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Dokumentenidentifikation DE19854881A1 15.06.2000
Titel Park- und Rangierventil für Anhängefahrzeuge mit einer Federspeicher-Feststellbremse
Anmelder Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH, 80809 München, DE
Erfinder Vollmer, Otto, 80689 München, DE
DE-Anmeldedatum 27.11.1998
DE-Aktenzeichen 19854881
Offenlegungstag 15.06.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.06.2000
IPC-Hauptklasse B60T 7/12
IPC-Nebenklasse B60T 7/20   B60T 8/38   B60T 15/08   
Zusammenfassung Bei einem Park- und Rangierventil für Anhängefahrzeuge mit Federspeicher-Feststellbremse nach Patent (Patentanmeldung P 19818982.6) ist bei Verwendung eines einzigen Steuerschiebers (7) mit Betätigungskopf (5) eine reibungsarme Verschieblichkeit zwischen den Positionen Parkstellung, Fahrstellung und Rangierstellung dadurch erreicht, daß der Steuerschieber im wesentlichen berührungsfrei gegenüber dem ihn aufnehmenden Gehäuse der Steuereinheit (1) geführt ist und mittels unter Abstand zueinander befindlicher Steuernocken (77, 79, 81) auf unter Abstand zueinander im Gehäuse der Steuereinheit ausgebildeten Sitzventile (83, 85, 87) einwirkt. Diese überwachen nach Maßgabe der Steuerschieber-Position Verbindungen zwischen der an den Vorratsbehälter (31) des Anhängefahrzeugs angeschlossenen Notbremseinheit (3) und dem Federspeicherbremsteil (21) des Kombizylinders bzw. die Verbindung zwischen dem Federspeicherbremsteil (21) und wenigstens einem zur Außenluft führenden Entlüftungsanschluß.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Park- und Rangierventil nach Patent (Patentanmeldung P 198 18 982.6).

Bei einem Park- und Rangierventil nach Patent (Patentanmeldung P 198 18 982.6) ist innerhalb der Steuereinheit ein mit einem Betätigungsknopf ausgestatteter Steuerschieber vorgesehen, welcher entlang seiner Baulänge Dichtelemente in Form von O-Ringen trägt. Diese wirken in Abhängigkeit der Schieberposition gegenüber Bohrungen in der Steuereinheit als auch gegenüber Bohrungen an der Schnittstelle der Steuereinheit zur Notbremseinheit, derart, daß Verbindungen, welche den Federspeicherbremsteil der Feststellbremse des Anhängers wechselweise an Vorratsdruckluft oder an eine Entlüftung anschließen, nach Maßgabe der Schieberpositionen Parkstellung, Fahrstellung und Rangierstellung erzeugt werden. Die den Steuerschieber mit seinen Dichtelementen aufnehmende Bohrung im Inneren der Steuereinheit bedarf aus Gründen ausreichender Dichtwirkung einer hohen Fertigungsgenauigkeit. Der bei der automatischen Rückführung des Steuerschiebers aus der Position Rangierstellung in die Position Fahrstellung zur Wirkung kommende, auf den Steuerschieber einwirkende Schleppkolben muß infolge der bestehenden Reibungsverhältnisse der Dichtelemente ausreichend groß dimensioniert werden, um bei Beaufschlagung mit dem Druck aus dem Vorratsbehälter die automatische Umschaltung sicher herbeizuführen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mit einem Steuerschieber versehene Steuereinheit der in Rede stehenden Art so weiterzubilden, daß die Reibkräfte beträchtlich reduziert werden können. In Verbindung damit soll es möglich sein, die Herstellkosten sowohl des Steuerschiebers als auch der ihn aufnehmenden Bohrung der Steuereinheit zu reduzieren.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmaie nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1.

Der Steuerschieber mit an ihm ausgebildeten Steuernocken ist mit Ausnahme des Durchgriffs durch das Gehäuse der Steuereinheit und des Durchgriffs durch den an ihm geführten Schleppkolben im wesentlichen berührungsfrei gegenüber der Steuereinheit geführt, da die Verbindungen zwischen der Notbremseinheit und dem Federspeicherbremsteil bzw. gegenüber Außenluft durch in der Steuereinheit befindliche Sitzventile überwacht werden. Die Sitzventile sind durch die Steuernocken betätigbar, wobei letztere durch entsprechend flachen Anstellwinkel der Steuerflächen so ausgebildet sein können, daß die Betätigungskraft am Schieber leicht beeinflußt werden kann. Die Bohrung, in welcher der Schieber verschoben wird, ist einfach herzustellen, da keine Abdichtfunktion und keine Hinterschneidungen notwendig sind. Die vom Steuerschieber betätigten Sitzventile können gleich ausgebildet sein, d. h., es können nach dem Baukastenprinzip Gleichteile verwendet werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den weiteren Patentansprüchen aufgeführt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

Fig. 1-5 sind Einzelschnittansichten des aus Steuereinheit und Notbremseinheit gebildeten, erfindungsgemäßen Ventilblocks in seiner schaltungsgemäßen Zuordnung in einer Anhängerbremsanlage mit Federspeicher-Feststellbremse.

Das in den Fig. 1-5 dargestellte Park- und Rangierventil mit integrierter automatischer Notbremseinrichtung, nachfolgend auch als Kombiventil bezeichnet, weist eine Steuereinheit 1 und eine Notbremseinheit 3 auf. Die Steuereinheit 1 ist mit einem durch einen Betätigungsknopf 5 verschiebbaren Steuerschieber 7 versehen, welcher im Zusammenwirken mit der Notbremseinheit 3 in nachfolgend erläuterter Weise die Funktionen Parken, Fahren und Rangieren schaltet.

Die Feststellbremse ist über eine Leitung 9 an den Kupplungskopf "Bremse" 11 und das Kombiventil ist über Leitung 13 an den Kupplungskopf "Vorrat" 15 angeschlossen. Der Kupplungskopf "Bremse" 11 steht über die Leitung 9 und eine weitere Leitung 17 mit einem aus Betriebsbremsteil 19 und Federspeicherbremsteil 21 bestehenden, kombinierten Betriebsbrems- und Federspeicherbremszylinder 23, nachfolgend Kombizylinder genannt, in Verbindung. Der Federspeicherbremsteil dieses Kombizylinders bildet die Feststellbremse. In der Leitungsverbindung 9, 17 kann sich zum Beispiel ein ABS-Relaisventil oder ein EBS-Modul 27 befinden; letzteres steht über eine Leitung 29 mit einem Vorratsbehälter 31 in Verbindung, welcher über eine weitere Leitung 33 an die Notbremseinheit 3 des Kombiventils angeschlossen ist.

Während die Leitung 17 unter gegebenenfalls vorhandener Vorschaltung des EBS- Moduls 27 mit dem Betriebsbremsteil 19 des Kombizylinders in Verbindung steht, ist eine weitere Leitung 34, von der Steuereinheit 1 abzweigend, unter Zwischenschaltung eines Wechselventils 35 und einer Leitung 36 mit dem Federspeicherbremsteil des Kombizylinders in Verbindung.

Die Bauteile der im Kombiventil vorgesehenen Steuereinheit und Notbremseinheit sind nachfolgend unter Bezugnahme auf ihre Funktionen anhand der Fig. 1-5 erläutert:

Fig. 1 der Zeichnung zeigt den Betriebszustand des Kombiventils in Fahrstellung, d. h. Kupplungskopf "Bremse" 11 und Kupplungskopf "Vorrat" 15 sind mit zugeordneten Kupplungsköpfen des Zugfahrzeuges verbunden. An der Vorratsdruck des Kupplungskopfs "Vorrat" führenden Leitung 13 liegt Druck an, während die Leitungen 9 und 17 in Folge des Fahrzustandes des Fahrzeugs drucklos sind. Innerhalb der Notbremseinheit 3 befindet sich ein vom Vorratsdruck über Leitung 13 beaufschlagter Kolben 39, welcher in dargestellter Position unter Druckbeaufschlagung (Fahrstellung) gegen die Kraft einer Feder 40 in seine in der Darstellung nach Fig. 1 untere Funktionsstellung verschoben ist. Im Inneren des Kolbens 39 befindet sich ein Einlaß-Auslaßventil 41, welches durch einen gegen Federkraft verschiebbaren Ventilkörper 43, einen gehäusefesten Ventilsitz 45 und einen mit dem Kolben beweglichen Ventilsitz 47 gebildet ist. Der gehäusefeste Ventilsitz 45 wirkt mit dem Ventilkörper 43 als Auslaßventil 49 zusammen, während der mit dem Kolben 39 verfahrbare Ventilsitz 47 mit dem Ventilkörper 43 das Einlaßventil 51 bildet. Während das Auslaßventil 49 zu einem zur Atmosphäre führenden Anschluß 53 führt, ist das Einlaßventil in seiner geöffneten Position, wie in Fig. 1 dargestellt, über Leitungsverbindungen in der Steuereinheit 1 und über die Leitung 34, das Wechselventil 35 und die Leitung 36 mit dem Federspeicherbremsteil des Kombizylinders in Verbindung. Die Speicherfeder innerhalb des Federspeicherbremsteils 21 wird bei Druckbeaufschlagung, also in Fahrstellung des Fahrzeuges, gespannt, derart, daß die Federspeicherbremse gelöst ist. Der innerhalb der Steuereinheit 1 befindliche, durch den Betätigungsknopf 5 verschiebbare Steuerschieber 7 ist nahezu berührungs- also reibungsfrei gegenüber der ihn aufnehmenden Bohrung 75 geführt und weist an seinem Außenumfang unter Abstand zueinander Steuernocken 77, 79, 81 auf, welche gegenüber Sitzventilen 83, 85, 87 wirken. Die Sitzventile stellen nach Maßgabe der Position des Steuerschiebers 7 im Zusammenwirken mit Verbindungsöffnungen zwischen Steuereinheit und Notbremseinheit eine Verbindung zum Federspeicherbremsteil des Kombizylinders her, wodurch dieser be- oder entlüftet wird; desgleichen wird die Druckbeaufschlagung eines Schleppkolbens 93 überwacht, welcher gegenüber dem in der Darstellung nach Fig. 1 untersten Steuernocken 81 wirkt, derart, daß der Steuerschieber bei Druckbeaufschlagung des Schleppkolbens 93 mit Vorratsluft aus der nachstehend erläuterten Rangierstellung in die in Fig. 1 dargestellte Fahrstellung selbsttätig verschoben wird.

Fig. 1 zeigt den Betriebszustand in Fahrstellung; in dieser ist, wie vorstehend erläutert, das Anhängefahrzeug mit dem Zugfahrzeug verbunden. Über eine als Rückschlagventil ausgebildete Kolbenabdichtung 55 des Kolbens 39 wird der Vorratsbehälter 31 über den Kupplungskopf "Vorrat" 15 mit Druckluft vom Zugfahrzeug versorgt. Infolge dieser Druckbeaufschlagung ist der Kolben 39 in seiner unteren Funktionsstellung, d. h. in Anschlagposition an einem Anschlag 57 des Ventilgehäuses. Das Einlaßventil 51 ist gemäß Darstellung geöffnet, d. h. Druckluft aus dem Vorratsbehälter 33 gelangt nach Passieren eines Rückschlagventils 59 durch das Einlaßventil 51 und durch eine Bohrung 95 zum Sitzventil 85. Dieses ist geöffnet, so daß die Druckluft über eine im Inneren der Steuereinheit befindliche Leitung 99 mit der Leitung 34 und über das Wechselventil 35 mit dem Federspeicherbremsteil 21 in Verbindung steht. Dies bedeutet, daß die Lösekammer des Federspeicherbremsteils des Kombizylinders mit Druckluft beaufschlagt, also die Federspeicher- bzw. Feststellbremse gelöst ist. Da die Leitungen 9 und 17 drucklos sind, ist der Kombizylinder insgesamt in Löseposition, so daß Zugfahrzeug und Anhänger bei gelöster Bremsanlage in Fahrstellung sind.

In Fig. 2 der Zeichnung ist das Park- und Rangierventil, auch Multifunktionslöseventil mit integrierter Notbremsfunktion genannt, in der Position nach dem Abkuppeln wiedergegeben. Diese Position entspricht auch der sogenannten Abreißfunktion bei Unterbrechung der Versorgungsleitung. Der Steuerschieber 7 verbleibt in seiner in Fig. 1 dargestellten Lage d. h. die Wechselwirkung gegenüber den einzelnen Sitzventilen 83, 85, 87 bleibt aufrechterhalten. Da das Auslaßventil 49 infolge der Aufwärtsbewegung des Kolbens 39 geöffnet ist, ist die zuvor genannte Verbindung zum Federspeicherbremsteil entlüftet d. h. es besteht Verbindung mit dem zur Außenluft führenden Anschluß 53. Auch die Verbindung über eine Leitung 100, welche in die den Schleppkolben 93 begrenzende Kammer 101 führt, ist drucklos. Der Steuerschieber kann demnach manuell aus der in Fig. 2 dargestellten Position in die in Fig. 3 dargestellte Position gezogen werden.

In Fig. 3 ist die sogenannte Rangierstellung dargestellt. Während in Fig. 2 der Federspeicherbremsteil des Kombizylinders drucklos, also entlüftet und somit die Federspeicherbremse in Wirkstellung ist, was bei einem Abriß der Versorgungsleitung zu einem selbsttätigen Einbremsen führt, ist in der Position nach Fig. 3, der Rangierstellung, der Federspeicherbremsteil in einer der Fahrstellung vergleichbaren Weise mit Druckluft beaufschlagt. Diese Position wird durch die Wechselwirkung zwischen den Steuernocken 77 und 79 gegenüber den Sitzventilen 83 und 85 erreicht, wie in Fig. 3 dargestellt. Druckluft aus dem Vorratsbehälter 31 steht nach Passieren einer Bohrung 102 über das Sitzventil 83, eine Leitung 103, die Leitung 99 und im weiteren über die Leitung 34 und das Wechselventil 35 am Federspeicherbremsteil 21 des Kombizylinders an, derart, daß die Federspeicherbremse gelöst ist und das Fahrzeug rangiert werden kann.

Fig. 4 gibt die Parkstellung des Fahrzeugs wieder. Der Betätigungsknopf 5 ist in seine Parkstellung verschoben, in welcher das in der Darstellung unterste Sitzventil 87 geöffnet ist. In dieser Position besteht Verbindung zwischen dem Federspeicherbremsteil 21 und einem an der Unterseite der Steuereinheit dargestellten, zur Atmosphäre führenden Auslaß 105. In der Position nach Fig. 4, der Parkstellung, ist demnach der abgekuppelte Anhänger gebremst, und zwar mit Hilfe des Federspeicherbremsteils bzw. der Speicherfeder desselben.

Die in Fig. 4 dargestellte Parkstellung bei abgekuppeltem Anhänger kann gemäß Fig. 5 auch bei angekuppeltem Anhänger eingenommen werden. Der Steuerschieber 7 befindet sich wiederum in seiner obersten Position, welche zur Betätigung des Sitzventils 87 führt, also zur Entlüftung des Federspeicherbremsteils 21 und zum Einbremsen des Anhängers. Im Gegensatz zur Anordnung nach Fig. 4 ist der Kolben 39 bei gekuppelter Leitung 13 mit Druck beaufschlagt, er befindet sich also in seiner nach unten verschobenen Position, in welcher das Auslaßventil 49 geschlossen ist. Obwohl der Druck aus dem Vorratsbehälter 31 bei geöffnetem Einlaßventil 51 an den Sitzventilen 83 und 85 ansteht, bleibt dies ohne Wirkung, da die Sitzventile infolge der oberen Parkstellung des Steuerschiebers geschlossen sind. Die Leitung 100 und die Kammer 101 sind zwar mit Druck beaufschlagt, dies ist auch wiederum ohne Wirkung, da sich der Steuerschieber 7 in seiner oberen Wirkposition befindet, welche manuell herbeigeführt wurde.

Die Ausgestaltung der Steuereinheit mittels eines im wesentlichen reibungsfrei betätigbaren Steuerschiebers, welcher gegenüber Sitzventilen wirkt, ist von funktionellem Vorteil. Bei der automatischen Umschaltung des Steuerschiebers von der Rangierstellung (Fig. 3) in die Fahrstellung (Fig. 1), was durch Druckbeaufschlagung des Schleppkolbens 93 geschieht, ist nur ein als vernachlässigbar anzusehender Reibungswiderstand des Steuerschiebers gegenüber einer (nicht dargestelten) Dichtung in der Gehäusebohrung der Steuereinheit zu überwinden, d. h., die Wirkfläche des Rückführ- bzw. Schleppkolbens kann klein dimensioniert werden. Dies schlägt sich in reduzierten Herstellkosten nieder. Es ist auch unter ungünstigsten Druckbedingungen ein sicheres Umschalten gewährleistet. Ein weiterer Vorteil in der nahezu berührungsfreien Führung des Steuerschiebers innerhalb des Gehäuses der Steuereinheit besteht darin, daß die den Steuerschieber aufnehmende Bohrung keiner besonderen Bearbeitung bedarf, was zu niedrigen Herstellkosten beiträgt. Bezugszeichenliste 1 Steuereinheit

3 Notbremseinheit

5 Betätigungsknopf

7 Steuerschieber

9 Leitung

11 Kupplungskopf "Bremse"

13 Leitung

15 Kupplungsknopf "Vorrat"

17 Leitung

19 Betriebsbremsteil

21 Federspeicherbremsteil

23 Kombinierter Betriebsbrems- und Federspeicherbremszylinder (Kombizylinder)

27 EBS-Modul

29 Leitung

31 Vorratsbehälter

33 Leitung

34 Leitung

35 Wechselventil

36 Leitung

39 Kolben

40 Feder

41 Einlaß-/Auslaßventil

43 Ventilkörper

45 Ventilsitz

47 Ventilsitz

49 Auslaßventil

51 Einlaßventil

53 Anschluß

55 Kolbenabdichtung

57 Anschlag

59 Rückschlagventil

75 Bohrung

77 Steuernocken

79 Steuernocken

81 Steuernocken

83 Sitzventil

85 Sitzventil

87 Sitzventil

93 Schleppkolben

95 Bohrung

99 Leitung

100 Leitung

101 Kammer

102 Bohrung

103 Leitung

105 Auslaß


Anspruch[de]
  1. 1. Park- und Rangierventil nach Patent (Patentanmeldung P 198 18 982.6), dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (7) weitgehend berührungsfrei gegenüber dem ihn aufnehmenden Gehäuse der Steuereinheit (1) geführt ist und unter axialem Abstand zueinander gegenüber Sitzventilen (83, 85, 87) wirkende Steuernocken (77, 79, 81) trägt.
  2. 2. Park- und Rangierventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzventile (83, 85, 87) im Gehäuse der Steuereinheit (1) angeordnet sind und sich in Leitungsverbindungen zwischen der Notbremseinheit (3) und dem Federspeicherbremsteil (21) der Feststellbremse bzw. sich in der Verbindung zwischen dem Federspeicherbremsteil und wenigstens einem Entlüftungsanschluß befinden, derart, daß in den Positionen Parkstellung, Fahrstellung und Rangierstellung des Steuerschiebers (7) durch die durch den Steuerschieber erzeugten Schaltstellungen der Sitzventile die Verbindungen gegenüber dem Federspeicherbremsteil bzw. gegenüber Atmosphäre offen oder geschlossen sind.
  3. 3. Park- und Rangierventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber mittels eines durch Druckluft des Vorratsbehälters beaufschlagbaren Schleppkolbens (93) selbsttätig aus der Rangierstellung in die Fahrstellung verschiebbar ist, derart, daß bei Ankuppeln des Anhängers selbsttätig die Belüftung (Lösen) des Federspeicherbremsteils (21) entsprechend den Schaltpositionen der Sitzventile (83, 85, 87) herbeigeführt wird.






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