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Die Erfindung betrifft ein Ventil
für ein
Bremssystem für
eine Kombination aus einem Fahrzeug und einem Anhänger, und
ist insbesondere befasst mit einem Ventil zur Verwendung mit Zufuhr-
und Betriebsbremsleitungen eines solchen Fahrzeugs. Eine solche
Zufuhrbremsleitung ist als "Rote
Leitung" (Red Line)
bekannt, wobei das Bremsen im Normalbetrieb über eine Betriebsbremsleitung
bewirkt wird, die als "Gelbe
Leitung" (Yellow
Line) des Bremssystems bekannt ist.
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Die rote Leitung dient dazu, ein
Notfallventil zu betätigen,
das einem Notfallluftzufuhrtank am Anhänger zugeordnet ist. Unter
normalen Bedingungen dient Druck in der roten Leitung dazu, das
Ventil geschlossen zu halten, und zu verhindern, dass Luft die Betriebsbremsen
des Anhängers
betätigt.
Sollte der Druck in der roten Leitung versagen, ermöglicht der Druckabfall,
dass das Notfallventil sich öffnet,
wodurch Luft im Tank auf die Anhängerbremsen
einwirkt.
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Wenn der Anhänger von der Zugmaschine abgekoppelt
wird, gibt die Trennung der roten Leitung das Ventil frei und Luft
im Tank wirkt automatisch auf die Anhängerbremsen ein. Es kann jedoch
ein Problem entstehen, wenn die rote Leitung erneut angeschlossen
wird. Wenn die rote Leitung erneut mit dem Anhänger verbunden wird, schließt die Wiederherstellung
des Drucks am Ventil den Tank von den Betriebsbremsen des Anhängers ab,
wodurch die Bremsen gelöst
werden. Wenn die Handbremse der Zugmaschine zuvor nicht betätigt wurde,
kann das Lösen
der Anhängerbremsen
dazu führen,
dass das Fahrzeug wegrollt, wobei die Folgen davon sehr gefährlich sein
können.
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Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist,
ein Ventil für
das Bremssystem zur Verfügung
zu stellen, das dabei hilft, die oben genannten Probleme zu vermeiden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung
wird ein Ventil für
ein Radbremssystem für
eine Kombination aus einer Zugmaschine und einem Anhänger zur
Verfügung
gestellt, wobei das Ventil einen Betriebslufteinlass zur Verbindung
mit einer Betriebsluftzufuhrleitung, einen Betriebsluftauslass zum
Zuführen
von Luft zur Steuerung des Betriebs einer Anhängerradbremse, ein Betätigungsglied,
das auf Betriebsluftdruck anspricht, einen Zufuhreinlass zur Verbindung mit
einer Luftzufuhrleitung der Zugmaschine, einen Zufuhrauslass zum
Zuführen
von Luft zur Betätigung einer
Anhängerradbremse
und ein Ventilglied zum Steuern des Luftstroms zwischen dem Zufuhreinlass und
dem Zufuhrauslass umfasst, wobei das Ventilglied gegen eine Vorspannung,
die durch oder über das
Betätigungsglied
aufgebracht wird, von einem geschlossenen Zustand zu einem geöffneten
Zustand verschiebbar ist, worin:
- a) im geschlossenen
Zustand der Luftdruck am Zufuhreinlass auf eine erste Fläche des
Ventilgliedes wirkt, wobei die auf der ersten Fläche entwickelte Kraft nicht
ausreicht, um die Vorspannung zu überwinden;
- b) im geöffneten
Zustand der Luftdruck am Zufuhreinlass auf eine zweite Fläche des
Ventilgliedes wirkt, wobei die auf der zweiten Fläche entwickelte
Kraft ausreicht, um die Vorspannung zu überwinden; und
- c) Luftdruck am Betriebslufteinlass auf eine Fläche des
Betätigungsgliedes
entgegengesetzt zur Vorspannung wirkt, wobei die entwickelte Kraft ausreichend
ist, um die Vorspannung zu überwinden.
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FR-A-2270131 offenbart ein Zugmaschine/Anhänger-Bremssystem
mit einer Abreißkupplung,
um kontinuierlichen Betrieb der Zugmaschinenbremsen zu gewährleisten,
falls der Anhänger
abbricht, das die Merkmale des berbegriffs von Anspruch 1 umfasst.
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Eine solche Anordnung ermöglicht,
dass die rote Leitung, die normalerweise mit der Zufuhrleitung verbunden
ist, erneut am Anhängerbremssystem
angeschlossen werden kann, ohne dass Notfallluftdruck aufgebracht
wird, um die Bremsen zu lösen, wobei
das Ventilglied in seine geschlossene Position vorgespannt ist,
was eine Verbindung zwischen dem Zufuhreinlass und -auslass während des
erneuten Anschlusses verhindert. Sobald der Fahrzeugführer die
Bremsen aus der Zugmaschinenkabine betätigt, wird die Vorspannung überwunden
und die Bremsen funktionieren dann normal.
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In der geschlossenen Position schließt das Ventilglied
bevorzugt eine Öffnung,
die so angeordnet ist, dass sie Luft vom Zufuhreinlass empfängt. Wo Luft
unter normalem Arbeitsdruck vom Zufuhreinlass auf das Ventilglied
aufgebracht wird, ist die Fläche des
Ventilgliedes, auf die Druck aufgebracht wird, derart, dass die
Kraft auf das Ventil nicht ausreicht, um die Vorspannung zu überwinden,
die das Ventil geschlossen hält.
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Unter normalem Arbeitsdruck durch
die Betriebsluftzufuhr zugeführte
Luft veranlasst das Betätigungsglied
sich gegen die Vorspannung zu bewegen. In einem solchen Fall kann
der auf die zuvor genannte Fläche
des Ventilgliedes aufgebrachte Luftdruck dann das Ventilglied in
eine geöffnete
Position bewegen, so dass es möglich
ist, dass Luft vom Zufuhreinlass zum Zufuhrauslass strömt. Der
Luftdruck, der das Ventilglied veranlasst sich zu öffnen, wird dann
auf eine größere Fläche des
Ventilgliedes aufgebracht, wodurch es veranlasst wird, offen zu
bleiben.
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Sobald Zufuhr- und Betriebsluftdruck
aufhören,
veranlasst die zuvor genannte Vorspannung, dass das Ventilglied
sich in seine geschlossene Position zurück bewegt.
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Gemäß einem anderen Aspekt der
Erfindung wird ein Fahrzeug- und Anhängerbrmessystem zur Verfügung gestellt
gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung oder gemäß einem
der zugehörigen
bestimmenden Merkmale.
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Ein Ventil gemäß der Erfindung wird nun als Beispiel
beschrieben mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen, in denen:
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1 eine
schematische Ansicht eines Bremssystems auf einem gelenkig verbundenen Fahrzeug
darstellt, die das Ventil im Querschnitt und in einem Betriebszustand
zeigt, und
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2 eine
Ansicht des Ventils von 1 in einem
anderen Betriebszustand darstellt.
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Ein gelenkig verbundenes Fahrzeug
umfasst eine Zugmaschine 10 und einen Anhänger 12,
die auf übliche
Weise durch eine Aufsattelkupplung (nicht gezeigt) verbunden sind.
Die Zugmaschine 10 weist das übliche Bremspedal 14 zum
Betriebsbremsen des Anhängers 12 über eine
gelbe Leitung 16 auf und weist die übliche rote Leitung 18 für Luftzufuhr
zum Anhänger
auf. Es ist ein Tank 20 auf bekannte Weise vorgesehen,
um eine Zufuhr der Bremsluft mindestens als Reaktion auf das Öffnen eines
Notfallbremsventils 22 vorzusehen. Das Ventil 22 ist
von bekannter Art und wird normalerweise durch Druck von der roten
Leitung 18 geschlossen gehalten. Wo der Druck der roten
Leitung aufhört, öffnet sich
das Ventil 22 und Luft aus dem Tank 20 wird dann
aufgebracht, um die Betriebsbremsen des Anhängers zu betätigen, wie
es allgemein bei 24 angegeben ist.
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Ein Ventil 26 ist gemäß der Erfindung
im Bremssystem vorgesehen. Das Ventil 26 umfasst ein Gehäuse 28 mit
einem mit der gelben Leitung 16 verbundenen Betriebslufteinlass 30 und
einen Betriebsluftauslass 32, der mit einer Leitung zum
Betätigen der
Betriebsbremsen 24 verbunden ist. Ein Betätigungsglied
in Form eines Kolbens 34 ist verschiebbar und abdichtend
in einem Zylinder 36 des Gehäuses 28 angebracht.
Der Kolben 34 ist normalerweise durch eine Feder 38 nach
oben vorgespannt, wie es in der Zeichnung zu sehen ist. Es ist eine
Entlüftung 39 im
Gehäuse 28 ausgebildet,
um einen Raum unter dem Kolben 34 zu belüften.
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Das Gehäuse 28 definiert eine
erste Kammer 40 zwischen dem Kolben 34 und einer
Wand 42. Die Wand 42 ist mit einer zentralen Führung 44 ausgebildet,
in der eine Schubstange 46 verschiebbar und abdichtend
angebracht ist. Das untere Ende der Schubstange 46 steht
mit dem Kolben 34 in Kontakt, wie es in der Zeichnung zu
sehen ist.
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Das Gehäuse 28 weist einen
mit der roten Leitung 18 verbundenen Zufuhreinlass 48 auf
und eine mit dem Ventil 22 verbundene Zufuhr 50.
Der Einlass 48 endet in einer Öffnung 51, die von
einem Sitz 52 für
Kontakt mit einem Ventilglied in Form eines Kolbens 54 umgeben
ist. Der Kolben 54 ist verschiebbar und abdichtend in einem
weiteren Zylinder 56 des Gehäuses 28 angebracht.
Der Kolben 54 weist für
abdichtenden Kontakt mit dem Sitz 52 einen elastomeren
Einsatz 58 auf. Das obere Ende der Schubstange 46 steht
mit dem Kolben 54 in Kontakt. Eine zweite Kammer 60 ist über dem
Kolben 54 nach dem Sitz 52 definiert. Die Kammer 60 kann
mit dem Einlass 48 über
ein Rückschlagventil 61 in
Verbindung stehen. Es ist eine Entlüftung 62 im Gehäuse 28 ausgebildet,
um einen Raum zwischen der Wand 42 und der Unterseite des
Kolbens 54 zu belüften.
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In einem Ruhezustand, wenn kein Druck
auf die Einlässe 30, 48 aufgebracht
ist, nehmen die Komponenten des Ventils 26 die in 1 gezeigten Position ein.
Es ist anzumerken, dass die Feder 38 eine nach oben gerichtete
Vorspannung auf den Kolben 34 aufbringt, die über die
Schubstange 46 zum Kolben 54 übertragen wird, um den Kolben 54 gegen den
Sitz 52 zu halten. Sobald das Fahrzeug im Einsatz ist,
wirkt auf den Einlass 48 von der roten Leitung 18 aufgebrachter
Luftdruck auf ei ne berfläche
A des Kolbens 54 im Inneren des Sitzes 52. Die
Fläche A
ist derart, dass die nach unten gerichtete Kraft, die auf den Kolben 54 wirkt,
nicht ausreicht, um die Vorspannung der Feder 38 zu überwinden.
Wenn jedoch das Bremspedal 14 betätigt wird, tritt Betriebsluft
unter Druck in der gelben Leitung 16 in die Kammer 40 ein
und drückt
den Kolben 34 nach unten wie es in 2 gezeigt ist. Luft im Raum unter dem
Kolben 34 tritt durch die Entlüftung 39 aus. Die
Abwärtsbewegung
des Kolbens 34 komprimiert die Feder 38 und ermöglicht dem
Druck auf der Fläche
A, den Kolben 54 aus dem Kontakt mit dem Sitz 52 zu
schieben, um die Öffnung 51 zu öffnen. Sobald
der Kolben 54 den Sitz 52 verlässt, wird Luftdruck aus der
roten Leitung auf die Kammer 60 aufgebracht und wirkt auf
die gesamte berfläche
des Kolbens (Fläche
A plus die in 1 mit
B angegebene ringförmige
Fläche).
Der Druck auf die Flächen
A plus B drängt
den Kolben 54 nach unten in Kontakt mit der Führung 44,
die als Stop wirkt. Die Luft der roten Leitung hält den Kolben 54 in
dieser Position, bei jeglichem Druck in der Kammer 40,
da die nach unten gerichtete Kraft auf den Kolben 54 so
ausgelegt ist, dass sie größer ist
als die nach oben gerichtete Vorspannung der Feder 38.
Luft im Raum unter dem Kolben 54 tritt durch die Entlüftung 62 aus.
Luft aus dem Auslass 50 bringt Druck auf das Ventil 22 auf,
um die verhindern, dass Luft im Tank 20 die Betriebsbremsen 24 betätigt.
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Wo die Zugmaschine 10 vom
Anhänger 12 abgekoppelt
ist, bewirkt die Trennung der roten Leitung 18 vom Ventil 26,
dass der Druck in der Kammer 60 über den Einlass 48 entlüftet wird.
Druck im Ventil 22 wird dadurch abgelassen, was Luft im
Tank 20 veranlasst, die Betriebsbremsen 24 zu
betätigen. Trennung
der gelben Leitung 16 ermöglicht dem Kolben 34,
unter dem Einfluss der Feder 38 nach oben zu steigen. Eine
solche Anstiegsbewegung des Kolbens 34 wird durch die Schubstange 46 auf
den Kolben 54 übertragen,
was den Kolben 54 veranlasst, in Kontakt mit dem Sitz 52 zu
steigen. Das Rückschlagventil 61 gewährleistet,
dass kein Restdruck im der Kammer 60 bleibt, der die durch
das Aufbringen von Luft aus dem Tank 20 erzeugte Bremskraft
reduzieren könnte.
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Wenn die Zugmaschine 10 erneut
mit dem Anhänger 12 verbunden
wird und unter der Annahme, dass die rote Leitung unter Druck steht,
setzt der erneute Verbindung der roten Leitung 18 mit dem Ventil 26 die
Fläche
A dem Luftdruck in der roten Leitung aus. Wie oben erwähnt ist
die Fläche
der berfläche
A jedoch derart, dass die auf den Kolben 54 wirkende nach
unten gerichtete Kraft nicht ausreicht, um die Vorspannung der Feder 38 zu überwinden
und der Kolben 54 verschließt weiter die Öffnung 51.
Deshalb wird Druck in der roten Leitung nicht auf das Ventil 22 aufgebracht
und der Luftdruck vom Tank 20 wird weiter auf die Betriebsbremsen 24 aufgebracht. Nach
erneutem Anschluss der gelben Leitung 16 drückt eine
Betätigung
des Fußpedals 14 oder
einer anderen Bremsauslösevorrichtung
durch den Fahrer zur Betätigung
der Betriebsbremsen 24 den Kolben 34 nach unten
und ermöglicht
dem Kolben 54, die Öffnung 51 zu öffnen. bwohl
dies das Ventil veranlasst, sich zu schließen und den Betrieb der Betriebsbremsen 24 mittels
der Luft im Tank 20 zu beenden, kann dieser Zustand nur
erreicht werden, wenn die Betriebsbremsen durch den Fahrer betätigt wurden, wodurch
das Risiko, dass das Fahrzeug wie zuvor davonrollt, wenn die rote
Leitung erneut angeschlossen ist, signifikant minimiert ist.
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Die vorliegende Erfindung ist gleichermaßen geeignet
für Sattelauflieger
(wie zuvor beschrieben) und Vollanhänger, wo der Anhänger durch
eine Zugstange mit einer Zugmaschine verbunden ist.