JP2018537351A

JP2018537351A - 圧縮空気ブレーキ装置における圧力変調用の弁ユニット

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Publication number: JP2018537351A
Application number: JP2018530718A
Authority: JP
Inventors: ビアロン・ラファウ; タイヒマン・アンドレアス
Original assignee: ヴァブコ・ヨーロッパ・ベスローテン・フェンノートシャップ・メット・ベペルクテ・アーンスプラーケレクヘイト
Priority date: 2015-12-15
Filing date: 2016-11-07
Publication date: 2018-12-20
Anticipated expiration: 2036-11-07
Also published as: CN108291656B; JP6689382B2; EP3390872B1; DE102015016265A1; WO2017102043A1; CN108291656A; US10471942B2; EP3390872A1; BR112018011533A2; BR112018011533B1; US20180345926A1

Abstract

本発明は、ダイヤフラム弁として形成され、且つブレーキ圧力排出部（４）をブレーキ圧力進入部（３）若しくは排気排出部（５）と連結可能か又はブレーキ圧力進入部（３）若しくは排気排出部（５）に対して遮断可能である入口弁（６）及び出口弁（７）を備え、並びに３／２方電磁弁として形成され、それぞれ割り当てられたダイヤフラム弁（６、７）のダイヤフラム（１７、１８）に隣接する制御チャンバー（３１、３２）を、制御圧力配管（３３、３４）を介して制御圧力で印加可能である２つのパイロット弁（８、９）を備え、これに関し、ダイヤフラム弁（６、７）が、弁ハウジング（２）内で平行な作動軸（１５、１６）で径方向に隣り合って配置されており、且つダイヤフラム弁（６、７）のダイヤフラム（１７、１８）が、それぞれハウジング側のリング溝（２０、２１；２０’、２１’）に入れられて軸方向にパイロット弁側に方向づけられたリング隆起部（２２、２３）により、２つのハウジング部品（１１、１４；１１’；１４’）の間に装着されている、圧縮空気ブレーキ装置における圧力変調用の弁ユニットに関する。ダイヤフラム（１７、１８）の損傷を回避するため、少なくとも１つのダイヤフラム弁（６、７）のリング溝（２０、２１）内で又はリング溝に直接隣接して、当該ダイヤフラム（１７）の押し退けられた隆起部材料を収容するためのリング状に一周しているか又は部分的に中断された凹部（５４）が配置されている。

Description

本発明は、ダイヤフラム弁として形成され、且つブレーキ圧力排出部をブレーキ圧力進入部若しくは排気排出部と連結可能か又はブレーキ圧力進入部若しくは排気排出部に対して遮断可能である入口弁及び出口弁を備え、並びに３／２方電磁弁として形成され、それぞれ割り当てられたダイヤフラム弁のダイヤフラムに隣接する制御チャンバーを、制御圧力配管を介して制御圧力で印加可能である２つのパイロット弁を備え、これに関し、ダイヤフラム弁が、弁ハウジング内で平行な作動軸で径方向に隣り合って配置されており、且つダイヤフラム弁のダイヤフラムが、それぞれハウジング側のリング溝に入れられて軸方向のパイロット弁側に方向づけられたリング隆起部により、２つのハウジング部品の間に装着されている、圧縮空気ブレーキ装置における圧力変調用の弁ユニットに関する。

車輪のついた乗り物、例えば自動車及び鉄道車両の圧縮空気ブレーキ装置では、前述の構造様式の弁ユニットを、ブレーキ弁として、リレー弁として、及びＡＢＳ調整弁として使用することができる。このような弁ユニットは入口弁及び出口弁を備えている。この入口弁を使って、ブレーキ回路か若しくは車輪ブレーキシリンダーに至るブレーキ配管かに接続され得るブレーキ圧力排出部を、交互に、ブレーキ弁若しくはリレー弁からくるブレーキ配管に接続され得るブレーキ圧力進入部と連結可能か又はブレーキ圧力進入部に対して遮断可能である。出口弁を使って、ブレーキ圧力排出部を、交互に、排気排出部と連結可能か又は排気排出部に対して遮断可能であり、この排気排出部は通常はマフラーを介して周囲に通じている。

切り替えるべき流量が大きく、したがって開閉すべき流れの断面積が大きいことに基づき、入口弁及び出口弁はしばしば、空圧式に作動可能なダイヤフラム弁として形成されており、このダイヤフラム弁は、それぞれ３／２方電磁弁として形成されたパイロット弁によってコントロール可能である。ダイヤフラム弁は、ほぼ円盤形の柔軟なダイヤフラムを備えており、このダイヤフラムはその縁で、大抵は、ハウジング側のリング溝に入れられて軸方向のパイロット弁側に方向づけられた、つまり軸方向に、パイロット弁を内包するハウジング部品の方を向いたリング隆起部により、弁ハウジング内に装着されている。

ダイヤフラムのうち、圧縮空気進入部及び圧縮空気排出部と連結される流路が配置される軸方向内面には、それぞれのダイヤフラム弁の作動軸と同軸に、ダイヤフラムに面した円形の弁座を備えた円筒形の中心路が、及びこれと同心に外側リング路が配置されている。軸方向の向かい側のダイヤフラム外面には制御チャンバーが配置されており、この制御チャンバーには、割り当てられたパイロット弁により、通常はブレーキ圧力進入部で取り出される高い制御圧力を、又は排気排出部若しくは別の箇所で取り出され、通常は周囲圧力に相当する低い制御圧力を、交互に印加することができる。

制御チャンバーに高い制御圧力を印加すると、ダイヤフラムが弁座に押され、これにより中心路が外側リング路に対して遮断され、これは当該ダイヤフラム弁の閉じた状態に相当する。制御チャンバーに低い制御圧力を印加すると、成形及び／又は弁バネによって自ずと弁座に当接しているダイヤフラムが、流路内にかかっているブレーキ圧力により弁座から持ち上げられ、制御チャンバーの方向に変位され、これにより中心路がリング路と連結され、これは当該ダイヤフラム弁の開いた状態に相当する。

圧縮空気進入部及び圧縮空気排出部と、ダイヤフラム弁として形成された入口弁及び出口弁と、電磁弁として形成されたパイロット弁との、弁ハウジング内での幾何的配置に関し、圧縮空気進入部及び圧縮空気排出部並びに平行な作動軸を有するダイヤフラム弁が第１のハウジング部品内に配置されており、その一方でパイロット弁は第２のハウジング部品内に配置されている弁ユニットが知られており、これらの弁ユニットでは、ダイヤフラム弁のダイヤフラムが、それぞれハウジング側のリング溝に入れられて軸方向に、パイロット弁を内包するハウジング部品の方を向いたリング隆起部により、２つのハウジング部品の間に装着されている。

このような弁ユニットは例えば特許文献１に記載されている。この既知の弁ユニットでは、弁ハウジングが、実装位置では水平な分割面によってハウジング下部とハウジング上部に区分されている。ブレーキ圧力進入部と、ブレーキ圧力排出部と、排気排出部とはハウジング下部内に配置されている。パイロット弁は、互いに平行で分割面に垂直に方向づけられた作動軸で、ハウジング上部内に配置されている。ダイヤフラム弁は、平行な作動軸で、ハウジング下部内に配置されており、この場合のダイヤフラムは、分割面にほぼ相当する共通のダイヤフラム面内で、ハウジング下部とハウジング上部との間に装着されている。

特許文献２から知られているさらなるこのような弁ユニットでは、弁ハウジングが、実装位置では鉛直な分割面によって進入ハウジングと排出ハウジングに区分されている。ブレーキ圧力進入部は確かに進入ハウジング内に配置されているが、ただし連結路を介し、排出ハウジング内にある進入路と直接的に連結している。ブレーキ圧力排出部及び排気排出部は、排出ハウジング内に直接的に配置されている。パイロット弁は、平行な作動軸で、弁ブロック内にまとめられており、この弁ブロックは進入ハウジングの凹部に耐密性に嵌め込まれている。ダイヤフラム弁は、平行な作動軸で、排出ハウジング内に配置されており、この場合のダイヤフラムは、分割面にほぼ相当する共通のダイヤフラム面内で、進入ハウジングと排出ハウジングとの間に装着されている。

最後に特許文献３では、弁ハウジングが実装位置ではほぼ水平な分割面によってハウジング下部と、ハウジング上部と、その間に配置された中間板とに区分された弁ユニットが記載されている。ブレーキ圧力進入部と、ブレーキ圧力排出部と、排気排出部とはハウジング下部内に配置されている。パイロット弁は、互いに平行で中間板とハウジング上部との間の分割面に垂直に方向づけられた作動軸で、同じ作動方向で、ハウジング上部内に配置されており、これに関しては弁座が中間板の構成要素である。ダイヤフラム弁は、平行な作動軸で、ハウジング下部内に配置されており、この場合のダイヤフラムは、ハウジング下部と中間板との間の分割面にほぼ相当する共通のダイヤフラム面内で、ハウジング下部と中間板との間に装着されている。

当該ハウジング部品の間でのダイヤフラムの機械的に安定で圧密性の装着を保証するために、ダイヤフラムのリング隆起部は、ハウジングにより固定的なリング溝に対して通常は少しオーバーサイズである。しかしながらこの装着により、エラストマー・プラスチックから成るダイヤフラムの隆起部材料が必然的にリング溝から径方向内側へと押し退けられ、これがダイヤフラムを局所的に増厚及び膨出させる。これらの大抵は不規則に発生する変形は、機能障害の可能性だけでなく、ダイヤフラムに裂け目を、したがってダイヤフラム弁の早すぎる故障をも生じさせ得る。

米国特許第３９７７７３４（Ａ）号ＥＰ０４９８５８４Ｂ１米国特許第８６７２４２１（Ｂ２）号

したがって本発明の課題は、リング隆起部の装着によるダイヤフラムの損傷がほぼ回避される、冒頭に挙げた構造様式の弁ユニットを提案することである。

この課題は、請求項１に記載の：
ダイヤフラム弁として形成されている入口弁（６）と出口弁（７）と３／２方電磁弁として形成された２つのパイロット弁（８、９）とを有する、圧縮空気ブレーキ装置内で圧力を変調するための弁ユニットであって、
ブレーキ圧力排出部（４）が、前記入口弁（６）と前記出口弁（７）とを介してブレーキ圧力進入部（３）若しくは排気排出部（５）と連結可能か又は前記ブレーキ圧力進入部（３）若しくは前記排気排出部（５）に対して遮断可能であり、制御圧力が、ブレーキ圧力排出部（４）が、前記入口弁（６）と前記出口弁（７）とを介し、制御圧力配管（３３、３４）を介して、割り当てられた前記ダイヤフラム弁（６、７）のダイヤフラム（１７、１８）に隣接するそれぞれ１つの制御チャンバー（３１、３２）に印加可能であり、
前記ダイヤフラム弁（６、７）が、平行な作動軸（１５、１６）に径方向に隣接して弁ハウジング（２）内に配置されていて、前記ダイヤフラム弁（６、７）の前記ダイヤフラム（１７、１８）が、ハウジング側のリング溝（２０、２１；２０’、２１’）内に入れられて軸方向にパイロット弁側に方向づけられたそれぞれ１つのリング隆起部（２２、２３）によって、２つのハウジング部品（１１、１４；１１’；１４’）の間に装着されている当該弁ユニットにおいて、
リング状に一周しているか又は部分的に中断された凹部（５４、５７、５８、６０、６４、６７、７１、７１’）が、該当する前記ダイヤフラム（１７、１８）の押し退けられた隆起部材料を収容するために少なくとも１つのダイヤフラム弁（６、７）の前記リング溝（２０、２１；２０’、２１’）内に又は前記リング溝（２０、２１；２０’、２１’）に直接に隣接して配置されている弁ユニットによって解決され、その一方で有利な変形形態は従属請求項に定義されている。

したがって本発明は、ダイヤフラム弁として形成され、且つブレーキ圧力排出部をブレーキ圧力進入部若しくは排気排出部と連結可能か又はブレーキ圧力進入部若しくは排気排出部に対して遮断可能である入口弁及び出口弁を備えている、圧縮空気ブレーキ装置における圧力変調用のそれ自体知られている弁ユニットを出発点とする。加えてこの弁ユニットは、３／２方電磁弁として形成された２つのパイロット弁を備えており、これらのパイロット弁により、それぞれ割り当てられたダイヤフラム弁のダイヤフラムに隣接する制御チャンバーに、制御圧力配管を介して制御圧力を印加することができ、したがって割り当てられたダイヤフラム弁を作動させることができ、つまり閉じる又は開く。これらのダイヤフラム弁は、製造及び取付けを簡単にするため、弁ハウジング内で平行な作動軸で径方向に隣り合って配置されており、且つダイヤフラム弁のダイヤフラムは、それぞれハウジング側のリング溝に入れられて軸方向のパイロット弁側に方向づけられたリング隆起部により、２つのハウジング部品の間に装着されている。

提起した課題を解決するため、この弁ユニットでは、さらに、少なくとも１つのダイヤフラム弁のリング溝内で又はリング溝に直接隣接して、当該ダイヤフラムの押し退けられた隆起部材料を収容するためのリング状に一周しているか又は部分的に中断された凹部が配置されている。

ダイヤフラムのリング隆起部は、ハウジング側のリング溝に対して通常は少しオーバーサイズで実施されているので、ハウジング部品の間に装着することで押し退けられた隆起部材料は、こうなると凹部内に逃れることができ、もう径方向内側へと、それぞれのダイヤフラム弁の流路内に押されなくなる。つまり、ダイヤフラムに裂け目を、したがってダイヤフラム弁の早すぎる故障をも生じさせ得るダイヤフラムの局所的な増厚及び膨出が、比較的少ない費用で回避される。

このような凹部の第１の実施形態によれば、リング状に一周している凹部を形作るために、それぞれのリング溝の径方向外側の側壁が、隣り合うハウジング部品の分離面の方へと径方向外側に屈曲して形成される。したがってこの一周している凹部は、断面では三角の輪郭を有しており、且つダイヤフラムのリング隆起部に径方向で隣接して、ハウジング部品の分離面に配置されている。

このような凹部の第２の実施形態では、部分的に中断された凹部を形作るために、それぞれのリング溝の径方向外側の側壁及び／又は径方向内側の側壁が、オーバーサイズ又はアンダーサイズで実施されており、且つ径方向にリング溝内に突き出て周面方向に均一に分散配置されている軸方向突出部を備えている。したがって、それぞれのダイヤフラムのリング隆起部は、軸方向突出部の径方向の間に装着され、その際、押し退けられた隆起部材料は、それぞれの凹部区間の周面側に押される。

当該ダイヤフラムのリング隆起部のできるだけ均一な装着を達成するために、軸方向突出部は、径方向の両側に配置される場合、リング溝の径方向外側の側壁及び径方向内側の側壁に、周面方向に互いにずれて配置されることが好ましい。

このような凹部の第３の実施形態では、それぞれのリング溝の径方向の側壁及び溝底が、パイロット弁側のハウジング部品内に配置されており、リング溝の径方向の側壁及び当該ダイヤフラムのリング隆起部の対応する外壁が、軸方向に、パイロット弁側のハウジング部品の方向に収束性に傾斜しており、且つリング状に一周している凹部を形作るために、リング溝の軸方向深さが、リング隆起部の軸方向高さを上回っている。したがってこの一周している凹部は、断面では台形の輪郭を有しており、且つダイヤフラムのリング隆起部に軸方向で隣接して、リング溝の溝底に配置されている。

前述の３つの実施形態では、押し退けられた隆起部材料を収容するための追加的な凹部を形作ることができ、詳しくは、パイロット弁とは反対側のハウジング部品がそれぞれ、１つ段をつけた縁溝を有し、この縁溝の径方向内側の溝区間内に当該ダイヤフラム用の支持ディスクを嵌め込み、この縁溝の径方向外側の溝区間が、追加的なリング状に一周している凹部を包囲しながら、リング溝の近くの制御側ハウジング部品を径方向に抱持することによって形作ることができる。この追加的な一周している凹部は、断面ではほぼ長方形の輪郭を有しており、且つダイヤフラムのリング隆起部に径方向で隣接して、縁溝の外側の溝区間の隅に配置されている。

このような凹部の第４の実施形態では、パイロット弁とは反対側のハウジング部品がそれぞれ、１つ段をつけた縁溝を有しており、この縁溝の径方向内側の溝区間内に、当該ダイヤフラム用の支持ディスクが嵌め込まれており、この縁溝の径方向外側の溝区間は、ダイヤフラムのリング隆起部を軸方向及び径方向に片側で抱持しており、且つ内側の溝区間の径方向の側壁の高さが支持ディスクの厚さを下回っていることに基づき、リング状に一周している凹部を画定している。この一周している凹部は、断面ではほぼ長方形の輪郭を有しており、且つダイヤフラムのリング隆起部に軸方向で隣接して、縁溝の外側の溝区間の隅と支持ディスクの径方向外縁との間に配置されている。

このような凹部の第５の実施形態では、パイロット弁とは反対側のハウジング部品がそれぞれ、段をつけた縁溝を有しており、この縁溝の径方向内側の溝区間は、当該ダイヤフラム用の支持ディスクを同一平面で収容しており、この縁溝の隣接する径方向外側の溝区間は、ダイヤフラムのリング隆起部を軸方向及び径方向に片側で抱持しており、且つリング状に一周している径方向の凹部を画定している。したがってこの一周している凹部は、断面ではほぼ長方形の輪郭を有しており、且つダイヤフラムのリング隆起部に径方向で隣接して、縁溝のこの隣接する溝区間の隅に配置されている。

この一周している凹部を製造するには、縁溝を１つ段をつけて形成し、縁溝の径方向外側の溝区間の径方向の側壁内に配置された例えば旋盤でくりぬいて製造した径方向溝により、リング状に一周している径方向の凹部を形作ることができる。

その代わりに、縁溝を２つ段をつけて形成し、縁溝の外側の溝区間内に、縁溝の中央の溝区間の径方向の側壁から径方向内側に張り出す円筒形リングを入れることで、リング状に一周している径方向の凹部を形作ることによっても、一周している凹部を製造することができる。

ダイヤフラムの装着を強化するために、及び隆起部材料が径方向内側へと、つまりそれぞれのダイヤフラム弁の流路内又は制御チャンバー内へと押し退けられるのを防止するために、すべての挙げた実施形態では制御側ハウジング部品が、それぞれのリング溝の径方向内側の側壁に隣接して、断面では楔形でリング溝の方へと勾配のついたリング状のクランプ突出部を備えることができる。

本発明をさらに明瞭にするため、本明細書には、複数の例示的実施形態を含む図面を添付している。

ダイヤフラム弁のダイヤフラムの固定に関する第１の実施形態の拡大部分図である。ダイヤフラム弁のダイヤフラムの固定に関する第２の実施形態の拡大部分図である。図２ａに基づくダイヤフラムの固定に関する第２の実施形態を有するダイヤフラム弁の領域の、弁ユニットの中間板を軸方向に見た部分図である。図２ａ及び図２ｂに基づくダイヤフラム弁のダイヤフラムの固定に関する第２の実施形態の一変形形態の拡大部分図である。ダイヤフラム弁のダイヤフラムの固定に関する第３の実施形態の拡大部分図である。ダイヤフラム弁のダイヤフラムの固定に関する第４の実施形態の拡大部分図である。ダイヤフラム弁のダイヤフラムの固定に関する第５の実施形態の第１の形式の拡大部分図である。ダイヤフラム弁のダイヤフラムの固定に関する第５の実施形態の第２の形式の拡大部分図である。２つのダイヤフラム弁を内包する弁ユニットの第１の実施形態の鉛直縦断面図である。図８に基づく弁ユニットの第１の実施形態の拡大部分図である。２つのダイヤフラム弁を内包する弁ユニットの第２の実施形態の鉛直縦断面図である。図９に基づく弁ユニットの第２の実施形態の拡大部分図である。

したがって図８には、十分に知られている弁ユニット１の第１の実施形態が鉛直縦断面図で描かれている。細長い弁ハウジング２内には、ブレーキ圧力進入部３と、ブレーキ圧力排出部４と、排気排出部５と、及びダイヤフラム弁として形成された入口弁６と、ダイヤフラム弁として形成された出口弁７と、それぞれ、３／２方電磁弁として形成された、各々のダイヤフラム弁６、７用のパイロット弁８、９とが配置されている。弁ハウジング２は、実装位置ではほぼ水平な分割面１０によってベースハウジング１１とハウジング蓋１２に区分されている。ハウジング蓋１２は、電磁弁８、９を内包する制御ユニット１３及びベースハウジング１１と制御ユニット１３との間に配置された中間板１４を含んでいる。制御ユニット１３と中間板１４は、相互にネジ固定、スナップフィットロック、又は別のやり方で相互に連結することができる。こうして形作られたハウジング蓋１２を統一的に、ベースハウジング１１と連結、とりわけネジ固定することができる。ただし、制御ユニット１３及び中間板１４を別々にベースハウジングと連結してもよい。

ブレーキ圧力進入部３及びブレーキ圧力排出部４は、弁ハウジング２の長手方向１９に水平に方向づけられて、ほぼ軸方向の向かい側に、並びに排気排出部５はその間で鉛直に下に向けられて、ベースハウジング１１内に配置されている。両方のダイヤフラム弁６、７は、ベースハウジング１１内ではブレーキ圧力進入部３とブレーキ圧力排出部４との間に、平行な作動軸１５、１６で、長手方向１９に相前後して配置されている。ダイヤフラム弁６、７のダイヤフラム１７、１８は、ベースハウジング１１と中間板１４との間の分割面１０にほぼ相当する共通のダイヤフラム面内に配置されており、且つそれぞれハウジング側のリング溝２０、２１に入れられて軸方向のパイロット弁側に方向づけられたリング隆起部２２、２３により、ベースハウジング１１と中間板１４との間に装着されている。図１では概略的にしか表示していないパイロット弁８、９は、完全にハウジング蓋１２の制御ユニット１３内に配置されている。

ダイヤフラム弁６、７はベースハウジング１１内にそれぞれ、作動軸１５、１６と同軸に、それぞれのダイヤフラム１７、１８に面した円形の弁座２６、２７を備えた円筒形の中心路２４、２５を、及びこれと同心に配置された径方向外側のリング路２８、２９を備えている。入口弁６のリング路２８はブレーキ圧力進入部３と直接的に連結している。入口弁６の中心路２４は、連結路３０を介し、出口弁７のリング路２９と連結しており、リング路２９の方はブレーキ圧力排出部４と直接的に連結している。出口弁７の中心路２５は排気排出部５と直接的に連結している。

ダイヤフラム１７、１８のうち軸方向でハウジング蓋１２の方に向いている外面にはそれぞれ制御チャンバー３１、３２が形成されており、この制御チャンバーにはそれぞれ真ん中で制御圧力配管３３、３４が通じている。ダイヤフラム弁６、７の制御チャンバー３１、３２には、制御圧力配管３３、３４を介し、それぞれ割り当てられたパイロット弁８、９により、制御圧力配管３５を介してブレーキ圧力進入部３で取り出される高い制御圧力を、又は制御圧力配管３６を介して排気排出部５若しくは別の箇所で取り出され、周囲圧力に相当する低い制御圧力を、交互に印加することができる。

それぞれ、各々の制御チャンバー３１、３２内に配置された弁バネ３７、３８により、ダイヤフラム１７、１８は、弁ユニット１の無負荷の休止状態では割り当てられた弁座２６、２７に押されており、これはダイヤフラム弁６、７の閉じた状態に相当する。それぞれの制御チャンバー３１、３２に高い制御圧力を印加すると、当該ダイヤフラム１７、１８が、割り当てられた弁座２６、２７上に押され、これにより当該ダイヤフラム弁６、７は負荷に耐え得るように閉じている。それぞれの制御チャンバー３１、３２に低い制御圧力を印加すると、当該ダイヤフラム１７、１８を、隣接する流路２４、２８；２５、２９内に存在するブレーキ圧力によって弁座２６、２７から離れるように押すことができ、これにより当該ダイヤフラム弁６、７は開いている。

弁ユニット１は、切替機能「圧力上昇」、「圧力保持」、及び「圧力低下」を有している。切替機能「圧力上昇」では、入口弁６は開いており、出口弁７は閉じており、これにより、ブレーキ弁又はリレー弁を介してブレーキ圧力進入部３に誘導されたブレーキ圧力はそのままブレーキ圧力排出部４及びそれに接続されたブレーキ回路又は車輪ブレーキシリンダーに転送される。切替機能「圧力上昇」は、弁ユニット１の休止状態に相当するので、入口弁６のパイロット弁８はその電磁コイルの非通電状態において、入口弁６の制御チャンバー３１を、低い制御圧力を案内している制御圧力配管３６と連結する。同様に出口弁７のパイロット弁９はその電磁コイルの非通電状態において、出口弁７の制御チャンバー３２を、高い制御圧力を案内している制御圧力配管３５と連結する。

弁ユニット１の切替機能「圧力保持」では、入口弁６及び出口弁７は閉じており、これにより、ブレーキ圧力排出部４及びそれに接続されたブレーキ回路又は車輪ブレーキシリンダーに印加されているブレーキ圧力が一定に保持される。この切替機能に調整するには、入口弁６のパイロット弁８だけをその電磁コイルの通電によって切り替え、したがって入口弁６の制御チャンバー３１が高い制御圧力で印加される。

弁ユニット１の切替機能「圧力低下」では、入口弁６は閉じており、出口弁７は開いており、よってこの場合、ブレーキ圧力排出部４及びそれに接続されたブレーキ回路又は車輪ブレーキシリンダーが排気される。この切替機能に調整するには、両方のパイロット弁８、９をそれらの電磁コイルの通電によって切り替え、したがって入口弁６の制御チャンバー３１が高い制御圧力で、及び出口弁７の制御チャンバー３２が低い制御圧力で印加される。

弁ユニット１の切替機能「圧力保持」及び「圧力低下」はロック防止機能でもあり、これらのロック防止機能により、弁ユニット１をアンチロックブレーキシステムのＡＢＳ調整弁として使用する際に、割り当てられた車輪のブレーキによるロックを防止することができる。ロック防止機能は、ＡＢＳ制御機器によるパイロット弁の相応のコントロールによって制御され、ＡＢＳ制御機器では、ブレーキのかかった車輪がロックしそうか又はすでにロックが起こっていることを認識するため、車輪回転数センサーの信号を評価する。

図８ａに拡大して描いた図８の部分Ａでは、ベースハウジング１１が、分離面１０内にある外壁３９と、リング路２８の径方向外側の内壁４０との間の移行部で、単純な縁溝４１を有しており、この縁溝４１に、当該ダイヤフラム１７の支持ディスク４２が嵌め込まれていることがよく認識できる。ダイヤフラム１７のリング隆起部２２を収容しているリング溝２０は、完全に中間板１４内に配置されており、且つ径方向外側の側壁４３と、軸方向の溝底４４と、径方向内側の側壁４５とによって画定されている。ベースハウジング１１と中間板１４との間の分離面１０は、ベースハウジング１１では支持ディスク４２と軸方向で同一平面に揃って、及び中間板１４ではダイヤフラム１７の外縁４６と軸方向で同一平面に揃って終わっている。

図９に鉛直縦断面図で描いた十分に知られている弁ユニット１’の第２の実施形態は、図８に基づく弁ユニット１の第１の実施形態とは、原理的に同じ構造及び同じ機能方式で、ベースハウジング１１’と中間板１４’との間の分離面１０’の位置が軸方向にずれていることが異なっている。

図９ａに拡大して描いた図９の部分Ｂでは、この場合はベースハウジング１１’が、分離面１０’と、リング路２８の径方向外側の内壁４０との間の移行部で、１つ段をつけた縁溝４７を有しており、この縁溝４７の径方向内側の溝区間４８に、当該ダイヤフラム１７の支持ディスク４２が嵌め込まれていることがよく認識できる。この場合、ダイヤフラム１７のリング隆起部２２を収容しているリング溝２０’は、径方向外側では、縁溝４７の外側の溝区間４９の径方向の側壁５０によって画定されており、さらに軸方向のパイロット弁側では、分離面１０’内にある中間板１４’の外壁５１によって画定されており、さらに径方向内側では、軸方向の沈降部５２によって形作られた、中間板１４’の径方向の側壁５３によって画定されている。

ダイヤフラム１７、１８のリング隆起部２２、２３は、ハウジングにより固定的なリング溝２０、２１；２０’、２１’に対して通常は少しオーバーサイズであるので、ダイヤフラム１７、１８の隆起部材料は、ベースハウジング１１、１１’と中間板１４、１４’との間での装着により、径方向内側へと押し退けられ、これはダイヤフラム１７、１８を局所的に増厚及び膨出させる。この大抵は不規則に発生する変形は、ダイヤフラム弁６、７の機能障害の可能性だけでなく、ダイヤフラム１７、１８に裂け目を、したがってダイヤフラム弁６、７の早すぎる故障をも生じさせ得る。

リング隆起部２２、２３の装着によるダイヤフラム１７、１８の損傷を回避するため、本発明によれば、少なくとも１つのダイヤフラム弁６、７のリング溝２０、２１；２０’、２１’内で又はリング溝２０、２１；２０’、２１’に直接隣接して、当該ダイヤフラム１７、１８の押し退けられた隆起部材料を収容するためのリング状に一周しているか又は部分的に中断された凹部が配置又は形成されている。以下に説明する図１〜図７ａでは、このような凹部の様々な実施形態をそれぞれ弁ユニット１、１’の鉛直縦断面の拡大部分図で、及び図２ｂでは中間板１４を軸方向に見た部分図で表示している。

図１に基づく第１の実施形態では、リング状に一周している凹部５４を形作るために、リング溝２０の径方向外側の側壁４３’が、隣り合うハウジング部品１１、１４の分離面１０の方へと径方向外側に屈曲して形成されている。したがってこのように生成された一周している凹部５４は、断面では楔形の輪郭を有している。

図２ａ及び図２ｂに基づく第２の実施形態では、部分的に中断された凹部５７、５８を形作るために、リング溝２０”の径方向外側の側壁４３”及び径方向内側の側壁４５”が、オーバーサイズ又はアンダーサイズで実施されており、且つ径方向にリング溝２０”内に突き出て周面方向に均一に分散配置されている軸方向突出部５５、５６を備えている。図２ｂの軸方向に見た図から読み取れるように、軸方向突出部５５、５６は、リング溝２０”の径方向外側の側壁４３”及び径方向内側の側壁４５”に、周面方向に互いにずれて配置されている。

図３に基づく第２の実施形態の例示的な一変形形態では、中間板１４が、リング溝２０”の径方向内側の側壁４５”に隣接して、断面では楔形でリング溝２０”の方へと軸方向に勾配のついたリング状のクランプ突出部５９を備えている。すべての実施形態で適用可能なクランプ突出部５９の形成及び配置により、ハウジング部品１１、１４の間でのダイヤフラム１７の装着が強化され、且つ隆起部材料が径方向内側へと、つまりダイヤフラム弁６の隣接配置されたリング路２８内又は隣接配置された制御チャンバー３１内へと押し退けられることが防止される。

図４に基づく第３の実施形態では、リング溝２０^＊の径方向の側壁４３^＊、４５^＊及び溝底４４^＊が、中間板１４^＊内に配置されている。リング溝２０^＊の径方向の側壁４３^＊、４５^＊及びダイヤフラム１７’のリング隆起部２２^＊の対応する外壁は、軸方向に、中間板１４^＊の方向に収束性に傾斜している。リング状に一周している凹部６０を形作るために、リング溝２０^＊の軸方向深さは、ダイヤフラム１７’のリング隆起部２２^＊の軸方向高さを上回っている。リング溝２０^＊及びリング隆起部２２^＊の楔形の形成により、ハウジング部品１１’、１４^＊の間でのダイヤフラム１７’の装着が強化され、且つダイヤフラム１７’の過剰な隆起部材料が底側の凹部６０内に押される。

ダイヤフラム１７’の隆起部材料を収容するための追加的な一周している凹部６４を形作るために、例として、図４に基づく実施形態ではベースハウジング１１’が、１つ段をつけた縁溝６１を有しており、この縁溝６１の径方向内側の溝区間６２内にダイヤフラム１７’の支持ディスク４２が嵌め込まれており、この縁溝６１の径方向外側の溝区間６３は、追加的なリング状に一周している凹部６４を包囲しながら、リング溝２０^＊の近くの中間板１４^＊の軸方向の区間を径方向に包み込んでいる。この追加的な一周している凹部６４は、両方のハウジング部品１１、１４の間の分離面１０を相応に変位させれば、図１〜図３に基づく前述の実施形態でも設けることができる。

図５に基づく第４の実施形態でも、ベースハウジング１１’が、１つ段をつけた縁溝６１’を有しており、この縁溝６１’の径方向内側の溝区間６２’内に、ダイヤフラム１７の支持ディスク４２が嵌め込まれており、この縁溝６１’の径方向外側の溝区間６３’は、ダイヤフラム１７のリング隆起部２２を軸方向及び径方向に片側で抱持しており、且つ内側の溝区間６２’の径方向の側壁６６の高さが支持ディスク４２の厚さ６５を下回っていることに基づき、リング状に一周している凹部６７を画定している。したがってこうして生成された一周している凹部６７は、断面では長方形の輪郭を有している。

図６では第１の形式で、及び図７では第２の形式で描かれた第５の実施形態では、ベースハウジング１１’が、段をつけた縁溝６８、７４を有しており、この縁溝６８、７４の径方向内側の溝区間６９、７５は、ダイヤフラム１７の支持ディスク４２を同一平面で収容しており、この縁溝６８、７４の隣接する径方向外側の溝区間７０、７６は、ダイヤフラム１７のリング隆起部２２を軸方向及び径方向に片側で抱持しており、且つリング状に一周している径方向の凹部７１、７１’を画定している。

図６に基づく第１の形式では、ベースハウジング１１’の縁溝６８は１つ段をつけられており、縁溝６８の径方向外側の溝区間７０の側壁７２内に配置された径方向溝７３により、リング状に一周している径方向の凹部７１が形作られている。径方向溝７３は、例えば旋盤でくりぬいて製造することができる。

図７に基づく第２の形式では、ベースハウジング１１’の縁溝７４は２つ段をつけられており、縁溝７４の径方向外側の溝区間７７内に、縁溝７４の中央の溝区間７６の径方向の側壁７９から径方向内側に張り出す円筒形リング７８を入れることで、リング状に一周している径方向の凹部７１’が形作られている。この場合は前出の形式と比べ、一周している凹部７１’をより簡単に製造することができ、ただし必要なリング７８に基づき、追加的な部材という欠点を有している。

１、１’ 弁ユニット
２弁ハウジング
３ブレーキ圧力進入部
４ブレーキ圧力排出部
５排気排出部
６入口弁、ダイヤフラム弁
７出口弁、ダイヤフラム弁
８入口弁６のパイロット弁、電磁弁
９出口弁７のパイロット弁、電磁弁
１０、１０’ 分割面
１１、１１’ ベースハウジング
１２ハウジング蓋
１３制御ユニット
１４、１４’ 中間板
１４” 中間板
１４^＊中間板
１５入口弁６の作動軸
１６出口弁７の作動軸
１７、１７’ 入口弁６のダイヤフラム
１８出口弁７のダイヤフラム
１９長手方向
２０、２０” 中間板１４内のリング溝
２０’ 中間板１４’内のリング溝
２０^＊中間板１４^＊内のリング溝
２１中間板１４内のリング溝
２１’ 中間板１４’内のリング溝
２２ダイヤフラム１７のリング隆起部
２２^＊ダイヤフラム１７’のリング隆起部
２３ダイヤフラム１８のリング隆起部
２４入口弁６の中心路
２５出口弁７の中心路
２６入口弁６の弁座
２７出口弁７の弁座
２８入口弁６のリング路
２９出口弁７のリング路
３０連結路
３１入口弁６の制御チャンバー
３２出口弁７の制御チャンバー
３３入口弁６の制御圧力配管
３４出口弁７の制御圧力配管
３５パイロット弁８、９の制御圧力配管
３６パイロット弁８、９の制御圧力配管
３７入口弁６の弁バネ
３８出口弁７の弁バネ
３９ベースハウジング１１の外壁
４０リング路２８の内壁
４１ベースハウジング１１の縁溝
４２ダイヤフラム１７、１７’の支持ディスク
４３、４３’ リング溝２０の外側の側壁
４３” リング溝２０”の外側の側壁
４３^＊リング溝２０^＊の外側の側壁
４４リング溝２０の溝底
４４^＊リング溝２０^＊の溝底
４５’ リング溝２０の内側の側壁
４５” リング溝２０”の内側の側壁
４５^＊リング溝２０^＊の内側の側壁
４６ダイヤフラム１７の外縁
４７ベースハウジング１１’の縁溝
４８縁溝４７の内側の溝区間
４９縁溝４７の外側の溝区間
５０溝区間２０’、４９の側壁
５１中間板１４’の外壁
５２中間板１４’の軸方向の沈降部
５３中間板１４’、２０’の側壁
５４一周している凹部
５５側壁４３”の軸方向突出部
５６側壁４５”の軸方向突出部
５７中断された凹部
５８中断された凹部
５９クランプ突出部
６０一周している凹部
６１、６１’ ベースハウジング１１’の縁溝
６２縁溝６１の内側の溝区間
６２’ 縁溝６１’の内側の溝区間
６３縁溝６１の外側の溝区間
６３’ 縁溝６１’の外側の溝区間
６４一周している凹部
６５支持ディスク４２の厚さ
６６溝区間６２’の側壁
６７一周している凹部
６８ベースハウジング１１’の縁溝
６９縁溝６８の内側の溝区間
７０縁溝６８の外側の溝区間
７１、７１’ 一周している凹部
７２溝区間７０の側壁
７３径方向溝
７４ベースハウジング１１’の縁溝
７５縁溝７４の内側の溝区間
７６縁溝７４の中央の溝区間
７７縁溝７４の外側の溝区間
７８リング
７９溝区間７６の側壁
Ａ部分
Ｂ部分

Claims

ダイヤフラム弁として形成されている入口弁（６）と出口弁（７）と３／２方電磁弁として形成された２つのパイロット弁（８、９）とを有する、圧縮空気ブレーキ装置内で圧力を変調するための弁ユニットであって、
ブレーキ圧力排出部（４）が、前記入口弁（６）と前記出口弁（７）とを介してブレーキ圧力進入部（３）若しくは排気排出部（５）と連結可能か又は前記ブレーキ圧力進入部（３）若しくは前記排気排出部（５）に対して遮断可能であり、制御圧力が、ブレーキ圧力排出部（４）が、前記入口弁（６）と前記出口弁（７）とを介し、制御圧力配管（３３、３４）を介して、割り当てられた前記ダイヤフラム弁（６、７）のダイヤフラム（１７、１８）に隣接するそれぞれ１つの制御チャンバー（３１、３２）に印加可能であり、
前記ダイヤフラム弁（６、７）が、平行な作動軸（１５、１６）に径方向に隣接して弁ハウジング（２）内に配置されていて、前記ダイヤフラム弁（６、７）の前記ダイヤフラム（１７、１８）が、ハウジング側のリング溝（２０、２１；２０’、２１’）内に入れられて軸方向にパイロット弁側に方向づけられたそれぞれ１つのリング隆起部（２２、２３）によって、２つのハウジング部品（１１、１４；１１’；１４’）の間に装着されている当該弁ユニットにおいて、
リング状に一周しているか又は部分的に中断された凹部（５４、５７、５８、６０、６４、６７、７１、７１’）が、該当する前記ダイヤフラム（１７、１８）の押し退けられた隆起部材料を収容するために少なくとも１つのダイヤフラム弁（６、７）の前記リング溝（２０、２１；２０’、２１’）内に又は前記リング溝（２０、２１；２０’、２１’）に直接に隣接して配置されていることを特徴とする弁ユニット。
それぞれの前記リング溝（２０）の径方向外側の側壁（４３’）が、リング状に一周している凹部（５４）を形作るために、隣り合う前記ハウジング部品（１１、１４）の分離面（１０）に向かって径方向外側に屈曲していることを特徴とする請求項１に記載の弁ユニット。
それぞれのリング溝（２０”）の径方向外側の側壁（４３”）及び／又は径方向内側の側壁（４５”）が、部分的に中断された凹部（５７、５８）を形成するために、オーバーサイズ又はアンダーサイズで構成されていて、径方向に前記リング溝（２０”）内に突き出て周面方向に均一に分散して配置されている軸方向突出部（５５、５６）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の弁ユニット。
前記軸方向突出部（５５、５６）が、径方向の両側に配置される場合に、前記リング溝（２０”）の前記径方向外側の側壁（４３”）と前記径方向内側の側壁（４５”）とに、周面方向に互いにずれて配置されていることを特徴とする請求項３に記載の弁ユニット。
それぞれのリング溝（２０^＊）の径方向の側壁（４３^＊、４５^＊）及び溝底（４４^＊）が、パイロット弁側のハウジング部品（１４^＊）内に配置されていること、
前記リング溝（２０^＊）の前記径方向の側壁（４３^＊、４５^＊）と、該当する前記ダイヤフラム（１７’）のリング隆起部（２２^＊）の対応する外壁とが、前記パイロット弁側のハウジング部品（１４^＊）の軸方向に収束するように傾斜していること、及び
前記リング溝（２０^＊）の軸方向深さが、リング状に一周している凹部（６０）を形成するために、前記リング隆起部（２２^＊）の軸方向高さを上回っていることを特徴とする請求項１に記載の弁ユニット。
前記パイロット弁（８、９）に面しない前記ハウジング部品（１１’）がそれぞれ、１つ段をつけた１つの縁溝（６１）を有し、前記当該ダイヤフラム（１７’）用の支持ディスク（４２）が、前記縁溝（６１）の径方向内側の溝区間（６２）内に嵌め込まれていて、前記縁溝（６１）の径方向外側の溝区間（６３）が、リング状に一周している追加の凹部（６４）を包囲しながら、前記リング溝（２０^＊）の近くの前記パイロット弁側のハウジング部品（１４^＊）を径方向に有することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の弁ユニット。
前記パイロット弁（８、９）に面しない前記ハウジング部品（１１’）がそれぞれ、１つ段をつけた１つの縁溝（６１’）を有し、前記当該ダイヤフラム（１７）用の支持ディスク（４２）が、前記縁溝（６１’）の径方向内側の溝区間（６２’）内に嵌め込まれていて、前記縁溝（６１’）の径方向外側の溝区間（６３’）が、前記ダイヤフラム（１７）の前記リング隆起部（２２）を軸方向及び径方向に片側に有し、前記支持ディスク（４２）の厚さ（６５）を下回っている、前記内側の溝区間（６２’）の径方向の側壁（６６）の高さに基づいて、リング状に一周している凹部（６７）を画定している請求項１に記載の弁ユニット。
前記パイロット弁（８、９）に面しない前記ハウジング部品（１１’）がそれぞれ、段をつけた１つの縁溝（６８、７４）を有し、前記縁溝（６８、７４）の径方向内側の溝区間（６９、７５）が、該当する前記ダイヤフラム（１７）用の支持ディスク（４２）を同一平面で収容していて、前記縁溝（６８、７４）の隣接する径方向外側の溝区間（７０、７６）が、前記ダイヤフラム（１７）の前記リング隆起部（２２）を軸方向及び径方向に片側に有し、リング状に一周している径方向の凹部（７１、７１’）を画定している請求項１に記載の弁ユニット。
前記縁溝（６８）が、１つ段をつけられていること、及び、前記リング状に一周している径方向の凹部（７１）が、前記縁溝（６８）の前記径方向外側の溝区間（７０）の径方向の側壁（７２）内に配置された径方向溝（７３）によって形成されていることを特徴とする請求項９に記載の弁ユニット。
前記縁溝（７４）が、２つ段をつけられていること、及び、前記溝縁（７４）の中央の溝区間（７６）の径方向の側壁（７９）から径方向内側に張り出す円筒形のリング（７８）が、前記溝縁（７４）の径方向外側の溝区間（７７）内に入れられることによって、前記リング状に一周している径方向の凹部（７１’）が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の弁ユニット。
前記パイロット弁側のハウジング部品（１４）が、それぞれの前記リング溝（２０”）の前記径方向内側の側壁（４５”）に隣接して、楔形の横断面を成し、前記リング溝（２０”）の方へ軸方向に勾配のついたリング状のクランプ突出部（５９）を備えていることを特徴とする請求項２〜１０のいずれか１項に記載の弁ユニット。