sind über Leitungen 28 mit dem äußeren Teil 30 des
Eingangs-Anschlußblocks 29 verbunden
und kommunizieren über
den inneren Teil 31 des Anschlußblocks 29 mit den
Leitungen, die an den Komponenten im zweiten Teil 102,
d. h. in der genannten Ventilgruppeneinheit 2, angeschlossen sind.
Bei den Komponenten, an die bei diesem Ausführungsbeispiel die Komponenten 104, 105, 106, 107 angeschlossen
sind, handelt es sich um ein Druckbegrenzungsventil 109,
ein Doppelrückschlagventil 110,
ein Relaisventil 111 für
die Feststellbremse, ein Rückschlagventil 112,
von der Außenseite
der Einheit 2 aus zugängliche
Meßanschlüsse 113, 114 sowie
ein Relaisventil 115 für
die Anhängerbremse. Die
genannten Komponenten 109–115 sind ihrerseits über Leitungen
mit dem inneren Teil 35 des Ausgangs-Anschlußblocks 33 verbunden
und kommunizieren über
den äußeren Teil 34 des
Ausgangs-Anschlußblocks 33 mit
den Leitungen 32, die an den Komponenten im dritten Teil 103 angeschlossen sind,
d. h. den Komponenten an den Radachsen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind die Komponenten 109–115 angeschlossen
am Relaisventil 116, vorgesehen zur Steuerung des Bremsorgans 117 am Anhänger, am
Relaisventil 118, vorgesehen zur Steuerung des Bremsorgans 119 an
den Hinterrädern,
am Bremsorgan 120 an der vorderen Feststellbremse sowie
am Bremsorgan 121 an der hintere Feststellbremse.
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Aus 4 geht
hervor, wie die Ventile der Ventilgruppe physisch an der komponententragenden
Vertiefung 16 der Ventilgruppeneinheit 2 angebaut
sein können.
Die zwischen den Ventilen verlegten Leitungen sind nicht abgebildet.
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In
einer geeigneten Ausführung
können
ein oder mehrere Druckbehälter 7 (1)
mit dem Batteriekasten 4 verbunden sein, wobei dann das
gesamte aus Batteriekasten 4, Druckbehältern und Ventileinheit 2 bestehende
Modul vormontiert und anschließend
als ein einziges Teil am Rahmenlängsträger des
Fahrzeugs angebaut werden kann.
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Es
erübrigt
sich der Hinweis, daß die
die Ventile tragende Einheit 2 nicht die in den Figuren
gezeigte Konstruktion aufweisen muß, sondern auf vielerlei Weise,
abhängig
von der vorgesehenen Einbaulage, modifiziert werden kann. Hauptsache ist, daß die Ventilgruppe
im voraus montiert (und getestet) werden kann, um anschließend als
gut zugängliches
Teil im Fahrzeug eingebaut zu werden.
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Bei
etwaiger Reparatur oder Wartung der Einheit 2 wird zweckmäßigerweise
die Einheit 2 aus dem Fahrzeug genommen und außerhalb
des Fahrzeugs repariert bzw. gewartet. Eventuell kann, wenn mit
längerer
Zeit für
die Maßnahmen
zu rechnen ist, die Ventileinheit zwischenzeitlich durch eine einwandfreie
Einheit ersetzt werden, so daß das
Fahrzeug praktisch unmittelbar wieder einsatzbereit wird.
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Darüber hinaus
muß die
Technik der Schnellanschlußblöcke nicht
ausgenutzt werden, obwohl sie in diesem Zusammenhang sehr vorteilhaft
ist, sondern die Leitungen können
einzeln, mit oder ohne Schnellkupplungen, angeschlossen werden,
falls dies für
zweckmäßiger befunden
wird.
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Selbst
wenn die Figuren zeigen, daß die Ventile
der Einheit 2 direkt hängend
unter dem Batteriekasten 4 angeordnet sind, dürfte der
Fachmann einsehen, daß auch
andere Anordnungen möglich sind.
So ist zum Beispiel denkbar, die Ventilgruppe auf einem Trägerblech
zu montieren, das sich vom Batteriekasten aus senkrecht abwärts erstreckt.
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Es
ist zwar im Zusammenhang vorteilhaft, die Ventilgruppeneinheit 2 zusammen
mit dem Batteriekasten 4 und eventuell zusammen mit Druckbehältern zu
montieren, aber selbstverständlich
ist diese Modulanordnung nicht zwingend vorgeschrieben, sondern
die Einheit kann gleichwohl als völlig selbständiges Detail an einer geeigneten
Stelle im Fahrzeug eingebaut werden.