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Diese Erfindung betrifft eine
Fluiddruckmodulatorventilvorrichtung und sie betrifft insbesondere eine elektrisch
betätigbare Modulatorventilvorrichtung eines Nichtrelaistyps.
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Eine Modulatorventilvorrichtung eines Nichtrelaistyps
wird verwendet insbesondere zum Modulieren des Drucks von
verdichteter Luft, die an Betätigungseinrichtungen von Bremsen von
Fahrzeug-Druckluftbremsanlagen angelegt wird, um ein Rutschen
oder Schleudern der Räder zu minimieren. In solchen Anlagen
bewirkt Betätigung der Bremsen durch den Fahrer des Fahrzeugs
üblicherweise, daß Druckluft aus einem oder mehreren
Speicherbehältern, möglicherweise über Relaisventile, an individuelle
Betätigungseinrichtungen für jedes der gebremsten Räder
übertragen wird. Elektrische Fühlermittel können vorgesehen sein, um
den Beginn übermäßiger Radverzögerung festzustellen und beim
Ansprechen darauf eine weitere Bremsdruckerhöhung zu verhindern
und möglicherweise auch eine Bremsdruckverringerung zu
bewirken. Eine solche Steuerung kann wirksam sein an einzelnen
Rädern oder kollektiv und sie wird typisch erzielt durch ein oder
mehrere elektrische betätigbare Fluiddruckmodulatorventile,
über welche der Bremsdruck an die Betätigungseinrichtungen
angelegt wird.
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Modulatorventile eines Nichrelaistyps können ein
erstes durch Druckluft betätigbares Ventil für Verbindung einer
Eingangsöffnung mit einer Abgabeöffnung, die mit einer
Betätigungseinrichtung verbunden ist, ein zweites durch Druck
betätigbares Ventil zum Verbinden der Abgabeöffnung mit einer
Entlüftung, und ein erstes und ein zweites in ausgewählter Weise
elektrisch betätigbares Pilotventil aufweisen, um Steuerdrücke
an das betreffende erste oder das zweite Ventil anzulegen. Um
zunehmenden Betätigungsdruck zu unterbrechen, ist es daher
erforderlich, das erste Pilotventil zu erregen, um zu bewirken,
daß das erste Steuerventil den abgegebenen Druck "hält".
Weiterhin ist es in dem Fall, daß ein anfänglicher
Schleuderzustand fortdauert, zusätzlich erforderlich, das zweite
Pilotventil zu erregen, um zu bewirken, daß das zweite Steuerventil
einen gewissen Abgabedruck entlastet bzw. entlüftet. Eine solche
Steuerung wird üblicherweise zyklisch bewirkt durch eine
elektronische Steuereinheit, und die elektrische Erregung für die
Pilotventile kann von einem Fahrzeug-Bremslichtstromkreis
erhalten werden.
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In der früheren veröffentlichten Beschreibung der
europäischen Patentanmeldung Nr. 0 147 585 A ist ein
Bremsdruckmodulator beschrieben, der vom Nichtrelaistyp ist und zwei
durch Fluiddruck betätigbare Membranventile hat, die durch
Pilotdrücke von betreffenden Magnetventilen gesteuert werden. Ein
Membranventil schafft Unterbrechung einer Verbindung zwischen
einer Eingangsöffnung und einer Abgabeöffnung, und das andere
Membranventil schafft eine Entlüftung der Abgabeöffnung. Im
Betrieb einer solchen Vorrichtung ist es erforderlich,
Steuerströme zu schaffen, und zwar entweder wahlweise oder in
Kombination mit jedem der Magnetventile.
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Je größer die Anzahl der Modulatorventile ist, die vorgesehen
sind, desto größer ist der Bedarf an elektrischem Strom und
dies kann die Anzahl der Modulatorventile begrenzen, die
eingebaut werden können, insbesondere an einem Anhänger.
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In der früheren veröffentlichten Beschreibung der europäischen
Patentanmeldung Nr. 0 307 579 A ist eine solenoidgesteuerte
Bremsdruckrelaisventilanordnung beschrieben, wobei in ihr
beschrieben ist, daß es erwünscht ist, die Energieanforderungen
zu minimieren.
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Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin,
eine verbesserte Modulatorventilvorrichtung eines
Nichtrelaistyps zu schaffen, die verringerten Strombedarf zeigt im
Vergleich
zu dem, was oben vorgesehen wurde.
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Gemäß der Erfindung ist eine
Fluiddruckmodulatorventilvorrichtung eines Nichtrelaistyps geschaffen mit einer
Fluiddruckeingangsöffnung, einer Fluiddruckabgabeöffnung und
einer Entlüftungs- bzw. Entlastungsöffnung, einem ersten durch
Fluiddruck betätigbaren Ventil zum Verbinden der
Eingangsöffnung mit der Abgabeöffnung, und einem zweiten durch Fluiddruck
betätigbaren Ventil zum Verbinden der Abgabeöffnung mit der
Entlüftungs- bzw. Entlastungsöffnung, wobei das erste und das
zweite durch Fluiddruck betätigbare Ventil durch eine
elektrisch betätigbare Pilotventileinrichtung steuerbar sind, die
Druck von einer Fluiddruckquelle erhält und ein erstes und ein
zweites Zweistellungspilotventil aufweist, die in ausgewählter
Weise abwechselnd elektrisch betätigbar sind, dadurch
gekennzeichnet, daß über die beiden Pilotventile in Reihe ein
Steuerdruck von der Fluiddruckquelle in ausgewählter Weise bzw.
wahlweise an das erste durch Fluiddruck betätigbare Ventil angelegt
oder unterbrochen wird, und über das erste der Pilotventile der
Steuerdruck in ausgewählter Weise bzw. wahlweise an das zweite
durch Fluiddruck betätigbare Ventil angelegt oder unterbrochen
wird.
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Vorzugsweise ist ein Rückschlagventil vorgesehen, das
eine Fluiddruckentleerung bzw. einen Abbau von Fluiddruck von
der Abgabeöffnung zu der Eingangsöffnung ermöglicht.
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Die genannten durch Fluiddruck betätigbaren Ventile
können mittels Membran betätigbare Ventile sein, oder eines
oder beide können durch Kolben betätigbare Ventile sein.
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Vorzugsweise wird, wenn die beiden Pilotventile mit
zwei Zuständen nicht elektrisch erregt sind, Steuerdruck
angelegt, um das erste durch Fluiddruck betätigbare Ventil offen zu
halten, und Steuerdruck wird angelegt, um das zweite durch
Fluiddruck betätigbare Ventil geschlossen zu halten.
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Damit die vorliegende Erfindung klarer verstanden und
bequemer in Wirkung gebracht werden kann, wird sie nunmehr
unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung weiter
beschrieben, die eine schematische Darstellung einer Ausführungsform
einer elektrisch betätigbaren Modulatorventilvorrichtung gemäß
der Erfindung zeigt.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnung kann hinsichtlich
der Ausführung festgestellt werden, daß, während durch
Fluiddruck betätigbare Steuerventile in einem Gehäuse, jedoch
getrennt von ihren betreffenden elektrisch betätigbaren
Pilotventilen dargestellt sind, alle diese Ventile in einem einzigen
Gehäuse umfaßt sein können, wobei die erforderlichen
Fluiddruckverbindungen geschaffen sind. Unter Bezugnahme zunächst
auf die durch Fluiddruck betätigbaren Steuerventile, die in dem
Gehäuse 1 vorgesehen sind, ist festzustellen, daß das erste
Ventil ein Ventilglied 2, welches von einem Stößel 3 getragen
ist, und eine Membran 5 hat zum axialen Bewegen in dem Gehäuse
beim Ansprechen auf einen an einer Steueröffnung 6 wirkenden
Druck in Richtung gegen eine und von einer Öffnung 4 in einer
Trennwand 20 weg. Auf diese Weise öffnet oder schließt das
Ventilglied 2 eine Verbindung zwischen einer Druckeingangsöffnung
8 zu einer Kammer 9 und einer Abgabeöffnung 10 einer Kammer 11.
Die Kammer 11 ist weiterhin mit einem zweiten
Fluiddrucksteuerventil in Form einer weiteren Membran 12 versehen, die unter
dem Einfluß eines Steuerdrucks an einer Steueröffnung 13
wirksam ist, eine Öffnung 14 zu schließen, um eine Verbindung
zwischen der Kammer 11 und einer Entlüftungsöffnung 15 zu
unterbrechen.
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Die Wand 20 zwischen den Kammern 11 und 9 bildet
einen Ventilsitz 7 für das Ventilglied 2 und sie ist weiterhin
mit einem biegsamen Schließteil 18 versehen, der gewöhnlich
eine Reihe von beabstandeten Öffnungen 19 abdeckt, wodurch ein
Rückschlagventil bestimmt ist. Dieses Rückschlagventil
ermöglicht ein Strömen von Luft von der Kammer 11 zur Kammer 9,
jedoch nicht in umgekehrter Richtung.
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Eine Druckluftzufuhrleitung 16 verbindet eine
Bremssteuerdruckquelle (nicht dargestellt) mit der Öffnung 8 und
liefert weiterhin ein Drucksignal an eine Eingangsöffnung 21
eines ersten elektrisch betätigbaren Dreiwege-Zweistellungs-
Pilotventil 26. Das Ventil 26 ist vorzugsweise ein
Solenoidventil mit einem federbelasteten Doppelventilglied 22, welches
eine Verbindung zwischen der Eingangsöffnung 21 und einer
Ausgangsleitung
23 aufrecht erhält, während es eine
Austrittsöffnung 24 geschlossen hält. Erregung des Solenoids, mit dem
Bezugszeichen 25 bezeichnet, führt daher dazu, daß die
Eingangsöffnung 21 abgeschlossen wird und die Austrittsöffnung 24
geöffnet wird, um die Leitung 23 zu entlüften. Die mit der
Öffnung 13 verbundene Leitung 23 ist weiterhin mit einer
Eingangsöffnung 31 eines zweiten elektrisch betätigbaren Dreiwege-
Zweistellungs-Pilotdruckventil 36 verbunden, welches dem Ventil
26 im wesentlichen identisch ist und dessen Ausgangsleitung 33
mit der Öffnung 6 verbunden ist. Wenn das Solenoid des Ventils
36, bezeichnet mit dem Bezugszeichen 35, erregt ist, wird die
Leitung 33 dadurch über die Entlüftungsöffnung 24 entlüftet.
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Im Betrieb der Modulatorventilvorrichtung, die unter
Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben worden ist, sind die
Druckübertragungswege zwischen der Leitung 16 und den Öffnungen
6 und 8 derart, daß der Druckaufbau in der Kammer 9 den
Druckanstieg über der Membran 5 nicht überholt. Normaler Bremsdruck
zu einem Rad oder einer Gruppe von Rädern wird daher über die
Leitung 16, die Öffnung 8, die Kammer 9, die Öffnung 4, die
Kammer 11 und die Öffnung 10 zu der betreffenden
Betätigungseinrichtung oder den betreffenden Betätigungseinrichtungen
übertragen. Beim Auftreten eines anfänglichen
Radschleuderzustandes erregt die elektronische Steuereinheit (nicht
dargestellt) das Solenoid 35 des Ventils 36, um den Steuerdruck aus
dem Bereich oberhalb der Membran 5 zu entlüften, und daher
wirkt der Druck in der Kammer 9 in einem Sinn, das Ventilglied
2 gegen den Sitz 7 zu schließen, um den abgegebenen Druck über
die Öffnung 10 auf dem erreichten Wert zu "halten". Dieser
Druck in der Kammer 11 kann daher nur verringert oder entlastet
werden durch Auslecken oder durch eine Verringerung des Drucks
in der Leitung 16, was eine Rückströmung über das
Rückschlagventil ermöglicht, welches durch die Öffnungen 19 und den Teil
18 gebildet ist. Wenn daher in diesem "Halte"-Zustand der Druck
in der Leitung 16 sich zu verringern beginnt, kann sich der
abgegebene Druck in der Kammer 11 über das Rückschlagventil
verringern. Wenn der anfängliche Radschleuderzustand oder
Radrutschzustand weiterhin besteht, erregt die elektronische
Steuereinheit das Solenoid 25 des Ventils 26, während das
Solenoid 35 des Ventils 36 entregt wird. Dies führt dazu, daß die
Leitung 23 über die Austrittsöffnung 24 entlüftet wird und
dazu, daß Steuerdruck von der Unterseite der Membran 12
abgenommen wird, um den Bereich 11 und den abgegebenen Druck an der
Öffnung 10 über die Öffnung 15 zu entlüften. Wenn der
Rutsch- oder Schleuderzustand korrigiert ist, wird die elektrische
Erregung des Pilotventils 26 oder 36 beseitigt und die Ventile
kehren in den dargstellten Zustand zurück.
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In einer vollständigen Anlage ist ein betreffendes
Modulatorventil für jedes Rad oder jede Gruppe von Rädern S
vorgesehen, die individuelle Rutsch- oder Schleudersteuerung
erfordern, und aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß
zufolge der Anordnung der Pilotventile 26 und 36 in Reihe es für die
Steuerung des ersten fluiddruckgesteuerten Ventilgliedes 2
nicht mehr erforderlich ist, daß zwei Solenoide für jedes
Modulatoarventil erregt werden, um eine Betriebsweise mit
Entlüftung von Abgabedruck zu bewirken. Demgemäß ist ein verringerter
Strombedarf in einem solchen Modulatorventil geschaffen.
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Während in der zuvor beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung das erste und das zweite Ventil jeweils durch
Fluiddruck betätigt werden, der auf eine Membran wirkt, können
eines oder jedes dieser Ventile durch Fluiddruck betätigt
werden, der anstelle auf die Membran 5 oder die Membran 12 auf
einen betreffenden in zweckentsprechender Weise angeordneten
Kolben wirkt, falls dies erwünscht ist.