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Diese Erfindung betrifft ein Bremssystem eines Anhängers oder
Sattelanhängers.
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Die Anforderungen für das Steuern der Bremsen von Fahrzeugen,
insbesondere von schweren Nutzfahrzeugen, sind in der letzten
Zeit zunehmend komplex geworden. Eine solche Anforderung ist
das Vorsehen eines Antiblockiersystems (ABS), bei dem das
Blockieren oder beginnende Blockieren eines oder mehrerer
gebremster Räder detektiert wird und das Bremsniveau so
gesteuert wird, daß ein solches Blockieren verhindert wird.
Bislang beruhte der Steuermechanismus für Bremssysteme schwerer
Fahrzeuge üblicherweise auf einer pneumatischen Steuerlogik,
wenn das Medium, welches die Bremsen beaufschlagt, Druckluft
ist; zunehmend komplexe Anforderungen für die Bremssteuerung
führen jedoch zu der Übernahme eines elektronisch gesteuerten
Bremssystems (EBS).
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Ein Anhänger oder Sattelanhänger, welche beide der Einfachheit
halber hier als Anhänger bezeichnet werden, kann von einem
Zugfahrzeug, welches ein elektronisch gesteuertes Bremssystem
aufweist, oder einem solchen, das ein pneumatisch gesteuertes
Bremssystem aufweist, gezogen werden. Obwohl es wünschenswert
wäre, einen Anhänger mit einen elektronisch gesteuerten
Bremssystem zu haben, muß das System, wenn es damit ausgestattet
ist, zumindest für die Verwendung mit einem Zugfahrzeug
kompatibel sein, welches kein elektronisch gesteuertes
Bremssystem aufweist.
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EP-A-478 952 offenbart ein solches kompatibles Bremssystem,
bei dem jedoch zusätzlich zu einem elektronisch gesteuerten
Bremsdruck ein Hilfsbremsdruck von einen Reservoir an dem
Anhängerfahrzeug über ein druckbetätigtes Anhängerbremsventil
zur Verfügung gestellt wird, welches nur auf ein gesteuertes
Luftdrucksignal von einem Zugfahrzeug anspricht. Der
Hilfsbremsdruck wird normalerweise ständig einem Selektor
zugeführt, welcher den Hilfsdruck bei Abwesenheit des elektronisch
gesteuerten Bremsdrucks wählt. Ein solches Bremssystem hat den
Nachteil, daß es ein Hilfsbremsdrucksystem aufweist, welches
ein druckgesteuertes Anhängerbremsventil enthält und daher
relativ kompliziert und tendenziell teuer herzustellen ist.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein
elektronisch gesteuertes Bremssystem für ein Anhängerfahrzeug
zur Verfügung zu stellen, welches den oben genannten Nachteil
der EP-A-478 952 vermeidet oder verringert und gleichzeitig
die oben genannten Kompatibilitätsanforderungen erfüllt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses Ziel durch ein
Bremssystem nach Anspruch 1 mit weiteren bevorzugten
Ausführungsformen in den Ansprüchen 2 bis 29 gelöst.
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Die Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die
beigefügten Zeichnungen beschrieben, von denen
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Fig. 1 eine schematische Illustration einer
ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Bremssystems ist,
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Fig. 2 eine detailliertere Illustration eines
Teils des Bremssystems der Fig. 1 ist,
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Fig. 3 eine schematische Illustration einer
weiteren Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Bremssystems ist,
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Fig. 4 eine detailliertere Illustration eines
Teils des Bremssystems der Fig. 3 ist,
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Fig. 5 eine detailliertere Illustration eines
Teils der Fig. 3 ist,
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Fig. 6 eine schematische Illustration einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung ist,
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Fig. 7 eine schematische Illustration noch einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung
ist,
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Fig 8 eine schematische Draufsicht eines
Anhängers ist, an den eine Version der
Ausführungsform der Fig. 7 angebracht ist,
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Fig. 9 eine schematische Darstellung eines
Notversorgungsventils (ESV) ist,
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Fig. 10 eine schematische Illustration eines
elektromagnetischen Servoventils (EPRV) ist,
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Fig. 11 bis 14 schematische Illustrationen von vier
Anwendungen der Erfindung bei einem Anhänger
sind.
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Jedes der Bremssysteme, welches nachfolgend beschrieben wird,
ist dafür vorgesehen, bei einen Anhänger zur Verbindung mit
einem Zugfahrzeug verwendet zu werden. Es wird davon
ausgegangen, daß das Zugfahrzeug unabhängig davon, ob es mit einem
elektronisch gesteuerten Bremssystem oder einem pneumatisch
gesteuerten Bremssystem ausgestattet ist, ein Luftdrucksystem
besitzt, welches normalerweise einen Kompressor und einen
Speicher für Luft bei vollem Systemdruck sowie einen Auslaß
zum Zuführen von solcher Luft zu dem Anhänger über ein
lösbares Fluidverbindungsstück umfaßt. Weiterhin enthält das System
einen Auslaß für Luft mit einem Druck, welcher dem Bremsniveau
entspricht, welches von den Bremsen des Anhängers gefordert
wird. Von dem Auslaß von dem Zugfahrzeug, ebenfalls mit einem
lösbaren Fluidverbindungsstück, wird hier insofern die Rede
sein, als er das Fluiddruck-Bremsbedarfsignal liefert. Das
Zugfahrzeug kann auch eine elektrische Versorgung, welche
permanent eingeschaltet ist, und/oder eine Versorgung zur
Verfügung stellen, welche nur während des Bremsvorgangs
eingeschaltet ist, was vorgesehen sein kann, um die Bremslichter
des Anhängers mit Energie zu versorgen.
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In den Zeichnungen stellen Linien, denen das Symbol beigefügt
ist, elektrische Verbindungen zwischen den beschriebenen
Komponenten dar. Linien ohne ein solches Symbol stellen
Rohrleitungen für die Übertragung eines unter Druck stehenden Fluids
dar, welches bei den nachfolgend beschriebenen
Ausführungsformen Luft ist.
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Zunächst bezugnehmend auf die Fig. 1 und 2 der Zeichnungen
zeigen diese eine erste Ausführungsform des Bremssystems gemäß
der Erfindung.
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Das Bremssystem weist in diesem Fall vier Verbindungen mit dem
Zugfahrzeug auf, nämlich eine Leitung 110 mit einem lösbaren
Verbindungsstück 111 zum Empfangen von Luft unter vollem
Systemdruck von den Luftdrucksystem des Zugfahrzeugs, eine
Leitung 112 und ein lösbares Verbindungsstück 113 zum Empfangen
des Fluiddruck-Bremsbedarfsignals von dem Zugfahrzeug, eine
elektrische Leitung 114 mit einem Verbindungsstück 115 zum
Versorgen des Systems mit elektrischem Strom von dem ständig
eingeschalteten elektrischen Ausgang des Zugfahrzeugs, sofern
vorgesehen, und eine elektrische Leitung 116 mit einem
Verbindungsstück 117 zum Versorgen des Systems mit elektrischem
Strom, wenn die Bremsen des Zugfahrzeugs betätigt werden, z.B.
von dem Bremslichtschaltkreis des Zugfahrzeugs. Wenn das
Zugfahrzeug einen ständig eingeschalteten elektrischen Ausgang
aufweist, wird das System vorzugsweise hierüber mit Ström
versorgt; ist dies jedoch nicht der Fall, beachte man, daß das
nachfolgend beschriebene System nur elektrische Leistung
während des Bremsvorgangs benötigt, so daß es von den
Bremslichtschaltkreis aus mit Strom versorgt werden kann, mit dem alle
Zugfahrzeuge ausgerüstet sind. Diese elektrischen Leitungen
114, 116 führen zu einen elektronischen Regler 118, während
die Leitungen 110, 112 zu einem Notwandlerventil führen,
welches allgemein mit 119 bezeichnet ist und dessen innere
Ausgestallung im einzelnen in Fig. 2 gezeigt ist. Alle nachstehend
besobriebenen Bestandteile des Notwandlerventils 119, welche
innerhalb der gestrichelten Linie in Fig. 1 und 2 dargestellt
sind, sind vorzugsweise miteinander zu einer diskreten Einheit
zusammenmontiert, vorzugsweise innerhalb eines einzigen
Gehäuses. Zwei elektrische Leitungen 120, 121 erstrecken sich
zwischen dem Wandlerventil 119 und dem Regler 118. Die
Luftversorgungsleitung 122 führt von dem Wandlerventil 119 zu einem
Reservoir 123 für Luft unter vollem Systemdruck und eine
Leitung 124 liefert solche Luft von den Reservoir 123 zu einer
Bremsventileinrichtung, welche allgemein mit 125 bezeichnet
ist. Alle nachstehend beschriebenen Komponenten der
Bremsventileinrichtung 125, welche innerhalb der strichpunktierten
Linie in Fig. 1 und 2 dargestellt sind, sind vorzugsweise als
diskrete Einheit zusammenmontiert, vorzugsweise innerhalb
eines einzigen Gehäuses. Die Leitungen 126 führen von der
Bremsventileinrichtung 125 weg, um Luft mit den Bremsdruck zu
Bremsstellglieden 127 zu liefern. Die inneren Bestandteile der
Bremsventileinrichtung sind auch genauer in Fig. 2 der
Zeichnungen dargestellt. Der Regler 118 empfängt außerdem ein
elektrisches lastabhängiges Signal auf der Leitung 128 von einem
Druckwandler, welcher Luftfederbälgen 129 zugeordnet ist, und
von einem Radgeschwindigkeitssensor 108 für ein Rad 109, und
kommuniziert über elektrische Leitungen 130 mit der
Bremsventileinrichtung 125.
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Das Notwandlerventil 119 enthält einen Druckwandler 131,
welcher auf das Fluiddruck-Bremsbedarfsignal anspricht, das auf
der Leitung 112 geliefert wird, und ein entsprechendes
elektrisches Signal zu dem Regler 118 auf der Leitung 121 liefert.
Das Fiuiddruck-Bremsbedarfsignal wird auch über eine Leitung
132 den Solenoidventil 133 zugeführt, welches geschlossen ist,
wenn es Strom führt, und offen ist, wenn es keinen Strom
führt. Das Solenoidventil 133 wird über eine elektrische
Versorgung auf der Leitung 120 von dem Regler erregt und kann,
wenn es deaktiviert und damit offen ist, Luft zu einem
Sperrventil 134 liefern, deren Druck den Bremsbedarf darstellt. Die
Systemluftversorgung auf der Leitung 110 wird über eine
Leitung 135 einem Zwischenventil 136 zugeführt, bei dem ein
Ventilelement so angeordnet ist, daß es, wenn es durch den Druck
der über die Leitung 135 zugeführten Luft bewegt wird,
Systemluft von einer Verbindungsleitung 137 und einem
Rückschlagventil 138 zu der zu dem Reservoir 123 führenden Leitung 122
liefert. Wenn keine Luftdruckversorgung für das Zwischenventil
136 vorhanden ist, nimmt dessen Ventilelement die in Fig. 2
gezeigte Stellung ein, in welcher eine Verbindung zwischen der
Leitung 122 und einer Leitung 139 hergestellt wird, welche zu
der Seite des Sperrventils 134 gegenüber derjenigen führt, zu
der Luft über das Solenoidventil 133 zugeführt werden kann,
während die Leitung 137 durch das Rückschlagventil 138
verschlossen ist. Wenn das Ventilelement in dem Zwischenventil
136 sich in seiner erstgenannten Position befindet, ist die
Leitung 139, welche zu dem Sperrventil 134 führt, zu der
Umgebung hin offen.
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Fig. 2 zeigt auch im einzelnen die wirksamen Bestandteile der
Bremsventileinrichtung 125. Diese wirksamen Bestandteile
umfassen zwei Solenoidventile a und b, welche aufeinander
folgen, ein Servoversorgungsventil 140 und einen Druckwandler
141, welcher ein elektrisches Druckrückkopplungssignal zu dem
Regler auf der Leitung 142 liefert. Zusätzlich enthält die
Bremsventileinrichtung ein Sperrventil 143, welches ein
Ventilelement aufweist, welches zwischen gegenüberliegenden
Ventilsitzen beweglich ist, die einer Leitung, die von den
Solenoidventil b in der Bremsventileinrichtung wegführt, bzw.
einer Leitung zugeordnet sind, welche mit der Leitung 144
verbunden ist, die von dem Sperrventil 134 in dem Wandlerventil
119 wegführt. Das Sperrventil 143 liefert Luft von derjenigen
der einander gegenüberliegenden, mit der Leitung 144 und den
Solenoidventil b verbundenen Leitungen, die sich auf einem
höheren Druck befindet, zu dem Servoventil 140 und den
Druckwandler 141.
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Wenn das Solenoid des Solenoidventils a aktiviert ist,
gestattet das Ventil das Hindurchtreten von Luft, während dann, wenn
das Solenoid deaktiviert ist, das Ventil geschlossen ist und
das Hindurchtreten von Luft verhindert wird. Das
Ventilelement des Solenoidventils b ermöglicht das Hindurchtreten von
Luft, wenn das Solenoid aktiviert ist, und nimmt dann, wenn es
deaktiviert ist, die in den Zeichnungen dargestellte Stellung
ein, in der es für das Ablassen von Luft von dem Sperrventil
143 zu der Umgebung sorgt. Der normale Betriebszustand der
zwei Solenoidventile a und b, wenn keine Bremsen betätigt
werden, ist der dargestellte Zustand, d.h. beide Solenoide sind
deaktiviert.
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Unter normalen Betriebsbedingungen wird das Ventilelement des
Zwischenventils 136 von der Systemluft in die von der
dargestellten Position verschiedene Position gedrückt, so daß Luft
dem Reservoir 123 zugeführt wird, während keine Luft dem
Sperrventil 134 zugeführt wird und die Leitung 139, welche zu
dem Sperrventil führt, zu der Umgebung hin entlüftet wird. Der
Regler 118 aktiviert das Solenoid des Solenoidventils 133, so
daß dieses Ventil geschlossen ist. Daher findet keine Zufuhr
von luft zu dem Sperrventil 143 über die Leitung 144 statt.
Das Fluiddruck-Bremsbedarfsignal wird durch den Wandler 131 in
ein elektrisches Signal umgewandelt, welches den Regler 118
zugeführt wird, und der Regler 118 steuert den Betrieb der
Solenoidventile a und b in der Bremsventileinrichtung 125.
Wenn eine Bremsbetätigung erforderlich ist, werden beide
Solenoidventile a und b aktiviert, so daß ein stufenweiser
Anstieg des Bremsbetriebsluftdrucks bei dem Servoventil 140
erzeugt wird, so daß dieses Ventil proportional Luft zu den
Bremsstellgliedern liefert. Wenn ein Bremsniveau gehalten
werden soll, wird das Solenoidventil a deaktiviert, während das
Solenoidventil b aktiviert bleibt, und wenn das Bremsniveau
verringert werden soll, wird das Solenoid b zusätzlich
deaktiviert, so daß es in die dargestellte Stellung zurückkehrt,
wobei die Aktivierung des Solenoids b so gesteuert wird, daß
eine stufenweise Verringerung des Bremsniveaus erzeugt wird.
Während eines solchen Bremsvorgangs liefert der Druckwandler
141 ein Rückkopplungssignal des Drucks, welcher das
Servoventil 140 betätigt, zu dem Regler, welches daher den Bremsdruck
wiedergibt, welcher von dem Ventil 140 zu den
Bremsstellgliedern geliefert wird.
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Wenn ein Ausfall der elektrischen Versorgung des Systems
auftritt, führt dies zu einer Deaktivierung des Solenoidventils
133, so daß es in die dargestellte Position zurückkehrt. Eine
Einrichtung 118a ist vorgesehen, um dem Fahrer eine Warnung zu
geben, wenn dies geschieht, und wenn der Fahrer die Bremsen
betätigt, wird das Fluiddruck-Bremsbedarfsignal zu dem
Sperrventil 134 übertragen und damit über die Leitung 144 zu dem
Sperrventil 143. In diesem Zustand betätigt das Fluiddruck-
Bremsbedarfsignal das Servoventil 140 direkt, um eine
entsprechende Bremsbetätigung zu erzeugen. Das Sperrventil 143
arbeitet automatisch während solcher Umstände, um einen Ausstoß der
entlang der Leitung 144 gelieferten Luft direkt in die
Atmosphäre über das deaktivierte Solenoidventil b zu verhindern.
Daher bildet das Ventil 133 eine elektrische
Notversorgungseinrichtung über die Intervention der Warnung und des Fahrers.
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Wenn ein Ausfall der Systemluftversorgung von dem Zugfahrzeug
bei der Leitung 110 auftritt, wirkt das Zwischenventil 136 als
druckempfindliches Notwandlerventil und nimmt den in Fig. 2
gezeigten Zustand an. In diesen Zustand bildet es einen Weg
für eine Strömung von Luft von dem Reservoir 123 zu dem
Sperrventil 134 und dann durch die Leitung 144 zu dem Sperrventil
143 und dem Servoventil 140. Der Effekt hiervon besteht darin,
daß eine Bremsbetätigung mit voller Leistung erzeugt wird.
Dies geschieht unabhängig davon, ob ein solcher Ausfall der
Luftversorgung mit einem Ausfall der elektrischen Versorgung
des Anhängersystems einhergeht, da das Anlegen des
Systemdrucks von dem Reservoir 123 an das Sperrventil 134 Priorität
gegenüber jeden Fluiddruck-Bremsbedarfsignal hat, welches
möglicherweise an das Sperrventil 134 angelegt ist, wenn das
Solenoidventil 133 sich in der dargestellten Position befindet.
Dementsprechend bildet das Ventil 136 ein
Notfluidversorgungseinrichtung.
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Obwohl ein Einkanalsystem dargestellt ist, kann diese
Ausführungsform, wenn gewünscht, in einem Mehrkanalsystem, z.B.
einem Zwei- oder Dreikanalsystem, verwendet werden. In diesem
Fall ist der Regler 118 mit einer gewünschten Anzahl von
Ausgängen zu einer entsprechenden Anzahl von
Bremsventileinrichtungen 125 versehen, z.B. zwei Bremsventileinrichtungen 125
für ein Zweikanalsystem und drei Bremsventileinrichtungen 125
für ein Dreikanalsystem.
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Wenn eine ABS-Funktion erforderlich ist, ist eine
entsprechende Anzahl von Radgeschwindigkeitssenoren vorgesehen,
normalerweise zwei Sensoren für jeden Kanal, und diese Radsensoren
liefern jeweils Radgeschwindigkeitssignale zu den Regler 118,
welcher dann entsprechende Ausgänge weg von einer geeigneten
Anzahl von Kabeln 130 zu den einzelnen
Bremsventileinrichtungen 125 lenkt.
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Die Bremsventileinrichtungen 125 können wie gewünscht an dem
Anhänger angeordnet sein. Sie können mit separaten
Versorgungsleitungen zu dem Reservoir 123 versehen sein, oder sie
können an einem Verteiler montiert sein, der mit Luft von dem
Reservoir 123 versorgt wird.
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Die Fig. 3 und 4 der Zeichnungen, auf die nun Bezug genommen
w]rd, zeigen ein System, welches analog zu dem System der Fig.
1 und 2 zwei Fluiddruckverbindungen 210, 212 mit lösbaren
Verbindungsstücken 211, 213 für Systemluftdruck bzw. das
Fluiddruck-Bremsbedarfsignal von dem Zugfahrzeug aufweist. Es sind
außerdem zwei elektrische Leitungen 214, 216 mit lösbaren
Verbindungsstücken 215, 217 für eine alternative Verbindung mit
der permanent angeschalteten elektrischen Versorgung des
Zugfahrzeugs oder der elektrischen Versorgung vorhanden, welche
nur während des Bremsens eingeschaltet ist. Beide elektrischen
Versorgungen laufen zu einer Verbindungsbox 201, von der aus
sich Leitungen 204, 205 zu einem Bremsregler, der in ein mit
203 in Fig. 3 angedeutetes Mehrfunktionsventil integriert ist,
bzw. zu einem ABS-Regler 202 erstrecken. Alle Komponenten,
welche nachstehend beschrieben und innerhalb der
unterbrochenen Linie der Fig. 3 und 4 gezeigt sind, sind vorzugsweise
miteinander als eine diskrete Einheit und vorzugsweise
innerhalb eines einzigen Gehäuses montiert.
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Der ABS-Regler 202 empfängt Radgeschwindigkeitssignale von
einem oder mehreren Radgeschwindigkeitssensoren 202a. Fig. 3
zeigt auch, daß die Leitungen 210, 212 sich zu dem
Mehrfunktionsventil 203 erstrecken und ein Reservoir 223 für Luft
unter dem Systemdruck mit den Ventil 203 verbunden ist. Das
Mehrfunktionsventil 203 ist so angeordnet, daß es einen
Fluiddruck-Ausgang auf der Leitung 250 liefert, der ein Zwischen-
Bremsbetätigungssignal darstellt, und dieser wird zwei ABS-
Servoventilen 251 zugeführt, um Luft mit dem Bremsdruck den
jeweiligen Bremsstellgliedern 252 zuzuführen. Das
Mehrfunktionsventil
203 und das ABS-Servoventil 251 bilden eine
Bremsventileinrichtung 225.
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Die Fig. 4, auf die nun Bezug genommen wird, zeigt in
einzelnen die in dem Mehrfunktionsventil 203 integrierten
Bestandteile. Viele dieser Bestandteile und ihrer Beziehung
zueinander sind im wesentlichen dieselben wie diejenigen, die
vorangehend mit Bezug auf Fig. 3 der Zeichnungen beschrieben
wurden, und arbeiten in einer ähnlichen Weise. Solche
entsprechenden Komponenten sind mit denselben Bezugsziffern versehen,
wie sie in Fig. 3 verwendet werden, jedoch mit einer
Anfangsziffer "2" anstelle von "1". Das Mehrfunktionsventil enthält
also einen elektronischen Hauptbremsregler 218, ein
Zwischenventil 236 und ein benachbartes Rückschlagventil 238, welche
in derselben Weise wie die Komponenten in Fig. 2 arbeiten, und
ein Sperrventil 234. Der elektronische Regler empfängt ein
Lastsignal von einem Wandler 299, welcher der Luftfederung 298
zugeordnet ist, und/oder möglicherweise von einem Wandler 297
fur eine mechanische Aufhängung. Die Leitung 212, welche das
Fluiddruck-Bremsbedarfsignal von dem Zugfahrzeug überträgt,
ist mit einem Druckwandler 231 und einem Solenoidventil 233
verbunden, welche elektrische Verbindungen 221 bzw. 220 mit
dem Regler 208 aufweisen. Es sind zwei Solenoidventile a und
b, welche dieselben Ventile wie die Solenoidventile a und b
bei der Ausführungsform der Fig. 2 sind und mit dem Regler so
verbunden sind, daß sie in der gleichen Weise arbeiten, und
ein Sperrventil 243 vorhanden, welches so verbunden ist, daß
es Luft von den Solenoidventilen a und b und dem Sperrventil
234 in derselben Weise wie das Sperrventil 143 in Fig. 2
empfängt. Es ist ein Druckwandler 241 vorhanden, welcher ein
Rükkkopplungssignal zu dem Regler auf Leitung 242 liefert,
welches den Druck des Ausgangs des Mehrfunktionsventils auf einer
Leitung 250 darstellt. Der Zwischen-Fluiddruckausgang, welcher
durch den Druck in dieser Leitung gebildet wird, wird an den
zwei ABS-Servoventilen 251 angelegt.
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Jedes der ABS-Servoventile 251 umfaßt ein Servoventil, dessen
Funktion darin besteht, Luft zu den zugehörigen
Bremsstellglied 252 entsprechend den ihm zugeführten
Fluiddruck-Bremsbetätigungssignal zuzuführen. Das
Fluiddruck-Bremsbetätigungssignal, auf welches das Servoventil anspricht, ist der
Zwischen-Fluiddruckausgang von dem Mehrfunktionsventil 203,
der wie nachfolgend beschrieben modifiziert wird. Zusätzlich
zu einem Servoventil weist jedes ABS-Ventil 251
Solenoidventile wie nachstehend beschrieben auf, um zu ermöglichen, daß
solche Ventile mit dem ABS-Regler 202 zusammenwirken, um den
Antiblockier-Bremsbetrieb zu ermöglichen. Es soll dabei betont
werden, daß der ABS-Regler 202 elektrische Eingänge von
Geschwindigkeitssensoren empfängt, welche den jeweiligen Rädern
mit den Bremsstellgliedern 252 zugeordnet sind, und der ABS-
Regler eine elektronische Schaltungseinrichtung zum
Detektieren des Beginns des Blockierens dieser Räder und zum Senden
von elektrischen Instruktionssignalen entlang der Leitungen
208 zu den ABS-Ventilen enthält.
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Fig. 5 zeigt diagrammatisch die Konfiguration eines der ABS-
Servoventile 251. Es umfaßt einen Ventilkörper 260, dessen
oberer Teil einen Zylinderraum 261 mit einem relativ großen
Durchmesser definiert, in dem ein Kolben 262 beweglich ist.
Der untere Teil des Ventilkörpers definiert eine Kammer 263,
in der ein ringförmiges Ventilelement 264 geführt ist, das an
seinem oberen Ende eine Ventilausbildung aufweist, welche in
einen Ventilsitz 265 eingreifen kann, der eine Öffnung umgibt,
welche eine Verbindung zwischen den Kammern 263 und 261 bilet.
Eine Verbindung 266 ermöglicht das Einlassen von Luft von dem
Systemreservoir in die Kammer 263. Unter dem Ventilelement 264
sorgt eine Öffnung 267 für ein Ablassen aller Luft in die
Umgebung, welche möglicherweise durch die Mitte des
Ventilelements 264 strömt. Das Ventilelenent 264 ist nach oben über
eine Feder 268 federbelastet.
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Dem Raum in der Kammer 261 oberhalb des Kolbens 262 wird über
die Leitung 269 ein Fluiddruck-Bremsbetätigungssignal
zugeführt.
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Die Arbeitsweise dieser Komponenten des ABS-Servoventils ist
wie folgt. Wenn keine Bremstätigkeit erforderlich ist, wird
kein Druck entlang der Leitung 269 angelegt und der Kolben 262
kann sich frei innerhalb der Kammer 261 bewegen. Das
Ventilelement 264 wird gegen den Sitz 265 über die Feder 268 und den
Druck der Luft unterhalb des Ventilelenents gehalten. Wenn
eine Bremsbetätigung erforderlich ist, verursacht das Zuführen
von Luft über die Leitung 269 zu dem Raum oberhalb des Kolbens
261, daß der Kolben sich nach unten bewegt, so daß eine untere
Verlängerung des Kolbens in Kontakt mit den Ventilelement 264
kommt, um das letztere weg von dem Sitz 265 zu drücken.
Gleichzeitig verhindert der Kontakt des Kolbens 262 mit dem
Ventilelement 264 jede Verbindung über die Mitte des
Ventilelements 264 zu der Öffnung 267, welche zu der Umgebung hin
entlüftet wird. Druckluft von dem Reservoir, welche über die
Verbindung 266 zugeführt wird, kann, wenn das Ventilelement
264 sich nach unten, weg von den Sitz 265 bewegt hat, an dem
Ventilsitz 265 vorbeiströmen, und über den Auslaß 270 dem
zugehörigen Bremsstellglied zugeführt werden. Der dem
Bremsstellglied zugeführte Luftdruck ist dann aufgrund der
Anordnung des Betätigungskolbens 262 proportional zu dem
Bremsbetriebsdruck, der oberhalb des Kolbens über die Leitung 269
aufgegeben wird.
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Das oben beschriebene Servoventil empfängt das
Bremsbetätigungssignal über die Leitung 269 über zwei Solenoidventile
272, 273, welche mit dem entsprechenden Zweig der Leitung 250
von dem Mehrfunktionsventil 203 verbunden sind. Das
Solenoidventil 272 weist ein Ventilelement auf, welches so gestaltet
ist, daß dann, wenn das Solenoid des Ventils nicht erregt ist,
das Ventil ein Hindurchtreten von Luft durch es hindurch
ermöglicht.
Wenn das Solenoid des Ventils erregt ist, wird ein
solches Hindurchtreten von Luft verhindert. Das Solenoidventil
273 ermöglicht, wenn es nicht erregt ist, das Hindurchtreten
von Luft durch es hindurch und wenn es nicht erregt ist,
ermöglicht es das Ablassen von Luft in die Umgebung von der
stromabwärtigen Seite des Ventils aus. Die zwei
Solenoidventile ermöglichen das Hindurchtreten von Luft durch sie hindurch
nacheinander, wenn sie beide deaktiviert sind, und eine
Überbrückungsleitung 274 mit einem Rückschlagventil 275 ermöglicht
eine Luftströmung von der stromabwärtigen Seite des Ventils
273 zu der stromaufwärtigen Seite des Ventils 272, jedoch
keinen Strom von Luft in der umgekehrten Richtung.
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Unter normalen Bremsbedingungen und wenn keine
Antiblockiersteuerung wirksam ist, sorgen die Solenoidventile 272, 273 für
eine nicht modifizierte Zufuhr von Luft zu dem Servoventil
über die Leitung 269. Wenn eine beginnende Radblockierung
durch den ABS-Regler detektiert wird, wird das Solenoidventil
272 erregt, um jeden Anstieg des Luftdrucks in der Leitung 269
zu verhindern, während das Solenoidventil 273 aktiviert werden
kann, um zu ermöglichen, daß alle Luft in der Leitung 269 in
die Umgebung abgeführt wird, wodurch der Druck des
Bremsbetätigungssignals, das an das Servoventil angelegt wird, und
damit der Bremseffekt verringert wird. Die normale Betriebsart
führt dazu, daß der Bremseffekt schrittweise geändert wird.
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Die Solenoidventile 272, 273, welche den ABS-Betrieb
ermöglichen, können anders als in der Darstellung ausgebildet sein.
Zum Beispiel könnten die Bedingungen für ein Erregen des
Ventils, um ein Erhöhen oder Erniedrigen der Bremswirkung zu
verursachen, unterschiedlich ausgelegt sein und/oder die
Anschlußkonfiguration eines oder beider Ventile könnten
verschieden sein.
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Die weiteren Einzelheiten des Betriebs, insbesondere der
Betrieb, wenn der Druck und/oder der elektrische Druck
ausgefallen sind, sind wie in Verbindung mit den Fig. 1 und 2
beschrieben.
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Die in den Fig. 3, 4 und 5 gezeigte Ausführungsform der
Erfindung ist vorteilhaft, wenn ein Mehrkanal-ABS vorgesehen werden
soll. Bei einem Mehrkanal-ABS ist mehr als einem Rad des
Fahrzeugs ein Radgeschwindigkeitssensor zugeordnet und die den
einzelnen Rädern oder Achsen des Fahrzeugs zugeführte
Bremsleistung wird entsprechend der Detektion der
Radblockierbedingungen an den Rädern oder den Achsen gesteuert. Bei dieser
Ausführungsform der Erfindung müssen nur ein einziges
Mehrfunktionsventil und ein EBS-Bremsregler vorgesehen werden,
wobei das Fluiddruck-Zwischenbremsbetriebssignal hier so
vielen ABS-Servoventilen zugeführt wird, wie für die Anzahl der
Räder oder Achsen erforderlich ist, deren ABS-Bremsvorgang
individuell gesteuert werden soll. Es wäre für die mechanische
Konfiguration des Mehrfunktions-Ventils zweckmäßig, einen
Ausgangsverteiler einzubauen, an dem eine Anzahl von
ABS-Servoventilen je nach Bedarf angeschraubt werden könnte. Dies ist
eine wirtschaftliche Konstruktion für ein Mehrkanal-ABS.
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Fig. 6, auf die nun Bezug genommen wird, zeigt ein System,
welches ähnlich demjenigen der Fig. 3 bis 4 ist, jedoch
speziell für einen Einkanalbetrieb eingerichtet ist. Dieselben
Bezugszeichen wie in den Fig. 3 bis 4, jedoch mit einer
Anfangsziffer "13", werden in Fig. 6 verwendet, um auf
entsprechende Elemente Bezug zu nehmen.
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Diese Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen der
Fig. 3 bis 5 darin, daß anstelle der getrennten EBS- und ABS-
Regler 218 und 202 der Ausführungsformen der Fig. 3 bis 5 ein
einziger kombinierter EBS/ABS-Regler 300 vorgesehen ist, dem
Radgeschwindigkeitssignale von einen oder mehreren
Radgeschwindigkeitssensoren
zugeführt werden, im vorliegenden
Beispiel von zwei Sensoren 302a, 302b.
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Dementsprechend sind die ABS-Servoversorgungsventile 251 der
vorangehenden Ausführungsform nicht erforderlich und statt
dessen ist ein normales Servoversorgungsventil 301 vorgesehen.
Das Mehrfunktionsventil 303 liefert ein einziges
Fluiddruck-Bremsbetriebssignal, welches von EBS- und/oder
ABS-Gesichtspunkten abhängt und dem Versorgungsventil 301 zugeführt wird,
welches den Bremsdruck zu den Stellgliedern 352 liefert.
Sofern gewünscht, kann ein einziges
Fluiddruck-Bremsbetriebssignal mehreren Versorgungsventilen 301 zuführt werden. In
anderer Hinsicht sind diese Ausführungsform und ihre Funktion
dieselben wie bei der vorangehend beschriebenen Ausführungsform,
außer daß das Mehrfunktionsventil 303 sowohl eine
ABS-Steuerung als auch eine EBS-Steuerung in einer Weise ermöglicht,
die in etwa analog zu der Ausführungsform der Fig. 1 und 2
ist, obwohl in dieser Ausführungsfom der Regler 118, das
Notwandlerventil 119 und die Bremsventileinrichtung 125 diskrete
Komponenten sind. Das Mehrfunktionsventil 303 und das
Versorgungsventil 301 bilden eine Bremsbetätigungseinrichtung 325.
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Fig. 7 der Zeichnungen zeigt eine weitere Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Systems. In Fig. 7 werden diesselben
Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 2, jedoch mit einer
Anfangsziffer "4" verwendet, um auf die entsprechenden Elemente Bezug zu
nehmen.
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Das System besitzt in diesem Fall vier Verbindungen mit dem
Zugfahrzeug, nämlich zwei Rohrleitungen 410, 412 und zwei
elektrische Leitungen 414, 416, welche den Verbindungen 110, 112,
114 bzw. 116 der Fig. 1 und 2 entsprechen, zusammen mit
entsprechenden Verbindungselementen. Das nachfolgend beschriebene
System wird normalerweise immer mit elektrischen Strom von der
Leitung 414 versorgt. Wenn gewünscht, kann das System jedoch
nur mit; einer Bremslicht-Stromversorgung betrieben werden, wie
dies nachfolgend beschrieben wird.
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Die elektrischen Leitungen 414, 416 führen zu einem
elektronischen Regler 418, während die Leitungen 410, 412 zu einem
Notwandlerventil führen, welches allgemein mit 419 bezeichnet
ist. Die Komponenten des Notwandlerventils 419, welche
nachrolgend beschrieben werden, sind innerhalb der punktierten
Linie in Fig. 7 dargestellt.
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Eine Luftversorgungsleitung 422 führt von dem Wandlerventil
419 zu einem Reservoir 423 für Luft mit vollem Systemdruck und
eine Leitung 424 liefert diese Luft von dem Reservoir 423 zu
einer Bremsventileinrichtung, welche allgemein mit 425
bezeichnet ist. Die Bestandteile der Bremsventileinrichtung 425,
welche nachfolgend beschrieben wird, sind innerhalb der
gestrichelten Linie in Fig. 7 dargestellt. Eine Leitung 426
führt von der Bremsventileinrichtung 425 zu einem
Bremsstellglied 427, um Luft mit dem Bremsdruck zu liefern. Der Regler
418 empfängt ein elektrisches Signal von einem Druckwandler
428, welcher den Luftfederungsbalgen 429 über eine Leitung
428a zugeordnet ist. Wenn dies gewünscht ist, kann der Wandler
428 näher an der Luftfederung vorgesehen sein und elektrisch
mit dem Regler 418 verbunden sein. Der Regler 418 empfängt
auch ein elektrisches Signal von einem
Radgeschwindigkeitssensor 408 für ein Rad 409 und steht über elektrische Leitungen
430 mit der Bremsventileinrichtung 425 in Verbindung.
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Das Notwandlerventil 419 enthält einen Druckwandler 431, der
in der Darstellung der elektronischen Steuereinheit 418
zugeordnet; ist, jedoch getrennt hiervon an einem gewünschten Ort
vorgesehen und mit der Einheit 418 über eine elektrische
Leitung verbunden sein kann. Der Wandler 431 spricht auf das
Fluiddruck-Bremsbedarfsignal an, welches auf der Leitung 412
zugeführt wird, und liefert ein entsprechendes elektrisches
Signal an den Regler 418. Das Fluiddruck-Bremsbedarfsignal
wird auch über eine Leitung 432 an einen ersten Einlaß 443a
eines Sperrventils 443 angelegt, das normalerweise in die
dargestellte Stellung vorgespannt sein kann.
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Die Systemluftversorgung auf der Leitung 410 wird über eine
Leitung 435 zu einem Zwischenventil 436 geliefert, das ein
Ventilelement aufweist, welches so angeordnet ist, daß es
dann, wenn es durch den Druck der Luft, welche über die
Leitung 435 geliefert wird, bewegt wird, Systemluft von einer
Verbindungsleitung 437 und einem Rückschlagventil 438 zu der
Leitung 422 liefert, welche zu dem Reservoir 423 führt. Wenn
keine Luftdruckversorgung zu dem Zwischenventil 436 vorhanden
ist, nimmt dessen Ventilelement die in Fig. 7 gezeigte
Position ein, in welcher eine Verbindung zwischen der Leitung 422
und einer Leitung 439 hergestellt wird, welche zu einem
zweiten Einlaß 434b eines zweiten Sperrventils 434 führt, dessen
erster Einlaß 434a mit einem solenuidbetätigten Bedarfssignal-
Steuerventil 443 verbunden ist, während die Leitung 437 durch
das Rückschlagventil 438 gesperrt ist. Wenn sich das
Ventilelement des Zwischenventils 436 in der erstgenannten Position
befindet, ist die Leitung 439, welche zu dem zweiten
Sperrventil 434 führt, zu der Umgebung hin offen. Das Ventil 434 ist
vorzugsweise normalerweise in die gezeichnete Position
vorbelastet.
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Ein Bedarfsignal-Steuerventil 433 ist geschlossen, wenn es
aktiviert ist, und offen, wenn es deaktiviert ist. Das Ventil
433 wird durch eine elektrische Versorgung auf der Leitung 420
von dem Regler 418 aktiviert, und kann, wenn es aktiviert und
damit offen ist, Versorgungsluft zu den zweiten Sperrventil
434 zuführen.
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Der Auslaß 434c des zweiten Sperrventils 434 ist mit einem
zweiten Einlaß 443b des Sperrventils 443 verbunden.
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Die Bremsventileinrichtung 425 umfaßt zwei Solenoidventile a
und b, welche in Reihe geschaltet und über eine Leitung 445
mit einem Servoventil 440 verbunden sind, wobei ein
Druckwandler 441 ein elektrisches Druckrückkopplungssignal zu dem
Regler 418 aufgrund dessen liefert, daß er mit Luft auf einer
Leitung 442 versorgt wird. Wenn gewünscht, kann der Wandler
441 näher bei der Leitung 445 oder in dieser vorgesehen und
elektrisch mit dem Regler 418 verbunden sein. Das Sperrventil
443 weist ein Ventilelement auf, welches zwischen
gegenüberliegenden Ventilsitzen beweglich ist, welche jeweils zwei
Einlässen zugeordnet sind, so daß das Sperrventil 443 Luft von
demjenigen der Einlässe zu dem Auslaß 443c liefert, bei dem
der Druck höher ist. Das Sperrventil 443 ist stromaufwärts
bezüglich der Ventile a und b angeordnet und wird hier als das
stromaufwärtige Sperrventil bezeichnet. Es ist über eine
Leitung 443d mit dem Ventil a verbunden.
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Die Solenoidventile a und b in der Bremsventileinrichtung 425
unterscheiden sich von den entsprechenden Solenoidventilen in
der Bremsventileinrichtung der Ausführungsform der Fig. 1 und
2 darin, daß ihre Ventilelemente unterschiedlich konfiguriert
sind.
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Normalerweise, wenn keine Bremsbetätigung vorliegt, ist das
Bedarfsignal-Steuerventil 433 deaktiviert, da der Wandler 431
die Abwesenheit eines Bremsbedarfsignals auf der Leitung 412
detektiert. Daher wird Versorgungsluft in der Leitung 422a
blockiert, so daß keine Verbindung für eine Strömung von Luft
von der Leitung 422a zu den Solenoidventilen a und b
hergestellt wird. Aller Druck in der Leitung 445 von dem Ventil b
zu dem Servoventil 440 wird über die Sperrventile 443, 434 und
das Ventil 433 in die Umgebung abgelassen, so daß keine
Bremsbetätigung entsteht.
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Wenn eine Bremsbetätigung erforderlich ist, führt das
Aktivieren
des Solenoids des Bedarfssignal-Steuerventils 433 zu der
Zufuhr von Luft zu der Leitung 445 und einem Anstiegs des
Drucks darin, so daß das Servoventil 440 veranlaßt wird, Luft
von der Leitung 424 zu der Leitung 426 zu leiten. Der
Steuerluftdruck für das Servoventil 440 in der Leitung 445 wird über
den Wandler 441 detektiert und dem Regler 418 zugeführt, bis
dieser Druck den erforderlichen Wert erreicht, und der Regler
bewärkt, wenn dies der Fall ist, das Aktivieren des
Solenoidventils a, während das Solenoidventil b deaktiviert bleibt, so
daß der erforderliche Druck in der Leitung 445 erhalten wird.
Eine Eremsbetätigung wird normalerweise durch den Regler 418
bewirkt, so daß dieser Betrieb der Solenoidventile a, b,
bewirkt, daß der Druck in der Leitung 445 und damit der den
Bremsstellgliedern zugeführte Druck über das Servoventil 440
in einer schrittweisen Art erhöht wird, die mit dem Betrieb
eines EBS- und ABS-Systems kompatibel ist. Wenn die
Bremsbetätigung nicht länger erforderlich ist, führt eine
Fortdauer der Aktivierung des Solenoidventils a und die
erneute Aktivierung des Solenoidventils b zu einem Ausstoß von Luft
aus der Leitung 445 in die Umgebung und damit zu einem Lösen
der Bremsen auf eine gesteuerte schrittweise Art. Wenn der
Wandler 441 Umgebungsdruck oder einen Druck nahe dem
Umgebungsdruck in der Leitung 445 detektiert, bewirkt der Regler
418, daß das Bedarfsignal-Steuerveritil 433 und die
Solenoidventile a und b deaktiviert werden.
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Wenn gewünscht, kann eine alternative, jedoch weniger
vorzuziehende Betriebsweise vorgesehen sein, bei der, statt sich
auf die Deaktivierung des Bedarfssignal-Steuerventils 433 zu
verlassen, um eine Luftzufuhr zu den Bremsen zu verhindern,
dies durch die Solenoidventile a und b erreicht wird. In
diesem Fall befindet sich das Solenoidventil a in dem aktivierten
Zustand, so daß keine Verbindung für eine Strömung von Luft
von der Leitung 443d zu dem Solenoidventil b hergestellt wird.
Aller Druck in der Leitung 445 von dem Ventil b zu dem
Servoventil
440 wird vorher in die Umgebung durch Aktivieren des
Solenoids des Ventils b abgelassen, wonach das Ventil b
deaktiviert bleibt, so daß keine Bremsbetätigung entsteht. Wenn
der Druck in der Leitung 445 ansteigen sollte, z.B. aufgrund
einer thermischen Ausdehnung von Luft in der Leitung, wird
dies über den Wandler 441 detektiert und der Regler 418
verursacht eine zeitweilige Aktivierung des Ventils b, um eine
Bremsbetätigung zu verhindern. Wenn eine Bremsbetätigung
erforderlich ist, führt eine Deaktivierung des Solenoids des
Ventils a zu der Zufuhr von Luft zu der Leitung 445 und dem
Anstieg des Drucks darin, so daß das Servoventil 440 veranlaßt
wird, Luft von der Leitung 424 zu der Leitung 426 zu leiten.
Der Steuerluftdruck für das Servoventil 440 in der Leitung 445
wird durch den Wandler 441 detektiert und dem Regler 418
zugeführt, bis dieser Druck den gewünschten Wert erreicht, und
wenn dies der Fall ist, verursacht der Regler eine erneute
Aktivierung des Solenoidventils a, während das Solenoidventil
b deaktiviert bleibt, so daß der erforderliche Druck in der
Leitung 445 gehalten wird. Eine Bremsbetätigung wird
normalerweise durch den Regler 418 so bewirkt, daß diese Arbeitsweise
der Solenoidventile a und b dazu führt, daß der Druck in der
Leitung 445 und damit der Druck, welcher den
Bremsstellgliedern über das Servoventil 440 zugeführt wird, in einer
schrittweisen Art erhöht wird, welche mit dem Betrieb eines
EBS- und ABS-Systems kompatibel ist. Wenn eine Bremsbetätigung
nicht länger erforderlich ist, führt eine fortgesetzte
Aktivierung des Solenoidventils a und eine erneute Aktivierung des
Solenoidventils b zu einem Ablassen von Luft aus der Leitung
445 in die Umgebung und damit zu einem Lösen der Bremsen auf
eine gesteuerte schrittweise Art.
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Bei dieser alternativen Betriebsweise ist eine kontinuierliche
Stromversorgung auf der Leitung 412 notwendig, da das Solenoid
a aktiviert ist, wenn die Bremsen nicht betätigt sind. Wenn
gewünscht, kann das Bedarfsignal-Steuerventil kontinuierlich
während des normalen Betriebs aktiviert sein.
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Unter normalen Betriebsbedingungen wird das Ventilelement des
Zwischenventils 436 durch Systemluft in die von der
dargestellten Position verschiedene Position gedrückt, so daß Luft
dem Reservoir 423 zugeführt wird, während keine Luft dem
zweiten Sperrventil 434 zugeführt wird, da die Leitung 439, welche
zu dem Sperrventil führt, zu der Umgebung hin entlüftet wird.
Wenn der Fahrer eine Bremsbetätigung fordert, wird das
Fluiddruck-Bremsbedarfssignal durch den Wandler 431 in ein
elektrisches Signal umgewandelt, welches dem Regler 418 zugeführt
wird, und der Regler 418 aktiviert das
Bedarfsignal-Steuerventil 433, so daß dieses Ventil offen ist, um Versorgungsluft zu
dem Sperrventil 443 zu liefern, und steuert den Betrieb der
Solenoidventile a und b in der Bremsventileinrichtung 125, wie
dies vorangehend beschrieben wurde.
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Wenn ein Ausfall der elektrischen Versorgung des Systems,
entweder ein vollständiger Ausfall oder nur ein Ausfall des
Ventils 433, auftritt, oder wenn das Ventil 433 aus irgendeinem
anderen Grunde nicht arbeitet, während die System- oder
Notluftversorgung auf der Leitung 410 aufrechterhalten wird,
führt dies zu einer Deaktivierung des
Bedarfsignal-Steuerventils 433, so daß dieses in die dargestellte Position
zurückkehrt. Eine Einrichtung 418a ist vorgesehen, um dem Fahrer
eine Warnung zu geben, wenn dies geschieht, und wenn der
Fahrer die Bremsen betätigt, wird das
Fluiddruck-Bremsbedarfsignal zu dem stromaufwärtigen Sperrventil 443 übertragen,
welches sich aus der dargestellten normalerweise vorgespannten
Position aufgrund der Abwesenheit von Versorgungsluft an
seinem zweiten Eingang 443b heraus bewegt, da die Leitung 439
durch das Ventil 436 zur Umgebung entlüftet wird, und das
Bedarfsignal wird so über den Auslaß 443c und damit über eine
Leitung 443d zu dem Solenoidventil a geführt. In diesem
Zustand betätigt das Fluiddruck-Bremsbedarfsignal das
Servoventil
440 direkt, um eine entsprechende Bremsbetätigung zu
bewirken. Obwohl bei einem Abfallen des manuell aufgegebenen
Bremsbedarfdrucks das Ventilelement des stromaufwärtigen
Sperrventils 443 vorgespannt ist, so daß es den Einlaß 443a
verschließt, wenn der Druck auf einen vorbestimmten Druck
fällt, wird der Druck auf der Steuerleitung 445 aufgrund des
Ablassens der Luft über die Leitung 444, 422b und das Ventil
433 noch verringert, welches natürlich deaktiviert ist. Wenn
nur das Ventil 433 ausgefallen ist und nur ein EBS-Ausfall
aufgetreten ist, kann eine ABS-Funktion immer noch über die
Solenoide a und b ermöglicht werden. Das Ventil 433 bildet
daher eine elektrische Notversorgungseinrichtung.
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Wenn ein Ausfall der Systemluftversorgung von dem Zugfahrzeug
bei der Leitung 410 auftritt, bildet das Zwischenventil 436
eine Fluidnotversorgungseinrichtung und nimmt den in Fig. 7
gezeigten Zustand ein. In diesem Zustand bildet es einen Weg
für die Strömung von Luft von dem Reservoir 423 zu den zweiten
Sperrventil 443. Aufgrund des normalerweise vorgespannten
Zustands des Sperrventils 443 wird die Versorgungsluft an dem
zweiten Einlaß 443b dem Auslaß 443c und damit dem Solenoid a
zugeführt.
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Wenn die elektrische Versorgung aufrechterhalten wird (aber
die Systemluftversorgung ausfällt, wenn eine Bremsbetätigung
gefordert wird) wird das Bedarfsteuerventil 433, aktiviert,
wenn die Bremsen betätigt werden, so daß Versorgungsluft von
dem Reservoir 423 über die Leitung 422a und das Ventil 433 zum
ersten Einlaß 434a des zweiten Sperrventils 434 geliefert wird
und außerdem über das Ventil 436 und die Leitung 439 zu dem
zweiten Einlaß 434b geliefert wird. Da das Ventil 434
normalerweise vorgespannt ist, so daß es den zweiten Einlaß 434b
verschließt, strömt Luft zu dem Auslaß 434c von dem ersten
Einlaß 434a. Die Luft strömt von dem Auslaß 434c zu
dem
zweiten Einlaß 443b des stromaufwärtigen Ventils, welches wegen
eines normalerweise vorgespannten Zustands den ersten Einlaß
443a verschließt und Luft von dem zweiten Einlaß 443b dem
Solenoid a zuführt.
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Da die elektrische Versorgung aufrechterhalten wird, können
die Solenoidventile a und b in einem EBS- und ABS-Modus
während der Bremsbetätigung arbeiten.
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Wenn die elektrische Versorgung aufrechterhalten wird (aber
die Systemluftversorgung ausfällt, wenn eine Bremstätigkeit
nicht gefordert wird) bleibt das Bedarfsteuerventil 433 in der
deaktivierten Stellung, so daß Versorgungsluft nicht über die
Leitung 422b und das Ventil 433 zu dem ersten Einlaß 434a des
zweiten Sperrventils 434 geliefert wird. Statt dessen wird
Versorgungsluft über das Ventil 436 und die Leitung 439 zu dem
zweiten Einlaß 434b geleitet und strömt zum Auslaß 434c. Die
Luft strömt von dem Auslaß 434c zu dem zweiten Einlaß 443b des
stromaufwärtigen Ventils, welches aufgrund seines
normalerweise vorgespannten Zustands den ersten Einlaß 443a verschließt
und die Luft von dem zweiten Einlaß 443b dem Solenoid a
zuführt, und Luft strömt, da die Solenoidventile a und b nicht
aktiviert werden können, frei hindurch und die Bremsen werden
automatisch betätigt.
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Wenn die elektrische Versorgung und die Luftversorgung
ausfallen, bleibt, oder wenn eine Bremstätigkeit bereits gefordert
wird, wird das Bedarfsignal-Steuerventil 433 deaktiviert, so
daß es eine Strömung von dem ersten Einlaß 434a des zweiten
Sperrventils 434 verhindert, und Luft strömt über das Ventil
436 und die Leitung 439 zu dem zweiten Einlaß 434b des zweiten
Sperrventils 434, was wegen des Ablassen der Luft in der
Leitung zu dem ersten Einlaß 434a durch das Ventil 433 eine
Strömung von dem zweiten Einlaß 434b zu dem zweiten Einlaß 443b
des stromaufwärtigen Sperrventils und damit zu dem Solenoid a
gestattet. Da die elektrische Versorgung ausgefallen ist,
gestatten die Solenoidventile a und b einfach eine freie
Strömung der Luft zu dem Servoventil 440 zum Betätigen der Bremsen
und eine ABS-Funktion ist nicht verfügbar.
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Es sei angemerkt, daß dann, wenn der Fahrer die Bremsen unter
normalen Bedingungen betätigt, aufgrund der normalen
Vorspannung des Sperrventils 443 der gewandelte Druck einen
Bremsbedarf anzeigt und das Ventil 433 unmittelbar aktiviert wird, so
daß Luft von dem Reservoir 423 dem Solenoid a zugeführt wird.
Wenn das Bedarfsdrucksignal von dem Fahrer aufgehoben wird,
wird das Solenoid des Ventils 433 deaktiviert, sobald der
Bedarf Null erreicht ist, und die Leitung 422b wird in die
Umgebung entlüftet.
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Wenn nur der Bremslichtstrom bei dem Zugfahrzeug verfügbar
ist, ist das Bedarfsignal-Steuerventil 433 deaktiviert,
solange eine Bremsbedarf nicht besteht, und daher strömt unter
normalen Luftversorgungsbedingungen keine Versorgungsluft zu den
Solenoldventilen a und b.
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Wenn ein Bremsbedarf besteht, ist der Bremslichtstrom
verfügbar, so daß dann, wenn der Wandler 431 einen Steuersignaldruck
detektiert, das Ventil 433 aktiviert wird, um Luft den
Ventilen a und b zuzuführen. Eine normale EBS- und ABS-Steuerung
ist verfügbar.
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Wenn aus irgendeinem Grund eine EBS- und/oder ABS-Funktion
nicht; unter den Bedingungen einer Bremslicht-Stromversorgung
erforderlich ist, kann das Bedarfsignal-Steuerventil 433 so
angeordnet sein, daß es nicht bei einem Bremsbedarf aktiviert
wird, so daß die Systemluft durch das Ventil 433 blockiert
wird. In diesem Fall wird die Luft für das Bedarfsteuersignal
den Ventilen a und b über die Leitung 432 und das
stromaufwärtige Sperrventil 443 wie vorangehend beschrieben zugeführt.
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Die Ventile a und b können, wenn gewünscht, eine ABS-Funktion
ermöglichen.
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Wenn gewünscht wird, die Möglichkeit eines Mehrkanal-ABS zur
Verfügung zu stellen, können zwei oder mehr ABS-Ventile in
Reihe stromabwärts des Servoventils 440 in der Leitung 426
vorgesehen sein. In diesem Fall erfüllen die Ventile a und b
nur EBS-Funktionen.
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Vorzugsweise sind alle Bestandteile des Notwandlerventils 419
und des Bremsbetätigungsventils 425 als eine diskrete Einheit,
vorzugsweise innerhalb eines einzigen Gehäuses,
zusammengebaut, wie dies durch die strichpunktierte Linie in Fig. 7
dargestellt ist.
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Man beachte, daß beim Start von einem Zustand ohne
Luftversorgung aus, die Bremsen, wenn sich der Druck aufzubauen beginnt,
betätigt werden, während Luft dem Fluidnotversorgungsventil
436 und den Sperrventilen zugeführt wird, während der Druck
sich in dem Reservoir 423 aufbaut. Bei einem vorbestimmten
Druck überwindet das Fluidnotversorgungsventil 436 die
Federvorbelastung und die Bremsen werden in die Umgebung entlüftet,
während das Reservoir weiter mit Druckluft versorgt wird. Das
Fahrzeug ist nun zum Wegbewegen bereit.
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Im Falle einer Unterbrechung der Luftversorgung kehrt das
Fluldnotversorgungsventil 436 in die dargestellte Position
zurück und eine Vollbremsung wird automatisch von dem
Reservoir ausgeführt, wenn das System über das Bremslicht mit Strom
versorgt wird. Wenn das System permanent mit Strom versorgt
wird, hat der Fahrer immer noch die regulierte Steuerung und
ABS oder das System kann so angeordnet sein, daß es
automatisch die Bremsen mit einer ABS-Steuerung entsprechend den
lokalen Regelerfordernissen betätigt. Das elektrische
Notversorgungsventil (Bedarfsignal-Steuerventil) 433 ermöglicht ein
Betätigen des Systems mit dem Bremslicht. Wenn kein Strom
zugeführt wird, befindet sich das Ventil 433 in der
dargestellten Position und die Bremsen bleiben gelöst. Wenn Strom
Zugeführt wird, kann das Ventil 433 aktiviert werden, so daß
Druckluft über die Sperrventile zu den Solenoidventilen a, b
von den Ventilen a, b zugeführt wird, um das Servoventil 440
für eine Bremsbetätigung zu modulieren und zu versorgen. Das
Bedarfsignal-Steuerventil 433 gewährleistet auch eine gute
Gesamtreaktion insofern, als es bei einer Aktivierung die
Steuerluftversorgung bei dem Sperrventil 443 effektiv
absperrt, was den schnellen Aufbau des Steuerdrucks in einer
"Blindleitung" gestattet. Das Volumen in der Leitung zwischen
dem Wandler 431 und dem Sperrventil 443 ist gering. Weiterhin
ermöglicht es ein Solenoid a, das normalerweise abgeschaltet
ist, was für ein Hochleistungssolenoid gut ist.
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Wenn ein Ausfall der elektrischen Versorgung auftritt, wenn
die Bremsen betätigt werden, läßt das Notversorgungsventil 433
die Luft in die Leitung zwischen ihm und dem Sperrventil 434
ab, und ermöglicht, daß Steuerluft von dem Zugfahrzeug über
die Solenoidventile a, b an das Servoventil angelegt wird, um
eine stufenweises Durchdrück-Bremsbetätigung auszuführen.
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Alle Druckwandler 431, 428 und 448 befinden sich auf einer
gedruckten Leiterplatte B und können piezoelektrische
Dehnungsmeßwandler enthalten.
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In einem 2S/1M-System, wie es in Fig. 7 dargestellt ist,
erzeugen die Solenoidventile a, b nicht nur die EBS-Funktion,
sondern auch die ABS-Funktion. Wie vorangehend beschrieben
wurde, kann ein Mehrkanal-ABS einfach dadurch erreicht werden,
daß ABS-Servoventile R stromabwärts von dem in Fig. 7
gezeigten Servoventil 440 hinzugefügt werden. Eine solche Auslegung
ist in Fig. 8 gezeigt und bildet eine wirtschaftliche
Anordnung für 2S/1M-Systeme.
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Die Vorteile bleiben jedoch nicht bei höheren Systemen
erhalten und eine Deichselversion (selbständiger Anhänger) ist
tendenziell teuer. Dementsprechend ist bei einer Abwandlung das
in Fig. 7 gezeigte integrierte System in drei Untereinheiten
oder Komponenten aufgespalten. Die erste Komponente ist der
Regler 418, die zweite ist ein Notversorgungsventil ESV und
die dritte ein elektropneumatisches Servoventil EPRV.
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Wie in Fig. 9 gezeigt ist, umfaßt das ESV ein
druckempfindliches Fluidnotversorgungsventil 436, das elektrische
Notversorgungs-Steuerventil oder Bedarfssignal-Steuerventil 433 und die
Sperrventile 434 und 443. Diese Komponenten arbeiten genau in
derselben Weise, wie dies vorangehend mit Bezug auf die Fig. 7
beschrieben wurde. Die Bremsbedarfsleitung 412 und die
Versorgungsleitungen 410 werden in dieses Ventil geführt und die
Reservoirversorgung 422 ist ebenfalls mit dem Ventil
verbunden.
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Das ESV-Ventil ist so aufgebaut, daß es direkt an dem Regler
418 einerseits und an den elektromagnetischen Servoventilen
andererseits befestigt ist. Versorgungen A1-3 und B1-3 sind in
einem Verteiler angeordnet, um bis zu drei elektromagnetische
Servoventile für ein 3M-System zu bedienen.
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Ein EPRV ist in Fig. 10 gezeigt. Es umfaßt Solenoidventile a,
b und ein Servoventil 440, alles wie in Verbindung mit Fig. 7
beschrieben.
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Die EPRVs arbeiten normalerweise als EBS-Servoventile, wenn
sie so montiert sind, daß ihr Rückkopplungsanschluß mit dem
Wandler 441 des Reglers 418 verbunden, d.h. an diesen
angeklemmt ist. Wenn sie entfernt montiert sind, kann der
Rückkopplungsanschluß verschlossen sein und sie können als einfache
ABS-Ventile arbeiten.
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Zwei Versionen des Reglers 418 können vorgesehen sein. Ein
Regler CTLR1 für ein 25/1M-System ist eine vereinfachte
Version, welche das Minimum von drei Wandlern 431, 428 und 441
wie vorangehend beschrieben enthält. Er ist so ausgelegt, daß
er, während er mit dem ESV verbunden ist, Rückkopplungsluft
direkt von dem EPRV wie in Fig. 11 gezeigt erhält.
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Ein größerer Regler ist unter CTLR2 in den Fig. 12 bis 14
dargeste3lt und enthält fünf Druckwandler, nämlich die Wandler
431 und 428 und drei Rückkopplungswandler 441. Der Regler
CTLR2 ist so angeordnet, daß er direkt an dem ESV montiert
ist, so daß er einen direkten Kanal zu jedem EPRV zu
Druckrückkopplungszwecken zur Verfügung stellt.
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Das ESV in 25/1M-Form enthält unter Umständen keine
eingebohrten Gänge, um Kosten zu sparen. Alle Wandler befinden sich auf
einer einzigen gedruckten Leiterplatte, um Kosten zu sparen.
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Bezugnehmend auf Fig. 12 wird das 2S/2M-System durch die
Verwendung von EPRVs mit einem 2-2-Anschluß erzeugt, wobei der
dritte Rückkopplungskanalanschluß zu dem Regler blockiert ist.
Ein 3M-System erhält man einfach durch Befestigen eines
weiteren EPRV wie in Fig. 13 gezeigt.
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Einen weiteren Vorteil erhält man im Fall eines selbständigen
Anhängers (Deichselanhänger). Wie in Fig. 14 gezeigt ist,
arbeitet EPRV1 normalerweise als ein EBS-Ventil für die
Vorderachse; EPRV2 arbeitet jedoch nur als EBS-Ventil ohne
ABS-Steuerung. Es führt daher der Heckseite des Anhängers Luft zu, wo
ein weiteres Paar EPRVs, die nur in dem ABS-Modus arbeiten,
die hinteren Bremsen steuern. Zweckmäßigerweise kann eine
Wandlung betreffend die hintere Luftfederung von demselben
Anschluß aus erfolgen, der normalerweise von dem dritten EPRV
verwendet wird.
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Bei jedem vorangehend beschriebenen System kann der
Bremsregler 118, 218, 300, 418 ein Fahrzeuglastsignal empfangen. Der
Regler reagiert auf ein solches Lastsignal derart, daß er das
von dem System gelieferte Bremsniveau relativ zur Größe des
Bremsbedarfsignals bestimmt, das er empfängt. Daher übernimmt
der Regler in dem System auch die Funktion eines
lastempfindlichen Ventils, welches gängigerweise in einem
Fluiddruck-Bremssystem vorgesehen ist.
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In jeder der vorangehend beschriebenen Ausführungsformen kann,
wenn dies gewünscht ist, eine elektrische
EBS-Steuereingangsleitung 145, 245, 345, 446 vorgesehen sein, um den Regler 118,
218, 300, 418 einer elektrischen EBS-Ausgangsleitung des
Zugfahrzeugs zuzuführen, so daß, wenn gewünscht, eine
EBS-Steuerung von dem Zugfahrzeug aus ermöglicht werden kann. In diesem
Falä können die vorangehend beschriebenen Ausführungsformen,
wo ein elektrischer Eingang für den Regler 22 etc. durch einen
Druckwandler in der pneumatischen Bremsbedarfsignalleitung
erzeugt wird, eine Hilfsbremsung vorsehen, wenn das EBS-Signal
von dem Zugfahrzeug nicht verfügbar ist oder an dem
Zugfahrzeug oder dem Anhänger oder in der Verbindung dazwischen
ausfällt.
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Die Sperrventile 434, 443 umfassen herkömmliche Sperrventile,
in denen ein Ventilelement normalerweise in einen dichtenden
Eingriff mit einem Ventilsitz eines Einlasses vorgespannt ist,
aber entgegen der Vorspannung in eine dichtenden Eingriff mit
einem anderen Ventilsitz eines zweiten Einlasses durch einen
geeigneten höheren Luftdruck an dem einen Einlaß als an dem
zweiten Einlaß bewegt werden kann. Wenn gewünscht, kann jedoch
irgendeine andere geeignete Ventileinrichtung vorgesehen sein,
welche in der Lage ist, alternativ Luft von zwei Einlässen
einem Auslaß entsprechend einer geeigneten Druckdifferenz
zuzuführen. Eine solche alternative Ventileinrichtung könnte
entsprechend den Druckwerten, die von Wandlermitteln erfaßt
werden, elektrisch betätigt werden. Alle solchen Ventile
werden hier generisch als Sperrventile bezeichnet.