DE3240274C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Drucksteuerventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein derartiges Drucksteuerventil ist bekannt (DE-Anmeldung W 10 827 II/63c).

Solche bekannten Drucksteuerventile sind nur einkreisig ansteuerbar. Das kann bei einem Defekt des Steuerkreises zu einem Ausfall der Bremse führen. Ferner ist bei bekannten Bremsanlagen allgemein nach­ teilig, daß die üblicherweise mechanische, pneumatische oder hydrau­ lische Signalübertragung nicht schnell genug ist.

Schließlich ist durch die DE-OS 22 62 247 bereits ein Drucksteuer­ ventil bekannt, bei dem ein Steuerkreis elektrische Schaltglieder enthält, die stufenlos einstellbar sind.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Drucksteuerventil mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß bei Aus­ fall eines Steuerkreises der oder die anderen intakten Steuerkreise das Drucksteuerventil noch voll wirksam steuern können. Auf diese Weise erhöht sich die Sicherheit der Bremsanlage. Von Vorteil ist weiterhin, daß die Ansteuerung des Drucksteuerventils mit einem elektrischen und mit einem Druckmittelsignal erfolgen kann, wobei mit Vorrang das elektrische Signal im Sinne einer sehr schnellen Signalübertragung zur Wirkung kommt.

Schließlich ist noch vorteilhaft, daß der die elektrische Signal­ übertragung beinhaltende Steuerkreis stufenlos stromabhängig ein­ stellbar ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen erfindungsgemäßen Drucksteuerventils möglich. Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung des Schaltmittels, welches an einem Knotenpunkt darüber entscheidet, ob die elektrischen oder die Druck­ mittelsignale zur Auswirkung kommen und welches ein aktives und hier wiederum vorzugsweise ein elektrisch aktives Schaltmittel ist, als 3/2-Wege-Elektromagnetventil.

Zeichnung

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen jeweils in einem die Funktion erkennbar machenden Querschnitt

Fig. 1 ein Drucksteuerventil mit einem aktiven Schalt­ element im Umschalt-Übergangsbereich zwischen elektrischer An­ steuerung oder Druckmittelansteuerung eines Relaisventils,

Fig. 2 das Drucksteuerventil der Fig. 1, ergänzt durch die Einbeziehung von eine zweikanalige ABS-Steuerfunktion ermöglichenden Schalt­ mitteln und die

Fig. 3 und 4 analoge elektrische Pilotventile mit kraftproportionaler bzw. wegproportionaler Drucksteuerung, wie sie bei den Drucksteuerventilen der Fig. 1 und 2 zum Ausdruck kommen.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das in Fig. 1 gezeigte Drucksteuerventil 10 umfaßt ein zwischen einem Druckmittel-Vorratsbehälter, im folgenden als Druckquelle 11 bezeichnet, und einem Bremszylinder 12 geschaltetes Relais­ ventil 13. Für den Anschluß der Druckquelle 11 und des Brems­ zylinders 12 sind jeweils ein Gehäuseanschluß 14 und 15 vorge­ sehen. Das Relaisventil 13 verfügt über einen Relaiskolben oder Hilfskolben 16, der als bewegliche Wand in Verbindung mit einer Bohrung im Gehäuse des Drucksteuerventils eine Steuerkammer 17 begrenzt. Der Hilfskolben 16 dient mit einem kolbenstangenartigen Ansatz 16a der Betätigung eines Ventilglieds 18 des Relaisventils 13, wobei dieses von einer Feder 19 auf seinen Sitz 20 gepreßte Ventilglied 18 aufgrund einer mittleren Bohrung 21 gleichzeitig eine Entlastungsstelle für den Bremszylinder bildet.

Ein aktives Schaltmittel 22 überwacht die mehrkreisige Ansteue­ rung der Steuerkammer, so daß entweder ein erster Steuerkreis I oder ein zweiter Steuerkreis II der Steuerkammer den zur Verschie­ bung des Hilfskolbens 16 erforderlichen Steuerdruck zuführt.

Der Steuerkreis 1 hat elektrische Schaltglieder, die im folgenden als druckproportionale oder wegproportionale analoge Pilotventile 25 oder 26 bezeichnet werden und die wahlweise bei dem in Fig. 1 sowie bei dem in Fig. 2 dargestellten Drucksteuerventil zum Einsatz kommen können. Funktion und Aufbau der beiden analogen Pilotventile werden weiter unten anhand der Darstellung der Fig. 3 und 4 im einzelnen erläutert.

Das analoge Pilotventil 25, 26 ist über einen Gehäusekanal 27 an die Druckquelle 11 angeschlossen, wodurch der erforderliche Steuerdruck zu dem Pilotventil gelangt; ein weiterer Gehäusekanal 28 verbindet die Druckquelle 11 mit dem Relaisventil 13. Der Aus­ laß des Pilotventils 25 oder 26 ist über einen Gehäusekanal 29 zum aktiven Schaltmittel 22 geführt. Das aktive Schaltmittel ist als durch eine elektrische Signalgabe ansteuerbares Elektro- Magnetventil ausgebildet, und zwar im Falle von zwei alternativ auf das Relaisventil durchschaltbaren Steuerkreisen I und II als 3/2-Wege-Magnetventil, wobei der andere Steuerkreis II einen Gehäuseeinlaß 29 umfaßt, über den ein pneumatischer Steuerdruck zum Magnetventil 22 geführt ist.

Es ergibt sich dann folgende Wirkungsweise. Um bevorrechtigt vor dem pneumatischen Steuersignal mit Hilfe elektrischer Sig­ nale, die dem analogen Pilotventil 25, 26 zugeführt sind, vorwie­ gend stufenlos Druck aus einem Energiespeicher zu den Brems­ zylindern zu steuern, ist das die Umsteuerung zwischen dem Steuerkreis I und dem Steuerkreis II bewirkende Magnetventil so ausgelegt, daß im angesteuerten Zustand der dann angezogene Anker 22a des Magnetventils 22 den Zulaß 29 für den pneuma­ tischen Steuerdruck gegen den Druck einer Vorspannungsfeder 22b absperrt. Bei intaktem elektrischen Kreis sperrt also das Magnet­ ventil den pneumatischen Steuerdruck und läßt den vom Pilotventil kraftproportional oder wegproportional angesteuerten Druck zum Hilfskolben 16 des Relaisventils gelangen. Bei Ausfall der Elektrik kann dann pneumatisch Druck zu den Bremszylindern gesteuert werden, da das Umschalt-Magnetventil 22 automatisch (hier unter Wirkung der Vorspannungsfeder 22b) den Steuerkreis II an das Relaisventil anschaltet. Der Gehäusekanal 30 in Fig. 1 be­ zeichnet noch eine Entlastungs- oder Entlüftungsstelle für das ana­ loge Pilotventil.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist bei sonst weitgehender Übereinstimmung, was durch die Verwendung gleicher Bezugs­ zeichen für identische Schaltungskomponenten mit gleicher Funktion kenntlich gemacht ist, ergänzend dahingehend erweitert, daß zwei­ kanalige ABS-Steuerfunktionen in die Ansteuerung der Bremszylin­ der einbezogen werden. Mit dem aufgeteilten Druckauslaß 15, 15′ des Relaisventils 13 sind nachgeschaltete, eine Haltefunktion bei ABS-Ansteuerung erfüllende, druckbetätigte Hauptventile 31a, 31b verbunden, deren Auslässe 15a, 15b zu zwei Bremsleitungen und entsprechenden Bremszylindern führen, die daher unterschiedlich angesteuert werden können. Zur Vorsteuerung der Hauptventile 31a, 31b sind 3/2-Wege-Vorsteuermagnetventile 32a, 32b vorge­ sehen, die bei Ansteuerung den Druck der Druckquelle 11 den Steuerkolben der Hauptventile 31a, 31b zuführen, im anderen Falle diese zu Gehäuseauslässen 33a, 33b entlüften.

Hierdurch ergibt sich unter Einbeziehung von ABS-Steuerfunktionen eine mehrkanalige Regelung des Bremsdrucks.

Das in Fig. 3 gezeigte analoge Pilotventil 25 umfaßt ein Ventil­ glied 35, welches nach Aufbau, Lagerung und Funktion dem Ven­ tilglied 18 des Druckventils der Fig. 1 ähnelt und dessen Ent­ lüftungsbohrung 35a daher von einem stempelartig nach unten vorspringenden Druckteil 36 am Anker 37 des elektromagnetischen Teils 38 des Pilotventils verschließbar ist. Gleichzeitig hebt bei weiterer Abwärtsbewegung die Druckstange 36 das Ventilglied 35 von seinem Sitz 39 und öffnet somit das Ventil 35/39, wodurch Druck über den Gehäusekanal 27 in einen Druckraum 40 gelangt und von diesem über den Auslaß 28′ zum Gehäuseteil des Druckventils. Das Pilotventil 25 der Fig. 3 ist so ausgebildet, daß durch stufenlose Ansteuerung des Elektromagneten 38, der sich noch durch eine Wicklung 37′ vervollständigt, Druck aus dem Vorrat zum Auslaß gesteuert wird, wobei die durch den Stromm er­ zeugte Magnetkraft mit der Kraft ins Gleichgewicht gerät und sich mit dieser daher auswiegt, die durch den angesteuerten Druck auf die Kolbenfläche des Elektromagneten rückwirkt. Es ist daher noch eine umlaufend im Gehäuse des Pilotventils, wie bei 41 angedeutet, festgemachte Membran 42 vorgesehen, die den Druckraum 40 gegen die obere Entlüftungsöffnung 30 abtrennt Eine Vorspannungsfeder 43 hält im nicht angesteuerten Zustand des Elektromagneten die Druckstange 36 als Verschlußteil für die Entlüftung 35a zu dieser im Abstand.

Die Drucksteuerung bei dem in Fig. 3 gezeigten analogen Pilot­ ventil erfolgt daher kraftproportional, da die aufgebrachte Magnet­ kraft sich mit dem auf den Kolben des Elektro­ magneten rückwirkenden Druck ausgleicht. Insgesamt ergibt sich daher bei den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Drucksteuerventilen ein analoges Drucksteuerungsverhalten, elektrisch oder pneuma­ tisch, unter Einschluß von mehrkanaligen ABS-Steuerfunktionen.

Im Prinzip ist auch, wie schließlich in Fig. 4 gezeigt, eine weg­ proportionale Drucksteuerung durch das analoge Pilotventil 26 möglich. Die Druckstange 45 des Magnetteils 46, im wesent­ lichen bestehend aus einem Anker 47 mit Wicklung 48, drückt wiederum unter Verschluß einer Entlüftungsöffnung 49 ein Ventil­ glied 50 abhängig vom Zusammendrückungsbetrag der Feder 43′ von seinem Sitz bei 51, wobei in diesem Fall der Sitz 51 je­ doch gebildet ist von einem im Gehäuse des Pilotventils gegen den Druck einer Vorspannungsfeder 53 gelagerten, ringförmigen Kolben 52.

Daher ergibt sich die Funktion, daß der angesteuerte Druck selbst, sobald er in den mit dem Auslaß 28′ verbundenen Druckraum 54 gelangt, den Kolben 52 wegproportional dem durch den Ventil­ stößel oder die Druckstange 45 vorgegebenen Weg nachführt.

Claims (9)

1. Drucksteuerventil, welches ein Relaisventil enthält, für eine Druckmittel-Bremsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß das Druck­ steuerventil (10, 34) mehrkreisig ansteuerbar ist, derart, daß die Steuerkreise (I, II) auf wenigstens ein aktives Schaltmittel (22) einwirken, wobei wenigstens ein elektrischer Steuerkreis (I) vorge­ sehen ist, der stufenlos stromabhängig einstellbare Schaltglieder enthält.

2. Drucksteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Schaltmittel ein 3/2-Wege-Elektromagnetventil (22) ist, mit einem ersten Einlaßanschluß, der mit dem Druckauslaß eines ana­ logen Pilotventils verbunden ist, und einem zweiten Einlaßanschluß, dem pneumatischer Steuerdruck zugeführt ist.

3. Drucksteuerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel der Druckquelle (11) unmittelbar dem von einem Hilfskolben (16) gesteuerten Ventil (18, 20) des Relaisventils (13) sowie dem analogen, einen zum zugeführten elektrischen Strom kraft- oder wegproportionalen Druckausgang aufweisenden Pilotventil (25, 26) zugeführt ist.

4. Drucksteuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das 3/2-Wege-Magnetventil als aktives Schaltmittel (22) so ausgelegt ist, daß es bei Ausfall der elektrischen Versor­ gung automatisch auf den pneumatischen Steuerkreis (II) unmschaltet.

5. Drucksteuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das 3/2-Wege-Magnetventil als aktives Schaltmittel (22) so ausgebildet ist, daß es nach jeder Bremsung auf den pneuma­ tischen Steuerkreis (II) umschaltet.

6. Drucksteuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß durch gezielte Nichtansteuerung des 3/2-Wege-Mag­ netventils als aktives Schaltmittel (22) der Durchgang des pneumati­ schen Steuerkreises (II) überprüfbar ist.

7. Drucksteuerventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das einen kraftproportionalen Druckaus­ gang zum aktiven Schaltmittel (22) erzeugende analoge Pilotventil erster Art (25) einen eine Membran (42) enthaltenden, vom Anker (37) des Magnetventils angetriebenen kolbenartigen Reaktionsteil auf­ weist, der mit dem bei Öffnen des Pilotventils unter den Druck des einströmenden Steuerdruckmittels gelangenden Druckraum derart in Verbindung steht, daß die durch den elektrischen Strom erzeugte Mag­ netkraft einen Gleichgewichtszustand mit dem auf die Kolbenfläche rückwirkenden ausgesteuerten Druck erreicht.

8. Drucksteuerventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das einen wegproportionalen Druckausgang aufweisende analoge Pilotventil zweiter Art (26) einen zusätzlichen Hilfskolben (52) aufweist, der mit einem Ventilglied (50) zusammen­ wirkend gleichzeigig den Sitz (51) des die Druckmittelzufuhr steu­ ernden Ventils bildet und durch Verschiebung den Gegendruck des auf­ gesteuerten Druckmittels aufnimmt, derart, daß sich mit ansteigendem Gegendruck der Durchströmquerschnitt wieder verringert.

9. Drucksteuerventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckauslaß des Relaisventils min­ destens zwei weitere, unter der Steuerung von zueinander unabhängi­ gen Magnetventilen stehende Hauptventile (31a, 31b) nachgeschaltet sind, derart, daß das Drucksteuerventil zweikanalig mit ABS-Steuer­ funktionen ansteuerbar ist.