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Die
Erfindung betrifft ein Park- und Rangierventil nach Patent
DE 198 18 982 C2 .
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Bei
einem Park- und Rangierventil nach Patent
DE 198 18 982 C2 ist innerhalb
der Steuereinheit ein mit einem Betätigungsknopf ausgestatteter
Steuerschieber vorgesehen, welcher entlang seiner Baulänge Dichtelemente
in Form von O-Ringen trägt. Diese
wirken in Abhängigkeit
der Schieberposition gegenüber
Bohrungen in der Steuereinheit als auch gegenüber Bohrungen an der Schnittstelle
der Steuereinheit zur Notbremseinheit, derart, daß Verbindungen,
welche den Federspeicherbremsteil der Feststellbremse des Anhängers wechselweise
an Vorratsdruckluft oder an eine Entlüftung anschließen, nach
Maßgabe
der Schieberpositionen Parkstellung, Fahrstellung und Rangierstellung
erzeugt werden. Die den Steuerschieber mit seinen Dichtelementen aufnehmende
Bohrung im Inneren der Steuereinheit bedarf aus Gründen ausreichender
Dichtwirkung einer hohen Fertigungsgenauigkeit. Der bei der automatischen
Rückführung des
Steuerschiebers aus der Position Rangierstellung in die Position
Fahrstellung zur Wirkung kommende, auf den Steuerschieber einwirkende
Schleppkolben muß infolge
der bestehenden Reibungsverhältnisse
der Dichtelemente ausreichend groß dimensioniert werden, um
bei Beaufschlagung mit dem Druck aus dem Vorratsbehälter die
automatische Umschaltung sicher herbeizuführen.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mit einem Steuerschieber
versehene Steuereinheit der in Rede stehenden Art so weiterzubilden,
daß die
Reibkräfte
beträchtlich
reduziert werden können.
In Verbindung damit soll es möglich sein,
die Herstellkosten sowohl des Steuerschiebers als auch der ihn aufnehmenden
Bohrung der Steuereinheit zu reduzieren.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Patentanspruchs 1.
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Der
Steuerschieber mit an ihm ausgebildeten Steuernocken ist mit Ausnahme
des Durchgriffs durch das Gehäuse
der Steuereinheit und des Durchgriffs durch den an ihm geführten Schleppkolben
im wesentlichen berührungsfrei
gegenüber
der Steuereinheit geführt,
da die Verbindungen zwischen der Notbremseinheit und dem Federspeicherbremsteil bzw.
gegenüber
Außenluft
durch in der Steuereinheit befindliche Sitzventile überwacht
werden. Die Sitzventile sind durch die Steuernocken betätigbar,
wobei letztere durch entsprechend flachen Anstellwinkel der Steuerflächen so
ausgebildet sein können,
daß die
Betätigungskraft
am Schieber leicht beeinflußt werden
kann. Die Bohrung, in welcher der Schieber verschoben wird, ist
einfach herzustellen, da keine Abdichtfunktion und keine Hinterschneidungen
notwendig sind. Die vom Steuerschieber betätigten Sitzventile können gleich
ausgebildet sein, d. h., es können
nach dem Baukastenprinzip Gleichteile verwendet werden.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den weiteren Patentansprüchen aufgeführt.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen erläutert.
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1–5 sind
Einzelschnittansichten des aus Steuereinheit und Notbremseinheit
gebildeten, erfindungsgemäßen Ventilblocks
in seiner schaltungsgemäßen Zuordnung
in einer Anhängerbremsanlage
mit Federspeicher-Feststellbremse.
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Das
in den 1–5 dargestellte
Park- und Rangierventil mit integrierter automatischer Notbremseinrichtung,
nachfolgend auch als Kombiventil bezeichnet, weist eine Steuereinheit 1 und
eine Notbremseinheit 3 auf. Die Steuereinheit 1 ist
mit einem durch einen Betätigungsknopf 5 verschiebbaren Steuerschieber 7 versehen,
welcher im Zusammenwirken mit der Notbremseinheit 3 in
nachfolgend erläuterter
Weise die Funktionen Parken, Fahren und Rangieren schaltet.
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Die
Feststellbremse ist über
eine Leitung 9 an den Kupplungskopf „Bremse" 11 und das Kombiventil ist über Leitung 13 an
den Kupplungskopf „Vorrat" 15 angeschlossen.
Der Kupplungskopf „Bremse" 11 steht über die
Leitung 9 und eine weitere Leitung 17 mit einem
aus Betriebsbremsteil 19 und Federspeicherbremsteil 21 bestehenden,
kombinierten Betriebsbrems- und Federspeicherbremszylinder 23, nachfolgend
Kombizylinder genannt, in Verbindung. Der Federspeicherbremsteil
dieses Kombizylinders bildet die Feststellbremse. In der Leitungsverbindung 9, 17 kann
sich zum Beispiel ein ABS-Relaisventil oder ein EBS-Modul 27 befinden;
letzteres steht über eine
Leitung 29 mit einem Vorratsbehälter 31 in Verbindung,
welcher über
eine weitere Leitung 33 an die Notbremseinheit 3 des
Kombiventils angeschlossen ist.
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Während die
Leitung 17 unter gegebenenfalls vorhandener Vorschaltung
des EBS-Moduls 27 mit
dem Betriebsbremsteil 19 des Kombizylinders in Verbindung
steht, ist eine weitere Leitung 34, von der Steuereinheit 1 abzweigend,
unter Zwischenschaltung eines Wechselventils 35 und einer
Leitung 36 mit dem Federspeicherbremsteil des Kombizylinders in
Verbindung.
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Die
Bauteile der im Kombiventil vorgesehenen Steuereinheit und Notbremseinheit
sind nachfolgend unter Bezugnahme auf Ihre Funktionen anhand der 1–5 erläutert:
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1 der
Zeichnung zeigt den Betriebszustand des Kombiventils in Fahrstellung,
d. h. Kupplungskopf „Bremse" 11 und
Kupplungskopf „Vorrat" 15 sind
mit zugeordneten Kupplungsköpfen
des Zugfahrzeuges verbunden. An der Vorratsdruck des Kupplungskopfs „Vorrat" führenden
Leitung 13 liegt Druck an, während die Leitungen 9 und 17 in
Folge des Fahrzustandes des Fahrzeugs drucklos sind. Innerhalb der
Notbremseinheit 3 befindet sich ein vom Vorratsdruck über Leitung 13 beaufschlagter
Kolben 39, welcher in dargestellter Position unter Druckbeaufschlagung
(Fahrstellung) gegen die Kraft einer Feder 40 in seine
in der Darstellung nach 1 untere Funktionsstellung verschoben
ist. Im Inneren des Kolbens 39 befindet sich ein Einlaß-Auslaßventil 41,
welches durch einen gegen Federkraft verschiebbaren Ventilkörper 43,
einen gehäusefesten
Ventilsitz 45 und einen mit dem Kolben beweglichen Ventilsitz 47 gebildet
ist. Der gehäusefeste
Ventilsitz 45 wirkt mit dem Ventilkörper 43 als Auslaßventil 49 zusammen,
während
der mit dem Kolben 39 verfahrbare Ventilsitz 47 mit
dem Ventilkörper 43 das
Einlaßventil 51 bildet.
Während
das Auslaßventil 49 zu
einem zur Atmosphäre
führenden
Anschluß 53 führt, ist
das Einlaßventil
in seiner geöffneten
Position, wie in 1 dargestellt, über Leitungsverbindungen
in der Steuereinheit 1 und über die Leitung 34,
das Wechselventil 35 und die Leitung 36 mit dem
Federspeicherbremsteil des Kombizylinders in Verbindung. Die Speicherfeder
innerhalb des Federspeicherbremsteils 21 wird bei Druckbeaufschlagung,
also in Fahrstellung des Fahrzeuges, gespannt, derart, daß die Federspeicherbremse
gelöst
ist. Der innerhalb der Steuereinheit 1 befindliche, durch
den Betätigungsknopf 5 verschiebbare
Steuerschieber 7 ist nahezu berührungs- also reibungsfrei gegenüber der ihn
aufnehmenden Bohrung 75 geführt und weist an seinem Außenumfang
unter Abstand zueinander Steuernocken 77, 79, 81 auf,
welche gegenüber
Sitzventilen 83, 85, 87 wirken. Die Sitzventile
stellen nach Maßgabe
der Position des Steuerschiebers 7 im Zusammenwirken mit
Verbindungsöffnungen
zwischen Steuereinheit und Notbremseinheit eine Verbindung zum Federspeicherbremsteil
des Kombizylinders her, wodurch dieser be- oder entlüftet wird; desgleichen
wird die Druckbeaufschlagung eines Schleppkolbens 93 überwacht,
welcher gegenüber dem
in der Darstellung nach 1 untersten Steuernocken 81 wirkt,
derart, daß der
Steuerschieber bei Druckbeaufschlagung des Schleppkolbens 93 mit Vorratsluft
aus der nachstehend erläuterten
Rangierstellung in die in 1 dargestellte
Fahrstellung selbsttätig
verschoben wird.
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1 zeigt
den Betriebszustand in Fahrstellung; in dieser ist, wie vorstehend
erläutert,
das Anhängefahrzeug
mit dem Zugfahrzeug verbunden. Über
eine als Rückschlagventil
ausgebildete Kolbenabdichtung 55 des Kolbens 39 wird
der Vorratsbehälter 31 über den
Kupplungskopf „Vorrat" 15 mit Druckluft
vom Zugfahrzeug versorgt. Infolge dieser Druckbeaufschlagung ist
der Kolben 39 in seiner unteren Funktionsstellung, d. h.
in Anschlagposition an einem Anschlag 57 des Ventilgehäuses. Das
Einlaßventil 51 ist
gemäß Darstellung
geöffnet,
d. h. Druckluft aus dem Vorratsbehälter 33 gelangt nach
Passieren eines Rückschlagventils 59 durch
das Einlaßventil 51 und
durch eine Bohrung 95 zum Sitzventil 85. Dieses
ist geöffnet,
so daß die
Druckluft über
eine im Inneren der Steuereinheit befindliche Leitung 99 mit der
Leitung 34 und über
das Wechselventil 35 mit dem Federspeicherbremsteil 21 in Verbindung
steht. Dies bedeutet, daß die
Lösekammer
des Federspeicherbremsteils des Kombizylinders mit Druckluft beaufschlagt,
also die Federspeicher- bzw. Feststellbremse gelöst ist. Da die Leitungen 9 und 17 drucklos sind,
ist der Kombizylinder insgesamt in Löseposition, so daß Zugfahrzeug
und Anhänger
bei gelöster Bremsanlage
in Fahrstellung sind.
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In 2 der
Zeichnung ist das Park- und Rangierventil, auch Multifunktionslöseventil
mit integrierter Notbremsfunktion genannt, in der Position nach
dem Abkuppeln wiedergegeben. Diese Position entspricht auch der
sogenannten Abreißfunktion
bei Unterbrechung der Versorgungsleitung. Der Steuerschieber 7 verbleibt
in seiner in 1 dargestellten Lage d. h. die
Wechselwirkung gegenüber
den einzelnen Sitzventilen 83, 85, 87 bleibt
aufrechterhalten. Da das Auslaßventil 49 infolge
der Aufwärtsbewegung
des Kolbens 39 geöffnet
ist, ist die zuvor genannte Verbindung zum Federspeicherbremsteil
entlüftet
d. h. es besteht Verbindung mit dem zur Außenluft führenden Anschluß 53.
Auch die Verbindung über
eine Leitung 100, welche in die den Schleppkolben 93 begrenzende
Kammer 101 führt,
ist drucklos. Der Steuerschieber kann demnach manuell aus der in 2 dargestellten
Position in die in 3 dargestellte Position gezogen
werden.
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In 3 ist
die sogenannte Rangierstellung dargestellt. Während in 2 der
Federspeicherbremsteil des Kombizylinders drucklos, also entlüftet und
somit die Federspeicherbremse in Wirkstellung ist, was bei einem
Abriß der
Versorgungsleitung zu einem selbsttätigen Einbremsen führt, ist
in der Position nach 3, der Rangierstellung, der
Federspeicherbremsteil in einer der Fahrstellung vergleichbaren
Weise mit Druckluft beaufschlagt. Diese Position wird durch die
Wechselwirkung zwischen den Steuernocken 77 und 79 gegenüber den
Sitzventilen 83 und 85 erreicht, wie in 3 dargestellt.
Druckluft aus dem Vorratsbehälter 31 steht
nach Passieren einer Bohrung 102 über das Sitzventil 83,
eine Leitung 103, die Leitung 99 und im weiteren über die
Leitung 34 und das Wechselventil 35 am Federspeicherbremsteil 21 des
Kombizylinders an, derart, daß die Federspeicherbremse
gelöst
ist und das Fahrzeug rangiert werden kann.
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4 gibt
die Parkstellung des Fahrzeugs wieder. Der Betätigungsknopf 5 ist
in seine Parkstellung verschoben, in welcher das in der Darstellung unterste
Sitzventil 87 geöffnet
ist. In dieser Position besteht Verbindung zwischen dem Federspeicherbremsteil 21 und
einem an der Unterseite der Steuereinheit dargestellten, zur Atmosphäre führenden Auslaß 105.
In der Position nach 4, der Parkstellung, ist demnach
der abgekuppelte Anhänger
gebremst, und zwar mit Hilfe des Federspeicherbremsteils bzw. der
Speicherfeder desselben.
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Die
in 4 dargestellte Parkstellung bei abgekuppeltem
Anhänger
kann gemäß 5 auch
bei angekuppeltem Anhänger
eingenommen werden. Der Steuerschieber 7 befindet sich
wiederum in seiner obersten Position, welche zur Betätigung des Sitzventils 87 führt, also
zur Entlüftung
des Federspeicherbremsteils 21 und zum Einbremsen des Anhängers. Im
Gegensatz zur Anordnung nach 4 ist der
Kolben 39 bei gekuppelter Leitung 13 mit Druck
beaufschlagt, er befindet sich also in seiner nach unten verschobenen
Position, in welcher das Auslaßventil 49 geschlossen
ist. Obwohl der Druck aus dem Vorratsbehälter 31 bei geöffnetem
Einlaßventil 51 an
den Sitzventilen 83 und 85 ansteht, bleibt dies
ohne Wirkung, da die Sitzventile infolge der oberen Parkstellung
des Steuerschiebers geschlossen sind. Die Leitung 100 und
die Kammer 101 sind zwar mit Druck beaufschlagt, dies ist
auch wiederum ohne Wirkung, da sich der Steuerschieber 7 in
seiner oberen Wirkposition befindet, welche manuell herbeigeführt wurde.
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Die
Ausgestaltung der Steuereinheit mittels eines im wesentlichen reibungsfrei
betätigbaren Steuerschiebers,
welcher gegenüber
Sitzventilen wirkt, ist von funktionellem Vorteil. Bei der automatischen
Umschaltung des Steuerschiebers von der Rangierstellung (3)
in die Fahrstellung (1), was durch Druckbeaufschlagung
des Schleppkolbens 93 geschieht, ist nur ein als vernachlässigbar anzusehender
Reibungswiderstand des Steuerschiebers gegenüber einer (nicht dargestelten)
Dichtung in der Gehäusebohrung
der Steuereinheit zu überwinden,
d. h., die Wirkfläche
des Rückführ- bzw. Schleppkolbens
kann klein dimensioniert werden. Dies schlägt sich in reduzierten Herstellkosten
nieder. Es ist auch unter ungünstigsten
Druckbedingungen ein sicheres Umschalten gewährleistet. Ein weiterer Vorteil
in der nahezu berührungsfreien
Führung des
Steuerschiebers innerhalb des Gehäuses der Steuereinheit besteht
darin, daß die
den Steuerschieber aufnehmende Bohrung keiner besonderen Bearbeitung
bedarf, was zu niedrigen Herstellkosten beiträgt.
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- 1
- Steuereinheit
- 3
- Notbremseinheit
- 5
- Betätigungsknopf
- 7
- Steuerschieber
- 9
- Leitung
- 11
- Kupplungkopf „Bremse"
- 13
- Leitung
- 15
- Kupplungsknopf „Vorrat"
- 17
- Leitung
- 19
- Betriebsbremsteil
- 21
- Federspeicherbremsteil
- 23
- Kombinierter
Betriebsbrems- und Federspeicherbremszylinder (Kombizylinder)
- 27
- EBS-Modul
- 29
- Leitung
- 31
- Vorratsbehälter
- 33
- Leitung
- 34
- Leitung
- 35
- Wechselventil
- 36
- Leitung
- 39
- Kolben
- 40
- Feder
- 41
- Einlaß-/Auslaßventil
- 43
- Ventilkörper
- 45
- Ventilsitz
- 47
- Ventilsitz
- 49
- Auslaßventil
- 51
- Einlaßventil
- 53
- Anschluß
- 55
- Kolbenabdichtung
- 57
- Anschlag
- 59
- Rückschlagventil
- 75
- Bohrung
- 77
- Steuernocken
- 79
- Steuernocken
- 81
- Steuernocken
- 83
- Sitzventil
- 85
- Sitzventil
- 87
- Sitzventil
- 93
- Schleppkolben
- 95
- Bohrung
- 99
- Leitung
- 100
- Leitung
- 101
- Kammer
- 102
- Bohrung
- 103
- Leitung
- 105
- Auslaß