DE3605444C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckluftbremsanlage für Anhänger mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Ein Druckluftvorratsbehälter für eine Betriebsbremse ist mindestens über ein Rückschlagventil, besser aber über ein Schutzventil, abgesichert. Es ist ein weiterer Druckluftvorratsbehälter für eine Hilfs- und/oder Feststellbremse vorgesehen. Die Anlage weist Betriebsbremszylinder und Federspeicherbrems­ zylinder auf. Es ist ein erstes Relaisventil für die Aussteuerung der Betriebsbremse und ein zweites Relaisventil für die Aussteuerung der Federspeicherbrems­ zylinder vorgesehen, wobei das zweite Relaisventil mit Druckluft aus dem Druckluftvorratsbehälter für die Hilfs- und/oder Feststellbremse versorgt wird.

Eine Druckluftbremsanlage mit den aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannten Merkmalen ist aus der DE-AS 26 26 134 bekannt. Das zweite Relaisventil ist mit einem Doppel-Steuerkolben ausgerüstet, wobei die oberhalb des oberen Kolbens befindliche Steuerkammer mit der zu den Betriebsbremszylindern führenden Leitung verbunden ist, während eine unterhalb des oberen Kolbens angeordnete, durch einen den Kolbenzylinder teilenden Gehäusesteg begrenzte und in entgegengesetzter Richtung auf den Doppelsteuerkolben wirkende zweite Steuerkammer direkt mit der Bremsleitung in Verbindung steht. Das Relaisventil weist ein angeflanschtes, manuell betätigbares Schaltventil auf, über welches eine direkte Verbindung zwischen einer dritten Steuerkammer und der Vorratsleitung besteht. Diese dritte Steuerkammer ist durch den Gehäusesteg abgedichtet. Unterhalb der Doppelsteuerkolben­ anordnung befindet sich ein federnd aufgehängter Doppelventilkörper, der mit dem Doppelsteuerkolben ein Auslaßventil und mit einem eingezogenen Gehäuserand ein Einlaßventil für Druckluft aus dem Druckluftvorratsbehälter der Hilfs- und/oder Feststellbremse bildet. Die unterhalb des Doppelsteuerkolbens vorgesehene Steuerkammer, in der auch eine Wiegefeder vorgesehen ist, ist mit den Federspeicherbremszylindern verbunden. Dieses zweite Relaisventil ist somit stufbar ausgebildet und weist eine Stufbarkeit auf, die sich über den gesamten Druckbereich von Null bis zum Maximaldruck in der Vorratsleitung erstreckt. Durch die direkte Verbindung der Vorratsleitung mit der dritten Steuerkammer werden sich bei Druckschwankungen oder Druckveränderungen in der Vorratsleitung immer neue Abschlußstellungen am zweiten Relaisventil ergeben, so daß sich auch dementsprechend immer der zu den Federspeicherbremszylindern ausgesteuerte Lösedruck anpaßt bzw. ändert. Jeder Federspeicherbrems­ zylinder besitzt einen gewissen Lösedruck, also einen Druck, der erforderlich ist, um die Kraft der Speicherfeder zu überwinden. Dieser Lösedruck muß niedriger sein als der erreichbare Vorratsdruck in dem zugehörigen Druckluftvorratsbehälter. Der Lösedruck kann beispielsweise zwischen 4,8 und 5,8 bar liegen, während der Vorratsdruck im Druckluftvorratsbehälter zwischen 6,5 und 8 bar liegen möge. Bei einem hohen Luftverbrauch im Vorratskreis, sei es durch Luftverbrauch auf dem Zugfahrzeug und/oder anhängerseitig oder auch infolge von Undichtigkeiten z. B. auch infolge einer Luftfederung, kann die Situation eintreten, daß sich in der Vorratsleitung eine Druckabsenkung ergibt, bei der der Lösedruck des betreffenden Federspeichers erreicht oder sogar unterschritten wird. Damit kann es möglich werden, daß die Federspeicher ungewollt die Bremse anlegen oder sogar einen gewissen Bremsvorgang einleiten. Wird in einem solchen Moment zusätzlich noch die Betriebsbremse betätigt, dann tritt ein weiterer Luftverbrauch ein. Trotz eingeschaltetem Kompressor in der Druckluftbe­ schaffungsanlage kann der Druck in der Vorratsleitung die beschriebenen niedrigen Werte erreichen und somit zum ungewollten Abbremsen über die Federspeicherbremszylinder führen. In der Folge tritt eine Überhitzung an der Rad­ bremse und ein entsprechender Verschleiß auf. Insbesondere bei Einsatz einer Antiblockieranlage auf dem Anhänger oder auf dem Motorfahrzeug kann der beschriebene Druckabfall in dem Vorratskreis noch größer sein oder werden und dabei Drücke von etwa 4 bar erreichen. Dabei ist es durchaus möglich, daß der Kompressor nicht in der Lage ist, eine solche Luftmenge zu liefern, die während dieses Bremsvorgangs zu einem Anheben des Druckniveaus in dem Vorratskreis führt. Damit ist aber gerade wieder die Fahrstabilität, die durch die Antiblockieranlage gewähr­ leitet sein soll, durch das ungewollte Bremsen der Federspeicherbremszylinder infrage gestellt.

Aber auch im unteren Druckbereich, also beim Auffüllen der Druckluftvorratsbehälter, besitzt die bekannte Druckluftbremsanlage Nachteile. Die Federspeicherbrems­ zylinder z. B. der rechten und linken Fahrzeugseite können infolge von Alterung, Fertigungstoleranzen und weiteres unterschiedliche Lösedrücke besitzen, so daß sie beim Auffüllen der Druckluftvorratsbehälter zu unterschiedlichen Zeiten nacheinander lösen und umgekehrt auch ansprechen. Da das bekannte zweite Relaisventil auch über diesen Anfangsteilbereich des Drucks im Vorratskreis stufbar ist, können sich relativ lange Zeiten zwischen dem Lösen der einzelnen Federspeicher zueinander oder auch dem Ansprechen ergeben, so daß während dieser Zeiten ungleichmäßige Bremswirkungen der einzelnen Federspeicher am Fahrzeug auftreten.

Aus der DE-AS 23 49 649 ist eine Zweikreisbremsanlage für Anhänger bekannt mit einem ersten Druckluftvorrats­ behälter für die Vorratsluft der Betriebsbremse und einem zweiten Druckluftvorratsbehälter für die Vorrats­ luft der Federspeicherbremse, also der Hilfs- und/oder Feststellbremse. Zur Aussteuerung der Betriebsbremse ist auch hier ein Relaisventil vorgesehen, welches mit Druckluft aus dem Druckluftvorratsbehälter der Betriebsbremse versorgt wird und in üblicher Weise über die Bremsleitung gesteuert wird. Auch die Vorratsluft für den Druckluftbehälter der Hilfsbremse ist über dieses Relaisventil geführt, jedoch ohne Wirkungseinfluß dieses Relaisventils. Dies bedeutet, daß in der von der Vorratsleitung zu den Federspeicherbremszylindern führenden Leitung wirkungsmäßig kein Ventil oder sonstiges Aggregat angeordnet ist. Dies hat seinen Grund darin, daß ja bei einem Abriß der Vorratsleitung die Federspeicher­ bremse als Notbremse ansprechen muß. Der Druckluftvor­ ratsbehälter der Betriebsbremse ist dabei über ein im Relaisventil gelagertes Schutzventil abgesichert, nicht jedoch der Druckluftvorratsbehälter für die Hilfsbremse. Diesem ist lediglich ein Rückschlagventil vorgeschaltet, damit in Verbindung mit einem Umschaltventil der Druckluftvorrat in dem Druckluftvorratsbehälter der Hilfsbremse auch in abgekuppeltem Zustand des Anhängers zu Rangierzwecken beim Lösen der Federspeicherbremse zur Verfügung steht. Auch bei dieser Bremsanlage tritt der Nachteil auf, daß bei Druckschwankungen im Vorratskreis eine automatische Bremsung durch die Federspeicherbremse stattfinden kann.

Die DE-AS 24 33 327 zeigt eine druckluftbetätigte Hilfsbremsanlage für ein Zugfahrzeug, die mit Feder­ speicherbremszylindern arbeitet. Unabhängig davon ist eine Betriebsbremsanlage auf dem Zugfahrzeug vorge­ sehen. In der Federspeicherbremsanlage ist einem Feder­ speicher ein nicht-stufbares Relaisventil vorgeschaltet, dem seinerseits über ein Zweiwegeventil zwei gegen­ läufig aussteuernde weitere Relaisventile vorgeschal­ tet sind. Über ein Zweiwegeventil wird damit über den Betätigungsweg eines Hilfsbremsventils sichergestellt, daß das nicht-stufbare Relaisventil ein Ansprechen des nachgeschalteten Federspeicherbremszylinders im Sinne einer Bremsung verhindert. Erst in einer Parkstellung kommt dieser Federspeicherbremszylinder im Sinn einer Bremsung zur Wirkung. Ob und wie sich Druckschwankun­ gen im Vorratskreis der Betriebsbremse auf das Arbei­ ten der Federspeicherbremsanlage auswirken, ist nicht erkennbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druck­ luftbremsanlage für Anhänger der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß die Federspeicherbrems­ zylinder gegenüber Druckschwankungen im Vorratskreis, sei es durch Luftverbrauch über die Betriebsbremse und/ oder durch Undichtigkeiten, weitgehend unempfindlich sind, also bei einer Druckerniedrigung nicht automatisch eine Bremsung auslösen. In einem Anfangsteilbereich des Drucks im Vorratskreis, also beim Auffüllen der Anlage, sollen die Federspeicherbremszylinder erst nach einer gewissen Zeit bzw. einem gewissen Druckaufbau in dem Vorratskreis lösen, dann aber möglichst alle Federspeicherbremszylinder innerhalb einer kurzen Zeitspanne. Trotzdem soll die Federspeicherbremse auch als automatische Notbremse bei Abriß der Vorratsleitung oder Ausfall eines der beiden Druckluftvorratsbehälter zur Verfügung stehen, und zwar in einem mittleren bzw. unteren Teilbereich des Vorratsdrucks.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer gattungsgemäßen Druckluftbremsanlage dadurch erreicht, daß das zweite Relaisventil als ein Schaltventil ohne Stufbarkeit oder mit auf einen mittleren Teilbereich seines Eingangs­ drucks begrenzter Stufbarkeit mit steiler Kennlinie aus­ gebildet ist und daß das Schaltventil unterhalb des mittleren Teilbereichs des Eingangsdrucks in einem Anfangsteilbereich keine Aussteuerung und oberhalb dieses Teilbereichs in einem Endteilbereich keine Änderung der Aussteuerung aufweist. Die Stufbarkeit des Relaisventils wird auf einen mittleren Teilbereich des Eingangsdrucks im Vorratskreis zusammengedrängt, wobei eine Kennlinie entsteht, die wesentlich steiler ist als die 45°-Linie, im Extremfall, also ohne Stufbarkeit, eine senkrechte Kennlinie. Oberhalb dieses mittleren Teilbereichs des Vorratsdrucks, also bei Drücken in der Vorratsleitung in der Größenordnung zwischen 4 und 8 bar, zeigt das Relaisventil keine Änderung der Aussteuerung, der volle Vorratsdruck aus dem Druckluftbehälter der Hilfs- und/oder Feststellbremse bleibt zu den Federspeicherbremszylindern ausgesteuert. Druckschwankungen können sich nicht negativ auswirken. Auch ein sehr hoher Luftverbrauch z. B. an der Betriebsbremse infolge Einwirkens einer Antiblockierein­ richtung führt nicht zu einem Ansprechen der Federspeicherbremszylinder. Die Hilfsbremse kann somit das Arbeiten der Antiblockiereinrichtung nicht stören. Auch die Speicherfeder der Federspeicherbremszylinder wird in diesem Endteilbereich des Drucks frei von Bewegungen gehalten, so daß eine Erhöhung der Lebensdauer der Speicherfeder eintritt. Durch die steile Kennlinie wird andererseits der Bereich, in welchem die Federspeicherbremszylinder möglicherweise auch ungleich ansprechen, in sehr schneller Zeit durchlaufen, so daß unterschiedliche Löse- oder Bremsbedingungen zeitlich zusammengedrängt, also verkürzt werden und sich daher nur bedingt nachteilig auswirken können. Sofern die Stufbarkeit in diesem mittleren Teilbereich erhalten bleibt, kann die Hilfsbremse feinfühlig gestuft zum Einsatz gebracht werden. Durch die Vermeidung der Stufbarkeit im Anfangsteilbereich des Druckaufbaus im Vorratskreis wird einerseits ein zu frühes Lösen einzelner Federspeicher vermieden, andererseits aber erreicht, daß eine gewisse Zeit bis zum Lösen der Federspeicher vergeht, während der der Druckluftbehälter für die Betriebsbremse ordnungsgemäß aufgefüllt werden kann, damit dann nach dem Lösen der Federspeicher im Bedarfsfall unmittelbar danach bereits eine ordnungsgemäße Betriebsbremsung durchgeführt werden kann.

Wichtig ist auch, daß der Druckluftvorratsbehälter für die Hilfs- und/oder Feststellbremse über ein Schutzventil abgesichert ist, damit sich Druckschwankungen im Bereich der Betriebsbremse und deren Druckluftvorratsbehälter nicht auf den Druckluftvorratsbehälter für die Hilfs- und/oder Feststellbremse auswirken können. Es ist natürlich auch möglich, beide Druckluftvorratsbehälter z. B. über ein gemeinsames Zweikreisschutzventil abzusichern, wobei die Überströmventile im Zweikreisschutzventil vorzugsweise so eingestellt sind, daß beim Auffüllen der Anlage zunächst der Druckluftvorratsbehälter der Betriebsbremse bevorzugt aufgefüllt wird. Bei einem auftretenden Defekt im Druckluftvorratsbehälter der Betriebsbremse sichert das Schutzventil einen gewissen Restdruck im Druckluftvorrats­ behälter der Hilfs- und/oder Feststellbremse, der für Rangierzwecke in Verbindung mit einem Umschaltventil aus­ reicht. Tritt ein Defekt am Druckluftvorratsbehälter der Betriebsbremse ein, dann wird der Druck in der Vorratsleitung abgesenkt, wodurch über das Schaltventil mit Relaiswirkung eine Notbremsung eintritt. Der Notbetrieb kann aufrechterhalten werden. Bei einem auftretenden Defekt in dem Druckluftvorratsbehälter der Hilfsbremse spricht die Federspeicherbremse direkt als Notbremse an.

Das Schaltventil weist einen Steuerkolben auf, der abströmseitig von einer Steuerfeder beaufschlagt ist. Bei dieser Steuerfeder handelt es sich nicht um eine Wiegefeder, sondern um eine Feder mit Rückführfunktion einerseits und Rückhaltefunktion andererseits. Die Rückführfunktion ist dann erforderlich, wenn der Steuerkolben abströmseitig keine von einem Druck beaufschlagte Wirkfläche aufweist. Die Rückhaltefunktion ist in jedem Fall erforderlich, um im Anfangsteilbereich keine Aussteuerung des Lösedrucks zu haben. Dies gilt für das Schaltventil ohne Stufbarkeit oder mit begrenzter Stufbarkeit gleichermaßen.

Der Steuerkolben kann abströmseitig zwei Wirkflächen aufweisen, von denen die eine an einen mit der Atmosphäre verbundenen Raum angrenzt. Damit wird der Steuerkolben als Differenzialkolben ausgebildet und es ergibt sich je nach den Flächenverhältnissen eine steile, wenn auch nicht eine vertikale, Kennlinie. Die Stufbarkeit ist auf einen mittleren Teilbereich des Eingangsdrucks zusammengedrängt.

Die nicht an die Atmosphäre angeschlossene Wirkfläche kann gleich oder kleiner als die an die Atmosphäre angeschlossene Wirkfläche des Steuerkolbens ausgebildet sein und dann als Wiegefläche von dem ausgesteuerten Druck des Schaltventils beaufschlagt sein. Je kleiner diese Wirkfläche auf der Abströmseite des Steuerkolbens im Vergleich zur anströmseitigen Wirkfläche ist, desto steiler wird die Kennlinie dieses Schaltventils.

Die Steuerfeder kann in dem mit der Atmosphäre verbundenen Raum angeordnet sein, so daß sie sich bequem und geschützt auf relativ großem Durchmesser unterbringen läßt.

Der Steuerkolben kann einen axial verstellbaren Fortsatz aufweisen, der zusammen mit einem Doppelventilkörper ein Auslaßventil bildet. Damit ist es möglich, die steile Kennlinie des Schaltventils zu verschieben und somit eine Anpassung an den jeweiligen Anwendungsfall zu erzielen. Auch Fertigungstoleranzen der Steuerfeder können auf diese Art und Weise ausgeglichen werden.

Da die vorliegende Bremsanlage sowohl Betriebsbrems­ zylinder wie auch Federspeicherbremszylinder aufweist, muß sichergestellt sein, daß bei Betätigung beider Bremszylinder im Bremssinne eine Addition der an den Radbremsen wirkenden Kräfte zwecks Vermeidung einer Überlastung verhindert wird.Eine sogenannte Additionsverhinderung kann dadurch erzielt werden, daß in der von dem Schaltventil zu den Federspeicherbrems­ zylindern führenden Leitung ein Zweiwegeventil angeordnet ist, dessen weiterer Eingang mit dem von dem Relaisventil der Betriebsbremse ausgesteuerten Bremsdruck verbunden ist. In diesem Fall wird erreicht, daß bei zusätzlich einsetzender Betriebsbremse nach vorheriger Betätigung der Federspeicherbremse im Bremssinne der von dem Relaisventil der Betriebsbremse ausgesteuerte Bremsdruck zum Lösen der Federspeicherbremse eingesetzt wird. Zur Erreichung des gleichen Zwecks ist es aber auch möglich, daß das Schaltventil mit Relaiswirkung zwei Steuerkolben aufweist, von denen der eine mit dem Druck in der Vorratsleitung und der andere mit dem Druck in der von dem Relaisventil der Betriebsbremse ausgesteuerten Bremsdruck beaufschlagt ist. Der Anschluß für die Druckluft aus der Vorratsleitung und der Anschluß für die Druckluft des Relaisventils der Betriebsbremse können vertauscht werden.

Die Erfindung wird anhand einiger Ausführungsbeispiele weiter verdeutlicht und beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Druckluftbremsanlage mit dem Schaltventil in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 eine weitere Druckluftbremsanlage mit einem modifizierten Schaltventil,

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform der Anlage mit Schaltventil,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsmöglichkeit,

Fig. 5 ein Kennliniendiagramm der Schaltventile in den Ausführungsformen der Fig. 2, 3, 4 und

Fig. 6 ein Kennliniendiagramm des Relaisventils nach dem Stand der Technik.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform der Druckluft­ bremsanlage des Anhängers weist eine Vorratsleitung (1) und eine Bremsleitung (2) auf. Die Vorratsleitung (1) führt über eine Leitung (3) zu Federspeicherbremszylindern (4), von denen der Einfachheit halber nur einer dargestellt ist. In der Leitung (3) ist ein von Hand betätigbares Umschaltventil (5) und ein Schaltventil mit Relaiswirkung (6) vorgesehen.

Von der Vorratsleitung (1) zweigt weiterhin eine Leitung (7) ab, die zu einem Rückschlagventil (8) führt. An diese Leitung (7) ist ein Druckluftvorratsbehälter (9), der der Betriebsbremse zugeordnet ist, angeschlossen. Andererseits zweigt nach dem Rückschlagventil (8) eine Leitung (10) ab, in der ein Schutzventil (11), insbesondere ein Überströmventil mit begrenzter Rückströmung, angeordnet ist. Die Leitung (10) führt zu einem zweiten Druckluftvorratsbehälter (12), der der Hilfsbremse bzw. der Federspeicherbremse zugeordnet ist. Eine Leitung (13) verbindet die Leitung (10) mit dem Umschaltventil (5).

Das Schaltventil (6) besitzt ein Gehäuse (14) in welchem ein Steuerkolben (15) gleitend und dichtend angeordnet ist, der vermittels eines Raums (16) und eines Anschlusses (17) mit der Leitung (3) verbunden ist. Auf diese Art und Weise wird der Steuerkolben (15) auf seiner anströmseitigen Wirkfläche von dem Druck in der Vorratsleitung (1) bzw. der Leitung (3) beaufschlagt. Der Steuerkolben (15) ist auf einer Steuerfeder (18) abgestützt. Die Steuerfeder (18) ist in einem Raum vorgesehen, der an die Atmosphäre angeschlossen ist. Der Steuerkolben (15) besitzt einen hohlen Fortsatz (19), der abgedichtet durch eine Gehäusewandung (20) hindurchgeführt ist und mit seinem freien Ende einen Auslaßsitz (21) bildet. Im Gehäuse (14) des Schaltventils (6) ist ein Doppelventilkörper (22) federnd aufgehängt, der mit dem Auslaßsitz (21) ein Auslaßventil (21, 22) und mit einem vorspringenden Rand (23) des Gehäuses (14) ein Einlaßventil (22, 23) bildet. Das Einlaßventil (22, 23) teilt im Gehäuse (14) eine Vorratskammer (24) von einer Lösekammer (25) ab. Die Vorratskammer (24) steht über einen Anschluß (26) und eine Leitung (27) mit dem Druckluftvorratsbehälter (12) der Federspeicherbremse in dauernder Verbindung. Andererseits führt von der Lösekammer (25) ein Anschluß (28) und ein entsprechender Teil der Leitung (3) zu den Federspeicherbremszylindern (4).

In der Bremsleitung (2) ist ein automatisch lastabhängiges Bremsventil (29) und diesem nachgeschaltet ein Relaisventil (30) vorgesehen. Das Relaisventil (30) wird über eine Leitung (31) mit Druckluft aus dem Druckluftvorratsbe­ hälter (9) der Betriebsbremse versorgt. Eine Leitung (32) führt aussteuerseitig zu den Betriebsbremszylindern (33), von denen der Einfachheit halber ebenfalls nur einer dargestellt ist. Es versteht sich, daß die Betriebs­ bremszylinder (33) und die Federspeicherbremszylinder (4) jeweils zusammengebaut realisiert werden können.

Die Funktion dieser Druckluftbremsanlage ist folgende:

Bei laufender Druckluftbeschaffungsanlage auf dem Zugfahrzeug gelangt zunächst Luft, d. h. Druckluft über die Vorratsleitung (1) in die Bremsanlage auf dem Anhänger. Dabei befindet sich das Umschaltventil (5) in seiner Normalstellung, in welcher die Leitung (13) abgeschlossen ist, so daß die herangeführte Druckluft am Schaltventil (6) im Raum (16) auf die anströmseitige Wirkfläche des Steuerkolbens (15) gelangen kann. Dieser Kraft ist die Kraft der Steuerfeder (18) entgegengerichtet, die infolge ihrer Rückhaltefunktion zunächst verhindert, daß eine Bewegung des Steuerkolbens (15) im Anfangsteil­ bereich stattfindet. Eine Aussteuerung wird somit unter­ drückt. Erst bei Erreichen und Überschreiten der Rückhaltekraft der Steuerfeder (18) wird der Steuerkolben (15) verschoben, wodurch das Auslaßventil (21, 22) geschlossen und das Einlaßventil (22, 23) geöffnet wird. Da im Druckluftvorratsbehälter (12) jedoch Druckluft noch nicht vorhanden ist, hat dies zunächst keine Wirkung auf die Federspeicherbremszylinder (4). Die über die Vorratsleitung (1) herangelieferte Druckluft überströmt vielmehr das Rückschlagventil (8) und gelangt in den Druckluftvorratsbehälter (9), weil das Schutzventil (11) noch nicht geöffnet hat. Dies bedeutet, daß der Druck­ luftvorratsbehälter (9) für die Betriebsbremse bevorzugt aufgefüllt wird. Bei Erreichen des am Schutzventil (11) eingestellten Druckniveaus öffnet auch das Schutzventil (11) und es wird zusätzlich der Druckluftvorratsbehälter (12) der Federspeicherbremse aufgefüllt, wobei über die Leitung (27) und das geöffnete Einlaßventil (22, 23) diese Druckluft auch über den einen Teil der Leitung (3) zu den Federspeicherbremszylindern (4) fließt, so daß die Speicherfedern zusammengedrückt und somit die Federspeicherbremse gelöst wird. Das Anhängerfahrzeug ist somit fahrbereit.

Liegt dagegen bereits eine aufgefüllte Anlage vor, und wird der Anhänger lediglich angekuppelt, dann führt der Druckanstieg in der Vorratsleitung im mittleren Teilbereich infolge der senkrechten Kennlinie des Schaltventils (6) zu einem schlagartigen und gleichzeitigen Lösen der Federspeicherbremszylinder. Mit einem relativ niedrigen Druck in der Vorratsleitung (1) wird also bereits das vollständige Lösen der Federspeicherbremszylinder erreicht, so daß das Fahrzeug schnell fahrbereit ist.

Wird eine Bremsung über die Betriebsbremse bewirkt, dann führt ein entsprechender Druckanstieg in der Bremsleitung (2) dazu, daß das Relaisventil (30) der Betriebsbremse mit diesem Steuerimpuls - ggf. modifiziert durch das automatisch lastabhängige Bremsventil (29) - entsprechend beaufschlagt wird, wodurch in dem Relaisventil (30) das dort vorgesehene Auslaßventil geschlossen und das Einlaßventil geöffnet wird, so daß Druckluft aus dem Druckluftvorratsbehälter (9) und die Leitung (31) über die Leitung (32) zu den Betriebsbremszylindern (33) geschickt wird. Eine entsprechende Bremsung an den Radbremsen findet somit statt. Bei Beendigung der Betriebs­ bremsung wird die Leitung (32) und damit die Betriebs­ bremszylinder (33) wieder entlüftet.

Tritt ein Defekt in der Vorratsleitung (1) auf, beispielsweise ein Abriß, dann wird hierdurch eine Notbremsung über die Federspeicherbremszylinder (4) eingeleitet. Über die defekte Vorratsleitung wird auch der Raum (16) entlüftet, so daß das Schaltventil (6) mit Relaiswirkung umschaltet, indem das Einlaßventil (22, 23) geschlossen und das Auslaßventil (21, 22) geöffnet wird. Demzufolge werden die Federspeicherbremszylinder (4) entlüftet, so daß die Speicherfedern eine entsprechende Notbremsung veranlassen. Gleiches gilt beim Abstellen des Anhängers und beim Abkuppeln der Vorratsleitung (1). Auch dabei wird der Anhänger im Sinne einer Feststell­ bremsung mit der Hilfsbremse gesichert. Das Umschaltventil (5) dient der Aufrechterhaltung eines Notbetriebs und der Ermöglichung von Rangiermanövern des Anhängers. Bei abgestelltem Anhänger in der Feststellbremsanlage kann das Umschaltventil (5) betätigt werden, so daß Druckluft aus dem Druckluftbehälter (12) als Steuerluft über die Leitungen (10, 13, 3) in den Raum (16) des Schaltventils (6) gelangen kann, wodurch das Schaltventil (6) wiederum umsteuert und seinerseits mit Relaiswirkung Druckluft aus dem Druckluftvorratsbehälter (12) zu den Federspeicherbremszylindern (4) schickt.

Tritt während der Fahrt ein Defekt am Druckluftvorrats­ behälter (9) auf, der so groß ist, daß der Druck im Druckluftvorratsbehälter (9) im wesentlichen verloren­ geht, dann fällt zwar die Betriebsbremse aus, weil das Relaisventil (30) nicht mehr mit Druckluft versorgt werden kann, gleichzeitig wird aber auch der Druck in der Vorratsleitung (1) und damit in der Leitung (3) abfallen, so daß über das Schaltventil (6) und die Federspeicherbremszylinder (4) eine Notbremsung eintritt. Das Schutzventil (11) verhindert dabei ein entsprechendes Entleeren des Druckluftvorratsbehälters (12). Das Schutzventil (11) wird vielmehr bei einem bestimmten Druck schließen, der größer ist als der Ansprechdruck der Federspeicherbremszylinder (4). Damit ist sichergestellt, daß im Druckluftvorratsbehälter (12) ein solcher Druck abgefangen wird, der für einen Notbetrieb und für Rangierzwecke ausreichend ist.

Tritt umgekehrt ein Defekt am Druckluftvorratsbehälter (12) auf, dann wird die Druckluft in dem Druckluftvorratsbehälter (9) über das Schutzventil (11) abgesichert und die Federspeicherbremszylinder (4) werden direkt über das Leck in dem Druckluftvorratsbehälter (12) entlüftet, wodurch ebenfalls eine Notbremsung ausgesteuert wird.

Normalerweise, d. h. bei intakter Anlage, ergeben sich im Druckluftvorratsbehälter (9) Druckschwankungen infolge Druckluftverbrauchs durch die Betriebsbremse. Ein solcher Druckluftverbrauch führt auch dazu, daß der Druck in der Vorratsleitung absinkt. Damit wird auch der Steuerdruck im Raum (16) erniedrigt. Diese Erniedrigung hat jedoch keinen Einfluß auf das Schaltventil (6), d. h. das Schaltventil (6) führt zwar eine Bewegung aus, schaltet jedoch nicht um, also entlüften die Federspeicherbrems­ zylinder nicht. Diese Druckschwankungen können sich nicht nachteilig auf die Federspeicherbremszylinder (4) auswirken. Andererseits ist der Druckluftvorratsbehälter (12) über das Schutzventil (11) abgesichert, so daß eine Nachspeisung in den Druckluftvorratsbehälter (9) nur bis zum Schließdruck des Überströmventils des Schutzventils (11) stattfinden kann. Eine automatische Bremsung über die Federspeicherbremszylinder (4) infolge Druckschwankungen der Druckluft des Druckluftvorratsbehälters (9) bzw. in der Vorratsleitung (1) findet somit nicht statt.

Die Druckluftbremsanlage gemäß Fig. 2 ist grundsätzlich ähnlich aufgebaut wie die nach Fig. 1. Lediglich das Schutzventil (11) ist hier mit dem Schaltventil (6) baulich vereinigt.Auch das Rückschlagventil (8) ist im Gehäuse (14) des Schaltventils (6) untergebracht. Das Schutzventil (11) weist einen über eine Feder (34) abgestützten Ventilkörper (35) auf. Über eine Stellschraube (36) kann die Kraft der Feder (34) eingestellt werden, und somit der Öffnungs- und Schließdruck dieses Überströmventils mit begrenzter Rückströmung. Die Leitung (10) ist hier zumindest teilweise im Gehäuse (14) verlegt und führt über die Vorratskammer (24) und den Anschluß (26) zu dem Druckluftvorratsbehälter (12). Die Arbeits­ weise des Schaltventils (6) mit Relaiswirkung ist an sich unverändert. Dieses Relaisventil besitzt keine vertikale Kennlinie, sondern eine sehr steile Kennlinie, wie dies anhand von Fig. 5 erkennbar ist. Diese Kennlinie ist wesentlich steiler als die 45°-Linie und sie ist auf einen mittleren Teilbereich des Eingangsdrucks p ₁ zusammengedrängt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel führt das Schaltventil (6) erst dann eine Schaltbewegung aus, wenn im Raum (16) der Eingangsdruck von 3 bar überschritten wird. Dann wird jedoch in relativ kurzer Zeit, d. h. bei relativ kurzer Druckerhöhung, die gesamte steile Kennlinie durchlaufen und somit der volle Vorratsdruck von 8 bar als ausgesteuerter Druck p ₂ zu den Federspeicherbremszylindern (4) geschickt. Dieser maximal aussteuerbare Druck von etwa 8 bar kann bereits dann erreicht sein, wenn eingangsseitig 4 bar erreicht werden. Eine weitere eingangsseitig sich einstellende Druckerhöhung bewirkt keine Veränderung des ausgesteuerten Drucks am Federspeicherbremszylinder (4). Wenn man die Charakteristik dieses Schaltventils (6) beschreiben will, dann findet im Anfangsteilbereich keine Aussteuerung, also eine Zurückhaltung statt, im mittleren Teilbereich wird eine sehr starke Druckübersetzung herbeigeführt. Im Endteilbereich wird eine Änderung der Aussteuerung unterdrückt.

Die Arbeitsweise des Schaltventils gemäß Fig. 2 und Fig. 5 bei erniedrigtem Druck in der Vorratsleitung ist folgende: in einem weiten Druckbereich von z. B. 8 bar bis 3 bar findet keine Umsteuerung der Federspeicherbremszylinder statt. Dies ist bewußt so gestaltet, um beispielsweise eine Antiblockiereinrichtung ordnungsgemäß arbeiten zu lassen, ohne daß an den Federspeicherbremszylindern eine Bremsung oder in der Folge ein Heißwerden der Radbremse auftritt. Eine weitere Erniedrigung des Druckes in der Vorratsleitung - gleich aus welchem Grund - führt dann sehr schnell zu einem Ansprechen der Hilfs- und/oder Feststellbremse, indem die Federspeicherbremszylinder (4) umgesteuert, also entlüftet werden. Dieser Vorgang ist mit Sicherheit abgeschlossen, wenn der Druck in der Vorratsleitung 2 bar erreicht.

Das Schaltventil (6) weist aber darüberhinaus auch noch eine Einrichtung auf, um eine Addition der Bremsdrücke zu vermeiden, und zwar gleichzeitig im Sinne einer Bremsung. Zu diesem Zweck ist in einer von der Lösekammer (25) zu dem Anschluß (28) führenden Leitung (37) ein Zweiwegeventil (38) vorgesehen, welches einen Ventilkörper (39) besitzt, der mit einem Rand (40) ein Absperrventil (39, 40) für die Lösekammer (25) bildet. Der Ventilkörper (39) wird durch eine Feder (41) normalerweise in der dargestellten Stellung gehalten, in welcher ein Anschluß (42) von dem Anschluß (28) abgesperrt gehalten ist. Am Anschluß (42) ist eine Leitung (43) angeschlossen, die mit einer oder beiden Leitungen (32) verbunden ist, die aussteuerseitig das Relaisventil (30) mit den Brems­ zylindern (33) verbindet. Der Ventilkörper (39) weist Durchbrechungen (44) auf, durch die in entsprechender Stellung Druckluft von dem Anschluß (42) zu dem Anschluß (28) und damit im Sinne des Lösens der Federspeicherbremse auf die Bremszylinder (4) geschickt werden kann. Wird nämlich z. B. zunächst eine Hilfsbremsung mit Hilfe der Federspeicherbremszylinder (4) durchgeführt, in dem z. B. bewußt der Druck in der Vorratsleitung (1) abgesenkt wird, und wird während dieser Maßnahme zusätzlich eine Betriebsbremsung durch einen Bremsdruckanstieg in der Bremsleitung (2) initiiert, dann schaltet das Relaisventil (30) um und es wird Druckluft aus dem Druckluftvorrats­ behälter (9) über die Leitungen (32) zu den Betriebs­ bremszylindern (33) geschickt. Gleichzeitig steht damit auch diese ausgesteuerte Druckluft über die Leitung (43) und den Anschluß (42) am Ventilkörper (39) an und verschiebt diesen gegen die Kraft der Feder (41), so daß das Absperrventil (39, 40) geschlossen wird und über die Durchbrechungen (44) Druckluft von der Aussteuerseite des Relaisventils (30) im Sinne eines Lösens der Federspeicher­ bremse über den Anschluß (28) und den einen Teil der Leitung (3) zu den Federspeicherbremszylindern (4) fließen kann. Eine Addition der entsprechenden Bremskräfte an den Radbremsen wird damit vermieden.

Die Ausführungsform des Schaltventils (6) gemäß Fig. 2 zeigt durch die Anordnung einer Dichtung (45), verbunden mit der Ausbildung einer zweiten abströmseitig vorge­ sehenen Teilwirkfläche an dem Steuerkolben (15), die nicht von Atmosphäre beaufschlagt ist, sondern als Wiegefläche fungiert, daß das Schaltventil (6) auf diese Art und Weise in einem mittleren Teilbereich des Eingangsdrucks auch stufbar ausgebildet werden kann. Dies ist erforderlich, wenn über die Federspeicherbremszylinder (4) eine Hilfsbremsung erfolgen soll.

Es versteht sich, daß die Dimensionierung der Steuerfeder (18) hinsichtlich ihrer Rückhaltefunktion und/oder ihrer Rückführfunktion (Fig. 1) sowie die Bemessung der abströmseitig und anströmseitig an dem Steuerkolben (15) vorgesehenen Wirkflächen auf den jeweiligen Anwendungs­ fall abgestimmt werden.

Die Ausführungsform der Fig. 3 ist ähnlich zu den beiden vorangehend beschriebenen Ausführungsformen, so daß für vergleichbare Teile identische Bezugszeichen Verwendung finden. Das Rückschlagventil (8) ist hier in doppelter Ausfertigung vorgesehen, so daß das eine Rückschlagventil (8) dem Druckluftvorratsbehälter (9) wirkungsmäßig vorgeschaltet ist, während das andere Rückschlagventil (8) dem Druckluftvorratsbehälter (12) zugeordnet ist.

Über eine Bohrung (46) wird der Raum (16) über den Anschluß (17) erreicht, der hier zwischen dem Steuerkolben (15) und einem weiteren Steuerkolben (47) gebildet ist. Der Steuerkolben (47) teilt auf seiner Oberseite einen Steuerraum (48) ab, an den über einen Anschluß (42) die Leitung (43) herangeführt ist, die von der Leitung (32) abzweigt. Die Anordnung kann auch umgekehrt getroffen sein, nämlich derart, daß die Bohrung (46) zu dem Steuerraum (48) führt, während der Anschluß (42) zu dem Raum (16) vorgesehen ist. Auch auf diese Art und Weise wird eine Addition der Bremskräfte infolge gleichzeitiger Betätigung der Betriebsbremse und der Federspeicherbremse vermieden.

Gemäß Fig. 3 ist das Schutzventil (11) bzw. dessen Ventilkörper (35) etwas anders aufgebaut. Es ist hier eine im Gehäuse eingespannte Membran vorgesehen, die wirkungsmäßig zu dem Ventilkörper (35) gehört. Das Umschaltventil (5) ist in Fig. 3 nicht gesondert dargestellt. Für Rangierzwecke ist es selbstverständlich vorhanden. Ein begrenzter Druckausgleich zwischen den Druckluftvorratsbehältern (12) und (9) ist hier nicht möglich.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist im Schaltventil (6) nicht nur das Schutzventil (11) vorgesehen, sondern auch das Zweiwegeventil (38). Die Funktion entspricht der Anlage gemäß Fig. 2. Der Fortsatz (19) an dem Steuerkolben (15) ist mit Hilfe eines Gewindes axial ver- und einstellbar, so daß letztendlich der Auslaßsitz (21) relativ zum Steuerkolben (15) und somit der Hub bis zum Schließen des Auslaßventils (21, 22) einstellbar ist. Damit kann die Kennlinie (ab Fig. 5) leicht eingestellt und verschoben werden, wie dies durch die gestrichelte Linienführung in Fig. 5 dargestellt ist. Die Hysteresis zwischen Druckanstieg und Druckabfall δ p bleibt dabei konstant.

Fig. 6 zeigt im Vergleich zu Fig. 5 die Kennlinie des zweiten Relaisventils einer gattungsbildenden Bremsanlage. Es ist insbesondere ersichtlich, daß die Kennlinie wesentlich flacher verläuft, also etwa ähnlich wie die 45°-Linie. Außerdem erstreckt sich die Stufbarkeit über den gesamten Bereich des Eingangsdrucks.

Claims (8)

1. Druckluftbremsanlage für Anhänger mit einer Vorratsleitung und einem mindestens über ein Rückschlagventil befüllbaren Druckluftvorratsbehälter für eine Betriebsbremse und einem weiteren, über ein Schutzventil abgesicherten Druckluftvorratsbehälter für eine Hilfs- und/oder Feststellbremse, sowie mit Betriebsbremszylindern und Federspeicherbremszylindern, und mit einer Bremsleitung sowie einem nachgeschalteten ersten Relaisventil für die Aussteuerung der Betriebsbremse, wobei in der von der Vorratsleitung zu den Federspeicherbremszylindern geführten Leitung ein zweites Relaisventil für die Aussteuerung der Federspeicherbremszylinder angeordnet und der Druckluftvorratsbehälter für die Hilfs- und/oder Feststellbremse zur Druckluftversorgung an das zweite Relaisventil angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Relaisventil als ein Schaltventil (6) ohne Stufbarkeit oder mit auf einen mittleren Teilbereich seines Eingangsdrucks begrenzter Stufbarkeit mit steiler Kennlinie ausgebildet ist und daß das Schaltventil (6) unterhalb des mittleren Teilbereichs des Eingangsdrucks in einem Anfangsteilbereich keine Aussteuerung und oberhalb dieses Teilbereichs in einem Endteilbereich keine Änderung der Aussteuerung aufweist.

2. Druckluftbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (6) einen Steuerkolben (15) aufweist, der abströmseitig von einer Steuerfeder (18) beaufschlagt ist.

3. Druckluftbremsanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (15) abströmseitig zwei Wirkflächen aufweist, von denen die eine an einen mit der Atmosphäre verbundenen Raum angrenzt.

4. Druckluftbremsanlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht an die Atmosphäre angeschlossene Wirkfläche gleich oder kleiner als die an die Atmosphäre angeschlossene Wirkfläche des Steuerkolbens ausgebildet ist.

5. Druckluftbremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerfeder (18) in dem mit der Atmosphäre verbundenen Raum angeordnet ist.

6. Druckluftbremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (15) einen axial verstellbaren Fortsatz (19) aufweist, der zusammen mit einem Doppelventilkörper (22) ein Auslaßventil (21, 22) bildet.

7. Druckluftbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der von dem Schaltventil (6) zu den Federspeicherbremszylindern (4) führenden Leitung (3) ein Zweiwegeventil (38) angeordnet ist, dessen weiterer Eingang mit dem von dem Relaisventil (30) der Betriebsbremse ausgesteuerten Bremsdruck verbunden ist.

8. Druckluftbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (6) mit Relaiswirkung zwei Steuerkolben (15, 47) aufweist, von denen der eine mit dem Druck in der Vorratsleitung (1) und der andere mit dem Druck in der von dem Relaisventil (30) der Betriebsbremse ausgesteuerten Bremsdruck beaufschlagt ist.