DE202016102061U1

DE202016102061U1 - Anhängersteuerventil

Info

Publication number: DE202016102061U1
Application number: DE202016102061.1U
Authority: DE
Original assignee: Haldex Brake Products AB
Current assignee: HALDEX AB, SE
Priority date: 2016-04-20
Filing date: 2016-04-20
Publication date: 2017-07-21
Anticipated expiration: 2026-04-21

Abstract

Anhängersteuerventil (17) für ein Nutzfahrzeug, bei welchem ein ausgesteuerter Bremssteuerdruck über ein Einlass-/Auslassventil (30) vorgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die einen Einlassquerschnitt (35) und einen Auslassquerschnitt (33) begrenzenden Ventilelemente (31; 32; 34) des Einlass-/Auslassventils (30) relativ zu einem Gehäuse (25) des Anhängersteuerventils (17) bewegbar sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Anhängersteuerventil, dessen Grundfunktion die Umwandlung eines hydraulischen Bremsdrucks, welcher von einem Bremspedal an einem Zugfahrzeug durch einen Fahrer vorgegeben werden kann, in einen pneumatischen Bremssteuerdruck, welcher über einen Kupplungskopf Bremse einem Anhänger zugeführt werden soll, ist. Für eine optionale Zusatzfunktion soll der von dem Anhängersteuerventil ausgesteuerte Bremssteuerdruck auch über die Abhängigkeit von dem hydraulischen Bremsdruck hinaus beeinflussbar sein. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Bremsanlage und ein Zugfahrzeug mit einem derartigen Anhängersteuerventil.
STAND DER TECHNIK
Die Druckschrift DE 39 18 226 C2 offenbart ein Anhängersteuerventil mit einem Einlassventil und einem Auslassventil. Über eine Feder wird in der Schließstellung des Einlassventils ein Doppelventilkörper gegen einen von dem Gehäuse des Anhängersteuerventils ausgebildeten Ventilsitz gepresst. Über eine Verschiebung eines Wiegekolbens kann der Doppelventilkörper von dem Ventilsitz wegbewegt werden, womit eine Einlassstellung des Einlassventils gebildet ist, in welcher das Einlassventil einen mit einem Vorratsbehälter verbundene Anschluss für einen Vorratsdruck mit einem mit einem Kupplungskopf Bremse verbundenen Anschluss für den Bremssteuerdruck verbindet. Wird hingegen in der Schließstellung des Doppelventilkörpers und des Einlassventils der Wiegekolben von dem Doppelventilkörper wegbewegt, wird das zwischen der Stirn- und Kontaktfläche des Wiegekolbens und dem Doppelventilkörper gebildete Auslassventil geöffnet. In dieser Auslassstellung des Auslassventils verbindet das Auslassventil einen Anschluss für eine Entlüftung mit dem Anschluss für den Bremssteuerdruck. Der Wiegekolben wird durch eine vorgespannte Feder von dem Doppelventilkörper weg beaufschlagt. Für eine Bewegung des Wiegekolbens in Richtung des Doppelventilkörpers zum Schließen des Auslassventils und zum anschließenden Öffnen des Einlassventils je nach Ausmaß der Bewegung übt ein Relaiskolben eine Betätigungskraft entgegen der den Wiegekolben beaufschlagenden Feder auf den Wiegekolben aus. Der Relaiskolben verfügt über zwei gleichgerichtete Steuerflächen. Hierbei ist eine erste Steuerfläche beaufschlagt mit einem hydraulischen, von einem Bremspedal durch den Benutzer vorgegebenen Bremsdruck. Hingegen wird die zweite Steuerfläche des Relaiskolbens pneumatisch über ein Ventil beaufschlagt, dessen Betriebsstellung von der Stellung des Bremspedals abhängig ist. Mit Betätigung des Bremspedals wird die zweite Steuerfläche des Relaiskolbens mit dem pneumatischen Vorratsdruck beaufschlagt, was die Schließung des Auslassventils und die Öffnung des Einlassventils zur Folge hat. Somit gelangt Druckluft von dem Vorratsbehälter über das geöffnete Einlassventil zu dem Kupplungskopf Bremse, so dass infolge der pneumatischen Beaufschlagung der zweiten Steuerfläche verhältnismäßig schnell ein Bremssteuerdruck für den Anhänger herbeigeführt werden kann. Der ausgesteuerte Bremssteuerdruck wirkt in einer Wiegekammer auch auf den Wiegekolben. Auf diese Weise kann eine Abschlussstellung herbeigeführt werden, wenn ein vorgegebener Druck an dem mit dem Kupplungskopf Bremse angeschlossenen Anschluss vorliegt und aufrechterhalten wird, wobei dann in der Abschlussstellung sowohl das Einlassventil als auch das Auslassventil geschlossen ist. Zeitlich überlagert mit dieser pneumatischen Beaufschlagung des Anhängersteuerventils wirkt auch der durch die Betätigung des Bremspedals erzeugte hydraulische Druck auf die erste Steuerfläche. Ohne die pneumatische Beaufschlagung der zweiten Steuerfläche ergäbe sich hier erst ein Einsprung (also die Aussteuerung eines pneumatischen Bremssteuerdrucks für den Kupplungskopf Bremse durch das Anhängersteuerventil) bei einem hydraulischen Druck von 5,5 bar. Eine Beseitigung dieses unter Umständen verzögerten Einsprungs kann durch Herbeiführung einer "Voreilung" durch pneumatische Ansteuerung der ersten Steuerfläche wie erläutert herbeigeführt werden.
DE 34 12 345 A1 schlägt (bei einer grundsätzlich der Ausführungsform gemäß DE 39 18 226 C2 entsprechenden Ausgestaltung) vor, dass der Druck, mit welchem die zweite Steuerfläche pneumatisch beaufschlagt wird, über ein Magnetventil gesteuert wird. Führt die Betätigung des hydraulischen Bremskreises über das Bremspedal erst nach einem gewissen Anlegeweg der hydraulischen Bremsen zu einem ausreichenden Anstieg des hydraulischen Drucks, kann die Betätigung des Bremspedals unmittelbar über einen elektrischen Schalter sensiert werden. Sensiert dieser Schalter die Betätigung des Bremspedals, kann das Magnetventil in die Belüftungsstellung umgeschaltet werden, womit pneumatisch eine Voreilung herbeigeführt wird, bevor zeitlich verzögert der Aufbau des hydraulischen Bremsdrucks erfolgt und dessen Wirkung an dem Anhängersteuerventil herbeigeführt wird. Hierbei kann das Maß der pneumatisch herbeigeführten Voreilung je nach Betätigungsweg des Bremspedals, für welchen die Betätigung des Schalters erfolgt, festgelegt werden. Für eine weitere Ausführungsform sind die beiden Steuerflächen jeweils einem Relaiskolbenteil zugeordnet. Hierbei sind die beiden Relaiskolbenteile in mechanischer Reihenschaltung unmittelbar aneinander anliegend dem Wiegekolben vorgeordnet, wobei vorzugsweise der weiter von dem Wiegekolben entfernte Relaiskolbenteil unterschiedlich große Wirkflächen besitzt und eine der beiden Wirkflächen mit dem hydraulischen Steuerdruck beaufschlagt ist und die andere Wirkfläche dieses Relaiskolbenteils mit dem pneumatischen Steuerdruck beaufschlagt ist.
EP 0 832 803 A1 offenbart eine zweikreisige hydraulische Bremsanlage eines Zugfahrzeugs. Hier besitzt das Anhängersteuerventil zwei hydraulische Steueranschlüsse, mit deren hydraulischer Beaufschlagung ein pneumatischer Bremssteuerdruck an einem Anschluss, welcher mit dem Kupplungskopf Bremse verbunden ist, erzeugt werden kann. Das Anhängersteuerventil besitzt einen zusätzlichen pneumatischen Steueranschluss. Ein an diesem Steueranschluss erzeugter Steuerdruck gelangt in eine Wiegekammer, wo dieser den Wiegekolben in Richtung der Öffnung des Einlassventils beaufschlagt. Der Steueranschluss wird durch ein Be- und Entlüftungsventil beaufschlagt, welches sich ohne die Betätigung eines Feststellbremshebels in seiner Entlüftungsstellung befindet, womit über den pneumatischen Steueranschluss des Anhängersteuerventils keinerlei Beeinflussung der Betriebsstellung des Anhängersteuerventils erfolgt und ohne anliegenden hydraulischen Bremsdruck das Auslassventil seine Auslassstellung einnimmt, so dass kein Bremssteuerdruck erzeugt wird. Durch Überführen des Feststellbremshebels in seine betätigte Stellung wird das Be- und Entlüftungsventil in seine Belüftungsstellung überführt, was die Druckbeaufschlagung der Wiegekammer und die Überführung des Auslassventils in die Schließstellung und des Einlassventils in die Öffnungsstellung zur Folge hat, so dass eine Bremssteuerdruck erzeugt wird. Wird hierbei der Wiegekammer lediglich ein verminderter oder gedrosselter Steuerdruck zugeführt, sind auch Zwischenstellungen des Anhängersteuerventils herbeiführbar, für welche somit dem Kupplungskopf Bremse ein reduzierter, abgestufter Bremssteuerdruck zugeführt werden kann. Über die Betätigung des Feststellbremshebels kann damit die Bremskraft des Anhängers unabhängig von einer Betätigung des Bremspedals vorgegeben werden. EP 0 832 803 A1 schlägt alternativ zu der mechanischen Kopplung des Ventils mit dem Feststellbremshebel vor, das Be- und Entlüftungsventil abhängig oder unabhängig von der Betätigung der Feststellbremse des Zugfahrzeugs elektromagnetisch umzuschalten oder in eine beliebige Zwischenstellung zu steuern.
DE 10 2008 048 207 B4 offenbart eine elektronisch gesteuerte pneumatische Ventileinrichtung, über welche die Druckbeaufschlagung eines pneumatischen invertierten Steuereingangs eines Anhängersteuerventils derart gesteuert werden kann, dass unterschiedliche Funktionen wie eine Streckbremsfunktion, eine Hilfsbremsfunktion und/oder ein Prüffunktion mit geringem Aufwand realisiert werden können. Hierbei wird eine Streckbremsfunktion dazu eingesetzt, einen Kraftwagenzug, der mit einem Zugfahrzeug und mindestens einem Anhänger gebildet ist, in einen gestreckten Zustand zu verbringen. Die Streckbremsfunktion wird dadurch herbeigeführt, dass die Betriebsbremse eines Anhängers stärker betätigt wird als die Betriebsbremse des Zugfahrzeugs, was im einfachsten Fall durch alleinige Betätigung der Betriebsbremse des Anhängers erfolgt. Über eine Hilfsbremsfunktion soll der Fahrer in die Lage versetzt werden, abgestuft und unter Umständen auch feinfühlig manuell die Bremskraft des Anhängers vorzugeben. Schließlich wird in einer Testfunktion die Bremseinrichtung des Anhängers gelöst, während die Feststellbremse des Zugfahrzeugs betätigt wird. Ziel der Testfunktion ist die Prüfung, ob es möglich ist, allein über die Feststellbremse des Zugfahrzeugs den Kraftwagenzug zu halten. Vorgeschlagen wird eine Ventileinrichtung, über welche der Druck an dem Steueranschluss des Anhängersteuerventils über die Kombination eines elektronisch gesteuerten 2/2-Wegeventils mit einem elektronisch gesteuerte 3/2-Wegeventil gesteuert wird. Der von dem 3/2-Wegeventil und 2/2-Wegeventil für den Steueranschluss des Anhängersteuerventils ausgesteuerte Druck kann selektiv über ein 2/2-Wegeventil einem Steueranschluss eines Relaisventils 20 zugeführt werden, welches die Druckbeaufschlagung von Federspeicherkammern von Kombi-Bremszylindern steuert.
EP 2 165 901 B1 betrifft eine Bremseinrichtung für ein hydraulisch gebremstes Zugfahrzeug mit einem pneumatisch gebremsten Anhänger, wobei das Zugfahrzeug insbesondere als Traktor ausgebildet ist. Ein Sensor erfasst die Betätigung eines Bremspedals. Das Signal dieses Sensors wird einem elektronisch gesteuerten Druckregelmodul zugeführt, welches entsprechend dem elektrischen Signal des Sensors einen Bremssteuerdruck erzeugt, welcher dem Kupplungskopf Bremse zugeführt wird. Dieser Beaufschlagungspfad wird auch als "elektro-pneumatischer Beaufschlagungspfad" bezeichnet. Je nach Steueralgorithmus kann die Umwandlung des elektrischen Signals in unterschiedliche Bremsdrücke erfolgen, bspw. mit Vorgabe einer Voreilung durch die Steuerelektronik, Erzeugung und Beseitigung etwaiger Nicht-Linearitäten oder Berücksichtigung von Betriebsparametern, Veränderung oder Verstärkung des Bremssteuerdrucks u. ä. In einem zusätzlichen "hydraulisch-pneumatischen Beaufschlagungspfad" kann ein Anhängersteuerventil kumulativ über einen hydraulischen, von dem Bremspedal vorgegebenen Bremsdruck und einen Feststellbremshebel des Anhängersteuerventils betätigt werden. Der von dem Anhängersteuerventil ausgesteuerte Druck wird in dem hydraulisch-pneumatischen Beaufschlagungspfad einem pneumatischen Steueranschluss des Druckregelmoduls zugeführt. Das Druckregelmodul verfügt über eine Umschalteinrichtung, über welche vorgegeben wird, ob die Steuerung des Bremssteuerdrucks an dem Kupplungskopf Bremse über den elektro-pneumatischen Beaufschlagungspfad oder den hydraulisch-pneumatischen Beaufschlagungspfad erfolgt. Beispielsweise kann in einem Normalbetrieb der elektro-pneumatische Beaufschlagungspfad genutzt werden, während in einem Notbetrieb in einer Art Rückfallebene, beispielsweise bei einem Einbruch der elektrischen Leistungsversorgung, der hydraulisch-pneumatische Beaufschlagungspfad genutzt werden. Durchaus möglich ist aber auch, dass mittels der Umschalteinrichtung in unterschiedlichen Bremsvorgängen oder während unterschiedlicher Phasen desselben Bremsvorgangs erst ein Beaufschlagungspfad genutzt wird und daran anschließend ein anderer Beaufschlagungspfad. Beispielsweise kann zunächst infolge der Trägheit des hydraulischen Beaufschlagungspfads der elektro-pneumatische Beaufschlagungspfad genutzt werden, während nach einer Zeitspanne der Betätigung des Bremspedals durch die Umschalteinrichtung der Wechsel auf den hydraulisch-pneumatischen Beaufschlagungspfad herbeigeführt wird. Möglich ist auch, dass dem Druckregelventil ein Betätigungssignal des Handbremsventils zugeführt wird. Bei dem Betätigungssignal kann es sich um einen pneumatischen oder hydraulischen Ausgangsdruck handeln, der von dem Handbremsventil geschaltet wird. Möglich ist auch, dass das Betätigungssignal ein elektrisches Signal ist, welches nach Maßgabe der Betätigung des Handbremsventils erzeugt wird. Eine besonders einfache Ausbildung der Umschalteinrichtung ist gebildet mit einem mit dem Vorratsbehälter verbundenen und dem Vorratsanschluss des Anhängersteuerventils vorgeordneten Be- und Entlüftungsventil, welches sich stromlos, also auch bei Ausfall der elektrischen Leistungsversorgung, in der Belüftungsstellung befindet und mit Bestromung in seine Entlüftungsstellung überführt werden kann. Bei vorliegender elektrischer Leistungsversorgung und Steuerung des 3/2-Wegeventils in die Entlüftungsstellung ist der hydraulisch-pneumatische Beaufschlagungspfad mangels Druckversorgung deaktiviert. Neben der erläuterten mechanischen Integration eines Feststellbremshebels in das Anhängersteuerventil schlägt EP 2 165 901 B1 auch vor, dem Kupplungskopf Bremse ein Wechselventil vorzuordnen, dessen einer Eingang mit dem Druckregelmodul verbunden ist, während der andere Eingang mit einem pneumatischen Feststellbremsventil verbunden ist.
EP 2 269 880 A1 beschreibt, dass bei vom Fahrer ausgelösten Bremsungen mit einer Hand- oder Fußbremse eine Bremsung des Zugfahrzeugs über die Betriebsbremse erfolgt. In diesem Fall bekommt der Anhänger ein Signal zum Betätigen der Bremsanlage. Problematisch ist es, wenn der Fahrer beispielsweise nur einen Power-Control-Hebel von der Stellung "Vorwärtsfahrt" in die Stellung "Neutral" bringt, vom Gaspedal geht oder einen Joystick nach hinten zieht. Bei derart verursachten Verzögerungen, die insbesondere durch ein Schleppmoment des Antriebsstrangs hervorgerufen sind, bekommt der Anhänger kein Signal zur Betätigung der Bremsanlage. Entsprechend wird auch keine Bremswirkung am Anhänger erzeugt, womit der Anhänger auflaufen kann. Die durch das Schleppmoment hervorgerufenen Verzögerungen können auch so stark sein, dass die Räder des Zugfahrzeugs auf Schotter zum Blockieren kommen. Läuft der Anhänger zu stark auf das Zugfahrzeug auf, kann es zum Einknicken des Gesamtgespanns und zu gefährlichen Situationen im Straßenverkehr kommen. Schließlich führt das Auflaufen des Anhängers zu einer zusätzlichen Belastung des Getriebes und des Motors mit einem hierdurch bedingten erhöhten Verschleiß und schlimmstenfalls Schäden. Die Druckschrift schlägt vor, in einem Fahrzustand mit unbetätigter Betriebsbremse zu erkennen, wenn der Anhänger auf das Zugfahrzeug aufläuft. Bei Erreichen oder Überschreiten einer vorbestimmten Schubwirkung des Anhängers auf das Zugfahrzeug wird automatisch über die Aussteuerung eines Bremssteuerdrucks die Bremsanlage des Anhängers trotz unbetätigter Betriebsbremse des Zugfahrzeugs betätigt, um eine Bremswirkung des Anhängers zu erzeugen, welche vorzugsweise der Bremswirkung des Zugfahrzeugs infolge des Schleppmoments entspricht. Beispielsweise kann die Schubwirkung des Anhängers aus der Differenz oder dem Quotienten der Ist-Motordrehzahl des Zugfahrzeugs und einer vorgegebenen Soll-Motordrehzahl ermittelt werden. Ebenfalls möglich ist die Ermittlung eines Maßes für die Schubwirkung des Anhängers aus der Differenz oder einem Quotienten von Drucksignalen eine hydrostatischen Fahrantriebs des Zugfahrzeugs.
EP 2 305 524 A1 widmet sich der Problematik, dass bei einer pneumatischen Beaufschlagung des Anhängersteuerventils zusätzlich zu der hydraulischen Beaufschlagung des Anhängersteuerventils die von dem Vorratsdruck in dem Anhängersteuerventil herbeigeführte Wirkung unterschiedlichen Betriebssituationen nicht hinreichend Rechnung tragen kann. EP 2 305 524 A1 schlägt vor diesem Hintergrund vor, dass der pneumatische Steuerdruck des Anhängersteuerventils abhängig von Fahrbetriebsbedingungen gesteuert oder geregelt wird. Hierbei kann der pneumatische Steuerdruck hinsichtlich seiner Dauer, des zeitlichen Verlaufs und/oder des Betrags gesteuert oder geregelt werden. Beispielsweise kann die Steuerung unter Berücksichtigung eines Vergleichs des hydraulischen Bremsdrucks des Zugfahrzeugs und des von dem Anhängersteuerventil ausgesteuerten pneumatischen Bremssteuerdrucks für den Anhänger, eines Vergleichs der hydraulisch erzeugten Bremskraft des Zugfahrzeugs und der pneumatisch erzeugten Bremskraft des Anhängers, eine Beladung des Zugfahrzeugs oder des Anhängers, von Informationen einer ABS- oder EBS-Einheit, von Informationen eines Navigationssystems, einer Kopplungskraft oder eine Kopplungswegs zwischen Zugfahrzeug und Anhänger, des Betätigungsverlaufs der Betätigung des Bremsbetätigungsorgans und/oder einem Geschwindigkeits- oder Beschleunigungssignal erfolgen. Ebenfalls möglich ist, dass ohne Vorliegen einer Betätigung des Bremspedals ein pneumatischer Bremssteuerdruck ausgesteuert oder ausgeregelt wird, welcher von einem wirksamen Schleppmoment des Zugfahrzeugs abhängig ist.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Anhängersteuerventil, eine Bremsanlage und ein Zugfahrzeug vorzuschlagen, bei welchem oder welcher alternative oder zusätzliche Möglichkeiten für eine Ausbildung des Einlass-/Auslassventils und dessen Betätigungsmöglichkeiten gegeben sind.
LÖSUNG
Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei bekannten Einlass-/Auslassventilen eines Anhängersteuerventils üblicherweise ein "passiver" Ventilkörper vorhanden ist, welcher durch eine Feder gegen einen gehäusefesten zweiten Ventilsitz gepresst wird. Wird der Ventilkörper durch einen Relaiskolben von dem zweiten Ventilsitz wegbewegt, wird ein Einlassquerschnitt zwischen dem Ventilkörper und dem zweiten Ventilsitz geöffnet, über welchen eine Verbindung eines Anschlusses für einen Vorratsdruck mit einem Anschluss für einen Bremssteuerdruck freigegeben wird, womit der ausgesteuerte Bremssteuerdruck erhöht wird. Der Relaiskolben bildet einen ersten Ventilsitz aus, welcher mit Öffnung des Einlassquerschnitts abdichtend an den Ventilkörper angepresst wird. Wird hingegen der erste Ventilsitz von dem Ventilkörper weg bewegt, ergibt sich zwischen dem ersten Ventilsitz und dem Ventilkörper ein Auslassquerschnitt, über welchen der Anschluss für den Bremssteuerdruck mit einer Entlüftung verbunden ist, wobei sich bspw. ein Entlüftungskanal durch den Ventilkörper erstreckt, der eine Mündung besitzt, die radial innenliegend von dem ersten Ventilsitz angeordnet ist (vgl. insbesondere EP 2 165 901 B1 ). Eine Einwirkung auf die Betriebsstellung des Einlass-/Auslassventils erfolgt in diesem Fall ausschließlich über die Beeinflussung der Stellung des ersten Ventilsitzes, insbesondere des den ersten Ventilsitz ausbildenden Relaiskolbens.
Erfindungsgemäß wird abweichend zu diesem Grundaufbau vorgeschlagen, dass sämtliche Ventilelemente des Einlass-/Auslassventils, welche einen Einlassquerschnitt und einen Auslassquerschnitt begrenzen, relativ zu einem Gehäuse des Anhängersteuerventils bewegbar sind. Insbesondere ist das Einlass-/Auslassventil nicht mit einem gehäusefesten Ventilsitz ausgebildet. Vielmehr sind bei Ausbildung von zwei Ventilelementen als Ventilsitze beide Ventilsitze bewegbar. Somit ist es möglich, durch Einwirkung über eine Feder, einen elektro-pneumatischen oder elektromagnetischen Aktuator und/oder pneumatische Beaufschlagung einer Steuerfläche auf die beiden Ventilelemente (insbesondere Ventilsitze) einzuwirken, womit letztendlich die Charakteristik des Einlass-/Auslassventils beeinflusst werden kann und eine Einlass- oder Auslassstellung herbeigeführt werden kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Einlass-/Auslassventil als Ventilelemente, welche den Einlassquerschnitt und den Auslassquerschnitt begrenzen, einen Ventilkörper, einen ersten Ventilsitz und einen zweiten Ventilsitz auf. In einer Auslassstellung des Einlass-/Auslassventils ist zwischen dem Ventilkörper und dem ersten Ventilsitz der Auslassquerschnitt gebildet. Hingegen ist in einer Einlassstellung des Einlass-/Auslassventils zwischen dem Ventilkörper und dem zweiten Ventilsitz der Einlassquerschnitt gebildet. Hierbei sind der erste Ventilsitz, der zweite Ventilsitz und der Ventilkörper relativ zu einem Gehäuse des Anhängersteuerventils bewegbar. Um lediglich ein nicht beschränkendes Beispiel zu nennen, können die Ventilsitze ringförmig ausgebildet sein, welche auf derselben Seite an einem tellerartigen, über eine Feder abgestützten Ventilkörper dichtend zur Anlage kommen können. Hierbei können sich der erste Ventilsitz, der zweite Ventilsitz und der Ventilkörper koaxial zueinander erstrecken, wobei der erste Ventilsitz und der zweite Ventilsitz radial ineinander liegend angeordnet sind. In einer Wiegestellung oder Sperrstellung wird der Ventilkörper unter Abdichtung an beide Ventilsitze angepresst. Hingegen liegt in einer Einlassstellung der erste Ventilsitz an dem Ventilkörper an, während der zweite Ventilsitz beabstandet von dem Ventilkörper angeordnet ist, womit zwischen dem Ventilkörper und dem zweiten Ventilsitz der Einlassquerschnitt gebildet ist, der einen Anschluss für einen Vorratsdruck mit einem Anschluss für den Bremssteuerdruck verbindet. In einer Auslassstellung liegt der zweite Ventilsitz an dem Ventilkörper an, während der erste Ventilsitz beabstandet von dem Ventilkörper angeordnet ist, womit zwischen dem Ventilkörper und dem ersten Ventilsitz der Auslassquerschnitt gebildet ist, der eine Entlüftung mit dem Anschluss für den Bremssteuerdruck verbindet.
Erfindungsgemäß sind vielfältige Steuerungsmöglichkeiten für die Veränderung der Betriebsstellung des Einlass-/Auslassventils möglich, wovon im Folgenden lediglich beispielhaft einige erwähnt werden:
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Ventilsitz über eine hydraulische Betätigungseinrichtung in Richtung des Ventilkörpers beaufschlagbar. Mittels der hydraulischen Betätigungseinrichtung kann die Grundfunktion des Anhängersteuerventils, nämlich die Umwandlung eines hydraulischen, vom Fahrer über das Bremspedal vorgegebenen Bremsdrucks in einen pneumatischen Bremssteuerdruck, gewährleistet werden. Möglich ist hierbei, dass die hydraulische Betätigungseinrichtung einkreisig oder mehrkreisig ausgebildet ist.
Alternativ oder kumulativ möglich ist, dass der erste Ventilsitz über einen Anpassungs-Aktuator in Abhängigkeit von einem pneumatischen Steuerdruck in Richtung des Ventilkörpers beaufschlagbar ist. Mittels des Anpassungs-Aktuators kann somit eine Beeinflussung der Kraftverhältnisse und der Betriebsstellung des Einlass-/Auslassventils alternativ oder zusätzlich zu der hydraulischen Betätigungseinrichtung herbeigeführt werden, um eine Anpassung des ausgesteuerten Bremssteuerdrucks herbeizuführen.
Hierbei wird im Rahmen der Erfindung unter einer "Anpassung" des Bremssteuerdrucks insbesondere

– eine Erzeugung eines schnellen "Einsprungs" oder eines schnellen Ansprechens der pneumatischen Bremsanlage des Anhängers,
– das Beseitigen von Beeinträchtigungen des ausgesteuerten Bremssteuerdrucks infolge von Reibung in dem Anhängersteuerventil,
– das vorzeitige Zurücklegen eines Betätigungswegs zum Anlegen von Bremsbacken (s. a. DE 34 12 345 A1 ),
– eine Beeinflussung der Charakteristik, insbesondere einer etwaigen Hysterese, des Anhängersteuerventils hinsichtlich des ausgesteuerten Bremssteuerdrucks in Abhängigkeit von dem hydraulischen Bremsdruck des Zugfahrzeugs,
– eine Herbeiführung einer temporären Erhöhung des Bremssteuerdrucks,
– die Erzeugung eines Bremssteuerdrucks zur Bereitsstellung einer Feststellbremswirkung (s. a. EP 0 832 803 A1 ),
– die Bereitstellung oder die Beeinflussung einer Streckbremsfunktion, einer Hilfsbremsfunktion und/oder einer Prüffunktion (s. a. DE 10 2008 048 207 B4 ) und/oder
– eine Erzeugung eines Bremssteuerdrucks, welches ein Schleppmoment des Antriebsstrangs des Zugfahrzeugs in einem Schubbetrieb berücksichtigt (s. a. EP 2 269 880 A1 )

Gemäß dem eingangs angeführten Stand der Technik basiert ein Voreilungs-Aktuator für die Erzeugung einer Anpassung in Form einer Voreilung darauf, dass eine Kraft von einem pneumatischen Steuerdruck erzeugt wird. Mit dieser pneumatisch erzeugten Kraft wird dann das Einlassventil geöffnet, womit Druckluft von einem Anschluss für einen Vorratsdruck zu einem Anschluss für den Bremssteuerdruck gelangen kann, wodurch zur Herbeiführung der Voreilung der Bremssteuerdruck erzeugt oder erhöht wird. Hierbei wirkt der pneumatische Steuerdruck auf eine Steuerfläche, die in Öffnungsrichtung des Einlassventils wirkt und mechanisch mit einem Ventilkörper des Einlassventils gekoppelt ist. Energiequelle für die Erzeugung der Öffnung des Einlassventils ist hier der pneumatische Druck.
In weiterer optionaler Ausgestaltung der Erfindung wird das zuvor erläuterte Konzept zur Ausbildung des Anpassungs-Aktuators bei dem erfindungsgemäßen Anhängersteuerventil verlassen, indem in diesem ein nach dem "Federspeicher-Prinzip" arbeitender Anpassungs-Aktuator Einsatz findet. Unter einem "Federspeicher-Prinzip" wird im Rahmen der Erfindung hierbei ein Prinzip verstanden, bei welchem eine vorgespannte Feder eine Kraft erzeugt, mittels welcher der Anpassungs-Aktuator und insbesondere das Einlassventil in Öffnungsrichtung betätigt wird, wobei diese Kraft und die Vorspannung der Feder gemindert oder beseitigt werden kann durch einen pneumatischen Steuerdruck. Somit wird bei dem erfindungsgemäßen Einsatz des "Federspeicher-Prinzip" als Energiequelle für die Öffnung des Einlassventils nicht der pneumatische Druck verwendet, sondern die in einer Feder infolge einer Vorspannung gespeicherte Energie. Möglich ist somit, dass ohne Anliegen des genannten pneumatischen Steuerdrucks die Kraft der Feder in dem Anpassungs-Aktuator zur Herbeiführung der Öffnungsstellung des Einlassventils wirkt, während diese Kraft mit anliegendem Steuerdruck gemindert oder beseitigt wird.
(Ein derartiges "Federspeicher-Prinzip" ist an sich für Druckluftanlagen ausschließlich bekannt für Federspeicher-Feststellbremsen, bei welchen zur Sicherung einer Feststellbremsfunktion unabhängig von dem Druck in einer Druckluftanlage die Feststellbremswirkung mittels einer vorgespannten Feder herbeigeführt wird, während für das Lösen der Feststellbremse die pneumatische Beaufschlagung einer Federspeicher-Bremskammer mit einem Lösedruck erforderlich ist. Die pneumatische Beaufschlagung der Federspeicher-Bremskammer mit dem Lösedruck führt zu einer Lösekraft, welche entgegengesetzt zu der Kraft der Feder orientiert ist und damit die Feststellbremskraft mindert oder beseitigt. Die Erfindung überträgt somit das Federspeicher-Prinzip erstmalig auf ein Anhängersteuerventil.) Möglich ist auch, dass erfindungsgemäß infolge der Feder die Aussteuerung eines Bremssteuerdrucks möglich ist, welcher unabhängig von Schwankungen des Steuerdrucks ist.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Anhängersteuerventils erfolgt auch eine gesteuerte Beaufschlagung des zweiten Ventilsitzes. Hierzu findet vorzugsweise ein Feststellbrems-Aktuator Einsatz, welcher den zweiten Ventilsitz in Richtung des Ventilkörpers beaufschlagt. Mit dieser Beaufschlagung durch den Feststellbrems-Aktuator kann somit die Einlassstellung des Einlass-/Auslassventils herbeigeführt werden, so dass durch den Feststellbrems-Aktuator ein Bremssteuerdruck ausgesteuert werden kann, der in dem Anhänger zur Herbeiführung einer Feststellbremswirkung genutzt werden kann. Auf diese Weise kann besonders einfach in das Anhängersteuerventil eine einer Feststellbremsfunktion für den Anhänger integriert werden.
Möglich ist, dass die Kraft, welche den zweiten Ventilsitz in Richtung des Ventilkörpers beaufschlagt, über eine elektromagnetischen oder elektropneumatischen Feststellbrems-Aktuator erzeugt wird. Hierbei kann insbesondere die Kraft in Richtung des Ventilkörpers von einem pneumatischen Steuerdruck des Feststellbrems-Aktuators hervorgerufen werden, der an einer geeigneten Steuerfläche in Richtung des Ventilkörpers wirkt. Somit wird für die Bewegung des Einlass-/Auslassventils in die Einlassstellung Energie der Druckluft genutzt.
Für einen weiteren Vorschlag der Erfindung arbeitet der Feststellbrems-Aktuator nach dem Federspeicher-Prinzip, so dass für die Bewegung des Einlass-/Auslassventils in die Einlassstellung eine in einer vorgespannten Feder gespeicherte Energie genutzt wird, während die Beaufschlagung des zweiten Ventilsitzes in Richtung der Auslassstellung dann entgegen der Wirkung der Feder über eine durch den Feststellbrems-Aktuator erzeugte Kraft, insbesondere eine von einem Steuerdruck an einer Steuerfläche erzeugte Kraft, welche in Richtung der Auslassstellung wirkt, erfolgt.
Möglich ist durchaus, dass der Freiheitsgrad des Ventilkörpers gegenüber dem Gehäuse einseitig oder beidseitig durch einen gehäusefesten Anschlag begrenzt ist. Ebenfalls möglich ist, dass eine Begrenzung der Bewegung des Ventilkörpers durch andere Bauelemente erfolgt, die unter Umständen auch relativ zu dem Gehäuse bewegt werden können. In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Anhängersteuerventils ist der Ventilkörper im Arbeitsbereich des Einlass-/Auslassventils ohne Begrenzung der Bewegung durch einen gehäusefesten Anschlag frei beweglich.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Ventilsitz von einem Relaiskolben ausgebildet. Hierbei kann eine Steuerfläche des Relaiskolbens mit dem Bremssteuerdruck beaufschlagt sein. Hiermit kann der Relaiskolben genutzt werden, um mittels einer Relaiswirkung den Bremssteuerdruck so auszusteuern, dass dieser nicht zwingend dem Vorratsdruck entsprechen muss, sondern dass vielmehr auch ein kleinerer Bremssteuerdruck ausgesteuert werden kann, was insbesondere je nach Beaufschlagung der Ventilelemente des Einlass-/Auslassventils und den anliegenden Steuerdrücken erfolgt. Hierbei kann die Relaiswirkung genutzt werden, wenn

– die Erzeugung des Bremssteuerdrucks durch die hydraulische Betätigungseinrichtung erfolgt,
– die Anpassung des Bremssteuerdrucks durch den Anpassungs-Aktuator erfolgt und/oder
– die Erzeugung eines Bremssteuerdrucks zur Herbeiführung einer Feststellbremswirkung durch einen Feststellbrems-Aktuator erfolgt.

Für eine erfindungsgemäße Ausgestaltung ist ein Ventilsitz von einem gegenüber einem Gehäuse verschieblichen Feststellbremskörper ausgebildet. Dieser weist dann eine Feststellbrems-Steuerfläche auf. Die Feststellbrems-Steuerfläche kann zum Aktivieren oder Deaktivieren einer Feststellbremsfunktion mit einem Feststellbrems-Steuerdruck beaufschlagt werden. Auch hier ist die Betätigung des Einlass-/Auslassventils in die Einlassstellung zur Erzeugung eines Bremssteuerdrucks, welcher eine Feststellbremswirkung herbeiführen soll, mit Erhöhung des Feststellbrems-Steuerdrucks möglich. Ebenfalls möglich ist aber eine "invertierte Funktion", bei welcher unter Nutzung des Federspeicher-Prinzips die Beaufschlagung in Richtung der Einlassstellung durch die vorgespannte Feder erfolgt, gegen welche dann der Feststellbrems-Steuerdruck an der Feststellbrems-Steuerfläche des Feststellbremskörpers wirkt.
Für den Fall, dass in dem Anhängersteuerventil wie zuvor erläutert ein Anpassungs-Aktuator Einsatz findet, weist dieser für eine weiteren Vorschlag eine Anpassungs-Feder auf, die eine Anpassungs-Kraft erzeugt. Die Anpassungs-Kraft wirkt zur Erzeugung einer Anpassung in Richtung der Einlassstellung des Einlass-/Auslassventils auf ein Ventilelement, insbesondere den Relaiskolben ein. Der Anpassungs-Aktuator verfügt des Weiteren über eine Freigabeeinrichtung, die in einer ersten Betriebsstellung, in welcher keine Anpassung herbeigeführt werden soll, die Wirkung der Anpassungs-Feder auf das Ventilelement, insbesondere den Relaiskolben, mindert oder beseitigt und in einer zweiten Betriebsstellung, in welcher eine Anpassung herbeigeführt werden soll, die Wirkung der Anpassungs-Feder zumindest teilweise freigibt.
Möglich ist hierbei, dass die Vorspannung der Anpassungs-Feder bspw. werkseitig fest vorgegeben ist. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist aber die Vorspannung der Anpassungs-Feder einstellbar. Möglich ist, dass über die Einstellung der Vorspannung der Anpassungs-Feder Fertigungsungenauigkeiten Rechnung getragen werden kann. Vorzugsweise kann aber über die Einstellung der Vorspannung der Anpassungs-Feder gezielt Einfluss genommen werden auf die Charakteristik des Anhängersteuerventils durch Modifikation der Anpassungs-Kraft. Beispielsweise kann über die Einstellung der Vorspannung der Anpassungs-Feder eine Voreilung des Anhängersteuerventils verändert werden. Möglich ist auch, dass über die Einstellung der Vorspannung der Anpassungs-Feder eine Anpassung des Anhängersteuerventils an unterschiedliche Einbauumgebungen, Freigabe-Steuerdrücke, hydraulische Bremsdrücke oder hydraulische Bremsanlagen, gewünschte Charakteristiken und/oder pneumatische Anhängerbremsanlagen erfolgt.
Für die technische Ausgestaltung der Freigabeeinrichtung gibt es vielfältige von der Erfindung umfasste Möglichkeiten. Während grundsätzlich auch möglich ist, dass die Freigabeeinrichtung bspw.

– als lösbare Verrastung oder Verriegelung, welche in der ersten Betriebsstellung die Anpassungs-Feder blockiert, ausgebildet ist oder
– als entgegengesetzt zu der Anpassungs-Feder wirkende elektromagnetische Einrichtung ausgebildet ist, mittels welcher je nach Bestromung eine der Anpassungs-Kraft entgegenwirkende Kraft erzeugt werden kann,

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Anpassungs-Feder an einem Betätigungskörper abgestützt. Der Betätigungskörper bildet hierbei eine Gegen-Anschlagfläche aus. Die Gegen-Anschlagfläche des Betätigungskörpers liegt in der ersten Betriebsstellung infolge der Vorspannung der Anpassungs-Feder an der Anschlagfläche des Freigabe-Kolbens an, womit die Anpassungs-Kraft der Anpassungs-Feder nicht in vollem Umfang auf den Relaiskolben wirkt, sondern zumindest teilweise über den Betätigungskörper und den Kontakt zwischen Gegen-Anschlagfläche und Anschlagfläche an dem Freigabe-Kolben abgestützt ist. Hingegen ist in der zweiten Betriebsstellung der Betätigungskörper beabstandet von der Anschlagfläche des Freigabe-Kolbens angeordnet, so dass keine Teilaufnahme der Anpassungs-Kraft durch den Freigabe-Kolben erfolgt, sondern vielmehr die volle Anpassungs-Kraft der Anpassungs-Feder auf den Relaiskolben wirken kann. Für eine Integration des Betätigungskörpers in den Kraftfluss zu dem Relaiskolben gibt es vielfältige Möglichkeiten. Insbesondere ist der Betätigungskörper unmittelbar an dem Relaiskolben abgestützt.
Die Möglichkeiten für die Gestaltung der Kraftverhältnisse an dem Freigabe-Kolben sind vielfältig, wobei die Kraftverhältnisse insbesondere über eine pneumatische Beaufschlagung von Steuerflächen und/oder Federn beeinflusst werden können. Für eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist der Freigabe-Kolben an der Freigabe-Steuerfläche in eine erste Richtung mit dem Freigabe-Steuerdruck beaufschlagbar. Für diese Ausgestaltung verfügt der Freigabe-Kolben über eine weitere Steuerfläche, die in eine entgegengesetzt zur ersten Richtung orientierte zweite Richtung mit einem pneumatischen Druck beaufschlagt ist. Bei diesem Druck handelt es sich insbesondere um den Vorratsdruck oder einen Feststellbrems-Steuerdruck für die Bereitstellung einer Feststellbremsfunktion. Im letztgenannten Fall dient der Freigabe-Kolben nicht ausschließlich der erläuterten Anpassung. Ergänzend kann durch die Beaufschlagung der weiteren Steuerfläche auch der Freigabe-Kolben in multifunktionaler Weise für die Gewährleistung einer Feststellbremsfunktion genutzt werden.
Eine zusätzliche Beeinflussung der Charakteristik des Anhängersteuerventils und/oder der Kräfteverhältnisse an dem Relaiskolben kann erfolgen, wenn gleitend gegenüber dem Relaiskolben ein Verstärkungskolben gelagert ist. Der Verstärkungskolben weist eine Verstärkungs-Steuerfläche auf, die mit dem Druck an dem Anschluss für den Bremssteuerdruck beaufschlagt ist. Entgegengesetzt zur Wirkung des Drucks an der Verstärkungs-Steuerfläche wird der Verstärkungskolben über eine vorgespannte Feder mit einer Anschlagfläche gegen eine Gegen-Anschlagfläche des Relaiskolbens gepresst. Je nach Druck an der Verstärkungs-Steuerfläche kann somit eine einseitige Kopplung zwischen dem Relaiskolben und dem Verstärkungskolben erfolgen oder in gelöstem Zustand der Anschlagfläche des Verstärkungskolbens von der Gegen-Anschlagfläche des Relaiskolbens kann die einseitige Kopplung zwischen Verstärkungskolben und Relaiskolben beseitigt sein. Hierbei kann zwischen Relaiskolben und Verstärkungskolben eine Art Mitnehmer gebildet sein, welcher eine einseitig wirkende Kopplung zwischen dem Relaiskolben und dem Verstärkungskolben bereitstellt. Beispielsweise kann der Relaiskolben (oder der Verstärkungskolben) mit einem Absatz ausgebildet sein, an welchem der Verstärkungskolben (oder der Relaiskolben) anliegt. In diesem Fall wird zwischen dem Absatz des Relaiskolbens (oder des Verstärkungskolbens) und dem Verstärkungskolben (oder dem Relaiskolben) die Anpressung zwischen der Anschlagfläche und der Gegen-Anschlagfläche erzeugt. Wird hingegen für einen hinreichend großen Druck an der Verstärkungs-Steuerfläche der Kontakt zwischen Anschlagfläche und Gegen-Anschlagfläche beseitigt, beeinflusst die vorgespannte Feder die Kräfteverhältnisse an dem Relaiskolben nicht mehr.
Für die Abstützung der auf den Verstärkungskolben wirkenden vorgespannten Feder gibt es vielfältige Möglichkeiten. Für einen besonderen Vorschlag der Erfindung ist diese Feder auf der dem Verstärkungskolben abgewandten Seite an dem Betätigungskörper abgestützt, an welchen auch die Anpassungs-Feder abgestützt ist.
Wie zuvor erwähnt, kann in das Anhängersteuerventil auch eine Feststellbremsfunktion integriert sein. Möglich ist hierbei, dass das Anhängersteuerventil ein Magnetventil aufweist, über welches ein (oder der vorgenannte) Feststellbrems-Steuerdruck steuerbar ist. Alternativ oder kumulativ kann ein Magnetventil vorhanden sein, über welches ein oder der Freigabe-Steuerdruck steuerbar ist. Hierbei können die beiden Magnetventile separat ausgebildet sein oder von einer Magnetventileinheit bereitgestellt sein. Möglich ist, dass ein derartiges Magnetventil in ein Gehäuse des Anhängersteuerventils integriert ist oder an ein Gehäuse des Anhängersteuerventils angesetzt oder angeflanscht ist. Ebenso möglich ist, dass der Feststellbrems-Steuerdruck mittels eines externen Ventils gesteuert wird.
Für einen weiteren Vorschlag der Erfindung findet ein Anhängersteuerventil der zuvor erläuterten Art Einsatz in einer Bremsanlage oder in einem Zugfahrzeug mit einer Bremsanlage.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Schutzansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Schutzansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Gebrauchsmusters Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Schutzansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Schutzansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Schutzansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Schutzansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
Die in den Schutzansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.
Die in den Schutzansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Schutzansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Schutzansprüche leichter verständlich zu machen.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
1 und 2 zeigen stark schematisiert Zugfahrzeuge mit unterschiedlichen Bremsanlagen.
3 und 4 zeigen in Längsschnitten unterschiedliche Ausgestaltungen eines Anhängersteuerventils.
5 bis 9 zeigen in einem schematischen Längsschnitt ein Anhängersteuerventil in unterschiedlichen Betriebsstellungen.
10 zeigt in einem schematischen Längsschnitt eine weitere Ausgestaltung eines Anhängersteuerventils.
FIGURENBESCHREIBUNG
1 zeigt ein Zugfahrzeug 1, hier einen Traktor 2. Das Zugfahrzeug 1 weist eine hydraulische Bremsanlage 3 auf, welche hier zweikreisig ausgebildet ist, ohne dass dies für die Erfindung zwingen der Fall sein muss. Die hydraulische Bremsanlage 3 ist mit Bremspedalen 4a, 4b gebildet, welche von dem Fahrer betätigt werden können. Die Bremspedale 4a, 4b betätigen hydraulische Geberzylinder 5a, 5b, die in hydraulischen Bremsleitungen 6a, 6b einen hydraulischen Bremsdruck erzeugen. Die Bremsleitungen 6a, 6b beaufschlagen hydraulische Betriebsbremszylinder 7a, 7b der beiden Kreise, wobei hier zur Vereinfachung je Kreis jeweils nur ein Betriebsbremszylinder 7a, 7b dargestellt ist. Die Betätigung der Bremspedale 4a, 4b wird über einen Sensor 8a, 8b oder Schalter erfasst, wobei über eine Bremslichtleitung 9 eine Bremsleuchte 10 aktiviert wird, wenn die Bremspedale 4a, 4b betätigt werden.
Das Zugfahrzeug 1 verfügt über eine Druckluftanlage 11 mit einer Druckquelle, hier einem Kompressor 12. Über den Kompressor 12 wird ein Vorratsbehälter 13 mit Druckluft befüllt. Die Druckluftanlage 11 verfügt über einen Kupplungskopf Bremse 14 sowie einen Kupplungskopf Vorrat 15, welche mit den entsprechenden Gegen-Kupplungsköpfen eines Anhängers verbindbar sind. Der Kupplungskopf Vorrat 15 ist über eine Vorratsleitung 16 mit dem Vorratsbehälter 13 verbunden, so dass über den Kupplungskopf Vorrat 15 der Anhänger mit Druckluft versorgt werden kann. Hingegen wird über den Kupplungskopf Bremse 14 der Anhänger mit einem Bremssteuerdruck versorgt, über welchen eine an dem Anhänger erzeugte Betriebsbremskraft vorgebbar oder beeinflussbar ist. Der Bremssteuerdruck wird ausgesteuert von einem Anhängersteuerventil 17, dessen ausgangsseitiger Anschluss 18 für den Bremssteuerdruck über eine Bremssteuerleitung 19 mit dem Kupplungskopf Bremse 14 verbunden ist. Ein Anschluss 20 für einen Vorratsdruck ist über eine Versorgungsleitung 21 mit dem Vorratsbehälter 13 zur Druckluftversorgung des Anhängersteuerventils 17 verbunden. Das Anhängersteuerventil 17 weist Anschlüsse 22a, 22b für einen hydraulischen Bremsdruck der beiden Kreise auf. Des Weiteren verfügt das Anhängersteuerventil 17 über einen Anschluss 23 für ein elektrisches Steuersignal. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel wird der Anschluss 23 mit demselben elektrischen Signal beaufschlagt wie die Bremslichtleitung 9 und die Bremsleuchte 10, so dass bei Betätigung der Bremspedale 4a, 4b der Anschluss 23 gemeinsam mit der Bremsleuchte 10 elektrisch beaufschlagt ist. Mittels des Anhängersteuerventils 17 wird in Abhängigkeit von dem hydraulischen Bremsdruck an den Anschlüssen 22a, 22b und unter optionaler zusätzlicher Beeinflussung eines elektrischen Steuersignals an dem Anschluss 23 ein pneumatischer Bremssteuerdruck an dem Anschluss 18 erzeugt.
Bis auf Weiteres entspricht die Ausführungsform gemäß 2 der Ausführungsform gemäß 1. Allerdings ist hier der Kupplungskopfs Vorrat 15 nicht unmittelbar mit dem Vorratsbehälter 13 verbunden. Vielmehr erfolgt die Versorgung des Kupplungskopfs Vorrat 15 über das Anhängersteuerventil 17, so dass die Druckluft von dem Vorratsbehälter 13 über die Versorgungsleitung 21 durch das Anhängersteuerventil 17 und über die in diesem Fall an einen Anschluss 24 für den Kupplungskopf Vorrat 15 angeschlossene Vorratsleitung 16 dem Kupplungskopf Vorrat 15 zugeführt wird. Dies kann bspw. vorteilhaft sein für die Leitungsführung, da unter Umständen ein Teilbereich einer parallelen Leitungsführung von dem Vorratsbehälter 13 zu dem Anhängersteuerventil 17 einerseits und zu dem Kupplungskopf Vorrat 15 andererseits eingespart werden kann. Möglich ist auch, dass über die Speisung des Kupplungskopfs Vorrat 15 über das Anhängersteuerventil 17 in das Anhängersteuerventil 17 eine Notbremsfunktion integriert werden kann.
Für das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel verfügt ein hier zweiteiliges Gehäuse 25 des Anhängersteuerventils 17 in dem einen Endbereich über die Anschlüsse 5a, 5b für den hydraulischen Bremsdruck. In dem gegenüberliegenden Endbereich sind der Anschluss 18 für den Bremssteuerdruck und der Anschluss 20 für den Vorratsdruck angeordnet. Des Weiteren ist in diesem Endbereich koaxial zu einer Längsachse 26 eine Entlüftung 27 vorgesehen.
Das Anhängersteuerventil 17 verfügt über ein Einlassventil 28 sowie ein Auslassventil 29, die hier als kombiniertes Einlass-/Auslassventil 30 ausgebildet sind. Hierbei ist das Auslassventil 29 zwischen einem Ventilkörper 31 und einem ersten Ventilsitz 32 gebildet. In einer Sperrstellung des Auslassventils 29 liegt der Ventilkörper 31 unter Abdichtung an dem ersten Ventilsitz 32 an, während in einer Auslassstellung der Ventilkörper 31 beabstandet von dem ersten Ventilsitz 32 angeordnet ist, womit zwischen diesen ein Auslassquerschnitt 33 gebildet ist.
Das Einlassventil 28 ist gebildet zwischen dem Ventilkörper 31 und einem zweiten Ventilsitz 34. In einer Sperrstellung des Einlassventils 28 liegt der Ventilkörper 31 unter Abdichtung an dem zweiten Ventilsitz 34 an. Hingegen ist in einer Einlassstellung des Einlassventils 28 zwischen dem Ventilkörper 31 und dem zweiten Ventilsitz 34 ein Einlassquerschnitt 35 gebildet.
Für das dargestellte Ausführungsbeispiel wird der erste Ventilsitz 32 ausgebildet von einer dem Ventilkörper 31 zugewandten Stirnseite eines Relaiskolbens 36. Der zweite Ventilsitz 34 wird von einer dem Ventilkörper 31 zugewandten Stirnseite eines Feststellbremskörpers 37 ausgebildet.
Der Feststellbremskörper 37 ist axial entlang der Längsachse 26 verschieblich in dem Gehäuse 25 geführt. Hierbei ist der Feststellbremskörper 37 in grober Näherung hülsenartig ausgebildet, wobei der zweite Ventilsitz 34 des Feststellbremskörpers 37 von einer radial nach innen orientierten und in Richtung des Ventilkörpers 31 hervorstehenden umlaufenden Nase ausgebildet ist. In dem Feststellbremskörper 37 ist axial beweglich der Relaiskolben 36 geführt, wobei in dem dem Ventilkörper 31 abgewandten Endbereich des Relaiskolbens 36 eine Abdichtung zwischen dem Feststellbremskörper 37 und dem Relaiskolben 36 über ein Dichtelement 38 erfolgt. Axial zwischen dem Dichtelement 38 und dem ersten Ventilsitz 32 sind (axial nebeneinander liegend) zwischen dem Feststellbremskörper 37 und dem Relaiskolben 36 eine Relaiskammer 39 und eine Bremssteuerdruckkammer 40 gebildet, welche über einen Ringspalt oder Kanal 41 miteinander pneumatisch verbunden sind.
Der Ventilkörper 31 ist ebenfalls hülsenartig, ggf. mit einem Bund und einem geeigneten dichtenden Aufsatz für die Ausbildung der Kontaktfläche mit den Ventilsitzen 32, 34, ausgebildet, wobei ein hier hohlzylindrischer Innenraum 42 des Ventilkörpers 31 permanent mit der Entlüftung 27 verbunden ist.
3 zeigt das Einlass-/Auslassventil 30 in seiner Auslassstellung. Hierbei ist der Relaiskolben 36 beabstandet von dem Ventilkörper 31 angeordnet, so dass der Auslassquerschnitt 33 freigegeben ist. Hingegen liegt der Feststellbremskörper 37 mit seinem Ventilsitz 34 an dem Ventilkörper 31 an, womit der Einlassquerschnitt 35 geschlossen ist. Druckluft aus der Relaiskammer 39, dem Kanal 41 und der Bremssteuerdruckkammer 40 sowie von dem Anschluss 18 für den Bremssteuerdruck, welcher in die Bremssteuerdruckkammer 40 mündet, kann somit über den zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Ventilkörper 31 geschaffenen Auslassquerschnitt durch den Innenraum 42 des Ventilkörpers 31 über die Entlüftung 27 entlüftet werden. Radial außenliegend von dem Ventilkörper 31 ist zwischen dem Ventilkörper 31 und dem Gehäuse 25 eine Vorratskammer 43 gebildet. Die Vorratskammer 43, in welche der Anschluss 20 für den Vorratsdruck mündet, ist in der Betriebsstellung gemäß 3 abgeschlossen, da der von dem Feststellbremskörper 37 ausgebildete Ventilsitz 34 unter Abdichtung an dem Ventilkörper 31 anliegt.
Wird hingegen auf im Folgenden noch näher beschriebene Weise der Relaiskolben 36 aus der Betriebsstellung gemäß 3 durch den Feststellbremskörper 37 hindurch nach rechts bewegt, kommt dieser mit dem Ventilsitz 32 zur Anlage an den Ventilkörper 31. Für derart geschlossenes Einlassventil 28 und Auslassventil 29 ist sowohl die Vorratskammer 43 abgesperrt als auch ein Übertritt von Druckluft von dem Anschluss 18 zu der Entlüftung 27 blockiert. Bei dieser Stellung kann es sich auch um eine so genannte Abschlussstellung oder Wiegestellung handeln. Mit weiterer Verschiebung des Relaiskolbens 36 nach rechts nimmt dieser den Ventilkörper 31 mit, wobei weiterhin das Auslassventil 29 geschlossen bleibt, da der Ventilsitz 32 des Relaiskolbens 36 an den Ventilkörper 31 gepresst wird. Der Ventilkörper 31 entfernt sich mit dieser Bewegung aber von dem Ventilsitz 34 des Feststellbremskörpers 37, womit der Einlassquerschnitt 35 geöffnet wird. Somit kann Druckluft von dem Anschluss 20 über die Vorratskammer 43 und den geschaffenen Einlassquerschnitt 35 zu der Bremssteuerdruckkammer 40 übertreten, von wo aus diese zu dem Anschluss 18 (und über den Kanal 42 zu der Relaiskammer 39) gelangt.
Mit Öffnung des Einlassventils 28 kann somit der Bremssteuerdruck an dem Anschluss 18 erhöht werden, während mit Öffnung des Auslassventils 29 der Bremssteuerdruck an dem Anschluss 18 vermindert wird. Hierbei wirkt der jeweilige Bremssteuerdruck über die Relaiskammer 39 einerseits an einer Steuerfläche 44 des Relaiskolbens 36 sowie andererseits auf eine Steuerfläche 45 des Feststellbremskörpers 37, mit welchen die Relaiskammer 39 begrenzt ist.
In der Relaiskammer 39 ist eine Feder 46 angeordnet, welche hier als den Relaiskolben 36 umschließende gewundene Feder ausgebildet ist. Ein Federfußpunkt der Feder 46 ist an der Steuerfläche 44 des Relaiskolbens 36 abgestützt, während der andere Federfußpunkt der Feder 46 an der Steuerfläche 45 des Feststellbremskörpers 37 abgestützt ist. Auch in der Vorratskammer 43 ist eine Feder 47 angeordnet, welche hier ebenfalls als gewundene Feder ausgebildet ist und welche sich um die Mantelfläche des Ventilkörpers 31 erstreckt. Ein Federfußpunkt der Feder 47 ist an dem Gehäuse 25 abgestützt, während der andere Federfußpunkt der Feder 47 an dem Ventilkörper 31, hier einem mit dem Ventilkörper 31 verbundenen Dicht- oder Kontaktelement, abgestützt ist.
Im Folgenden werden die unterschiedlichen Möglichkeiten für die Beeinflussung der axialen Stellung des Relaiskolbens 36 und/oder des Feststellbremskörpers 37 erläutert, über welche die Betriebsstellung des Einlass-/Auslassventils 30 beeinflusst werden kann:
Zwischen einem Stufenkolben 48 und einer abgestuften Bohrung 49 des Gehäuses 25 sind gegeneinander abgedichtete hydraulische Bremskammern 50, 51 gebildet, in welche jeweils ein Anschluss 22a, 22b für einen hydraulischen Bremsdruck der beiden Kreise mündet. Je nach hydraulischem Druck an den Anschlüssen 22a, 22b wird somit an dem Stufenkolben 48 eine hydraulische Betätigungskraft erzeugt. Auf diese Weise ist eine hydraulische Betätigungseinrichtung 92 des Anhängersteuerventils 17 gebildet. Die hydraulische Betätigungskraft wird über einen hier hülsenartig ausgebildeten Betätigungsstößel 52, dessen Stirnseite an der dem Ventilsitz 31 abgewandten Stirnseite des Relaiskolbens 36 anliegt, auf den Relaiskolben 36 übertragen. Mit einer Erhöhung der hydraulischen Betätigungskraft ist es somit möglich, den Relaiskolben 36 aus der Betriebsstellung gemäß 3 mit geöffnetem Auslassventil 29 in die Betriebsstellung zu überführen, in der das Auslassventil 29 geschlossen ist, und mit weiterer Bewegung das Einlassventil 28 zu öffnen. Steigt bei geöffnetem Einlassventil 28 der Bremssteuerdruck in der Bremssteuerdruckkammer 40 und damit auch in der Relaiskammer 39 an, entsteht an der Steuerfläche 44 des Relaiskolbens 36 eine sich vergrößernde Kraft, welche in Schließrichtung des Einlassventils 28 und in Öffnungsrichtung des Auslassventils 29 wirkt und welche damit der hydraulischen Betätigungskraft entgegengerichtet ist. Grundsätzlich wird somit in Abhängigkeit der gewählten Dimensionen und der Steifigkeit sowie Vorspannung der Feder 46 eine Charakteristik vorgegeben, für welchen Bremssteuerdruck bei welcher hydraulischen Beaufschlagung der Anschlüsse 22a, 22b die Schließ- oder Wiegestellung des Einlassventils 28 und des Auslassventils 29 erreicht wird.
Im Folgenden werden alternative oder kumulative Beeinflussungsmöglichkeiten für den Bremssteuerdruck an dem Anschluss 18 erläutert:
Eine Anpassungs-Feder 53 stützt sich mit einem Federfußpunkt an einem Abstützkörper 54, ab. Radial außenliegend ist der Abstützkörper 54 über eine Gewindeverbindung 67 mit einem Freigabekolben 57 verschraubt. Der andere Federfußpunkt der Anpassungs-Feder 53 stützt sich an einem Betätigungskörper 55 ab. Auf der der Anpassungs-Feder 53 abgewandten Seite liegt der Betätigungskörper 55 an dem Relaiskolben 36 an. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist die Anpassungs-Feder 53 als gewundene Feder ausgebildet, welche sich um den Betätigungsstößel 52 erstreckt. Die Anpassungs-Feder 53 ist vorgespannt mit einer Vorspannung, welche in einer Betriebsstellung über den Betätigungskörper 55 eine Anpassungs-Kraft auf den Relaiskolben 36 bewirkt, welche ausreichend ist, um den Relaiskolben 36 nach rechts zu bewegen, so dass durch die Wirkung der Anpassungs-Feder 53 auch ohne einen hydraulischen Bremsdruck an den Anschlüssen 22a, 22b oder auch für einen Druckaufbau an den Anschlüssen 22a, 22b die Anpassungs-Kraft ausreichend ist, um das Auslassventil 29 zu schließen und das Einlassventil 28 zu öffnen, womit ein Bremssteuerdruck an dem Anschluss 18 erzeugt werden kann.
Ist allerdings keine oder eine reduzierte Wirkung der Anpassungs-Feder 53 auf den Relaiskolben 36 gewünscht, wird der Betätigungskörper 55 an einer Freigabeeinrichtung 56 abgestützt, so dass die Anpassungs-Kraft der Anpassungs-Feder 53 zumindest teilweise von der Freigabeeinrichtung 56 aufgenommen wird, womit dieser Teil der Anpassungs-Kraft nicht mehr auf den Relaiskolben 36 wirkt. Die Freigabeeinrichtung 56 verfügt über den Freigabekolben 57. Der Freigabekolben 57 ist axial verschieblich in dem Gehäuse 25 geführt. Der Freigabekolben 57 besitzt einen Anschlag 58, welcher für das dargestellte Ausführungsbeispiel von einem radial nach innen orientierten Ring oder Fortsatz ausgebildet ist. An dem Anschlag 58 des Freigabekolbens 57 ist in der Betriebsstellung gemäß 3 einseitig in Wirkrichtung der Anpassungs-Feder 53 der Betätigungskörper 55 abgestützt. Hierzu bildet der Betätigungskörper 55 eine Gegen-Anschlagfläche 59 aus, an welcher die von dem Anschlag 58 gebildete Anschlagfläche 60 des Freigabekolbens 57 anliegt. Befindet sich somit der Freigabekolben 57 in der Betriebsstellung gemäß 3, wird der Betätigungskörper 55 durch den Freigabekolben 57 teilweise oder vollständig zurückgehalten, so dass die Anpassungs-Kraft der Anpassungs-Feder 53 nur teilweise oder überhaupt nicht auf den Relaiskolben 36 übertragen wird. Wird hingegen der Freigabekolben 57 aus dieser Stellung in Richtung des Relaiskolbens 36 bewegt, wird mit der Bewegung ein zunehmender Teil der Anpassungs-Kraft der Anpassungs-Feder 53 auf den Relaiskolben 36 übertragen, so dass über die Stellung des Freigabekolbens 57 eine Stellung des Einlass-/Auslassventils auch dann verändert werden kann, wenn kein hydraulischer Bremsdruck an den Anschlüssen 22a, 22b anliegt. Auch für den Fall, dass eine hydraulische Betätigungskraft an dem Stufenkolben 48 erzeugt wird, kann mittels der Vorgabe der Betriebsstellung des Freigabekolbens 57 eine zusätzliche Beeinflussung der Stellung des Einlass-/Auslassventils 30 und damit des Bremssteuerdrucks an dem Anschluss 18 erfolgen.
Die Anpassung-Feder 53 ist zwischen zwei Abstützpunkten mit einem auf einen maximalen Abstand einseitig über einen Anschlag begrenzten Abstand (welche für das dargestellte Ausführungsbeispiel von dem Abstützkörper 54 und dem Betätigungskörper 55 mit Begrenzung des Abstands durch den Anschlag 58 des Freigabekolbens 57 bereitgestellt werden) vorgespannt. Für eine Erzeugung einer Anpassung bewirkt der Relaiskolben 36 auf den einen Abstützpunkt (hier den Betätigungskörper 55) eine so große Kraft, dass sich unter Erhöhung des Vorspannung der Anpassungs-Feder 53 der Abstützpunkt von dem Anschlag 58 entfernt und sich der Abstand der Abstützpunkte verringert, womit die Anpassungs-Kraft der Anpassungs-Feder 53 von dem Anschlag 58 auf den Relaiskolben 36 übergeben wird.
Eine Steuerung der Betriebsstellung des Freigabekolbens 57 erfolgt pneumatisch. Hierzu ist auf der dem Relaiskolben 36 abgewandten Seite des Freigabekolbens 57 zwischen dem Gehäuse 25 und dem Freigabekolben 57 ein Freigabe-Steuerraum 61 gebildet, dessen Freigabe-Steuerdruck auf eine Freigabe-Steuerfläche 62 des Freigabekolbens 57 wirkt. Ein Freigabe-Steuerdruck in dem Freigabe-Steuerraum 61 erzeugt im Bereich der Freigabe-Steuerfläche 62 eine Freigabe-Kraft, welche den Freigabekolben 57 in Richtung des Relaiskolbens 36 beaufschlagt und somit eine Verringerung der Kontaktkraft zwischen der Anschlagfläche 60 und der Gegen-Anschlagfläche 59 und damit eine Erhöhung des Anteils der Anpassungs-Kraft der Anpassungs-Feder 53, welche auf den Relaiskolben 36 übertragen wird, zur Folge hat. Auf der gegenüber liegenden Seite ist zwischen dem Feststellbremskörper 37, dem Gehäuse 25 und einer stirnseitigen Steuerfläche 63 des Freigabekolbens 57 eine Steuerkammer 64 gebildet. Ein Steuerdruck in der Steuerkammer 64 erzeugt an der Steuerfläche 63 eine Kraft, welche den Freigabekolben 57 entgegengesetzt zu der Freigabe-Kraft infolge des Freigabe-Steuerdrucks an der Freigabe-Steuerfläche 62 beaufschlagt. Ist der Freigabe-Steuerraum 61 drucklos, gewährleistet ein etwaiger Druck in der Steuerkammer 64, dass gemäß 3 der Freigabekolben 57 in einer Endstellung ist, in welche keine Anpassungs-Kraft der Anpassungs-Feder 53 auf den Relaiskolben 36 übertragen werden kann. Möglich ist, dass die Stellung des Freigabekolbens 57 über eine Beeinflussung sowohl des Drucks in dem Freigabe-Steuerraum 61 als auch in der Steuerkammer 64 erfolgt. Ebenfalls möglich ist, dass in dem Freigabe-Steuerraum 61 oder der Steuerkammer 64 eine konstanter Druck anliegt, während zur Beeinflussung der Betriebsstellung des Freigabekolbens 57 ausschließlich der Druck in dem anderen Freigabe-Steuerraum 61 oder der Steuerkammer 64 verändert wird. Schließlich ist auch möglich, dass die Kraftverhältnisse an dem Freigabekolben 57 über eine Feder beeinflusst wird. Hierbei kann bspw. anstelle des Freigabe-Steuerraums 61 oder der Steuerkammer 64 ausschließlich eine Federkraft auf den Freigabekolben 57 wirken, während in die andere Richtung auf den Freigabekolben 57 ein geeigneter Steuerdruck oder Freigabe-Steuerdruck wirkt.
Der Feststellbremskörper 37 begrenzt mit einer Feststellbrems-Steuerfläche 65 die Steuerkammer 64. Somit kann über die Steuerkammer 64 auch Einfluss genommen werden auf die Axialstellung des Feststellbremskörpers 37 und damit die Stellung des Einlass-/Auslassventils 30.
Als optionale Besonderheit ist für das dargestellte Ausführungsbeispiel der Abstützkörper 54 für den dem Relaiskolben 36 abgewandten Federfußpunkt der Anpassungs-Feder 53 verstellbar ausgebildet, so dass mittels einer Verstellung des Abstützkörpers 54 die Vorspannung der Anpassungs-Feder 53 und damit die Charakteristik des Anhängersteuerventils 17 angepasst werden kann.
Hierzu ist der Abstützkörper 54 über eine Kopplungseinrichtung 66 derart mit dem Betätigungsstößel 52 gekoppelt, dass der Abstützkörper 54 entlang der Längsachse 26 gegenüber dem Betätigungsstößel 52 verschiebbar ist, aber der Abstützkörper 54 drehfest mit dem Betätigungsstößel 52 gekoppelt ist. Beispielsweise kann die Kopplungseinrichtung 66 als Sperrverzahnung oder mit einer Passfeder, einem Mitnehmer u. ä. ausgebildet sein. Der Freigabekolben 57 ist hingegen über eine entsprechende Kopplungseinrichtung 68 drehfest mit dem Gehäuse 25 gekoppelt unter Ermöglichung einer axialen Relativverschiebung. Eine Verdrehung des Betätigungsstößels 52 und damit des Abstützkörpers 54 hat damit eine Relativbewegung des Abstützkörpers 54 gegenüber dem Freigabekolben 57 zur Folge, womit der Abstützkörper 54 im Bereich der Gewindeverbindung 67 mehr oder weniger weit in den Freigabekolben 57 eingeschraubt wird. Um eine Verdrehung des Betätigungsstößels 52 zu ermöglichen, besitzt der Betätigungsstößel 52 stirnseitig eine Angriffsfläche 69, insbesondere einen Innenmehrkant. Für demontierten Entlüftungskörper 70 kann entlang der Längsachse 26 ein Werkzeug in das Innere des Gehäuses 25 durch den Innenraum 42 des Ventilkörpers 31 und den Innenraum des Relaiskolbens 36 mit der Angriffsfläche 69 in Wirkverbindung gebracht werden, so dass von außen die Verdrehung des Betätigungsstößels 52 hervorgerufen werden kann.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 4 entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß 3. Allerdings ist hier verschieblich in Richtung der Längsachse 26 ein ringförmiger Verstärkungskolben 71 gegenüber dem radial innenliegend von diesem angeordneten Relaiskolben 36 geführt. Der Verstärkungskolben 71 gleitet mit seiner Außenfläche unter Abdichtung durch ein Dichtelement 72 entlang einer Innenfläche des Feststellbremskörpers 37. Mit seiner Innenfläche gleitet der Verstärkungskolben 71 unter Zwischenordnung eines Dichtelements 73 entlang einer Außenfläche eines umlaufenden Kolbenbunds des Relaiskolbens 36.
Die Relativbewegung des Verstärkungskolbens 71 gegenüber dem Relaiskolben 36 ist einseitig begrenzt. Hierzu besitzt der Verstärkungskolben 71 einen radial nach innen orientierten Fortsatz oder einen Bund 74 oder einen Anschlagring, mit welchem dieser in der Endstellung zur Anlage kommt an die Stirnseite des Relaiskolbens 36, welche dem Einlass-/Auslassventil 30 abgewandt ist. Die Relaiskammer 39 erstreckt sich in diesem Fall bis zu dem Verstärkungskolben 71. Somit wirkt der Bremssteuerdruck in diesem Fall nicht lediglich auf die Steuerfläche 44 des Relaiskolbens 36, sondern zusätzlich auch auf eine Verstärkungs-Steuerfläche 75 des Verstärkungskolbens 71.
In der in 4 dargestellten Auslassstellung des Einlass-/Auslassventils 30 ist der Verstärkungskolben 71 über einen Anschlag, hier einen Sicherungsring 76 auf der dem Einlass-/Auslassventil 30 abgewandten Seite an dem Feststellbremskörper 37 abgestützt, womit konstruktiv eine Endstellung des Verstärkungskolbens 71 und infolge der Wechselwirkung des Bunds 74 mit dem Relaiskolben 36 auch des Relaiskolbens 36 vorgegeben ist.
Zwischen dem Verstärkungskolben 71 und dem Betätigungskörper 55 ist eine vorgespannte Feder 91 angeordnet.
In den 5 bis 9 ist eine weitere Ausführungsform eines Anhängersteuerventils 17 in unterschiedlichen Betriebsstellungen dargestellt, wobei hier das Anhängersteuerventil 17 entsprechend 4 über einen Verstärkungskolben 71 verfügt. Die Erläuterung der Funktion des Anhängersteuerventils 17 ist entsprechend auf das Anhängersteuerventil gemäß den 3 und 4 übertragbar, wobei allerdings für die Ausführungsform gemäß 3 die optionale, über den Verstärkungskolben 71 bereitgestellte Zusatzfunktion und Verstärkung nicht vorhanden ist.
In 5 bis 9 sind die in den 3 und 4 lediglich teilweise dargestellten inneren pneumatischen Leitungen vollständig schematisch dargestellt. Zu erkennen ist hier ein Anschluss 77, der über eine innere Leitung 78 mit dem Freigabe-Steuerraum 61 verbunden ist. Des Weiteren weist das Anhängersteuerventil 17 einen Anschluss 79 auf, der über eine innere Leitung 80 mit der Steuerkammer 64 verbunden ist. Anschlüsse 81, 82 werden über eine Zweigleitung 83 von der Leitung 84 zwischen dem Anschluss 20 und der Vorratskammer 43 mit Druckluft versorgt.
Für die Steuerung von Funktionen des Anhängersteuerventils 17 sind ein Magnetventil 85, über welches der Feststellbrems-Steuerdruck steuerbar ist, und ein Magnetventil 86, über welches der Freigabe-Steuerdruck steuerbar ist, vorgesehen. Das Magnetventil 85 ist als 3/2-Wegeventil ausgebildet. Hierbei ist jeweils ein Anschluss des Magnetventils 85 mit einem Anschluss 79, 81 verbunden, während der dritte Anschluss des Magnetventils 85 eine Entlüftung gewährleistet. Infolge der Beaufschlagung durch eine Feder befindet sich das Magnetventil in der nicht erregten Stellung in einer Entlüftungsstellung, in welcher die Steuerkammer 64 über den Anschluss 79 entlüftet ist, während das Magnetventil 85 den Anschluss 81 absperrt (s. Betriebsstellung 5). Hingegen verbindet in der erregten Betriebsstellung das Magnetventil 85 die Anschlüsse 81, 79 miteinander, so dass Druck von dem Anschluss 20 über die Zweigleitung 83 und die Anschlüsse 81, 79 zu der Steuerkammer 64 gelangen kann (s. Betriebsstellung 7).
Auch das Magnetventil 86 ist als 3/2-Wegeventil ausgebildet. Hierbei sind Anschlüsse des Magnetventils 86 mit den Anschlüssen 77, 82 verbunden, während der dritte Anschluss des Magnetventils 86 eine Entlüftung gewährleistet. Infolge der Beaufschlagung durch eine Feder befindet sich das Magnetventil 86 in der in 5 wirksamen Betriebsstellung in einer Entlüftungsstellung, in welcher das Magnetventil 86 den Anschluss 77 entlüftet, während der Anschluss 82 abgesperrt ist. Somit ermöglicht die Entlüftungsstellung des Magnetventils 86 eine Entlüftung des Freigabe-Steuerraums 61. In erregtem Zustand befindet sich hingegen das Magnetventil 86 in einer Belüftungsstellung, in welcher dieses die Anschlüsse 82, 77 miteinander verbindet, so dass Druckluft von dem Anschluss 20 über die Zweigleitung 83 und die Anschlüsse 77, 82 zu dem Freigabe-Steuerraum 81 gelangen kann (s. Betriebsstellung 8).
Möglich ist, dass mindestens ein Magnetventil 85, 86 in das Anhängersteuerventil 17 integriert ist, an dieses angeflanscht ist oder über externe Leitungsverbindungen mit den genannten Anschlüssen des Anhängersteuerventils 17 verbunden ist. Für das in 5 dargestellte Ausführungsbeispiel ist das Magnetventil 86 an das Gehäuse 25 des Anhängersteuerventils 17 angeflanscht, während das Magnetventil 85 beabstandet von dem Gehäuse 25 des Anhängersteuerventils angeordnet ist und eine Verbindung des Magnetventils 85 über externe Leitungen mit den Anschlüssen 79, 81 erfolgt.
Des Weiteren ist in 5 zu erkennen, dass über eine externe Leitungsverbindung an den Anschluss 18 ein Kupplungskopf Bremse 87 angeschlossen ist.
Die Funktion des Anhängersteuerventils 17 ist wie folgt:
5 zeigt das Anhängersteuerventil 17 ohne an dem Anschluss 20 anliegenden Vorratsdruck, wobei sich die Magnetventile 85, 86 in der Entlüftungsstellung befinden und die Anschlüsse 22a, 22b nicht mit einem hydraulischen Bremsdruck beaufschlagt sind. In dieser Betriebsstellung befindet sich das Einlass-/Auslassventil 30 in seiner Einlassstellung, so dass der Anschluss 20 mit dem Anschluss 18 verbunden ist. Da der Anschluss 20 nicht druckbeaufschlagt ist, liegt an dem Kupplungskopf Bremse 87 kein Bremssteuerdruck an, womit der Anhänger ungebremst ist (sofern nicht anderweitige Maßnahmen getroffen sind).
6 zeigt das Anhängersteuerventil 17 in derselben Betriebsstellung wie in 5, wobei nun aber der Anschluss 20 mit einem Vorratsdruck beaufschlagt ist. Ohne dass sich die Stellung der Ventilelemente des Anhängersteuerventils 17 verändert und somit das Einlass-/Auslassventil 30 seine Einlassstellung verlässt, führt die Druckbeaufschlagung des Anschlusses 20 dazu, dass der Anschluss 18 und damit der Kupplungskopf Bremse 87 ebenfalls mit einem ausgesteuerten Bremssteuerdruck beaufschlagt wird, womit eine Feststellbremswirkung an dem Anhänger herbeigeführt wird.
Wird ausgehend von diesem Zustand gemäß 7 das Magnetventil 85 in Belüftungsstellung überführt, wird über den Anschluss 20, die Leitung 84, die Zweigleitung 83, den Anschluss 81, das Magnetventil 85, den Anschluss 79 und die Leitung 80, die Steuerkammer 64 mit einem Feststellbrems-Steuerdruck beaufschlagt, bei welchem es sich in diesem Fall um eine Art "Lösedruck" handelt. Die Druckbeaufschlagung der Steuerkammer 64 mit dem Feststellbrems-Steuerdruck erzeugt an der Feststellbrems-Steuerfläche 65 eine Kraft, infolge welcher sich der Feststellbremskörper 37 in Richtung des Einlass-/Auslassventils 30 bewegt. Über den Sicherungsring 76 nimmt dabei der Feststellbremskörper 37 den Verstärkungskolben 71 (sofern vorhanden) mit, während infolge eines Abstands des Bunds 74 von der zugeordneten Stirnseite des Relaiskolbens 36 in der Betriebsstellung gemäß 6 eine Relativbewegung zwischen Verstärkungskolben 71 und Relaiskolben 36 stattfinden kann. Die Bewegung des Feststellbremskörpers 37 in Richtung des Einlass-/Auslassventils 30 hat zur Folge, dass der von dem Feststellbremskörper 37 ausgebildete Ventilsitz 34 zur Anlage kommt an den Ventilkörper 31 und eine Überführung des Einlass-/Auslassventils 30 in die Auslassstellung erfolgt, in welcher der Anschluss 18 und damit der Kupplungskopf Bremse 87 über die Entlüftung 27 entlüftet wird. Somit führt die Umschaltung des Magnetventils 85 dazu, dass der Bremssteuerdruck auf den Atmosphärendruck abfällt, so dass die Feststellbremswirkung gemäß 6 durch Applikation eines Feststellbrems-Steuerdrucks in der Steuerkammer 64 beseitigt worden ist. Das Fahrzeug ist somit fahrbereit.
8 zeigt eine Betriebsstellung, in welcher eine Anpassung des Bremssteuerdrucks über das Magnetventil 86 erfolgt. Möglich ist, dass diese Anpassung in der Herbeiführung einer Voreilung zu einer hydraulischen Beaufschlagung der Anschlüsse 22a, 22b mit einem hydraulischen Bremsdruck erfolgt. Ebenfalls möglich ist, dass über eine Steuereinheit eine anderweitige Anpassung des Bremssteuerdrucks erfolgt, wie diese eingangs beschrieben worden ist.
Die Umschaltung des Magnetventils 86 in die Belüftungsstellung führt dazu, dass ausgehend von der Betriebsstellung gemäß 7 mit beseitigter Feststellbremswirkung der Freigabe-Steuerraum 61 mit dem Druck an dem Anschluss 20 beaufschlagt wird. Diese Druckbeaufschlagung führt zu der Erzeugung einer Freigabe-Kraft an der Freigabe-Steuerfläche 62, welche zur Folge hat, dass sich der Freigabekolben 57 nach rechts bewegt. Während dieser Bewegung kommt es zur Entlastung des Kontakts zwischen Gegen-Anschlagfläche 59 und Anschlagfläche 60 und der Ausbildung eines Abstands zwischen der Gegen-Anschlagfläche 59 und der Anschlagfläche 60. Dies hat zur Folge, dass mit zunehmender Erhöhung des Freigabe-Steuerdrucks zunehmend die Anpassungs-Kraft der Anpassungs-Feder 53 von dem Freigabekolben 57 auf den Betätigungskörper 55 übergeben wird, womit dann auch zunehmend die Anpassungs-Kraft auf den Relaiskolben 36 wirkt. Die sich erhöhende Anpassungs-Kraft hat dann zur Folge, dass das Einlass-/Auslassventil 30 aus seiner Auslassstellung gemäß 7 in eine Einlassstellung überführt wird, in der der Anschluss 20 mit dem Anschluss 18 verbunden wird, so dass es zu einer Erhöhung des Bremssteuerdrucks kommt. Mit dem Druckanstieg an dem Anschluss 18 kommt es aber auch zu einem Druckanstieg in der Relaiskammer 39, womit auch die auf den Relaiskolben 36 und ggf. den Verstärkungskolben 71 wirkende Kraft, welche der Anpassungs-Kraft entgegenwirkt, größer wird. Halten sich diese Kräfte, ggf. mit weiteren die Betriebsstellung beeinflussenden Federkräften, die Waage, wird die Abschlussstellung gemäß 8 eingenommen, in welcher ein in Abhängigkeit von dem Magnetventil 86 vorgegebenen Freigabe-Steuerdruck vorgegebener Betrag des Bremssteuerdrucks aufrechterhalten wird.
Möglich ist, dass für den Fall, dass sich ein sich vergrößernder Bremssteuerdruck in der Relaiskammer 39 aufbaut, dieser auch auf die Verstärkungs-Steuerfläche 75 des Verstärkungskolbens 71 wirkt. Dies hat zur Folge, dass sich mit vergrößerndem Bremssteuerdruck der Verstärkungskolben 71 mit dem Bund 74 von dem Relaiskolben 36 lösen kann. Dies erfolgt unter Beaufschlagung der Feder 91. Möglich ist u. U. auch, dass der Verstärkungskolben 71 über den Sicherungsring 76 eine Kraft auf den Freigabekolben 57 ausübt, welche der Kraft infolge des Freigabe-Steuerdrucks an der Freigabe-Steuerfläche 62 entgegengerichtet ist. Hierdurch wird die durch die Betätigung der Freigabeeinrichtung 65 erzeugte, in Richtung der Einlassstellung wirkende Kraft verringert und schließlich beseitigt, womit eine Abschlussstellung des Einlass-/Auslassventils 30 herbeigeführt werden kann. Unter Umständen kann mit diesen Maßnahmen zur Gewährleistung einer schnellen Öffnung des Einlass-/Auslassventils 30 mit der Überwindung verhältnismäßig großer Reibkräfte eine Herbeiführung großer anfänglicher Kräfte erzielt werden, welche in Richtung der Einlassstellung des Einlass-/Auslassventils 30 wirken. Ist dann einmal eine Einlassstellung herbeigeführt, kann über den Verstärkungskolben 71 unter Umständen auch die Ausregelung eines verhältnismäßig kleinen Drucks erfolgen und/oder eine feinfühlige Einstellung der Voreilung und des ausgesteuerten Bremssteuerdrucks erfolgen. Vorzugsweise ist lediglich in der vollständigen Einlassstellung des Einlass-/Auslassventils 30 die Gegen-Anschlagfläche 59 des Betätigungskörpers 55 beabstandet von der Anschlagfläche 60 des Anschlags 58 des Freigabekolbens 57 angeordnet, während mit zunehmender Annäherung an die Wiege- oder Schließstellung zwischen der Anschlagfläche 60 und der Gegen-Anschlagfläche 59 eine größere Abstützkraft wirkt.
9 zeigt die ergänzende Beaufschlagung der hydraulischen Anschlüsse 22a, 22b mit einem hydraulischen Bremsdruck. Dies hat zur Folge, dass an dem Stufenkolben 48 eine hydraulische Kraft erzeugt wird, welche über den Betätigungsstößel 52 auf den Relaiskolben 36 übertragen wird. So nimmt dann das Einlass-/Auslassventil 30 je nach hydraulischer Beaufschlagung der Anschlüsse 22a, 22b seine Einlassstellung ein, womit eine Erhöhung des Bremssteuerdrucks erfolgen kann. Auch hier kommt die Relaiswirkung des Relaiskolbens 36 zum Tragen, so dass für einen durch den hydraulischen Bremsdruck an den Anschlüssen 22a, 22b vorgegebenen Betrag des Bremssteuerdrucks das Anhängersteuerventil 17 seine Abschlussstellung gemäß 9 einnimmt. Hierbei kann mit hydraulischer Beaufschlagung der Anschlüsse 22a, 22b zunächst unmittelbar mit Betätigung der Bremspedale die Umschaltung des Magnetventils 86 in seine Belüftungsstellung erfolgen, womit eine gewünschte Voreilung erzielt werden kann. Möglich ist, dass dann mit dem Aufbau der Wirkung des Stufenkolbens 48 das Magnetventil 86 wieder in seine Entlüftungsstellung überführt wird. Möglich ist aber auch, dass über das Magnetventil 86 eine Anpassung des Bremssteuerdrucks, insbesondere eine Erhöhung des Bremssteuerdrucks gegenüber dem durch die hydraulische Beaufschlagung der Anschlüsse 22a, 22b herbeigeführten Bremssteuerdrucks herbeigeführt wird.
Eine Beeinflussung der Kraftverhältnisse an dem Anhängersteuerventil 17 kann insbesondere über die Nutzung ergänzender Federn, die Wahl der Vorspannung und Federsteifigkeit der genutzten Federn und die Dimensionierung der Steuerflächen erfolgen.
10 zeigt eine Ausführungsform des Anhängersteuerventils 17, bei welcher die Magnetventile 85, 86 an das Gehäuse 25 des Anhängersteuerventils 17 angeflanscht sind. Für dieses Ausführungsbeispiel sind abweichend zu den vorangegangenen Ausführungsformen die Bauelemente zur Herbeiführung und Beseitigung der Feststellbremswirkung auf der dem Einlass-/Auslassventil 30 abgewandten Seite der Freigabeeinrichtung 56 angeordnet. Zu diesem Zweck erstreckt sich eine Feststellbrems-Hülse 88 durch die Freigabeeinrichtung 56 hindurch. Die Feststellbrems-Hülse 88 ist mit einer Stirnseite an dem Feststellbremskörper 37 abgestützt und mit der anderen Stirnseite an dem Relaiskolben 36 abgestützt. In diesem Fall ist der Feststellbremskörper 37 über eine vorgespannte Feststellbremsfeder 89 am Gehäuse 25 abgestützt. Die Feststellbremsfeder 89 beaufschlagt den Feststellbremskörper 37 und die Feststellbrems-Hülse 88 sowie den Relaiskolben 36 in Richtung einer Einlassstellung des Einlass-/Auslassventils 30. Mit Erzeugung eines Feststellbrems-Steuerdrucks infolge einer Umschaltung des Magnetventils 85 in der Steuerkammer 64 kann die Kraft der Feststellbremsfeder 89 je nach anliegendem Druck teilweise oder vollständig aufgehoben werden, so dass mit Erzeugung des Feststellbrems-Steuerdrucks eine Feststellbremswirkung teilweise oder vollständig aufgehoben werden kann.
Mit der Freigabeeinrichtung 56 und dem Freigabekolben 57 sowie der Wechselwirkung zwischen dem Anschlag 58 des Freigabekolbens 57 und dem Betätigungskörper 55 ist ein Anpassungs-Aktuator 90 gebildet, über welchen eine Anpassung des Bremssteuerdrucks, insbesondere eine Erhöhung desselben mit Herbeiführung einer Belüftungsstellung des Magnetventils 86, herbeigeführt werden kann.
Möglich ist, dass die Magnetventile 85, 86 von einer Steuereinheit pulsweitenmoduliert angesteuert werden, womit je nach Pulsweitensteuerung eine Einstellung eines Steuerdrucks in dem Freigabe-Steuerraum 61 und/oder in der Steuerkammer 64 erfolgen kann, welcher kleiner ist als der Druck an dem Anschluss 20, womit dann auch ein reduzierter Bremssteuerdruck an dem Anschluss 18 herbeigeführt werden kann, dessen Höhe über die Pulsweitensteuerung vorgegeben werden kann.
Mit dem Feststellbremskörper 37, an dessen Feststellbrems-Steuerfläche 65 mit pneumatischer Beaufschlagung der Steuerkammer 64 eine Kraft erzeugt wird, welche das Einlass-/Auslassventil 30 in eine Auslassstellung überführt (vgl. 7), ist ein Feststellbrems-Aktuator 93 gebildet.
Für die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele weist das Anhängersteuerventil 17 sowohl einen Anpassungs-Aktuator 90 als auch einen Feststellbrems-Aktuator 93 auf. Je nach Anforderungen an das Anhängersteuerventil 17 kann dieses auch nur mit einem Anpassungs-Aktuator 90 oder auch nur mit einem Feststellbrems-Aktuator 93 ausgebildet sein. Sowohl für den Anpassungs-Aktuator 90 als auch für den Feststellbrems-Aktuator 90 ist möglich, dass ein Federspeicher-Prinzip Einsatz findet, bei welchem eine Kraft zur Herbeiführung einer Einlassstellung des Einlass-/Auslassventils 30 über eine Feder bereitgestellt wird und diese Kraft mit einer pneumatischen Beaufschlagung einer Steuerkammer des Aktuators reduziert oder beseitigt werden kann. Möglich ist aber auch, dass mit der Erzeugung eines Steuerdrucks in einer Steuerkammer des Aktuators pneumatisch eine Kraft herbeigeführt wird, welche das Einlass-/Auslassventil 30 in Richtung der Einlassstellung beaufschlagt.
Als weitere Besonderheit verfügt das Anhängersteuerventil 17 gemäß 10 über eine zweite Anpassungs-Feder 94, über welche die Kraftverhältnisse für die Anpassungs-Funktion beeinflusst werden können. Die ebenfalls vorgespannte Anpassungs-Feder 94 ist mit einem Federfußpunkt an dem Verstärkungskolben 71 abgestützt, während der andere Federfußpunkt der Anpassungs-Feder 94 an dem Freigabekolben 57 abgestützt ist. Die Anpassungs-Feder 94 beaufschlagt hierbei einerseits den Relaiskolben 36 in Richtung der Einlassstellung des Einlass-/Auslassventils 30. Andererseits beaufschlagt die Anpassungs-Feder 94 den Freigabekolben 57 entgegengesetzt zu der Beaufschlagung durch die Anpassungs-Feder 53, so dass mit der Anpassungs-Feder 94 die Kontaktkraft zwischen der Gegen-Anschlagfläche 59 und der Anschlagfläche 60 beeinflusst wird. Wird durch Überführung des Magnetventils 86 der Freigabe-Steuerraum 61 belüftet, führt die hierdurch verursachte Bewegung des Freigabekolbens 57 dazu, dass die Kraft in der Anpassungs-Feder 94 größer wird, womit auch die auf den Verstärkungskolben 71 und den Relaiskolben 36 in Richtung der Einlassstellung ausgeübte Kraft infolge der Anpassungs-Feder 94 größer wird. Zusätzlich steigt auch die von der Anpassungs-Feder 53 auf den Betätigungskörper 55 (und von diesem auf den Relaiskolben 36) ausgeübte Kraft, welche durch die Betätigung der Freigabeeinrichtung 56 freigegeben bzw. übergeben wird. Durch Einsatz der weiteren Anpassungs-Feder 94 können somit über die Betätigung der Freigabeeinrichtung 56 hervorgerufenen Kräfte in Einlassrichtung erhöht werden, wobei dann aber auch unter Umständen größere Kräfte an der Freigabe-Steuerfläche 62 herbeigeführt werden müssen.
Je nach gewünschter Kennlinie und Kennliniensteigung des Anhängersteuerventils 17 kann dieses mit oder ohne Verstärkungskolben 71 ausgebildet sein.
Möglich ist auch, dass die Anpassungs-Funktion invertiert ausgebildet ist. Dies kann bedeuten, dass die Anpassungs-Funktion durch Abschalten des Magnetventils 86 aktiviert wird, so dass in diesem Fall eine Umkehrung der Wirkrichtung des Steuerdrucks auf den Freigabekolben 57 vorzusehen ist.
Möglich ist, dass der Anschluss 18 unmittelbar über eine Bremssteuerleitung 19 mit dem Kupplungskopf Bremse 14, 87 verbunden ist. Ebenfalls möglich ist aber, dass der Bremssteuerdruck von dem Anschluss 18 einem Druckregelmodul zugeführt wird, wie dieses in EP 2 165 901 B1 im Detail beschrieben ist.
Bezugszeichenliste

1: Zugfahrzeug
2: Traktor
3: hydraulische Bremsanlage
4: Bremspedal
5: Geberzylinder
6: Bremsleitung
7: Betriebsbremszylinder
8: Sensor
9: Bremslichtleitung
10: Bremsleuchte
11: Druckluftanlage
12: Kompressor
13: Vorratsbehälter
14: Kupplungskopf Bremse
15: Kupplungskopf Vorrat
16: Vorratsleitung
17: Anhängersteuerventil
18: Anschluss für den Bremssteuerdruck
19: Bremssteuerleitung
20: Anschluss für den Vorratsdruck
21: Versorgungsleitung
22: Anschluss für einen hydraulischen Bremsdruck
23: Anschluss für ein elektrisches Steuersignal
24: Anschluss für den Kupplungskopf Vorrat
25: Gehäuse
26: Längsachse
27: Entlüftung
28: Einlassventil
29: Auslassventil
30: Einlass-/Auslassventil
31: Ventilkörper
32: erster Ventilsitz
33: Auslassquerschnitt
34: zweiter Ventilsitz
35: Einlassquerschnitt
36: Relaiskolben
37: Feststellbremskörper
38: Dichtelement
39: Relaiskammer
40: Bremssteuerdruckkammer
41: Kanal
42: Innenraum
43: Vorratskammer
44: Steuerfläche
45: Steuerfläche
46: Feder
47: Feder
48: Stufenkolben
49: Bohrung
50: hydraulische Bremskammer
51: hydraulische Bremskammer
52: Betätigungsstößel
53: Anpassungs-Feder
54: Abstützkörper
55: Betätigungskörper
56: Freigabeeinrichtung
57: Freigabekolben
58: Anschlag
59: Gegen-Anschlagfläche
60: Anschlagfläche
61: Freigabe-Steuerraum
62: Freigabe-Steuerfläche
63: Steuerfläche
64: Steuerkammer
65: Feststellbrems-Steuerfläche
66: Kopplungseinrichtung
67: Gewindeverbindung
68: Kopplungseinrichtung
69: Angriffsfläche
70: Entlüftungskörper
71: Verstärkungskolben
72: Dichtelement
73: Dichtelement
74: Bund
75: Verstärkungs-Steuerfläche
76: Sicherungsring
77: Anschluss
78: Leitung
79: Anschluss
80: Leitung
81: Anschluss
82: Anschluss
83: Zweigleitung
84: Leitung
85: Magnetventil für eine Steuerung der Feststellbremsfunktion
86: Magnetventil für eine Steuerung der Anpassungsfunktion
87: Kupplungskopf Bremse
88: Feststellbrems-Hülse
89: Feststellbremsfeder
90: Anpassung-Aktuator
91: Feder
92: hydraulische Betätigungseinrichtung
93: Feststellbrems-Aktuator
94: Anpassungs-Feder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3918226 C2 [0002, 0003]
DE 3412345 A1 [0003, 0016]
EP 0832803 A1 [0004, 0004, 0016]
DE 102008048207 B4 [0005, 0016]
EP 2165901 B1 [0006, 0006, 0011]
EP 2269880 A1 [0007, 0016]
EP 2305524 A1 [0008, 0008]
EP 165901 B1 [0090]

Claims

Anhängersteuerventil (17) für ein Nutzfahrzeug, bei welchem ein ausgesteuerter Bremssteuerdruck über ein Einlass-/Auslassventil (30) vorgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die einen Einlassquerschnitt (35) und einen Auslassquerschnitt (33) begrenzenden Ventilelemente (31; 32; 34) des Einlass-/Auslassventils (30) relativ zu einem Gehäuse (25) des Anhängersteuerventils (17) bewegbar sind.
Anhängersteuerventil (17) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlass-/Auslassventil (30) als Ventilelemente, welche den Einlassquerschnitt (35) und den Auslassquerschnitt (33) begrenzen, einen Ventilkörper (31), einen ersten Ventilsitz (32) und einen zweiten Ventilsitz (34) aufweist, wobei in einer Auslassstellung des Einlass-/Auslassventils (30) zwischen dem Ventilkörper (31) und dem ersten Ventilsitz (32) der Auslassquerschnitt (33) gebildet ist und in einer Einlassstellung des Einlass-/Auslassventils (30) zwischen dem Ventilkörper (31) und dem zweiten Ventilsitz (34) der Einlassquerschnitt (35) gebildet ist, wobei der erste Ventilsitz (32), der zweite Ventilsitz (34) und der Ventilkörper (31) relativ zu einem Gehäuse (25) des Anhängersteuerventils (17) bewegbar sind.
Anhängersteuerventil (17) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ventilsitz (32) über eine hydraulische Betätigungseinrichtung (90) in Richtung des Ventilkörpers (31) beaufschlagbar ist.
Anhängersteuerventil (17) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ventilsitz (32) über einen Anpassungs-Aktuator (90) in Abhängigkeit von einem pneumatischen Steuerdrucks in Richtung des Ventilkörpers (31) beaufschlagbar ist.
Anhängersteuerventil (17) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anpassungs-Aktuator (90) nach dem Federspeicher-Prinzip arbeitet.
Anhängersteuerventil (17) einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ventilsitz (34) über einen Feststellbrems-Aktuator (93) in Richtung des Ventilkörpers (31) beaufschlagbar ist.
Anhängersteuerventil (17) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststellbrems-Aktuator (93) nach dem Federspeicher-Prinzip arbeitet.
Anhängersteuerventil (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper im Arbeitsbereich des Einlass-/Auslassventils ohne Begrenzung der Bewegung durch einen gehäusefesten Anschlag frei beweglich ist.
Anhängersteuerventil (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ventilsitz von einem Relaiskolben ausgebildet ist
Anhängersteuerventil (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ventilsitz von einem gegenüber dem Gehäuse verschieblichen Feststellbremskörper (37) ausgebildet ist. welcher eine Feststellbrems-Steuerfläche (65) ausbildet, die zum Aktivieren oder Deaktivieren einer Feststellbremsfunktion mit einem Feststellbrems-Steuerdruck beaufschlagbar ist.
Anhängersteuerventil (17) nach Anspruch 5 oder einem der Ansprüche 6 bis 10 in Rückbeziehung auf Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anpassungs-Aktuator (90) a) eine Anpassungs-Feder (53), welche eine Anpassungs-Kraft erzeugt, die zur Erzeugung einer Anpassung in Richtung der Einlassstellung des Einlass-/Auslassventils (30) auf den Relaiskolben (36) wirkt, und b) eine Freigabeeinrichtung (56), welche in einer ersten Betriebsstellung, in welcher keine Anpassung herbeigeführt werden soll, die Wirkung der Anpassungs-Feder (53) auf den Relaiskolben (36) mindert oder beseitigt, und in einer zweiten Betriebsstellung, in welcher eine Anpassung herbeigeführt werden soll, die Wirkung der Anpassungs-Feder (53) in Richtung der Einlassstellung des Einlass-/Auslassventils (30) auf den Relaiskolben (36) zumindest teilweise freigibt, aufweist.
Anhängersteuerventil (17) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Freigabeeinrichtung (56) elektropneumatisch ausgebildet ist mit a) einem einen Freigabe-Steuerdruck erzeugenden Magnetventil (86) und b) einem Freigabekolben (57), der ba) eine pneumatische Freigabe-Steuerfläche (62) aufweist, auf welche der Freigabe-Steuerdruck wirkt, und bb) eine Anschlagfläche (60) aufweist, welche in der ersten Betriebsstellung von der Anpassungs-Feder (53) beaufschlagt ist und in der zweiten Betriebsstellung nicht oder in verringertem Umfang von der Anpassungs-Feder (53) beaufschlagt ist.
Anhängersteuerventil (17) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungs-Feder (53) an einem Betätigungskörper (55) abgestützt ist, welcher eine Gegen-Anschlagfläche (59) ausbildet, welche in der ersten Betriebsstellung an der Anschlagfläche (60) des Freigabekolbens (57) anliegt und in der zweiten Betriebsstellung beabstandet von der Anschlagfläche (60) des Freigabekolbens (57) angeordnet ist.
Anhängersteuerventil (17) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass a) der Freigabekolben (57) an der Freigabe-Steuerfläche (62) in eine erste Richtung mit dem Freigabe-Steuerdruck beaufschlagbar ist und b) der Freigabekolben (57) eine weitere Steuerfläche (63) aufweist, welche in eine entgegengesetzt zur ersten Richtung orientierte zweite Richtung mit dem Vorratsdruck oder einem Feststellbrems-Steuerdruck für eine Feststellbremsfunktion beaufschlagbar ist.
Anhängersteuerventil (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gleitend gegenüber einem oder dem Relaiskolben (36) ein Verstärkungskolben (71) gelagert ist, welcher a) eine Verstärkungs-Steuerfläche (75) aufweist, welche mit dem Druck an dem Anschluss (18) für den Bremssteuerdruck beaufschlagt ist, und b) entgegengesetzt zur Wirkung des Drucks an der Verstärkungs-Steuerfläche (75) über eine vorgespannte Feder (91) mit einer Anschlagfläche gegen eine Gegen-Anschlagfläche des Relaiskolbens (36) gepresst wird.
Bremsanlage oder Zugfahrzeug (1) mit einer Bremsanlage mit einem Anhängersteuerventil (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.