DE60121006T2

DE60121006T2 - Fahrzeug- druckluftbremsanlage

Info

Publication number: DE60121006T2
Application number: DE60121006T
Authority: DE
Inventors: Ian Richard Joseph Huddersfield BATES
Original assignee: Wabco Automotive UK Ltd
Current assignee: Wabco Automotive UK Ltd
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2021-09-15
Also published as: US20120181851A1; DE60121006D1; EP1318936B1; JP5265839B2; GB0023350D0; AU2001287863A1; US8801111B2; BR0114063A; US20040026993A1; KR100773449B1; WO2002024506A1; EP1318936A1; JP2004509016A; KR20030036757A

Description

Diese Erfindung betrifft Druckluftbremssysteme von Fahrzeugen.
Bei einem herkömmlichen Druckluftbremssystem wird Druckluft von einem Kompressor über einen Lufttrockner und ein Rückschlagventil einem Vorratsbehälter zugeführt, aus dem Luft über ein Bedarfsventil angesaugt wird.
Dabei besteht der Lufttrockner üblicherweise aus einem Trockenmittelbehälter und wird periodisch einer Regenerierung unterzogen, indem ein kleines Volumen an Trockenluft in umgekehrter Richtung durch das Trockenmittel geleitet wird, und dieses Volumen dann an die Atmosphäre abziehen kann.
Bei einem einfachen System kann die Regenerierung dann stattfinden, wenn ein druckempfindlicher Schalter einen maximalen Druck im Vorratsbehälter erfasst. Durch diesen Schalter wird das Anlegen eines Drucksignals an ein Regenerierungsventil veranlasst, welches eine Entleerung des dem Lufttrockner vorgeschalteten Luftsystems bewirkt, wobei ermöglicht wird, dass ein Trockenluftvolumen hinter dem Lufttrockner das Rückschlagventil über einen Begrenzer umgeht. Durch das Aufgehen dieses Regenerierungsventils kann auch der Kompressorauslass direkt an den Auspuff gelegt werden, was einen Freilauf des Kompressors ermöglicht, oder ein Entlasten des Kompressors kann durch ein paralleles System erfolgen. Bei Absinken des Drucks hinter dem Lufttrockner auf einen minimalen Wert des Druckbegrenzungsventils schließt sich das Regenerierungsventil und der Kompressor wird zugeschaltet, um den Vorratsbehälter wieder aufzufüllen.
Es wurden bereits verschiedene Vorschläge gemacht, um ein unnötiges Pumpen des Kompressors zu eliminieren, und die Regenerierung des Lufttrockners nur bei Bedarf sicherzustellen.
Ein bekanntes Druckluftbremssystem eines Fahrzeugs umfasst ein Quelle eines unter Druck stehenden Fluids, einen dieser Quelle nachgeschalteten Lufttrockner sowie einen dem Lufttrockner nachgeschalteten Druckluftabnehmerkreis, und das System verfügt über ein Steuermittel zum bedarfsweisen Außerkraftsetzen der Quelle, um einen Rückfluss von Druckluft vom Druckluftabnehmerkreis durch den Lufttrockner hindurch an ein Ablassventil zu ermöglichen. Dabei umfasst das Steuermittel ein elektrisch betätigtes Leitventil mit einem an den Druckluftabnehmerkreis angeschlossenen Einlass, einen betriebsfähig mit dem Ablassventil verbundenen Zuführungsauslass sowie einen Ausstoßauslass. Im Gebrauch kann das Ventil von einem geschlossenen Zustand, in dem die Auslässe verbunden sind, in einen geöffneten Zustand bewegt werden, in dem Einlass und Zuführungsauslass verbunden sind, wobei das Ablassventil federnd ge schlossen wird und bei Verbindung von Einlass und Zuführungsauslass von einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand bewegt werden kann.
Die Quelle kann außer Kraft gesetzt werden, indem der Ausstoß über das Ablassventil erfolgt. Alternativ jedoch ist der Zuführungsauslass betriebsfähig an ein Entlastungsmittel angeschlossen, um die Quelle direkt zu entlasten oder sie außer Kraft zu setzen, so dass das Entlastungsmittel betrieben wird, wenn der Einlass und der Zuführungsauslass verbunden sind.
Der Regenerierungsfluss wird von einem elektrisch betätigbaren Regenerierungsventil initiiert, und die Betätigung der Regenerierungs- und Leitventile erfolgt üblicherweise gleichzeitig, so dass das Öffnen des Ablassventils zeitlich mit dem Regenerierungsrückfluss durch den Lufttrockner zusammenfällt.
In der EP 0867351 (Wabco Automotive UK Limited) ist ein Ableitventil und ein Verfahren zu dessen Betrieb offenbart, wobei eine Verzögerungsvorrichtung vorgesehen ist, um eine möglicherweise ölhaltige anfängliche Druckluftfüllung direkt an den Auspuff zu leiten, wobei die Quelle über das Leitventil des Ablassventils außer Kraft gesetzt wird.
Gemäß einem ersten Merkmal der Erfindung wird das elektrisch betätigbare Regenerierungsventil des bekannten Druckluftbremssystems durch ein Regenerierungsventil ersetzt, das so betrieben werden kann, dass es als Reaktion auf die Verbindung von Einlass und Zuführungsauslassen des Leitventils einen Regenerierungsrückfluss ermöglicht. Dementsprechend wird ein Fahrzeug-Druckluftbremssystem zur Verfügung gestellt, mit einer Quelle von unter Druck stehendem Fluid, einem dieser Quelle nachgeschalteten Lufttrockner, einem diesem Lufttrockner nachgeschalteten Rückschlagventil und einem dem Rückschlagventil nachgeschalteten Druckluftabnehmerkreis, wobei das System über ein Steuermittel zum bedarfsweisen Außerkraftsetzen der Quelle verfügt, um einen Rückfluss von Druckluft vom Druckluftabnehmerkreis durch den Lufttrockner hindurch an ein Ablassventil unter Umgehung des Rückschlagventils zu ermöglichen, wobei das Steuermittel ein Regenerierungsventil umfasst, und mit einem Leitventil mit einem Einlass, der an den Druckluftabnehmerkreis angeschlossen ist, und einem Zuführungsauslass, der betriebsfähig an das Ablassventil angeschlossen ist, wobei das Regenerierungsventil so betrieben werden kann, dass ein Regenerierungsrückfluss als Reaktion auf das Verbinden von Einlass und Zuführungsauslassen des Leitventils ermöglicht wird, wobei das System ferner einen Kompressorentlaster aufweist, wobei die Quelle über diesen Kompressorentlaster außer Kraft gesetzt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressorentlaster mittels eines unabhängigen Entlastungsventils gesteuert werden kann, das einen Einlass hat, der mit dem dem Rückschlagventil nachgeschalteten Druckluftabnehmerkreis verbunden ist, und einen Auslass, der an den Kompressorentlaster angeschlossen ist, wobei das Entlastungsventil federnd in eine geschlossene Stellung vorgespannt ist und in eine geöffnete Stellung bewegbar ist, wodurch sein Einlass mit seinem Auslass verbunden werden kann.
Das Ablassventil kann federnd in eine geschlossene Stellung vorgespannt sein und kann bei Verbindung des Einlasses des Leitventils mit dem Zuführungsauslass aus dieser geschlossenen Stellung in eine geöffnete Stellung bewegt werden. Ähnlich kann das Regenerierungsventil federnd in eine geschlossene Stellung vorgespannt sein und gegen die Bewegung der Verschlussfeder mit dem Zuführungsauslass verbunden werden. Bei einer derartigen Ausführungsform können das Regenerierungsventil und das Ablassventil vorzugsweise an eine gemeinsame Signalleitung angeschlossen sein, die von besagtem Zuführungsauslass weg verläuft.
Durch diese Anordnung entfällt das Erfordernis einer elektrischen Betätigung des Regenerierungsventils und es wird eine gleichzeitige Betätigung der Entleerungs- und Regenerierungsventile sichergestellt, da diese auf eine gemeinsame Signalquelle am Zuführungsauslass ansprechen.
Gemäss der Erfindung weist das Fahrzeug-Druckluftbremssystem ein Entlastungsventil mit einem Einlass auf, der mit dem Druckluftabnehmerkreis verbunden ist und aus einem geschlossenen in einen geöffneten Zustand bewegt werden kann, in dem dann der Einlass betriebsfähig über den Auslass des Entlastungsventils mit einem Mittel zum direkten Entlasten oder außer Kraft setzen dieser Quelle verbunden ist.
Eine derartige Anordnung bewirkt ein kontrolliertes Entlasten unter Verwendung von Druck im Druckluftabnehmerkreis als Antriebskraft.
Das Entlastungsventil kann elektrisch betrieben werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Regenerierungsfluss über das Leitventil erfolgen. Bei dieser Anordnung ist der Zuführungsauslass des Leitventils über ein Rückschlagventil und Fluidbegrenzer an einen Punkt kurz hinter dem Lufttrockner angeschlossen. Somit wird bei Verbindung des Leitventileinlasses mit dem Zuführungsauslass die Druckluftquelle (durch Öffnen des Ablassventils) außer Kraft gesetzt und gleichzeitig wird Luftdruck vom Abnehmerkreis über den Zuführungsauslass zum Rückfluss durch den Lufttrockner hindurch zugeführt, und wird durch das Ablassventil ausgestoßen.
Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass ein einfaches Rückschlagventil mit Begrenzer das übliche schaltbare Regenerierungsventil ersetzt.
Die Druckluftquelle lässt sich durch den Auslassdruck des unabhängigen Entlastungsventils der Erfindung direkt außer Kraft setzen.
Zum Entlasten der Druckluftquelle kann das System als Kompressorentlaster ein Ausstoßventil zwischen der Quelle und dem Lufttrockner aufweisen, was eine direkte Ausleitung für die Quelle ermöglicht, wobei das Ausstoßventil durch Verbinden mit dem Auslass des Entlastungsventils der Erfindung betrieben werden kann.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Aus führungsformen, die in den beigefügten Zeichnungen lediglich als Beispiel dargestellt sind. Es zeigen:
1 eine Schemadarstellung eines existierenden Druckluftkreises eines Fahrzeugs;
2 eine Schemadarstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
3 eine Schemadarstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
4 eine Schemadarstellung einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Ein herkömmliches System ist in 1 dargestellt.
Ein Kompressor 1 legt Druckluft über einen Lufttrockner A durch ein Rückschlagventil 5 an ein Luftsystem 2.
Ein herkömmliches Druckbegrenzungsventil F entlüftet die Kompressorzuführungsleitung im Fall des Erreichens eines Höchstdrucks.
Ein elektrisch betätigtes Regenerierungsventil D ist durch eine Feder geschlossen, lässt sich jedoch öffnen, um den Rückfluss von Luft vom Luftsystem 2 über einen Begrenzer 6 an den Lufttrockner A zu ermöglichen.
Ein elektrisch betätigtes Leitventil C ist ebenfalls durch eine Feder geschlossen, wobei in diesem Zustand eine an einen Kompressorentlaster 4 verlaufende Signalleitung 7 in einen Ausstoßauslass entlüftet wird.
Ein Ablassventil B für das System vor dem Lufttrockner A ist normalerweise durch eine Feder geschlossen, lässt sich jedoch bei Anlegen von ausreichend Druck an die Signalleitung 8 öffnen. Eine weitere Signalleitung 9 ermöglicht ebenfalls ein Entlüften über das Ablassventil B für den Fall, dass ein Systemdruck ein vorbestimmtes Maximum überschreitet.
Im Gebrauch füllt der Kompressor 1 das Luftsystem 2 über den Lufttrockner A. Bei Erreichen eines Höchstdrucks im System 2 kann das Leitventil C elektrisch betätigt werden, um zu veranlassen, dass ein Signaldruck in einem Zuführungsauslass an die Signalleitung 8 geleitet wird. Dieses Signal bewirkt ein Öffnen des Ablassventils B, wodurch der Kompressor auf Auspuff gelegt wird und gegen den geringen Widerstand der Systemleitungen vor dem Ablassventil B freilaufen kann. Die Signalleitung 7 ist fakultativ und bewirkt einen direkten Betrieb eines Kompressorentlasters 4 (zum Beispiel eines Zylinderkopfventils), wodurch die Pumpverluste, die auf die Leitungen vor dem Ablassventil B zurückzuführen sind, eliminiert werden.
Durch die Nutzung von Druckluft im System 2 kann es zu einem Druckabfall in dem Maße kommen, dass das Leitventil C deaktiviert wird, wobei in diesem Fall Druck in der Signalleitung 7, 8 durch Verbinden von Zuführungsauslass und Ausstoßauslass ausgestoßen wird, und somit der Kompressor zugeschaltet wird.
Das Mittel zur Erfassung von Druck im System 2 ist von konventioneller Art und umfasst beispielsweise einen Druckschalter mit maximalen und minimalen Werten entsprechend Kompressor-„Ein" und Kompressor-„Aus"-Ventilen.
Ist eine Regenerierung des Lufttrockners erforderlich, werden beide Ventile C und D erregt. Der Kompressor wird entlastet und das Ablassventil B macht auf. Ein Zurückströmen von Druckluft durch den Begrenzer 6 hindurch wird ermöglicht, wodurch Feuchtigkeit aus dem Lufttrockner A entfernt und ausgestoßen wird.
Das Ventil D kann gemäß jedwedem beliebigen Systemparameter geschlossen werden, beispielsweise Druckabfall, Zeit, Feuchtigkeit der ausgestoßenen Luft etc.
Dieses relativ einfache System vermittelt eine Steuerung der Regenerierung durch Verwendung elektrisch betätigter Ventile C, D.
Ein verbessertes Luftsystem gemäß der Erfindung ist in 2 dargestellt; dabei tragen die 1 entsprechenden Komponenten dieselben Bezugsziffern und erfüllen dieselben Funktionen.
Bei dem System von 2 wird das Regenerierungsventil D durch Vorsteuerdruck in der Signalleitung 8 betätigt. Die Entlastungssignalleitung 7 befindet sich unter der Steuerung eines unabhängigen, elektrisch betätigten Entlastungsventils E.
Durch diese Anordnung kann ein Entlastungssignal durch elektrische Betätigung des Ventils E erzeugt werden. Das Ablassventil B bleibt geschlossen, und entsprechend wird Druckluft zwischen dem Kompressor und dem Lufttrockner nicht ausgestoßen. Als Resultat besteht bei Zuschaltung des Kompressors kein Erfordernis, das vor dem Rückschlagventil 5 befindliche System zu füllen, und entsprechend verbessert sich die Systemreaktionszeit unter gleichzeitiger Energieeinsparung.
Eine elektrische Betätigung des Leitventils C bewirkt, dass ein Steuerdruck sowohl das Ablassventil B als auch das Regenerierungsventil D aufmacht, und es findet eine Regenerierung auf die zuvor beschriebene Art und Weise statt.
Ein zweites System gemäß der Erfindung ist in 3 dargestellt. Wiederum werden für Komponenten mit derselben Funktionalität die gleichen Bezugsziffern verwendet.
Der Kompressor kann unabhängig entlastet werden, wie es im Zusammenhang mit 2 beschrieben ist. Jedoch führt das Leitventil C unter Druck stehendes Fluid über einen Aufbau G, der ein Rückschlagventil 9 und Begrenzer 10 umfasst, direkt an einen Punkt hinter dem Lufttrockner A zu. Somit werden bei erforderlicher Regenerierung die Ventile C und E betätigt, sowohl zum Öffnen des Ablassventils B als auch zur Ermöglichung eines Regenerierungsluftstroms über das Leitventil C. Diese Anordnung ersetzt das relativ teure Regenerierungsventil D durch ein einfaches Rückschlagventil mit Begrenzer.
3 zeigt auch einen Druck-Spannungs-Wandler 12 zum Erzeugen einer elektrischen Signalspannung proportional zum Systemdruck. Eine derartige Signalspannung kann bei allen Ausführungsformen verwendet werden, um den Betrieb der elektrisch betätigten Ventile C, D, E zu bestimmen.
Ein drittes System gemäß der Erfindung ist in 4 dargestellt und ist auf bestimmte Arten von Kompressor ausgelegt, die im entlasteten Zustand stromabwärts keinen Druck tolerieren können. Dieses System ähnelt demjenigen von 3, und gemeinsame Komponenten tragen dieselben Bezugsziffern.
Der Kompressor 1 legt Druckluft über ein Absperrventil H an den Lufttrockner A. Ein Ablassventil K kann so betrieben werden, dass es den Abschnitt des Kreises zwischen dem Kompressor und dem Ventil H auf Auspuff legt.
Wie dargestellt ist, ist der Kreis passiv, wobei die Ventile H und K über jeweilige Rückzugfedern in eine Endstellung gedrängt werden. Zunehmender Kompressordruck wirkt als Vorsteuerdruck auf das Oberteil (gemäß Ansicht) von Ventil H, und bei einem vorbestimmten Mindestdruck macht dieses Ventil auf, um Druckluft an den Lufttrockner A zu legen.
Beim Abschaltdruck wird das Ventil E elektrisch aktiviert, um einen Signaldruck an die Signalleitung 7 zu legen und somit den Kompressor zu entlasten. Es wird ebenfalls ein Signaldruck an die Signalleitung 11 gelegt, wodurch das Ablassventil K in einen geöffneten Zustand gedrängt wird und das Absperrventil H in den geschlossenen Zustand gedrängt wird. Der Auslassschlitz des Kompressors 1 ist somit offen und stößt über das Ventil K aus, aber der Druck hinter dem Ventil H wird aufrechterhalten. Diese Anordnung ermöglicht ein schnelleres Hochpumpen des Systems, da nicht die gesamte Druckluft zwischen dem Kompressor und dem Lufttrockner während des Entlastens des Kompressors verloren geht. Eine Regenerierung des Lufttrockners erfolgt auf die bezüglich 3 beschriebene Weise, wobei die Ventile C und E zur gleichen Zeit elektrisch betätigt werden.

Claims

Fahrzeug-Druckluftbremssystem mit einer Quelle (1) von unter Druck stehendem Fluid, einem dieser Quelle (1) nachgeschalteten Lufttrockner (A), einem diesem Lufttrockner (A) nachgeschalteten Rückschlagventil (5) sowie einem diesem Rückschlagventil (5) nachgeschalteten Druckluftabnehmerkreis (2), wobei das System ein Steuermittel zum bedarfsweisen Außerkraftsetzen der Quelle (1) aufweist, um einen Rückfluss von Druckluft vom Druckluftabnehmerkreis (2) durch den Lufttrockner (A) hindurch an ein Ablassventil (B) unter Umgehung des Rückschlagventils (5) zu ermöglichen, wobei das Steuermittel ein Regenerierungsventil (D) umfasst, und mit einem Leitventil (C) mit einem mit dem Druckluftabnehmerkreis (2) verbundenen Einlass und einem betriebsfähig mit dem Ablassventil (B) verbundenen Zuführungsauslass, wobei das Regenerierungsventil (D) so betrieben werden kann, dass es als Reaktion auf das Verbinden von Einlass und Zuführungsauslassen des Leitventils (C) einen Regenerierungsrückfluss ermöglicht, wobei das System des weiteren einen Kompressorentlaster (4) aufweist, wobei die Quelle (1) über den Kompressorentlaster (4) außer Kraft gesetzt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressorentlaster (4) mittels eines unabhängigen Entlastungsventils (E) gesteuert wird, das einen Einlass hat, der mit dem dem Rückschlagventil (5) nachgeschalteten Druckluftabnehmerkreis (2) verbunden ist, und einen Auslass, der mit dem Kompressorentlaster (4) verbunden ist, wobei das Entlastungsventil (E) federnd in eine geschlossene Stellung vorgespannt ist und in eine geöffnete Stellung bewegt werden kann, wodurch sein Einlass mit seinem Auslass verbunden wird.
Fahrzeug-Druckluftbremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablassventil (B) federnd in eine geschlossene Stellung vorgespannt ist und bei Verbindung von Einlass und Zuführungsauslass des Leitventils (C) aus dieser geschlossenen Stellung in eine geöffnete Stellung bewegbar ist.
Fahrzeug-Druckluftbremssystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Regenerierungsventil (D) in eine geschlossene Stellung federvorgespannt ist und gegen die Bewegung der Verschlussfeder mit dem Zuführungsauslassen des Leitventils (C) verbunden wird.
Fahrzeug-Druckluftbremssystem nach Anspruch 2 oder Anspruch 3 bei Abhängigkeit von Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Regenerierungsventil (D) und das Ablassventil (B) an eine gemeinsame Signalleitung (8) angeschlossen sind, die vom Zuführungsauslass des Leitventils (C) wegführt.
Fahrzeug-Druckluftbremssystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Regenerierungsventil (D) ein Rückschlagventil (9) und einen Begrenzer (10) umfasst.
Fahrzeug-Druckluftbremssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlastungsventil elektrisch betrieben werden kann.