WO2025078115A1

WO2025078115A1 - Anhängersteuerventil für eine bremseinrichtung, anhängersteuermodul und kraftfahrzeug

Info

Publication number: WO2025078115A1
Application number: PCT/EP2024/075919
Authority: WO
Inventors: Karsten Schnittger; Christian Steingruber
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2023-10-12
Filing date: 2024-09-17
Publication date: 2025-04-17
Anticipated expiration: 2026-04-12
Also published as: DE102023127931A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anhängersteuerventil (100) mit wenigstens einem Gehäuse (102), wenigstens einem Parkbremskolben (140) und wenigstens einem Betriebsbremskolben (150). Der Parkbremskolben (140) und der Betriebsbremskolben (150) sind in dem Gehäuse (102) relativ zueinander und/oder relativ zum Gehäuse bewegbar. Das Anhängersteuerventil (100) ist als ein bistabiles Anhängersteuerventil (100) ausgebildet, mit einem bistabil positionierbaren Parkbremskolben (140) zur Bereitstellung einer bistabilen Parkbremsfunktion. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Anhängersteuermodul und ein Kraftfahrzeug.

Description

BESCHREIBUNG

Anhängersteuerventil für eine Bremseinrichtung, Anhängersteuermodul und Kraftfahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anhängersteuerventil für eine Bremseinrichtung, insbesondere eine elektronische Parkbremseinrichtung, sowie ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug.

Anhängersteuermodule (TCM) und elektronische Parkbremseinrichtungen (EPB) werden heute oft in getrennten Geräten untergebracht, wobei die Magnetventile für die Parkbremsfunktion des Zugfahrzeugs und des Anhängers in dem EPB-Gerät und die Magnetventile für die Betriebsbremsfunktion des Anhängers in dem TCM-Gerät untergebracht sind.

Eine Integration von heutzutage verfügbaren EPB- und TCM-Einheiten in ein gemeinsames Gehäuse ist grundsätzlich möglich. Jedoch werden hierdurch keine funktionalen Vorteile, wie z.B. im Sinne der Bereitstellung und Nutzung von Synergien, erzielt.

Bislang wird das TCM üblicherweise monostabil ausgeführt. Wenn die Magnete für die Parkbremsfunktion des Trailers/Anhängers nicht bestromt werden, dann geht das TCM immer in eine definierte Stellung zurück. Dies entspricht einer definierten Parkstrategie für den Trailer/Anhänger.

Grundsätzlich sind dabei, gemäß den Marktanforderungen, zwei verschiedene Parkstrategien für den Trailer/Anhänger erforderlich, nämlich gebremster Anhänger („Trailer Braked“) oder ungebremster Anhänger („Trailer Unbraked“). Um diese beiden Parkstrategien bereitzustellen, werden jeweils eine spezifische Magnetventilkonfiguration für die Parkbremsansteuerung des Trailers verbaut.

Für „Trailer Braked“ ist beim Parken des Zuggespanns bzw. der Fahrzeug-Anhänger- ZTruck-Trailer-Kombination die Betriebsbremse des Anhängers betätigt. Eine Trailer- Testfunktion kann ausgeführt werden, wobei im Parkzustand die Betriebsbremse des Anhängers kurz gelöst wird, sodass der Fahrer prüfen kann, ob der Truck bzw. das Zugfahrzeug nicht wegrollt wenn nur die Parkbremse des Zugfahrzeugs eingelegt ist. Für den Fall „Trailer Unbraked“ ist beim Parken die Betriebsbremse des Anhängers nicht betätigt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Anhängersteuerventil der eingangs genannten Art in vorteilhafter Weise weiterzubilden, insbesondere dahingehend, dass eine kompakte Anordnung sowie die vorteilhafte Bedienung einer Parkbremse sowie einer Betriebsbremse und einer Anhänger-Betriebsbremse ermöglicht wird, insbesondere indem ein bistabiles Anhängersteuerventil derlei Funktion kombiniert und Synergien zwischen einzelnen Komponenten des Anhängersteuerventils und der elektronischen Parkbremse (EPB) genutzt werden können. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein Anhängersteuermodul sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Anhängersteuerventil anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Anhängersteuerventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Anhängersteuermodul gemäß Anspruch 14 und ein Fahrzeug gemäß Anspruch 15.

Danach ist vorgesehen, dass ein Anhängersteuerventil wenigstens ein Gehäuse, wenigstens einen Parkbremskolben und wenigstens einen Betriebsbremskolben aufweist, wobei der Parkbremskolben und der Betriebsbremskolben in dem Gehäuse relativ zueinander und/oder relativ zum Gehäuse bewegbar sind, sodass eine Parkbremsfunktion und/oder eine Betriebsbremsfunktion durch Verschieben des Parkbremskolbens und/oder des Betriebsbremskolbens regelbar und/oder steuerbar sind. Das Anhängersteuerventil ist ferner als ein bistabiles Anhängersteuerventil ausgebildet, mit einem bistabil positionierbaren Parkbremskolben zur Bereitstellung einer bistabilen Parkbremsfunktion.

Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, dass ein bistabiles Anhängersteuerventil bereitgestellt wird, welches für die Kombination des Anhängersteuerventils mit einer elektronischen Parkbremseinheit geeignet ist. Insbesondere kann die Parkbremsfunktion des Anhängersteuerventils bistabil ausgeführt sein. Wenn die Magneten bzw. Magnetventile zur Druckregelung der Parkbremsfunktion, d.h. insbesondere zur Belüftung oder Entlüftung eines Parkbremsen-Steueranschlusses, des Trailers/Anhängers nicht bestromt werden, dann behält das Anhängersteuerventil, insbesondere der Parkbremskolben, immer die zuletzt eingestellte Position bei. Der Parkbremskolben und/oder der Betriebsbremskolben können, einzeln sowie in Kombination miteinander, als Schieberventile ausgebildet sein, um anhand ihrer Positionierung innerhalb des Gehäuses sowie relativ zueinander verschiedene Schaltstellungen des Anhängersteuerventils bereitstellen zu können.

Vorzugsweise kann der Betriebsbremskolben während der Verwendung der Betriebsbremse eine Verbindung zwischen einem Parkbremsen-Steueranschluss und einem Entlüftungsausgang trennen.

Über eine Software(-einheit) bzw. Rechnereinheit bzw. Steuereinheit kann also beispielsweise entweder die Parkstrategie „Trailer Braked“ oder die Strategie „Trailer Unbraked“ gewählt werden, welche dann jeweils stabil beibehalten werden kann, selbst im Falle eines Stromausfalls oder einer (leichten) Leckage aus der Parkbremsen- Steuerleitung nach außen zur atmosphärischen Umgebung.

Auf diese Weise sind beide Parkstrategien, „Trailer Braked“ oder „Trailer Unbraked“ in einem Gerät realisierbar und können gesteuert bzw. geregelt bzw. ausgewählt werden. Ferner können Synergien der Komponenten untereinander, bei der Integration von (aufeinander abgestimmten) EPB und TCM, genutzt werden, sodass weniger Ventile, insbesondere Magnetventile, zur Steuerung bzw. Versorgung des Anhängersteuerventils benötigt werden sowie beispielsweise weitere Bauelemente wie eine Feedback-Leitung oder dergleichen entfallen kann/können. Es wird eine kostengünstige sowie Bauraum-effiziente Anordnung erzielt.

Darüber hinaus ergibt sich eine leichtere Abstimmung und Abgrenzung der Betriebszustände des Gesamtsystems zueinander/untereinander. In Bezug muss auf diversen Betriebsstellungen des Anhängersteuerventils vorzugsweise nur noch ein einzelnes druckgesteuertes bzw. pneumatisches Ventil abgestimmt werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Parkbremskolben derart gelagert ist, dass der Parkbremskolben bei einem zumindest temporär entlüftetem Parkbremsen-Steueranschluss durch eine Federkraft oder eine mit Druck beaufschlagte pneumatische Wirkfläche zumindest temporär eine Grundstellung einnimmt, in der eine Fluidverbindung vom Parkbremsen- Steueranschluss zu einem Entlüftungsausgang bereitgestellt wird, insbesondere über wenigstens eine Belüftungsöffnung in dem Parkbremskolben, wobei insbesondere der Parkbremsen-Steueranschluss gegenüber einem Parkbremsen-Versorgungsanschluss fluiddicht verschlossen ist. Unter der (federbelasteten) Grundstellung ist im Sinne der vorliegenden Erfindung zu verstehen, dass beispielsweise der Parkbremskolben durch eine Feder, insbesondere eine Druckfeder, oder dergleichen in eine bestimmte Ausgangsposition bewegt bzw. vorbelastet werden. Der Parkbremskolben kann aber auch durch eine Druck beaufschlagte Wirkfläche statt einer Feder eine definierte Ausgangs-ZGrundposition aufweisen.

Der Parkbremskolben ist in diesem Sinne durch eine äußere Krafteinwirkung, wie z.B. einen Fluiddruck oder den Eingriff bzw. Kontakt mit einer anderen Komponente des Anhängersteuerventils, aus dieser Grund-ZAusgangsposition heraus auslenkbar.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Parkbremsen-Steueranschluss zumindest derart temporär mit einem vorgebbaren Betriebs-Fluiddruck beaufschlagbar, sodass der Parkbremskolben zumindest temporär eine Stellung einnehmen kann, in der eine Fluidverbindung zwischen dem Parkbremsen-Steueranschluss und einem Parkbremsen-Versorgungsanschluss hergestellt ist, insbesondere eine Verbindung von dem Parkbremsen-Steueranschluss zu dem Parkbremsen-Versorgungsanschluss über wenigstens eine Belüftungsöffnung in dem Parkbremskolben, und insbesondere wobei der Parkbremsen-Steueranschluss gegenüber dem Entlüftungsauslass fluiddicht getrennt ist.

Es kann auf einfache und gezielte Weise eine Fluidverbindung zwischen dem Parkbremsen-Versorgungsanschluss und dem Parkbremsen-Steueranschluss hergestellt bzw. getrennt werden.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist der Parkbremsen-Steueranschluss zumindest temporär mit einem Fluiddruck unterhalb des vorgebbaren Betriebs-Fluiddruck beaufschlagbar ist, sodass

- der Parkbremsen-Steueranschluss mit dem Parkbremsen-Versorgungsanschluss verbindbar ist, oder

- der Parkbremsen-Steueranschluss mit dem Entlüftungsausgang verbindbar ist, oder

- der Parkbremsen-Steueranschluss von dem Parkbremsen- Versorgungsanschluss und dem Entlüftungsausgang trennbar ist, insbesondere jeweils über wenigstens eine Öffnung bzw. Belüftungsöffnung in dem Parkbremskolben. Anhand der vorteilhaften Ausgestaltung des Parkbremskolbens, insbesondere mit einer oder mehreren Öffnungen bzw. Belüftungsöffnungen, kann dem Parkbremskolben ein bistabiles Verhalten zugeordnet werden, vorzugsweise im Sinne der Integration eines 3/2-Wege-Schieberventils zur Druckbeaufschlagung oder Entlüftung des Parkbremsen- Steueranschlusses.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Betriebsbremskolben der Betriebsbremskolben über einen Betriebsbremsen-Steueranschluss temporär mit einem Fluiddruck beaufschlagbar, wobei der Betriebsbremskolben durch das Beaufschlagen mit einem Druckfluid gegenüber dem Parkbremskolben, insbesondere gegenüber dem Parkbremskolben in der Grundposition, derart verschiebbar ist, sodass eine Fluidverbindung zwischen dem Parkbremsen-Steueranschluss und einem Entlüftungsausgang trennbar ist.

Auf diese Weise kann anhand einer alleinigen Verschiebung bzw. Bewegung des Betriebsbremskolbens die Betriebsbremse vorteilhaft in Betrieb genommen werden. Nach einer weiteren Ausführungsform weist das Anhängersteuerventil ein Manschettenelement auf, welches einen Anhänger-Steueranschluss zumindest temporär fluiddicht von dem Anhänger-Versorgungsanschluss und/oder dem Entlüftungsanschluss trennt.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Manschettenelement mit einem Anschlag an dem Anhänger-Versorgungsanschluss in Kontakt bringbar ist, um (lediglich) den Anhänger-Versorgungsanschluss abzuschließen bzw. abzutrennen.

Nach einer Ausführungsform ist die pneumatische Wirkfläche des Parkbremskolbens für einen am Parkbremsen-Steueranschluss anliegenden Druck größer als die pneumatische Wirkfläche des Betriebsbremskolbens für einen am Anhänger- Steueranschluss anliegenden Druck.

Auf diese Weise kann eine spezielle Kennlinie für das bistabile Anhängersteuerventil bereitgestellt werden, vorzugsweise eine Kennlinie die eine (charakteristische) 45°-Linie schneidet.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Betriebsbremskolben in mindestens drei verschiedenen Schaltstellungen positionierbar, insbesondere

- in einem Abstand zum Manschettenelement zum fluiddichten Trennen des Anhänger-Versorgungsanschlusses und des Anhänger-Steueranschluss, wobei ein Entlüftungsausgang geöffnet ist, - in Kraftverbindung mit dem Manschettenelement zur Ausbildung einer Fluidverbindung zwischen dem Anhänger-Versorgungsanschluss und dem Anhänger-Steueranschluss, wobei der Anhänger-Steueranschluss vom Entlüftungsausgang getrennt ist, und

- in einer Nähe-Kontaktposition mit/zu dem Manschettenelement zum wenigstens teilweisen Trennen des Anhänger-Versorgungsanschluss und des Anhänger- Steueranschlusses, insbesondere sodass der Anhänger-Steueranschluss von dem Entlüftungsausgang wenigstens teilweise getrennt ist.

Insbesondere kann der Betriebsbremskolben in eine Vielzahl von unterschiedlichen Positionen bewegt werden, vorzugweise zumindest in einem Abstand zu dem Manschettenelement und in einer Nähe-Kontaktposition mit/zu dem Manschettenelement.

Besonders bevorzugt kann der Betriebsbremskolben in Abstimmung und/oder in Kontakt mit dem Parkbremskolben bewegbar sein.

Auf diese Weise sind mittels des Betriebsbremskolbens verschiedene Funktionen des bistabilen Anhängersteuerventils einstellbar bzw. regelbar.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Manschettenelement derart federbelastet gelagert, sodass das Manschettenelement in der federbelasteten Grundstellung den Anhänger-Versorgungsanschluss und den Anhänger- Steueranschluss zumindest im Wesentlichen fluiddicht voneinander trennt.

Nach einer weiteren Ausführungsform sind der Parkbremskolbens der Parkbremskolben, der Betriebsbremskolben und das Manschettenelement in Längsrichtung relativ zueinander verschiebbar, wobei mittels einer Längsverschiebung des Betriebsbremskolbens das Manschettenelement verschiebbar ist, sodass zwischen dem Anhänger-Versorgungsanschluss und dem Anhänger-Steueranschluss wenigstens temporär eine Fluidverbindung ausbildbar ist.

Insbesondere kann das Manschettenelement durch eine gezielte Verschiebung des Betriebsbremskolbens allein oder eine kombinierte Verschiebung des Parkbremskolbens mit dem Betriebskolben ausgelenkt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Manschettenelement derart federbelastet gelagert, dass das Manschettenelement in der federbelasteten Grundstellung den Entlüftungsausgang und den Anhänger-Versorgungsausgang und/oder den Anhänger-Versorgungsanschluss zumindest im Wesentlichen fluiddicht voneinander trennt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der Parkbremskolben, der Betriebsbremskolben und das Manschettenelement in Längsrichtung relativ zueinander verschiebbar, wobei mittels einer Längsverschiebung des Betriebsbremskolbens der Anhänger-Versorgungsanschluss und der Anhänger-Versorgungsausgang anhand des Manschettenelements zumindest im Wesentlichen fluiddicht voneinander trennbar sind, insbesondere in einer Anschlagposition des Betriebsbremskolbens und/oder des Manschettenelements.

Die Längsverschiebbarkeit bzw. die Grundstellung des Manschettenelements erlaubt die gezielte und effiziente Herstellung bzw. Trennung diverser Fluidverbindungen innerhalb des Anhängersteuerventils.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Anhängersteuerventil ein verschiebbares Anschlagelement auf, insbesondere verschiebbar gegenüber dem Parkbremskolben und/oder dem Betriebsbremskolben, an dem sich vorzugsweise der Betriebsbremskolben bei großen Verfahrwegen abstützen kann. So ist eine Verschiebung des Betriebsbremskolbens mittels des Anschlagelements begrenzbar, insbesondere federnd begrenzbar.

Im Falle eines Abrisses einer an dem Anhänger-Steueranschluss angeschlossenen Leitung fällt der Druck unter dem Betriebsbremskolben ab. Wenn der Fahrer in der Folge die Betriebsbremse betätigt, schiebt der Betriebsbremskolben das Manschettenelement auf ihren Endanschlag. Mit dem verschiebbaren Anschlagelement kann die hierbei auftretende Kraft vorteilhaft begrenzt werden.

Nach einem nebengeordneten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Anhängersteuermodul für eine Bremseinrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, mit einem erfindungsgemäßen Anhängersteuerventil vorgesehen. In einem weiteren nebengeordneten Aspekt der Erfindung ist ferner ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug, mit einem erfindungsgemäßen Anhängersteuerventil und/oder einem erfindungsgemäßen Anhängersteuermodul vorgesehen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand eines/der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels/e näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des Anhängersteuerventils mit verschiedenen Stellpositionen eines Manschettenelements im Sinne eines Relaisventils;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Kennlinie für das Ausführungsbeispiel eines bistabilen Anhängersteuerventils gemäß Fig. 1 ; und

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 mit verschiedenen Stellpositionen des Betriebsbremskolbens und dem Parkbremskolben in einer Grundstellung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des

Anhängersteuerventils 100 mit verschiedenen Stellpositionen eines Manschettenelements 170 als bzw. im Sinne eines Relaisventil.

Das Anhängersteuerventil 100 weist gemäß Fig. 1 ein Gehäuse 102 mit einer Deckeleinheit 110, einer Wandeinheit 120 und einer Bodeneinheit 130 auf.

Die Deckeleinheit 120 ist insbesondere mit einem Parkbremsen-Versorgungsanschluss ausgebildet 112.

Des Weiteren weist die Deckeleinheit 110 mehrere Belüftungsverbindungen 114 auf.

Die Wandeinheit 120 ist mit einem Parkbremsen-Steueranschluss 122 und einem

Betriebsbremsen-Steueranschluss 124 ausgebildet.

Die Bodeneinheit 130 kann gemäß Fig. 1 einen Anhänger-Versorgungsanschluss 132, einen Entlüftungsausgang 134, einen Anhänger-Versorgungsausgang 138 und einen Anhänger-Steueranschluss 136 aufweisen.

In dem Gehäuse 102 des Anhängersteuerventils 100 sind ein Parkbremskolben 140, ein Betriebsbremskolben 150, ein Anschlagelement 160 und ein Manschettenelement 170 angeordnet.

Der Parkbremskolben 140 ist mit einer Druckfeder 142 vorbelastet. Insbesondere ist in der linken Darstellung gemäß Fig. 1 eine federbelastete Grundstellung des Parkbremskolbens gezeigt.

Gemäß der linken Darstellung in Fig. 1 ist das Manschettenelement 170 mit einer Druckfeder 172 vorbelastet und in einer federbelasteten Grundstellung gezeigt.

Des Weiteren weist der Parkbremskolben mehrere (Belüftungs-)Öffnungen 144 auf, die gegenüber den Belüftungsverbindungen 114 versetzt oder überlappend angeordnet sein können, um eine zweckmäßige Fluidverbindung herzustellen, beispielsweise zu dem Parkbremsen-Versorgungsanschluss 122.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 kann der Betriebsbremskolben 150 mit dem Parkbremskolben 140 in Kontakt gebracht werden.

Der Betriebsbremskolben 150 weist eine Belüftungsaussparung 152 auf.

Über die Belüftungsaussparung 152, die Belüftungsverbindungen 114 der Deckeleinheit 110 und (Belüftungs-)Öffnungen 144 kann bedarfsweise eine Fluidverbindung zwischen dem Entlüftungsausgang 134 bis zu dem Parkbremsen-Versorgungsanschluss 122 bereitgestellt werden.

Insbesondere kann die Deckeleinheit 110 interne Flusswege aufweisen, um die verschiedenen Belüftungsverbindungen 114 zweckmäßig miteinander zu verbinden. Gemäß Fig. 1 ist vorgesehen, dass der Betriebsbremskolben 150 insbesondere zwischen dem Parkbremsenkolben 140 und dem Manschettenelement 170 beweglich bzw. (längs-)verschiebbar angeordnet ist.

Der Betriebsbremskolben 150 kann mit dem Parkbremskolben 140 und/oder mit dem Manschettenelement 170 in Kontakt gebracht werden.

Des Weiteren kann der Betriebsbremskolben 150 mit dem (verschiebbaren) Anschlagelement 160 in Kontakt gebracht werden.

Der Betriebsbremskolben 150 ist insbesondere zwischen dem Parkbremskolben 140 und dem Anschlagelement 160 bewegbar.

Das Anschlagelement 160 kann beispielsweise im Sinne eines Anschlagkolbens bzw. einer Anschlagmanschette ausgebildet sein.

Insbesondere kann sich an dem Anschlagelement ein druckbeaufschlagte bzw. druckbeaufschlagbare Fläche befinden, sodass an dem Anschlagelement 160 eine federnde Gegenkraft einstellbar ist.

Die druckbeaufschlagte Fläche, insbesondere in Form eines Fluid-Federvolumens 162, kann zwischen zwei Dichtelementen des Anschlagelementes 160 ausgebildet und/oder über einen separaten Versorgungsanschluss mit Druckfluid bespeisbar bzw. belüftbar sein.

Der Parkbremskolben 140 ist derart vorgesehen, dass er seine zuletzt eingestellte Position beibehält, insbesondere bis zur nächsten Positionsverstellung, beispielsweise durch Bedienung eines externen Magnetventils zur Belüftung oder Entlüftung des Parkbremsen-Steueranschluss 122. Vorzugsweise kann der Betriebskolben 150 in Kontakt mit dem Parkbremskolben 140 oder durch eine Beaufschlagung des Betriebsbremsen-Steueranschluss 124 mit einem Fluiddruck verstellt bzw. bewegt werden.

Das Manschettenelement 170 und der Anhänger-Versorgungsanschluss 132 sind ferner derart mit korrespondierenden Vorsprüngen ausgebildet, dass ein Anschlägen des Manschettenelements 170 zum fluiddichten Verschließen des Anhänger- Versorgungsanschlusses 132 vorgesehen ist, vorzugsweise zur Ausbildung einer Anschlagposition des Manschettenelements.

Insbesondere kann mittels dem Manschettenelement 170 in der Anschlagposition bzw. beim Anschlägen an korrespondierenden Vorsprüngen eine Fluidverbindung zwischen dem Anhänger-Versorgungsanschluss 132 und dem Anhänger-Versorgungsausgang 138 getrennt werden.

In einer federbelasteten Grundstellung kann das Manschettenelement 170 derart mit dem Gehäuse, beispielsweise der Bodeneinheit 130 des Gehäuses, in Kontakt gebracht werden, dass der Anhänger-Versorgungsanschluss 132 sowie der Anhänger- Steueranschluss 136 fluiddicht abgeschlossen bzw. getrennt sind.

Die in Fig. 1 gezeigten drei verschiedenen Zustände illustrieren insbesondere die nachfolgend beschriebene Funktionalität des Ausführungsbeispiels eines Anhängersteuerventils 100.

Die Parkbremsfunktion des Anhängersteuerventils 100 ist bistabil ausgeführt. Insbesondere wenn die Magnete für die Parkbremsfunktion des Trailers/Anhängers nicht bestromt werden, behält das Anhängersteuerventil 100, insbesondere der Parkbremskolben 140, die letzte Stellung bzw. Position bei.

Beispielsweise über eine Software bzw. eine Ansteuerung kann also entweder die Parkstrategie „Trailer Braked“ oder „Trailer Unbraked“ gewählt werden, welche dann stabil beibehalten wird, auch bei Stromausfall oder (leichter) Leckage aus dem Parkbremsen-Steueranschluss bzw. der Parkbremsen-Steuerleitung nach außen in die Atmosphäre.

Als Grundvoraussetzung zur Erzielung eines bistabilen Verhaltens eines Relaisventils, insbesondere für die Parkbremsfunktion im Anhängersteuerventil, ist vorzugsweise eine spezifische Kennlinie des Anhängersteuerventils 100 vorgesehen. Diese Kennlinie ist in Fig. 2 dargestellt, wobei entlang der x-Achse der Fluiddruck am Parkbremsen-Steueranschluss 122 gegenüber dem Anhänger-Steueranschluss 136 entlang der y-Achse aufgetragen ist.

Charakteristisch für die Kennlinie eines bistabilen Relaisventils ist das die Kennlinie die (charakteristische) 45°-Linie schneidet, welche für Druckgleichheit auf der Steuerseite und Ausgangsseite steht.

Damit hat die Kennlinie drei Wirkbereiche:

- Den waagerechten Abschnitt „A“, für eine erste stabile Grundposition des Parkbremskolbens.

- Den geneigten Kennlinienverlauf („B“ gemäß Fig. 2) der für den Übergang von der stabilen Grundposition in die andere stabile Position und

- Den waagerechten Abschnitten der Kennlinie „C“ gemäß Fig. 2) der für eine weitere stabile Position des Parkbremskolbens steht.

Hieraus resultieren mindestens drei Schaltstellungen der Kolben 140; 150 und der Manschetteneinheit 170, wie in Fig. 1 gezeigt.

Das Schneiden der 45°-Linie durch die Kennlinie des Anhängersteuerventils 100 (vgl. Fig. 2) kann insbesondere erreicht werden, indem die (Wirk-)Fläche des Parkbremskolbens 140 gegenüber dem Parkbremsen-Steueranschlusses 122 größer ausgeführt ist als die (Wirk-)Fläche des Betriebsbremskolbens 150 gegenüber dem Anhänger-Steueranschluss 136 und zudem eine Feder 142 unter dem Parkbremskolben 140 vorsieht, zur federbelasteten Lagerung des Parkbremskolbens 140.

Der Abschnitt „A“ der Kennlinie kann mit der linken Darstellung in Fig. 1 verdeutlicht werden. Die Manschetteneinheit 170 verschließt den Anhänger-Versorgungsanschluss 132 bzw. den Einlassventilsitz und der Entlüftungsausgang 134 bzw. der Auslassventilsitz ist geöffnet.

Der Anhänger-Steueranschluss 136 ist geöffnet, sodass beispielsweise eine Leckage in diesen Anschluss hinein nach außen entlüftet werden kann.

Der geneigte Abschnitt „B“ der Kennlinie kann mit der mittigen Darstellung in Fig. 1 erklärt werden. Der Betriebsbremskolben 150 befindet sich in einem Nah- Kontaktbereich der Manschetteneinheit 170, sodass eine geringfügige Fluidverbindung zum dem Entlüftungsausgang 134 und/oder zu dem Anhänger-Versorgungsanschluss 132 bereitgestellt sein kann. Der Abschnitt „C“ korrespondiert zu der rechten Darstellung gemäß Fig. 1. Hier verschließt die Manschetteneinheit 170 den Entlüftungsausgang 134 bzw. den Auslassventilsitz und eine Verbindung zu dem Anhänger-Versorgungsanschluss 132 und zu dem Anhänger-Versorgungsausgang 138 bzw. der Einlassventilsitz ist weit geöffnet. So können Leckagen des Anhänger-Steueranschluss 136 nach außen nachgespeist werden.

Insbesondere nutzt die hier vorgeschlagene Methode zur Erlangung der Bistabilität die Integration eines Schieberventils bzw. mehrerer Schieberventile in das Anhängersteuerventil 100, insbesondere um gegenüber Leckagen an dem Parkbremsen-Steueranschluss 122 robust bzw. weniger sensitiv zu sein.

Der Parkbremskolben 140 kann für die stabile Grundposition den Parkbremsen- Steueranschluss 122 mit dem Entlüftungsausgang 134 verbinden.

In der zweiten stabilen Position kann der Parkbremskolben 140 den Parkbremsen- Versorgunganschluss 112 an eine Versorgung mit Druckluft anschließen.

Wenn der Kolben eine Stellung zwischen diesen beiden Positionen annimmt, dann kann in dieser Mittelstellungen Optional diese Fluidverbindungen auch getrennt bzw. verschlossen werden.

Der Parkbremskolben 140 kann vorzugsweise insgesamt drei Schaltstellungen aufweisen, die mit den vorstehend erläuterten Betriebsstellungen des Manschettenelements 170 korrespondieren.

Es ergibt sich die Möglichkeit den Parkbremskolben 140 als ein 3/2 Wege- Schieberventil, oder optional als ein 3/3 Wege-Schieberventil, auszubilden, mit den folgenden Schaltstellungen (1): linke Darstellung in Fig. 1 ; 2): mittige Darstellung in Fig. 1 ; 3) rechte Darstellung in Fig. 1):

1) Parkbremskolben 140 in (federbelasteter) Grundstellung oben, wobei die Verbindung zum Parkbremsen-Versorgungsanschluss 112 getrennt ist und die Verbindung zwischen dem Parkbremsen-Steueranschluss 122 und dem Entlüftungsausgang 134 hergestellt ist.

2) Parkbremskolben 140 in Mittelstellung, wobei die Verbindung zwischen dem Parkbremsen-Steueranschluss 122 zum Parkbremsen-Versorgungsanschluss 112 hergestellt ist und die Verbindung zu dem Entlüftungsausgang 134 getrennt ist. 3) Parkbremskolben 140 in unterster Stellung, wobei die Verbindung zwischen dem Parkbremsen-Steueranschluss 122 zum Parkbremsen- Versorgungsanschluss 112 hergestellt ist und die Verbindung zu dem Entlüftungsausgang 134 getrennt ist.

Hieraus ergibt sich damit die Strategie für die Bremsfunktion, dass die linke Darstellung gemäß Fig. 1 den Zustand „(Parking) Trailer unbraked“ darstellen kann, während die rechte Darstellung gemäß Fig. 1 den Zustand „(Parking) Trailer braked“ veranschaulicht und die mittige Darstellung der Fig. 1 den Übergangszustand („graduable“) illustriert. Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 mit verschiedenen Stellposition des Betriebskolbens 150 und dem Parkbremskolben 140 in einer Grundstellung.

Der Aufbau des Anhängersteuerventils 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist grundsätzlich identisch mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1.

Einzig die in Fig. 3 veranschaulichte Funktionalität des Ausführungsbeispiels, insbesondere die Betriebsbremsfunktion des Anhängers, wird im Folgenden beschrieben:

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Betriebsbremskolben 150 von dem bzw. den selben (Magnet-)Ventil(en) angesteuert wird wie der Parkbremskolben 140.

Wenn die Betriebsbremse durch Druckbeaufschlagung des Betriebsbremsen- Steueranschlusses 124 angesteuert wird, dann dürfen sich der Betriebsbremsen- Steueranschluss 124 und der Parkbremsen-Steueranschluss 122 nicht gegenseitig beeinflussen, um die Vorgabe des Fahrers für die Bremsung nicht zu verfälschen. Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann der Betriebsbremskolben 150 als ein zweites Schieberventil, insbesondere als ein 2/2-Wegeventil, verstanden werden, das bei Relativbewegung des Betriebsbremskolbens 150 gegenüber dem Parkbremskolben 140 und/oder bei gemeinsamer Bewegung beider Kolben 140; 150 die Fluidverbindung zwischen dem Parkbremsen-Versorgungsanschluss 122 und dem Entlüftungsausgang 134 trennen bzw. verschließen kann.

Ein solches Trennen der Fluidverbindung zum Entlüftungsausgang 134 kann gemäß Fig. 3 durch einen räumlichen Versatz des Belüftungsaussparung 152 des Betriebsbremskolben 150 gegenüber den Belüftungsverbindungen 114 der Deckeleinheit 110 erzielt werden. Insbesondere können der Fig. 3 die folgenden Positionierungen des

Betriebsbremskolbens 150 entnommen werden.

- Linke Darstellung gemäß Fig. 3: der Betriebsbremskolben 150 befindet sich relativ zu dem Parkbremskolben 140 in seiner Grundposition, wobei eine Fluidverbindung zwischen dem Parkbremsen-Steueranschluss 122 und dem Entlüftungsausgang 134 hergestellt ist.

- Mittige und rechte Darstellung gemäß Fig. 3: der Betriebsbremskolben 150 wird relativ zu dem Parkbremskolben 140 verschoben, wobei die Fluidverbindung zwischen dem Parkbremsen-Steueranschluss 122 und dem Entlüftungsausgang 134 getrennt ist.

Eine solche Verschiebung des Betriebsbremskolbens 150, zur Trennung der Fluidverbindung von dem Parkbremsen-Steueranschluss 122 zu dem Entlüftungsausgang 134, kann durch eine Druckbeaufschlagung des Betriebsbremsen- Steueranschlusses 124 bei der bzw. zur Durchführung einer Betriebsbremsung erzielt werden.

Des Weiteren kann mit der vorliegenden Erfindung des Anhängersteuerventils 100 eine Sicherheitsfunktion bei einem Leitungsabriss bereitgestellt werden.

Für den speziellen Fall einer defekten Anhänger-Steuerleitung bzw. Anhänger- Steueranschlusses 136 (Leckage oder Abriss) soll eine Bremsung eingeleitet werden können.

Dazu wird auch die Anhänger-Versorgungsleitung bzw. der Anhänger- Versorgungsanschluss 132 entlüftet, sodass eine Bremsung des Anhängers ausgelöst werden kann.

Insbesondere kann der Anhänger-Versorgungsanschluss 132 mittels dem Manschettenelement 170 abgeschlossen bzw. getrennt werden (vgl. Fig. 3, rechte Darstellung), indem der Betriebsbremskolben 150 das Manschettenelement 170, insbesondere eine Unterseite des Manschettenelements 170, in dem Anhänger- Versorgungsanschluss 132 mit dem Gehäuse, insbesondere der Bodeneinheit 130, bzw. in Anschlag bringt bzw. in eine Anschlagposition überführt wird.

Insbesondere können Vorsprünge des Manschettenelements 170 und dem Gehäuse bzw. der Bodeneinheit 130 miteinander in (fluiddichten) Anschlag gebracht werden. So kann der Anhänger-Versorgungsanschluss 132 von dem Anhänger- Versorgungsausgang 138 fluiddicht getrennt werden, wobei eine Fluidverbindung zwischen dem Anhänger-Steueranschluss 136 und dem Anhänger- Versorgungsausgang 138 hergestellt ist/wird.

Des Weiteren ist vorgesehen, dass das (verschiebliche) Anschlagelement 160 als Anschlag für den Betriebsbremskolben 150 dient.

Wird der Betriebsbremsen-Steueranschluss 124 mit Fluiddruck beaufschlagt, so bewegt sich der Betriebsbremsenkolben 150 nach unten und öffnet den Ventilsitz des Manschettenelements 170 zum Anhänger-Versorgungsanschluss 132.

Im Falle eines Abrisses einer an dem Anhänger-Steueranschluss 136 angeschlossenen Leitung fällt der Druck unter dem Betriebsbremskolben 150 ab. Wenn jetzt der Fahrer die Betriebsbremse betätigt, schiebt der Betriebsbremskolben die Manschette 170 auf ihren Endanschlag bzw. in die Anschlagposition. Mit dem verschiebbaren Anschlagelement 160 kann diese Kraft begrenzt werden.

Zusammenfassend stellt die vorliegende Erfindung ein vorteilhaftes Anhängersteuerventil 100 bereit, mit dem beide Parkstrategien, sowohl „Trailer Braked“ als auch „Trailer Unbraked“, in einem Anhängersteuerventil 100 realisiert und über eine Software(-einheit) bzw. eine Steuereinheit bzw. eine Rechnereinheit gesteuert, geregelt bzw. ausgewählt werden können.

Ferner können Synergien bei der Integration von aufeinander abgestimmten (elektronischen) Parkbremsen und bistabilem Anhängersteuerventilen genutzt werden. Es werden insbesondere weniger Ventile, insbesondere Magnetventile, benötigt, um die notwendigen bzw. gewünschten Funktionalitäten in dem Anhängersteuerventil 100 umsetzen zu können. So kann auch beispielsweise eine Feedback-Leitung, zur Rückkopplung eines Fluiddrucks von einem Anhänger-Steueranschluss zu dem Anhängersteuerventil, oder dergleichen eingespart werden.

Darüber hinaus erlaubt das erfindungsgemäße Anhängersteuerventil 100 eine leichtere Abstimmung und Abgrenzung der Betriebszustände des Gesamtsystems zueinander. In Bezug auf die drei weggesteuerten Betriebsstellungen des Parkbremskolbens 140 in Kontakt bzw. in Kombination mit dem Betriebsbremskolbens 150, im Sinne der Ausgestaltung als Relaisventil des Anhängersteuerventils 100, muss lediglich ein druckgesteuertes pneumatisches (Magnet-)Ventil spezifisch abgestimmt werden, um eine hinreichende Bedienung des Anhängersteuerventils 100 zu erlauben. BEZUGSZEICHENLISTE

100 Anhängersteuerventil

102 Gehäuse

110 Deckeleinheit

112 Parkbremsen-Versorgungsanschluss

114 Belüftungsverbindung

120 Wandeinheit

122 Parkbremsen-Steueranschluss

124 Betriebsbremsen-Steueranschluss

130 Bodeneinheit

132 Anhänger-Versorgungsanschluss

134 Entlüftungsausgang

136 Anhänger-Steueranschluss

138 Anhänger-Versorgungsausgang

140 Parkbremskolben

142 Druckfeder

144 Belüftungsöffnung

150 Betriebsbremskolben

152 Belüftungsaussparung

160 Anschlagelement

162 Fluid-Federvolumen

170 Manschettenelement

172 Druckfeder

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 . Anhängersteuerventil (100) für eine Bremseinrichtung mit

- wenigstens einem Gehäuse (102),

- wenigstens einem Parkbremskolben (140) und

- wenigstens einem Betriebsbremskolben (150), wobei der Parkbremskolben (140) und der Betriebsbremskolben (150) in dem Gehäuse (102) relativ zueinander und/oder relativ zum Gehäuse bewegbar sind, sodass eine Parkbremsfunktion und/oder eine Betriebsbremsfunktion durch Verschieben des Parkbremskolbens (140) und/oder des Betriebsbremskolbens (150) regelbar und/oder steuerbar sind und wobei das Anhängersteuerventil (100) als ein bistabiles Anhängersteuerventil (100) ausgebildet ist, mit einem bistabil positionierbaren Parkbremskolben (140) zur Bereitstellung einer bistabilen Parkbremsfunktion.

2. Anhängersteuerventil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Parkbremskolben (140) derart gelagert ist, dass der Parkbremskolben (140) bei einem zumindest temporär entlüftetem Parkbremsen-Steueranschluss (122) durch eine Federkraft oder eine mit Druck beaufschlagte pneumatische Wirkfläche zumindest temporär eine Grundstellung einnimmt, in der eine Fluidverbindung vom Parkbremsen- Steueranschluss (122) zu einem Entlüftungsausgang (134) bereitgestellt wird, insbesondere über wenigstens eine Belüftungsöffnung (144) in dem Parkbremskolben (140), wobei insbesondere der Parkbremsen-Steueranschluss (122) gegenüber einem Parkbremsen-Versorgungsanschluss (112) fluiddicht verschlossen ist.

3. Anhängersteuerventil (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Parkbremsen-Steueranschluss (122) zumindest derart temporär mit einem vorgebbaren Betriebs-Fluiddruck beaufschlagbar ist, sodass der Parkbremskolben (140) zumindest temporär eine Stellung einnehmen kann, in der eine Fluidverbindung zwischen dem Parkbremsen-Steueranschluss (122) und einem Parkbremsen- Versorgungsanschluss (112) hergestellt ist, insbesondere eine Verbindung von dem Parkbremsen-Steueranschluss (122) zu dem Parkbremsen-Versorgungsanschluss (112) über wenigstens eine Belüftungsöffnung (144) in dem Parkbremskolben (140), und insbesondere wobei der Parkbremsen-Steueranschluss (122) gegenüber dem Entlüftungsausgang (134) fluiddicht getrennt ist.

4. Anhängersteuerventil (100) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Parkbremsen-Steueranschluss (122) zumindest temporär mit einem Fluiddruck unterhalb des vorgebbaren Betriebs-Fluiddruck beaufschlagbar ist, sodass

- der Parkbremsen-Steueranschluss (122) mit dem Parkbremsen- Versorgungsanschluss (112) verbindbar und von dem Entlüftungsausgang (134) trennbar ist, oder

- der Parkbremsen-Steueranschluss (122) mit dem Entlüftungsausgang (134) verbindbar und von dem Parkbremsen-Versorgungsanschluss (112) trennbar ist, oder

- der Parkbremsen-Steueranschluss (122) von dem Parkbremsen- Versorgungsanschluss (112) und dem Entlüftungsausgang (134) trennbar ist, wobei die Verbindung jeweils über wenigstens eine Belüftungsöffnung (144) in dem Parkbremskolben (140) erreicht wird.

5. Anhängersteuerventil (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsbremskolben (150) über einen Betriebsbremsen-Steueranschluss (124) temporär mit einem Fluiddruck beaufschlagbar ist, wobei der Betriebsbremskolben (150) durch das Beaufschlagen mit einem Druckfluid gegenüber dem Parkbremskolben (140), insbesondere gegenüber dem Parkbremskolben (140) in der Grundposition, derart verschiebbar ist, sodass

- eine Fluidverbindung zwischen dem Parkbremsen-Steueranschluss (122) und einem Entlüftungsausgang (134) trennbar ist.

6. Anhängersteuerventil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anhängersteuerventil (100) ein Manschettenelement (170) aufweist, welches einen Anhänger-Steueranschluss (136) zumindest temporär fluiddicht von einem Anhänger-Versorgungsanschluss (132) und/oder einem Entlüftungsausgang (134) trennt.

7. Anhängersteuerventil (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die pneumatische Wirkfläche des Parkbremskolbens (140) für einen am Parkbremsen- Steueranschluss (122) anliegenden Druck größer ist als die pneumatische Wirkfläche des Betriebsbremskolbens (150) für einen am Anhänger-Steueranschluss (136) anliegenden Druck.

8. Anhängersteuerventil (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsbremskolben (150), insbesondere als Reaktion einer Betätigung des Parkbremskolbens (140), in mindestens drei verschiedenen Schaltstellungen positionierbar ist, insbesondere

- in einem Abstand zum Manschettenelement (170) zum fluiddichten Trennen des Anhänger-Versorgungsanschlusses (132) und des Anhänger-Steueranschluss (136), wobei der Anhänger-Steueranschluss (136) mit dem Entlüftungsausgang (134) verbunden ist,

- in Kraftverbindung mit dem Manschettenelement (170) zur Ausbildung einer Fluidverbindung zwischen dem Anhänger-Versorgungsanschluss (132) und dem Anhänger-Steueranschluss (136), wobei der Anhänger-Steueranschluss (136) vom Entlüftungsausgang (134) getrennt ist, und

- in einer Nähe-Kontaktposition mit dem Manschettenelement (170) zum wenigstens teilweisen Trennen des Anhänger-Versorgungsanschluss (132) und des Anhänger-Steueranschluss (136), insbesondere sodass der Anhänger- Steueranschluss (136) von dem Entlüftungsausgang (134) wenigstens teilweise getrennt ist.

9. Anhängersteuerventil (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Manschettenelement (170) derart federbelastet gelagert ist, sodass das Manschettenelement (170) in der federbelasteten Grundstellung den Anhänger- Versorgungsanschluss (132) und den Anhänger-Steueranschluss (136) zumindest im Wesentlichen fluiddicht voneinander trennt.

10. Anhängersteuerventil (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Parkbremskolben (140), der Betriebsbremskolben (150) und das Manschettenelement (170) in Längsrichtung relativ zueinander verschiebbar sind, wobei mittels einer Längsverschiebung des Betriebsbremskolbens (150) das Manschettenelement (170) verschiebbar ist, sodass zwischen dem Anhänger- Versorgungsanschluss (132) und dem Anhänger-Steueranschluss (136) wenigstens temporär eine Fluidverbindung ausbildbar ist.

11. Anhängersteuerventil (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Manschettenelement (170) derart federbelastet gelagert ist, dass das Manschettenelement (170) in der federbelasteten Grundstellung den Entlüftungsausgang (134) und den Anhänger-Versorgungsausgang (138) und/oder den Anhänger-Versorgungsanschluss (132) zumindest im Wesentlichen fluiddicht voneinander trennt.

12. Anhängersteuerventil (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Parkbremskolben (140), der Betriebsbremskolben (150) und das Manschettenelement (170) in Längsrichtung relativ zueinander verschiebbar sind, wobei mittels einer Längsverschiebung des Betriebsbremskolbens (150) der Anhänger- Versorgungsanschluss (132) und der Anhänger-Versorgungsausgang (138) anhand des Manschettenelements (170) zumindest im Wesentlichen fluiddicht voneinander trennbar sind, insbesondere in einer Anschlagposition des Betriebsbremskolbens (150) und/oder des Manschettenelements (170).

13. Anhängersteuerventil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anhängersteuerventil (100) ein verschiebbares Anschlagelement (160) aufweist, insbesondere verschiebbar gegenüber dem Parkbremskolben (140) und/oder dem Betriebsbremskolben (150), sodass eine Verschiebung des Betriebsbremskolbens (150) mittels des Anschlagelements (160) begrenzbar ist, insbesondere federnd begrenzbar ist.

14. Anhängersteuermodul für eine Bremseinrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, mit einem Anhängersteuerventil (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.

15. Kraftfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einem Anhängersteuerventil (100) und/oder einem Anhängersteuermodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.