DE3809338C1 - Control valve with relay action for motor vehicles or trailers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein über einen Sensor und eine Steuerelektronik ansprechbares Schaltventil mit Relaiswirkung für Kraftfahrzeuge oder Anhänger, insbesondere Niveauregelventil, Wechselladeventil, ABS-Schaltventil o. dgl., mit einem Ventilgehäuse, in dem ein einen Auslaßsitz tragender Steuerkolben und ein von einer Feder belasteter, hohler Doppelventilkörper verschiebbar geführt sind, so daß im Schaltventil ein Einlaßventil und ein Auslaßventil gebildet sind und die Feder das Einlaßventil in Schließrichtung beaufschlagt, wobei der Steuerkolben im Ventilgehäuse anströmseitig eine Steuerkammer abteilt, die über ein von der Steuerelektronik ansteuerbares Magnetventil mit Steuerdruck beaufschlagbar ist.

Die Erfindung bildet ganz allgemein ein Schaltventil mit Relaiswirkung aus, d. h. das Schaltventil ist nicht durchsteuernder Bauart, sondern besitzt eine Vorratskammer, in welcher Druckluft für die Aussteuerung bereitsteht, die mit der Steuerluft des Schaltventils nicht in direkter Verbindung steht.

Ein Schaltventil der eingangs beschriebenen Art ist aus der DE-AS 16 30 544 bekannt. Dieses Schaltventil wird in Fahrzeugbremsanlagen zum Anpassen des Bremsdrucks an den jeweils vorhandenen Kraftschluß zwischen Fahrbahnoberfläche und Lauffläche des überwachten Rades eingesetzt und ist somit über einen Sensor und eine Steuerelektronik ansteuerbar, wobei in dem Ventilgehäuse des Schaltventils ein Steuerkolben verschiebbar gelagert ist, der anströmseitig eine Steuerkammer im Gehäuse abteilt, in die über ein Magnetventil Druckluft eingesteuert werden kann.

Der Steuerkolben trägt einen Teil des Auslaßventils. Ansonsten ist im Ventilgehäuse des Schaltventils ein Doppelventilkörper federnd aufgehängt, wobei diese Feder den Doppelventilkörper in Schließrichtung des damit gebildeten Einlaßventils beaufschlagt. Der Steuerkolben teilt im Ventilgehäuse abströmseitig eine Wiegekammer ab, also keine Steuerkammer, sondern eine Kammer, die jederzeit Verbindung zu einer Ausgangskammer für ein nachgeschaltetes Gerät, insbesondere einen Bremszylinder, aufweist. Die Ausbildung des Schaltventils ist so getroffen, daß in der nicht erregten Stellung des Magnetventils der Steuerkolben eine Ausgangsstellung einnimmt, in welcher das Auslaßventil geöffnet und das Einlaßventil am Doppelventilkörper geschlossen ist.

Wenn über das Magnetventil Druckluft in die Steuerkammer am Steuerkolben geschickt wird, muß der Steuerkolben einen entsprechenden Tot- oder Steuerweg zurücklegen, bis das Auslaßventil geschlossen ist. Bei fortgesetzter Bewegung des Steuerkolbens wird in der Folge dann das Einlaßventil geöffnet. Eine Abschlußstellung, nämlich die gleichzeitige Schließstellung des Einlaß- und des Auslaßventils, ist hier jedoch nur erreichbar über eine entsprechende Ansteuerung durch die Steuerelektronik und das Magnetventil. Dies kann für manche Anwendungsfälle einen Nachteil darstellen.

Aus der DE-PS 33 33 888 ist ein Niveauregelventil bekannt, welches in Verbindung mit zwei unterschiedlichen Fahrzeugseiten zugeordneten Luftfederbälgen eingesetzt wird. Dieses Niveauregelventil wird mechanisch angesteuert. Es besitzt bereits eine Abschlußstellung, wenn der mechanische Trieb sich verläßlich in einer Mittelstellung befindet. Damit ist der Nachteil verbunden, daß bei Federbewegungen des Fahrzeugs nach Überwindung eines mechanisch eingebauten Totspiels das Einlaßventil öffnen und auch das Auslaßventil öffnen kann, wodurch ein unnötiger Druckluftverbrauch stattfindet. Auch hier ist der Doppelventilkörper des Ein- und des Auslaßventils über eine Feder gegen die betreffenden Teile des Ein- und Auslaßventils angepreßt. Dabei ergibt sich der Nachteil, daß bei nicht exakter Einstellung und nicht genauer Einhaltung der Mittellage des mechanischen Anlenktriebs die Schließkraft in der Abschlußstellung am Einlaßventil und am Auslaßventil andererseits durchaus unterschiedlich sein kann. Dies kann zu Undichtigkeiten und zu einem Schrägstand des Fahrzeugs führen. Dieses Niveauregelventil kann nicht als Wechselladeventil eingesetzt werden. Es versteht sich, daß dieses Niveauregelventil auch nicht als ABS-Schaltventil geeignet ist.

Aus der DE-PS 33 44 022 ist eine Anlage zum Heben und Senken des Fahrzeugaufbaus von luftgefederten Fahrzeugen bekannt, in der neben zwei Niveauregelventilen ein Wechselladeventil angeordnet ist, welches nach Schieberbauart ausgebildet ist. Ein solches Schaltventil nach Schieberbauart hat den besonderen Nachteil, daß infolge seiner Bauart immer erst Tot- oder Steuerwege zurückgelegt werden müssen, bis eine betreffende Leitungsverbindung zustande kommt. Dabei müssen auf einem Steuerschieber angeordnete Dichtungen über Querbohrungen hinwegfahren, was einen grundsätzlichen weiteren Nachteil der Schieberbauart darstellt.

Aus der DE-OS 36 07 810 ist ein weiteres Niveauregelventil bekannt, welches aus vier Magnetventilen zusammengebaut ist und zusammen mit einer Luftfederbälge aufweisenden Federeinrichtung am Kraftfahrzeug eingesetzt wird. Jedes Niveauregelventil weist eine Ventileinheit und einen aufgesetzten Ventilmagneten zu ihrer Ansteuerung auf. Einige der Niveauregelventile sind mit Luftfederbälgen einer Achse bzw. einer Fahrzeugseite verbunden, während ein anderes Niveauregelventil die Druckluftversorgung der restlichen Niveauregelventile überwacht. Der Aufbau der Niveauregelventile im einzelnen ist hier nicht beschrieben, jedoch ist davon auszugehen, daß infolge der Verwendung eines Ventilmagneten zur Ansteuerung jeweils jedes Niveauregelventil zwei Stellungen einnehmen kann, nämlich eine bei nicht erregtem Ventilmagneten und eine andere bei erregtem Ventilmagneten. Die Federungseinrichtung weist auch verschiedene Weggeber oder Wegsensoren auf, die den verschiedenen Achsen oder auch der betreffenden Fahrzeugseite zugeordnet sein können. Diese Weggeber sind über elektrische Leitungen mit einer Steuerelektronik verbunden, über die wiederum die einzelnen Niveauregelventile ansteuerbar sind. Die Verwendung von zwei Stellungen an jedem Niveauregelventil gestattet es, den betreffenden nachgeschalteten Luftfederbalg entweder zu be- oder zu entlüften.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltventil der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit dem einerseits eine schnelle Belüftung und andererseits eine schnelle Entlüftung nachgeschalteter Geräte möglich ist, und zwar unter Vermeidung oder zumindest Verkleinerung von Tot- oder Steuerwegen an dem Einlaß- oder Auslaßventil.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß am Steuerkolben abströmseitig im Ventilgehäuse eine zweite Steuerkammer vorgesehen ist, die zum Öffnen des Auslaßventils über ein von der Steuerelektronik ansteuerbares zweites Magnetventil beaufschlagbar ist, daß eine weitere das Auslaßventil in Schließrichtung beaufschlagende Feder vorgesehen ist, und daß beide Federn so zusammenwirken, daß bei nicht-erregten Magnetventilen die Abschlußstellung des Schaltventils erreicht ist.

Während üblicherweise abströmseitig an einem Steuerkolben eine Wiegefläche vorgesehen wird, die mit dem ausgesteuerten Druck in dauernder Verbindung steht, wird beim Anmeldungsgegenstand eine zweite Steuerkammer gebildet, die also nicht mit dem Ausgangsanschluß am Ventilgehäuse in Verbindung steht, sondern über ein weiteres Magnetventil und die Steuerelektronik mit Druck beaufschlagbar ist. Mit der Beaufschlagung der ersten Steuerkammer wird in der Regel eine Belüftung ausgesteuert, während der Belüftung der zweiten Steuerkammer eine Entlüftung nachgeschalteter Geräte zugeordnet ist.

Beide Stellungen werden aus der Abschlußstellung heraus erreicht, d. h. es müssen nicht erst Tot- oder Steuerwege zurückgelegt werden, um ausgangsseitig eine Wirkung zu erzielen. Mit einer Bewegung des Steuerkolbens aus der Ausgangsstellung heraus wird vielmehr bereits das Einlaßventil oder das Auslaßventil geöffnet. Notwendig ist dabei die weitere Feder vorzusehen, damit die beiden Federn entweder völlig unabhängig voneinander oder in ihrem Zusammenspiel in der nicht-erregten Stellung der Ventilmagnete die Abschlußstellung halten, bei der also das Einlaßventil sowie das Auslaßventil geschlossen sind.

Die Be- und Entlüftung wird damit unmittelbar aus dieser Abschlußstellung heraus erreicht, wodurch sehr kurze Schaltzeiten entstehen. Diese Schaltzeiten sind geringer als bei Konstruktionen nach Schieberbauart und auch als bei Konstruktionen in Ventilbauart, bei denen für einen bestimmten Schaltungszustand erst Tot- oder Steuerwege zurückgelegt werden müssen. Das neue Schaltventil ist vorteilhaft äußerst einfach aufgebaut, läßt jedoch überraschend vielfache Anwendungen zu. So kann es ohne weiteres als Niveauregelventil, als Wechselladeventil und auch als ABS-Schaltventil, also in Verbindung mit einer Antiblockiereinrichtung eingesetzt werden. Auch als Bremsventil einer elektrisch ansteuerbaren Bremse ist es sinnvoll verwendbar, gerade weil es extrem kurze Schaltzeiten aufweist.

Der Steuerkolben kann einen in den hohlen Doppelventilkörper hineinreichenden Fortsatz aufweisen, zwischen dem und dem Doppelventilkörper die zweite Feder abgestützt ist. Damit ergibt sich eine konstruktiv besonders einfache Ausbildung und Anordnung der zweiten Feder. In Verbindung mit der üblichen Anordnung der ersten Feder, also zwischen Doppelventilkörper und Ventilgehäuse, wird zusätzlich der besondere Vorteil erreicht, daß diese beiden Federn dann unabhängig voneinander arbeiten, d. h. die Kraft der einen Feder entspricht ganz und allein der Schließkraft des Einlaßventils, während die Kraft der zweiten Feder die Schließkraft des Ausgangsventils abgibt. Keine Feder beeinträchtigt die jeweils andere oder wirkt in Überlagerung auf die andere Feder ein. Selbstverständlich können die Federn auch in ihrer Federkraft einstellbar vorgesehen sein. Es gibt eine Reihe von weiteren Anordnungsmöglichkeiten für die Federn, wobei diese jedoch in der Regel aufeinander abgestimmt sein müssen.

Der Steuerkolben kann abströmseitig lediglich die zweite Steuerkammer aufweisen. Es ist für viele Anwendungsfälle ausgesprochen vorteilhaft, wenn der Steuerkolben ohne Wiegekammer ausgebildet ist, so daß seine gesamte abströmseitige Wirkfläche der Steuerkammer zugeordnet ist. Bei manchen Anwendungsfällen läßt sich eine Wiegekammer nicht vermeiden. Diese kann aber vorteilhaft sehr klein gestaltet werden.

Die erste Feder kann in der zweiten Steuerkammer angeordnet sein. Die zweite Feder muß dabei in ihrer Kraft stärker ausgebildet sein als die erste Feder. Die erste Feder beeinflußt in einem solchen Fall durch ihre Anwesenheit auch den zeitlichen Druckverlauf des ausgesteuerten Drucks.

Der Doppelventilkörper, der in der Regel einteilig ausgebildet ist, kann auch zweiteilig ausgebildet sein, wobei der eine Teil dem Einlaßventil und der andere Teil dem Auslaßventil zugeordnet ist. In Verbindung mit einem gehäuseseitigen Anschlag sind damit kurze Ansprechwege gebildet. Zur Festlegung der Ausgangsstellung des Steuerkolbens kann nur eine dritte Feder vorgesehen sein, wobei diese dritte Feder in der zweiten Steuerkammer angeordnet werden kann und über den Hub begrenzende Federteller gelagert ist. Damit wird die Ausgangsstellung des Steuerkolbens des Schaltventils durch diese dritte Feder festgelegt. Die dritte Feder steuert auch den Druckverlauf beim Belüften.

Bei Ausbildung des Schaltventils als Niveauregelventil kann der an dem Steuerkolben vorgesehene Fortsatz in Ausgangsstellung mit dem Ventilgehäuse eine Quersperre zwischen zwei zu je einem Luftfederbalg führenden Leitungen bilden. Diese Quersperre wirkt Wankerscheinungen des Fahrzeugaufbaus entgegen.

In der Regel wird eine Einheit aus Steuerkolben und Doppelventilkörper in einem Ventilgehäuse angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, daß mehrere Einheiten aus Steuerkolben und Doppelventilkörper in einem gemeinsamen Ventilgehäuse angeordnet sind. Den mehreren Einheiten aus Steuerkolben und Doppelventilkörper können nur zwei gemeinsame Magnetventile zugeordnet sein, um die Einheiten gemeinsam zu betätigen.

Die Erfindung wird anhand bevorzugter Ausbildungs- und Anwendungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 das Schaltventil in einer ersten Ausführungsform als elektronisch gesteuertes Niveauregelventil, ggf. auch zusätzlich als Wechselladeventil,

Fig. 2 das Schaltventil als Niveauregelventil und Wechselladeventil mit Quersperre und Dämpfung,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des Schaltventils als Niveauregelventil mit zusätzlicher Federrückführung,

Fig. 4 eine Schaltung mit zweimaligem Einsatz des Schaltventils in einer Antiblockieranlage,

Fig. 5 eine ganz ähnlich aufgebaute Schaltung mit zweimaliger Anwendung des Schaltventils für die linke und rechte Fahrzeugseite eines luftgefederten Fahrzeugs,

Fig. 6 die Anwendung des Schaltventils in einer Antiblockiereinrichtung zum Regeln eines durchgehenden Bremsdrucks, in zweikreisiger Ausbildung,

Fig. 7 einen Schnitt durch ein Schaltventil mit doppelt angeordneter Steuerkolben/Doppelventilkörpereinheit an einer Luftfederanlage mit Achsliftbalg und

Fig. 8 das Schaltventil gemäß Fig. 7 ohne Achsliftbalg, jedoch unter Beibehaltung einer Querdrosselung.

Das in Fig. 1 dargestellte Schaltventil 1 weist ein Ventilgehäuse 2 auf, in welchem in einer zylindrischen Bohrung 3 ein Steuerkolben 4 dichtend und gleitend gelagert ist, der auf seiner Oberseite, also anströmseitig, im Ventilgehäuse 1 eine erste Steuerkammer 5 und abströmseitig, also auf der anderen Seite, eine zweite Steuerkammer 6 abteilt. Der Steuerkolben 4 besitzt einen Fortsatz 7, der durch eine abgesetzte Bohrung 8 im Ventilgehäuse 1 gedichtet und geführt hindurchreicht und an seinem freien Ende einen Auslaßsitz 9 trägt, der mit einem Doppelventilkörper 10 ein Auslaßventil 9, 10 bildet. Am Ende der Bohrung 8 ist ein eingezogener Rand 11 des Ventilgehäuses 1 vorgesehen, der mit dem Doppelventilkörper 10 ein Einlaßventil 10, 11 bildet.

Dem Doppelventilkörper 10 ist eine erste Feder 12 zugeordnet, die einerseits am Ventilgehäuse 1 und andererseits am Doppelventilkörper 10 abgestützt ist. Diese Feder 12 wirkt auf das Einlaßventil 10, 11 in Schließrichtung, sorgt also dafür, daß in der unbetätigten Stellung das Einlaßventil 10, 11 geschlossen ist. Ein Einsatz 13 mit Dichtung 14 begrenzt eine Vorratskammer 15 und dient andererseits gleichzeitig als Auflager der Feder 12. Die Vorratskammer 15 steht über einen Anschluß 16 und eine Leitung 17 in dauernder Verbindung mit einem Druckluftvorratsbehälter 18.

Der Fortsatz 7 des Steuerkolbens 4 ist mittels eines druckdicht eingesetzten Federstifts 19 verlängert, der durch den hohlen Doppelventilkörper 10 hindurchragt und an seinem Ende ein Auflager für eine zweite Feder 20 bildet, die sich somit einerseits am Steuerkolben 4 und andererseits am Doppelventilkörper 10 abstützt. Diese zweite Feder 20 ist ausschließlich dem Auslaßventil 9, 10 zugeordnet und belastet dieses in Schließrichtung, so daß in der drucklosen Stellung durch die beiden unabhängig voneinander wirkenden Federn 12 und 20 die Abschlußstellung des Schaltventils gesichert ist, in welcher sowohl das Einlaßventil 10, 11 als auch das Auslaßventil 9, 10 geschlossen sind. Die Entlüftung des Auslaßventils 9, 10 geschieht über den hohlen Doppelventilkörper und durch einen in das Ventilgehäuse fest eingesetzten Deckel 21 sowie eine in diesem vorgesehene Entlüftungsöffnung 22, die in bekannter Weise auch mit einem Flatterventil abgedeckt sein kann. Der Deckel 21 dient gleichzeitig der Lagerung des Einsatzes 13 im Ventilgehäuse 2.

Auf dem Fortsatz 7 ist eine Ringdichtung 23 angeordnet, so daß zwischen Fortsatz 7 und Bohrung 8 eine Auslaßkammer 24 gebildet ist, die über eine Durchbrechung 25 ständig Verbindung zu einem Anschluß 26 hat, von welchem eine Leitung 27 zu einem Luftfederbalg 28 führt. Es versteht sich, daß in der Regel, wenn dieses Schaltventil einer einzigen Fahrzeugseite zugeordnet eingesetzt wird, nur entweder ein oder mehrere Luftfederbälge 28 dieser einen Fahrzeugseite angeschlossen sind.

Für die Belüftung der ersten Steuerkammer 5 ist ein erstes Magnetventil 29 mit einem Ventilmagneten 30 vorgesehen, der in der nicht-erregten Stellung, wie in Fig. 1 dargestellt, die Verbindung von einer Leitung 31, die in dauernder Verbindung zu der Vorratskammer 15 steht, zu einer Leitung 32 sperrt, die zwischen der Ringdichtung 23 und einer weiteren Ringdichtung 33 auf dem Fortsatz 7 mündet. Ein dort im Fortsatz 7 gebildeter Ringkanal 34 führt über eine radiale Durchbrechung 35 in dem Fortsatz 7 des Steuerkolbens 4 letztlich zu der Steuerkammer 5.

In Zuordnung zu der zweiten Steuerkammer 6 ist ein Magnetventil 36 mit Ventilmagnet 37 vorgesehen, das in der nicht-erregten Stellung ebenfalls geschlossen ist. Die Leitung 31 führt auch hier Druckluft zu dem Magnetventil 36 und gestattet die Belüftung der Steuerkammer 6 in der erregten Stellung über eine Leitung 38. Beide Magnetventile 29 und 36 können eine gemeinsame Entlüftungsöffnung 39 aufweisen. Für die Ansteuerung der Magnetventile 29 und 36 ist eine Steuerelektronik 40 vorgesehen, von der elektrische Leitungen 41 und 42 zu den Magnetventilen 29 bzw. 36 führen. Ein Sensor 43, der beispielsweise auf dem Fahrgestell des Kraftfahrzeugs angeordnet sein kann, ist über einen Trieb 44 beispielsweise mit einer Fahrzeugachse 45 verbunden. Andererseits führt eine elektrische Leitung 46 vom Sensor 43 zu der Steuerelektronik 40. Eine Fernbedienungseinrichtung 47 gestattet durch die Anordnung und den Einsatz entsprechender Schalter über eine Leitung 48 die Abgabe entsprechender Befehle an die Steuerelektronik 40, so daß letztendlich der Fahrzeugaufbau willkürlich gehoben oder gesenkt werden kann. Die Fernbedienungseinrichtung 47 ermöglicht in Verbindung mit dem Schaltventil 1 und der Steuerelektronik 40 alle Funktionen, die üblicherweise einem Wechselladeventil zukommen. Auch die Fahrzeughöhe kann manuell damit verstellt werden, um beispielsweise eine Rampensteuerung damit zu verwirklichen. Eine elektrische Leitung 49 dient der Stromversorgung der Steuerelektronik 40.

Die Funktion des Schaltventils gemäß Fig. 1 ist folgende:

In der nicht-erregten Stellung beider Magnetventile 29 und 36, beispielsweise in der Stellung Fahrt, sind die beiden Magnetventile 29 und 36 stromlos, so daß sich ihre Ventilmagneten 30 und 37 in der Schließstellung befinden. Damit sind die Steuerkammern 5 und 6 über die Entlüftungsöffnung 39 an die Atmosphäre angeschlossen. Die Einheit aus Steuerkolben 4 und Doppelventilkörper 10 des Schaltventils befindet sich unter der Wirkung der beiden Federn 12 und 20 in der Abschlußstellung, bei der sowohl das Einlaßventil 10, 11 wie auch das Auslaßventil 9, 10 geschlossen sind. Die Niveauhöhe des Fahrzeugaufbaus über den Fahrzeugachsen ist über den Sensor 43 entsprechend eingeregelt, d. h. in dem Luftfederbalg 28 befindet sich Druckluft entsprechender Menge und entsprechenden Drucks, und zwar entsprechend dem Ladezustand. Aus dem Vorratsbehälter 18 steht Druckluft in der Vorratskammer 15 an. Auftretende Stöße und Schwingungen am Fahrzeug während der Fahrt führen nicht zu einem Verlassen der Abschlußstellung des Schaltventils, weil die schnellen Bewegungen des Sensors 43 über die Steuerelektronik 40 ausgefiltert werden. Ein unnötiger Druckluftverbrauch wird somit vermieden.

Zum Be- und Entladen des Fahrzeugs kann dieses an eine Rampe gefahren werden, wobei es möglich ist, über die Fernbedienung 47 den Fahrzeugaufbau gegenüber den Achsen willkürlich zu heben oder zu senken, bis die jeweilige Rampenhöhe erreicht ist. Hierzu werden entsprechende Befehle über die Fernbedienungseinrichtung 47 auf die Steuerelektronik 40 gegeben, so daß je nach den Erfordernissen entweder der Ventilmagnet 30 des Magnetventils 29 oder der Ventilmagnet 37 des Magnetventils 36 unter Spannung gesetzt werden, so daß die betreffende Steuerkammer 5 oder 6 mit Steuerluft beaufschlagt wird.

Zum Anheben des Fahrzeugaufbaus, also zum Öffnen des Einlaßventils 10, 11 ist es beispielsweise erforderlich, über das Magnetventil 29 in die Steuerkammer 5 Druckluft einzusteuern. Es ist erkennbar, daß das Einlaßventil 10, 11 unmittelbar aus der Abschlußstellung heraus öffnet, und zwar ohne daß irgendwelche Tot- oder Steuerwege an diesem Einlaßventil vorher zurückgelegt werden müssen. Die beiden Federn 12 und 20 stellen auch die Ausgangsstellung des Steuerkolbens 4 sicher. Mit dem Öffnen des Einlaßventils 10, 11, wobei das Auslaßventil 9, 10 weiterhin geschlossen bleibt, gelangt Druckluft aus der Vorratskammer 15 in die Auslaßkammer 24 und über die Durchbrechung 25, den Anschluß 26 und die Leitung 27 zu dem oder den Luftfederbälgen 28, so daß der Fahrzeugaufbau auf Rampenhöhe angehoben wird.

Dabei wird zwangsläufig auch der Trieb 44 des Sensors 43 verstellt. Die diesbezüglichen Steuerimpulse des Sensors 43 werden jedoch durch die Betätigung der Fernbedienungseinrichtung 47 und entsprechende Verarbeitung in der Steuerelektronik 40 unterdrückt, und zwar derart, daß für die Zeit der Beladung des Fahrzeugs an der Rampe der Sensor 43 praktisch außer Funktion ist. Die Ausbildung und das Zusammenspiel der Fernbedienungseinrichtung 47 und des Sonsors 43 kann auch so getroffen sein, daß nach dem Anheben des Fahrzeugaufbaus auf Rampenhöhe gleichsam ein neuer Nullpunkt oder Bezugspunkt für den Sensor 43 gesetzt wird, so daß bei der folgenden Beladung oder Entladung der Ladefläche des Fahrzeugs eine entsprechende Bewegung des Fahrzeugaufbaus nach oben oder unten dazu führt, daß der Sensor 43 von seinem neuen Nullpunkt aus eine jeweilige automatische Nachregelung für die Rampenhöhe ermöglicht. Nach Beendigung des Be- bzw. Entladevorgangs kann der Fahrzeugaufbau wieder auf Normalhöhe gefahren werden, was ebenfalls durch die Fernbedienungseinrichtung 47 geschieht, so daß dabei auch der Sensor 43 wieder seinen der Fahrtstellung entsprechenden Nullpunkt annimmt und seine normale Niveauregelung aussteuern kann.

Das Schaltventil 1 wirkt auch als Sicherheitsventil. Wenn die elektronische Ansteuerung, beispielsweise die Steuerelektronik 40 ausfällt, dann behält das Schaltventil seine Abschlußstellung oder es nimmt seine Abschlußstellung ein, so daß dabei der in dem Luftfederbalg 28 herrschende Druck abgefangen und nicht mehr verändert wird. Gleiches gilt für den Fall, wenn ein Defekt in der Druckluftvorratsversorgung, also beispielsweise im Behälter 18 oder in der Leitung auftritt. Auch hier sorgt die Abschlußstellung dafür, daß der im Luftfederbalg 28 herrschende Druck abgefangen und nicht mehr verändert wird.

In Fig. 1 ist noch eine weitere Abwandlungsmöglichkeit des Schaltventils hinsichtlich der Anordnung der Feder 20 aufgezeigt. Die Feder 20 zwischen Federstift 19 und Doppelventilkörper 10 kann auch fehlen und stattdessen eine Feder 20′ in der Steuerkammer 5 vorgesehen sein. Die beiden Federn 12 und 20′ arbeiten dann jedoch nicht völlig unabhängig voneinander, sondern müssen aufeinander abgestimmt sein, und zwar derart, daß die Kraft der Feder 12 größer als die Kraft der Feder 20′ bemessen ist. Auch dann wird durch das Zusammenspiel der Federn 12 und 20′ die Abschlußstellung von Ein- und Auslaßventil eingestellt und auch die Ausgangsstellung des Steuerkolbens 4 festgelegt.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform des Schaltventils 1 sind zunächst große Gemeinsamkeiten zu der Ausführungsform gemäß Fig. 1 feststellbar, für die eine erneute Beschreibung entbehrlich ist. Es ist auch eine weitere Anordnungsmöglichkeit für die Federn aufgezeigt. Statt die Feder 12 zwischen Ventilgehäuse 1 und Doppelventilkörper 10 einzuschalten, ist hier eine entsprechende erste Feder 12′ in der Steuerkammer 6 vorgesehen, die sich also einerseits am Ventilgehäuse 1 abstützt und andererseits den Steuerkolben 4 nach oben drückt. Diese Feder 12′ wird in Verbindung mit der zweiten Feder 20 eingesetzt. Auch diese beiden Federn 12′, 20 arbeiten nicht völlig unabhängig voneinander. Es muß für die Einhaltung der Abschlußstellung eine Abstimmung vorliegen, d. h. die Kraft der Feder 20 muß größer bemessen sein als die Kraft der Feder 12′.

Das in Fig. 2 dargestellte elektronisch gesteuerte Niveauregelventil mit Quersperre und Dämpfung weist neben dem Anschluß des Luftfederbalgs 28 der einen Fahrzeugseite einen weiteren Luftfederbalg 50 auf bzw. ist an diesen angeschlossen, der der anderen Fahrzeugseite zugeordnet ist. Am Schaltventil 1 ist eine entsprechende Durchbrechung 51 und ein Anschluß 52 vorgesehen, von welchem eine Leitung 53 zu dem Luftfederbalg 50 führt. Der Fortsatz 7 des Steuerkolbens 4 besitzt in diesem Bereich eine Verdickung 54, so daß die symmetrisch einander gegenüberliegend angeordneten Durchbrechungen 25 und 51 in der Abschlußstellung gegeneinander abgesperrt sind. Damit wird verhindert, daß beispielsweise bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs Druckluft aus dem einen Luftfederbalg 28 in den anderen Luftfederbalg 50 gelangen kann und umgekehrt. Wird die Abschlußstellung des Schaltventils 1 verlassen, sei es durch Öffnen des Einlaßventils 10, 11 oder durch Öffnen des Auslaßventils 9, 10, dann fährt die Verdickung 54 auf jeden Fall aus dem Bereich der Durchbrechungen 25 und 51 weg, und es besteht die direkte Verbindung von der Auslaßkammer 24 zu den beiden Luftfederbälgen 28 und 50.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsmöglichkeit des Schaltventils 1 verdeutlicht. Der Doppelventilkörper 10 ist hier gleichsam zweigeteilt und besteht aus den beiden Teilen 10′ und 10′′, die begrenzt unabhängig voneinander bewegbar und über eine Dichtung 55 gegeneinander abgedichtet sind. Eine der Dichtung 14 entsprechende Dichtung 56 dichtet die Vorratskammer 15, in welcher die erste Feder 12 angeordnet ist, gegenüber der Atmosphäre ab. Das Einlaßventil 10′, 11 wird hier zwischen dem einen Teil 10′ und dem eingezogenen Rand 11 am Gehäuse 1 gebildet. Das Auslaßventil 9, 10′′ wird von dem Auslaßsitz 9 an dem Fortsatz 7 und dem zweiten Teil 10′′ des Doppelventilkörpers 10 gebildet. Der zweite Teil 10′′ trägt hier einen sich nach oben erstreckenden Fortsatz 57, der in einem Kopf 58 endet, so daß die zweite Feder 20 hier zwischen dem Kopf 58 an dem Doppelventilkörper 10 und einem vorspringenden Rand 59 an dem Steuerkolben 4 abgestützt ist. Das gemeinsame Teil 10′′, 57 besitzt Durchbrechungen 60, die der Entlüftung bei geöffnetem Auslaßventil 9, 10′′ dienen. In dem Ventilgehäuse 1 ist ein Anschlag 61 gebildet, der dem Auslaßventil 9, 10′′ zugeordnet ist bzw. dazu dient, bei Beaufschlagung der Steuerkammer 6 über das Magnetventil 36 den Teil 10′′ des Doppelventilkörpers 10 festzuhalten, während der Steuerkolben 4 mit dem Auslaßsitz 9 beim Öffnen des Auslaßventils 9, 10′′ von dem Teil 10′′ abhebt. Bei dieser Ausführungsform sind kurze Ansprechwege vorgesehen, die konstruktiv in einer anderen Größenordnung festgelegt werden, als dies Steuer- oder Totwegen entspricht. Die zeichnerische Darstellung zeigt diese Ansprechwege übertrieben groß. Damit wird eine zweite Möglichkeit aufgezeigt, Druckluftverbrauch bei Federbewegungen des Fahrzeugs während der normalen Fahrt zu vermeiden. Anstelle der Ausfilterung dieser Bewegungen durch die Steuerelektronik 40 sind hier die Ansprechwege vorgesehen.

In der Steuerkammer 6 ist eine dritte Feder 62 angeordnet, und zwar als gefesselte Feder zwischen zwei Federtellern 63 und 64, wobei der Federteller 63 an einem Anschlag 65 oder am Steuerkolben 4 und der Federteller 64 am Ventilgehäuse 1 oder an einem Ringansatz 66 am Steuerkolben 4 abgestützt ist. Es versteht sich, daß die dritte Feder 62 auch in doppelter oder mehrfacher Anordnung vorgesehen sein kann. Diese dritte Feder 62 dient dazu, in der nicht-erregten Stellung der beiden Magnetventile 29 und 36 eine definierte Ausgangslage des Steuerkolbens 4 herbeizuführen, und zwar derart, daß der gesamte Ansprechweg in zwei Teilansprechwege aufgeteilt wird, von denen der eine dem Einlaßventil und der andere dem Auslaßventil zugeordnet ist. Beispielsweise kann die Anordnung so getroffen sein, daß der Ansprechweg des Einlaßventils 11, 10′ und der Ansprechweg des Auslaßventils 9, 10′′ gleich groß gewählt sind, was für das Ausfiltern von Bewegungen bei auftretenden Schwingungen während der Fahrt sinnvoll ist.

Die Fig. 4 zeigt ein Schaltbild für die Verwendung des Schaltventils 1 in doppelter Anordnung innerhalb einer Antiblockieranlage, also in der Verwendung als ABS- Schaltventil. Über die Leitungen 27 sind hier Bremszylinder 67 und 68 beispielsweise zweier Fahrzeugseiten angesteuert. Die Sensoren 43 sind hier als Drehverzögerungsgeber ausgebildet und ebenfalls den beiden Fahrzeugseiten bzw. Rädern jeder Seite zugeordnet. Auch in dieser Schaltung bewährt sich die einfache Ausbildung des Schaltventils 1, welches die drei erforderlichen Stellungen zuläßt, nämlich eine Konstanthaltung des Bremsdrucks in der Abschlußstellung, eine Erhöhung des Bremsdrucks durch Belüftung der Bremszylinder 67 bzw. 68 und eine Entlüftung derselben zur Verringerung des Bremsdrucks.

Fig. 5 läßt gerade im Vergleich zu Fig. 4 besonders gut erkennen, wie die Schaltventile 1 in doppelter Anordnung gleichsam mit identischer Schaltung auch zur Niveauregelung eingesetzt werden können. Es sind hier die Luftfederbälge 28 der einen Fahrzeugseite und die Luftfederbälge 50 der anderen Fahrzeugseite zugeordnet. Jede Fahrzeugseite besitzt jeweils einen Sensor 43, der hier als Weggeber zur Abtastung der Höhe zwischen Fahrzeugaufbau und Achse ausgebildet ist.

Fig. 6 veranschaulicht, wie das Schaltventil 1 in doppelter Anordnung vorteilhaft in einer Zweikreisbremsanlage eingesetzt werden kann. Es ist hier eine entsprechende Druckluftquelle vorgesehen, von der eine Leitung 69 zu einem Mehrkreisschutzventil 70 führt, über welches zwei Druckluftvorratsbehälter 71 und 72 der beiden Kreise aufgefüllt werden. Ein Zweikreisbremsventil 73 ist, wie dargestellt, in die Anlage eingeschaltet, d. h. es führt eine erste Leitung 17 zu dem Schaltventil 1 des einen Kreises, der den Bremszylindern 67 zugeordnet ist, während eine zweite Leitung 17 über ein zweites Schaltventil 1 letztendlich den Bremszylindern 68 eines zweiten Kreises zugeordnet ist. Im Gegensatz zu den bisher dargestellten Ausführungsformen sind die beiden Magnetventile 29 der Schaltventile 1 in der nichterregten Stellung über eine Feder 74 in der geöffneten Stellung gehalten, während die Magnetventile 36 der Schaltventile 1 wie bisher auch geschlossen sind. Die in den Schaltventilen 1 vorhandenen Einheiten aus Doppelventilkörper 10 und Steuerkolben 4 nehmen auch hier infolge der Einwirkung der beiden Federn 12 und 20 die Abschlußstellung ein.

Wird eine Bremsung durch Betätigung des Zweikreisbremsventils 73 ausgesteuert, dann gelangt Druckluft über die beiden Leitungen 17 in jedem Kreis und die Anschlüsse 16 zu den Vorratskammern 15, die hier als Durchlaßkammern wirken. Über die Leitung 31 und das geöffnete Magnetventil 29 jeweils in den beiden Schaltventilen 1 sowie die Leitung 32 wird die Steuerkammer 5 beaufschlagt, so daß das Einlaßventil 10, 11 geöffnet wird und die Steuerluft als Bremsluft über das geöffnete Einlaßventil 10, 11 in die Auslaßkammer 24 und von dort letztendlich über die Leitungen 27 in beiden Kreisen zu den Bremszylindern 67 und 68 strömt. Wie ersichtlich, werden auch die beiden Schaltventile 1 in Verbindung mit einer Antiblockiereinrichtung eingesetzt, so daß bei Aussteuerung entsprechender Haltesignale durch die Sensoren 43 die gemeinsame Steuerelektronik 40 die Magnetventile 29 erregt, so daß diese in ihre Schließstellung übergehen, in welcher die Steuerkammern 5 entlüftet werden. Damit wird an den Schaltventilen 1 die Abschlußstellung eingestellt, d. h. eine Haltestellung zur Konstanthaltung des Bremsdrucks in den Bremszylindern 67 und 68. Stellt sich an den Sensoren 43 dagegen ein anderes Signal ein, welches einen drohenden Blockierzustand der Räder signalisiert, so daß eine Absenkung des Bremsdrucks in den Bremszylindern 67 und 68 erforderlich wird, dann werden die Magnetventile 36 beider Schaltventile 1 über die Steuerelektronik 40 angesprochen, so daß die Steuerkammern 6 belüftet werden. Bei geschlossenen Einlaßventilen 10, 11 werden somit die Auslaßventile 9, 10 geöffnet und der Bremsdruck in den Bremszylindern 67 des einen Kreises und/oder den Bremszylindern 68 des anderen Kreises abgesenkt.

Auch hier zeigt sich die vorteilhafte Wirkung der Schaltventile als Sicherheitsventile. Bei einem Ausfall der Steuerelektronik 40 kann trotzdem gebremst werden, da die Schaltventile 1 aufgrund der Schaltstellung ihres Ruhezustandes den entsprechenden Steuerdruck als Bremsdruck in die Bremszylinder 67 und 68 einströmen lassen. Ein weiterer Vorteil der Verwendung der Schaltventile 1 in dieser Anlage ist darin zu sehen, daß bei jeder Bremsung die Einheiten aus Steuerkolben 4 und Doppelventilkörper 10 betätigt, d. h. bewegt werden.

Fig. 7 zeigt eine Möglichkeit auf, mehrere Einheiten aus Steuerkolben 4 und Doppelventilkörper 10 in einem gemeinsamen Ventilgehäuse 2 zusammenzubauen, wobei die Magnetventile 29 und 36 nur einmal angeordnet sind und beide Einheiten steuern. Ein weiteres Magnetventil 75 ist einer Steuereinheit für einen Achsliftbalg 76 zugeordnet, die im einzelnen aus einem ganz ähnlich aufgebauten Steuerkolben 4 und wiederum einem Doppelventilkörper 10 aufgebaut sein kann. Es fehlt an diesem Doppelventilkörper 10 die zweite Feder 20. Gleichzeitig ist eine Querdrosselung zwischen den Luftfederbälgen 28 und 50 zwischen den Durchbrechungen 25 und 51 verwirklicht.

Fig. 8 zeigt die Abwandlung der in dem gemeinsamen Gehäuse 2 untergebrachten Einheiten für den Fall, daß zwar eine Querdrosselung benötigt wird, nicht jedoch die Ansteuerung eines Achsliftbalgs.

Claims (9)

1. Über einen Sensor und eine Steuerelektronik ansprechbares Schaltventil mit Relaiswirkung für Kraftfahrzeuge und Anhänger, insbesondere Niveauregelventil, Wechselladeventil, ABS-Schaltventil o. dgl., mit einem Ventilgehäuse, in dem ein einen Auslaßsitz tragender Steuerkolben und ein von einer Feder belasteter, hohler Doppelventilkörper verschiebbar geführt sind, so daß im Schaltventil ein Einlaßventil und ein Auslaßventil gebildet sind und die Feder das Einlaßventil in Schließrichtung beaufschlagt, wobei der Steuerkolben im Ventilgehäuse anströmseitig eine Steuerkammer abteilt, die über ein von der Steuerelektronik ansteuerbares Magnetventil mit Steuerdruck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Steuerkolben (4) abströmseitig im Ventilgehäuse (2) eine zweite Steuerkammer (6) vorgesehen ist, die zum Öffnen des Auslaßventils (9, 10; 9, 10″) über ein von der Steuerelektronik (40) ansteuerbares zweites Magnetventil (36) beaufschlagbar ist, daß eine weitere, das Auslaßventil (9, 10; 9, 10″) in Schließrichtung beaufschlagende Feder (20; 20′) vorgesehen ist, und daß beide Federn (12 bzw. 12′; 20 bzw. 20′) so zusammenwirken, daß bei nicht-erregten Magnetventilen (29, 36) die Abschlußstellung des Schaltventils erreicht ist.

2. Schaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Federn (12; 20′ bzw. 20; 12′) so ausgebildet bzw. aufeinander abgestimmt sind, daß bei nicht-erregten Magnetventilen (29, 36) die Ausgangsstellung des Steuerkolbens (4) im Ventilgehäuse (2) festgelegt ist (Fig. 1,2).

3. Schaltventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (4) einen in den hohlen Doppelventilkörper (10) hineinreichenden Fortsatz (7, 19) aufweist, zwischen dem und dem Doppelventilkörper (10) die zweite Feder (20) abgestützt ist (z. B. Fig. 1, 2).

4. Schaltventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (4) abströmseitig lediglich die zweite Steuerkammer (6) aufweist.

5. Schaltventil nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Feder (12′) in der zweiten Steuerkammer (6) angeordnet ist (Fig. 2).

6. Schaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelventilkörper (10) zweiteilig (10′, 10″) ausgebildet ist, wobei der eine Teil (10′) dem Einlaßventil (10′, 11) und der andere Teil (10″) dem Auslaßventil (9, 10″) zugeordnet ist, daß in Verbindung mit einem gehäuseseitigen Anschlag (61) kurze Ansprechwege gebildet sind, und daß zur Festlegung der Ausgangsstellung des Steuerkolbens (4) eine dritte Feder (62) vorgesehen ist, die in der zweiten Steuerkammer (6) angeordnet und über den Hub begrenzende Federteller (63, 64) gelagert ist (Fig. 3).

7. Schaltventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung als Niveauregelventil der an dem Steuerkolben (4) vorgesehene Fortsatz (7) in Ausgangsstellung mit dem Ventilgehäuse (2) eine Quersperre zwischen zwei je zu einem Luftfederbalg (28, 50) führenden Leitungen (25, 51) bildet (Fig. 2).

8. Schaltventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einheiten aus Steuerkolben (4) und Doppelventilkörper (10) in einem gemeinsamen Ventilgehäuse (2) angeordnet sind (Fig. 7, 8).

9. Schaltventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß den mehreren Einheiten aus Steuerkolben (4) und Doppelventilkörper (10) nur zwei gemeinsame Magnetventile (29, 36) zugeordnet sind (Fig. 7, 8).