具有防止雙動功能的雙活塞中繼閥的製作方法

2023-10-17 15:54:44 1

本發明涉及一種用於車輛的中繼閥，其包括在殼體中可軸向運動的駐車制動活塞和可軸向運動的軸圈，其中，在該駐車制動活塞和該殼體之間構造有用於接收來自控制管道的壓縮空氣的第一壓縮空氣室，其中，還設置有第一彈簧元件，該第一彈簧元件在軸向上以一個預緊力來加載該軸圈，並且其中，設置有第二彈簧元件，該第二彈簧元件在軸向上以另一個預緊力來加載該駐車制動活塞。此外，本發明涉及一種用於運行這樣的中繼閥的方法。

背景技術：

這樣的中繼閥主要應用在用於商用車的駐車制動裝置中，以實現可靠的防止雙動功能(Anti-Compound-Funktion)。

商用車(包括掛車)和軌道車的駐車制動器——也稱為緊急制動器——在如今通常配備有彈簧蓄能制動缸，該駐車制動器在鬆開位置以壓縮空氣來加載彈簧壓縮室並且由此使彈簧保持緊張，而為了駐車制動使彈簧壓縮室排氣，也就是說，與大氣壓連接，使得制動缸在彈簧的作用下產生制動力(參看博世，機動車技術手冊，22版，杜塞道夫，1995，648頁)。

在現今的用於商用車的制動系統中，中繼閥與彈簧蓄能制動缸相結合地構造用於駐車制動功能。在車輛的駐車狀態中，中繼閥的控制管道被排氣，使得彈簧蓄能器也被排氣。在彈簧蓄能器中的強力彈簧將制動片壓抵制動盤。制動鉗必須接收所述彈簧力，這導致在制動鉗中的高的應力。

如果在停車狀態中在缺少防止雙動功能的情況下附加地操作行車制動器，則制動片附加地也氣動地壓抵制動盤。制動鉗必須同樣接收所述力，從而由於疊加導致制動鉗的超負荷。

通過所述防止雙動功能防止制動鉗的超負荷。在駐車制動器被置入時同時操作行車制動器的超負荷不再可能出現，因為在制動鉗上的、來自駐車制動器的力被減小，其減小程度與在制動鉗上的、來自行車制動器的力的提高相同。通常此外裝入換向閥(選高閥Select High Ventil)到中繼閥的控制管道中。在中繼閥的控制管道排氣(駐車狀態)的情況下，制動壓力能夠通過所述選高閥到達中繼閥的控制管道中。在彈簧蓄能器中造成的壓力升高減小駐車制動器的制動力。

由EP 2 240 352 B1得知用於機動車的帶有能夠由中繼閥操控的彈簧蓄能制動缸的駐車制動裝置。該中繼閥能夠通過構造成兩位三通閥的安全閥來操控，該安全閥的輸出端能夠可選地與兩個輸入端中的一個連接，其中，該安全閥的輸入端能夠通過第一或者第二電磁閥，可選地與壓力介質源或者大氣壓連接。選低閥(Select-Low-Ventil)與安全閥的一個輸入端和輸出端連接，並且該選低閥的輸出端與中繼閥的控制輸入端連接。防止雙動功能由此來達到：在選低閥和中繼閥的氣動控制輸入端之間還連接有選高閥，該選低閥的輸出端通向該選高閥的輸入端並且行車制動器的壓力通向該選高閥的另一個輸入端。所述選高閥從兩個壓力中選出較高的壓力並且將選出的壓力輸送向中繼閥的控制輸入端。由此確保，中繼閥的控制輸入端始終僅僅被加載明確定義的壓力並且行車制動器對駐車制動器具有優先權。

此外，由EP 2 407 355 B1已知帶有控制活塞和軸圈的中繼閥，其中，二者在軸向方向上都是可運動的。設置有第一彈性元件，該第一彈性元件在軸向方向上用一個預緊力來加載該軸圈，並且還設置第二彈性元件，該第二彈性元件在軸向方向上用另一個預緊力來加載該控制活塞。其中布置有中繼閥的、能夠電動操作的駐車制動系統的控制管道通過中繼控制管道和換向閥與中繼閥的中繼控制輸入端連接。此外，行車制動管道連接在換向閥上。行車制動壓力通過換向閥輸入到中繼閥上。所述中繼閥相應地傳遞操控壓力到彈簧蓄能器中，該操控壓力逆著彈簧力和行車制動壓力工作並且絕大部分地抵消掉所述彈簧力和行車制動壓力。由此能夠避免構件的超負荷。第一彈性元件造成了特徵曲線的偏移。由於控制閥裝置、所謂的PCV閥要求所述特徵曲線的偏移。該PCV閥從行駛狀態到停車狀態中關閉一定的控制壓力。輔助制動功能由此來實現：在行駛狀態中降低所述控制壓力。為了控制閥裝置保持在行駛狀態中，並且在中繼閥的輸出端上達到儘可能低的壓力，存在中繼閥特徵曲線的偏移。所述偏移具有下述缺點：在有防止雙動功能的情況下，經過選高閥通過填充彈簧蓄能器來使制動鉗減負發生得太慢。由此儘管有防止雙動功能，在一定情況下仍然在制動鉗上產生超負荷。

技術實現要素：

本發明的任務是，進一步發展中繼閥，以便實現改進的防止雙動功能。

該任務從根據權利要求1的前序部分的中繼閥出發，結合權利要求1表明的特徵而被解決。本發明的有利的改進方案從隨後的從屬權利要求得知。

根據本發明在軸向上在駐車制動活塞和軸圈之間布置有可軸向運動的行車制動活塞，該行車制動活塞以密封的方式徑向地貼靠在駐車制動活塞上並且徑向地貼靠在殼體上，用以構造第二壓縮空氣室。由此避免帶有活塞的中繼閥超負荷的缺點。來自與控制接口連接的控制管道的空氣壓力沒有偏移地作用在行車制動活塞上，該偏移由於彈性元件產生。由此使防止雙動特徵曲線不被移動，從而較快地達到防止雙動功能。此外取消了閥單元、尤其選高閥。由此不但降低了安裝空間需求而且降低了裝配花費。

由於在駐車制動活塞和行車制動活塞之間產生的減負面，使防止雙動特徵曲線變得更平。這具有下述優點：在制動鉗上的力的平衡更線性地進行，從而避免「回滾效應」(roll-back-Effekt)。所述回滾效應當例如卡車停在山上並且防止雙動功能在駐車中起作用時會出現。在制動鉗上的制動力的平衡過程中，如果特定的力不足，則該卡車滾動。

殼體能夠尤其由多個、但優選兩個子殼體構成，所述子殼體相互連接。行車制動活塞與駐車制動活塞一起構成雙活塞。駐車制動活塞和行車制動活塞有利地在它們的外周面上具有環繞的凹槽，在所述凹槽中分別布置密封元件、尤其O形環，該O形環氣動地密封壓力室。此外，在徑向上在駐車制動活塞和行車制動活塞之間布置另一個密封元件、尤其O形環。

本發明提出，能夠以來自布置在行車制動器上的行車制動管道的壓縮空氣直接供應給所述第二壓縮空氣室。換句話說，在中繼閥和行車制動器之間的行車制動管道中不存在其它的閥或者類似的影響壓力的元件，例如選高閥或者換向閥。因此，所述防止雙動功能直接地在中繼閥中通過雙活塞的工作原理而實現。

優選第三壓縮空氣室構造在所述行車制動活塞、所述殼體和軸圈之間，用於調設在通過充氣接口連接的輸出管道中的空氣壓力。在第三壓縮空氣室中的空氣壓力由此作用在行車制動活塞的端面上，與在第二壓縮空氣室中的空氣壓力相對。此外，駐車制動活塞也在軸向上作用在伺服活塞上。

此外優選地，在軸向上在殼體側的閥座和所述軸圈之間能夠構造壓縮空氣的氣動入口，該壓縮空氣來自通過供給接口連接的供給管道，用於第三壓縮空氣室的充氣。換句話說，閥座構造在殼體上，軸圈由於彈簧元件的預緊力貼靠在在該閥座上。當軸圈逆著彈簧元件的預緊力在軸向上被移動時，則打開入口，使得壓縮空氣從供給管道湧入，用於第三室的充氣。

本發明包括下述技術原理：在軸向上在構造在所述行車制動活塞上的閥座與所述軸圈之間能夠構造用於第三壓縮空氣室排氣的氣動出口。只要第三室排氣，則彈簧蓄能制動氣缸也排氣，使得制動器起作用。氣動出口由此來關閉：行車制動活塞軸向地貼靠在軸圈上。

此外提出一種用於運行中繼閥的方法，該方法包括至少五個運行模式，即中繼閥的運行：

-在車輛的停車狀態中，

-在停車狀態期間操作行車制動器，

-在車輛的行駛狀態中，

-在處在輸出管道上的空氣壓力降低的情況下，和

-在處在輸出管道上的空氣壓力升高的情況下。

在車輛的停車狀態中，所述控制管道、所述行車制動管道和所述輸出管道是被卸壓的，其中，所述軸圈在軸向上貼靠在所述殼體側的閥座上並且所述行車制動活塞在軸向上與所述軸圈隔開間隔，從而通過所述打開的出口使所述第三壓縮空氣室排氣。

在車輛的駐車狀態期間操作行車制動器時，所述行車制動活塞軸向地貼靠在所述軸圈上，其中，所述軸圈逆著第一彈簧元件的預緊力被軸向地移動，使得所述入口被打開並且所述出口被關閉。

在車輛的行車狀態中用壓縮空氣來加載所述控制管道、供給管道和輸出管道，其中，所述行車制動活塞軸向地貼靠在所述軸圈上，使得所述入口和出口被關閉。

在處在所述輸出管道上的空氣壓力降低的情況下，在第一壓縮空氣室中的空氣壓力以控制的方式被降低，其中，所述行車制動活塞軸向地從所述軸圈提起，使得所述出口被打開並且所述第三壓縮空氣室以控制的方式排氣。

在處在所述輸出管道上的空氣壓力升高的情況下，在第一壓縮空氣室中的空氣壓力以控制的方式被升高，其中，所述行車制動活塞逆著所述第一彈簧元件的預緊力軸向地移動所述軸圈，使得所述入口被打開並且所述第三壓縮空氣室以控制的方式充氣。

附圖說明

其它的、改善本發明的措施在下面與本發明的優選的實施例的說明共同藉助附圖被詳細地描述。附圖示出：

圖1根據本發明的能夠電動操作的駐車制動系統的示意線路圖，和

圖2圖1的根據本發明的中繼閥的示意性剖面示圖。

具體實施方式

根據圖1，能夠電動操作的駐車制動系統通過單向閥10與壓縮空氣準備設備11連接。在單向閥10之後是過濾單元12，經過該過濾單元壓縮空氣通過節流部18被輸送到設計成兩位兩通閥的供給電磁閥14。控制閥裝置22的第一工作接口20通過第一供給管道段16a連接在供給電磁閥14的輸出端上。與過濾單元12相連的管道段被稱為第二供給管道段16b。控制閥裝置22設計成能夠氣動控制的兩位三通閥。控制閥裝置22的第二工作接口24經過掛車控制管道分支17通向掛車控制模塊30的控制輸入端26。該掛車控制模塊操縱掛車離合器的供給接口34和控制接口36。另一個掛車控制模塊32的控制輸入端28通過另一個掛車控制管道分支19與供給管道分支16a連接。掛車控制模塊32具有供給接口38控制接口39。掛車控制管道分支17、19與選低閥37的輸入端連接，該選低閥的輸出端通過控制管道35與控制閥裝置22的控制輸入端33連接。所述選低閥37這樣工作：在該選低閥的輸出端上，也就是在控制管道35中存在較低的輸入壓力，也就是來自兩個掛車控制管道分支17、19的較低的壓力。此外，控制管道35通過控制管道31與中繼閥1的控制輸入端29連接。

中繼閥1在供給接口27上通過供給管道25從供給電磁閥14的上遊的位置獲得壓縮空氣。在充氣接口21上的輸出管道23通向管道分支40a、40b，在所述管道分支上連接有彈簧蓄能制動缸41a、41b。此外，在中繼閥1上連接有行車制動管道42，該行車制動管道與行車制動器43氣動地連接。在操作行車制動器43時自動地打開駐車制動器，以防止彈簧蓄能制動缸41a、41b超負荷。

此外，設置有設計成兩位兩通閥的排氣電磁閥44，該排氣電磁閥通過所述另一個掛車控制管道分支19與供給管道段16a連接。排氣電磁閥44具有排氣電磁閥接口45，該排氣電磁閥接口通向排氣裝置中。此外設置有壓力傳感器46a、46b，用於檢測在控制閥裝置22的第二工作接口24上的以及輸出管道23上的壓力。控制閥裝置22的控制室通過壓力平衡管道47與排氣裝置連接。

在能夠電動操作的駐車制動系統的示出的切換狀態中，供給電磁閥14、控制閥裝置22、排氣電磁閥44和控制及排氣閥裝置48分別處於第一切換位置中。控制閥裝置22的第二工作接口24通過控制及排氣閥裝置48排氣，從而在通過行車制動管道42缺乏壓力負載時，中繼閥1的控制輸入端29也排氣。控制和排氣裝置48通過單向閥50與排氣裝置連接。由此彈簧蓄能制動缸41a、41b是被卸壓的，從而駐車制動器並且由此車輛都處於駐車狀態中。也就是說，控制管道31是被卸壓的並且彈簧蓄能制動缸41a、41b被關閉。

根據圖2，中繼閥1具有在殼體2的第一殼體部件2a中可軸向運動的駐車制動活塞3和可軸向運動的軸圈4，該軸圈布置在殼體2第二殼體部件2b中。因此，殼體2由第一殼體部2a和第二殼體部2b構成。為了氣動地密封兩個殼體部2a、2b徑向地在其之間布置O形環13。在駐車制動活塞3和殼體部2a之間構造有第一壓縮空氣室a，用於接收來自控制管道31的壓縮空氣。

此外設置有第一彈簧元件6a和第二彈簧元件6b，該第一彈簧元件在軸向上以一個預緊力來加載軸圈4，該第二彈簧元件在軸向上以另一個預緊力來加載駐車制動活塞3。兩個彈簧元件6a、6b構造成壓力彈簧。在此，第一彈簧元件6a貼靠在布置在第二殼體部2b上的彈簧座圈15上。彈簧座圈15具有中心的空缺，駐車制動活塞3和在徑向上並且在軸向上貼靠在該駐車制動活塞上的行車制動活塞7穿過該空缺而延伸。

行車制動活塞7在軸向上是可活動的並且在軸向上布置在駐車制動活塞3和軸圈4之間。駐車制動活塞3能夠僅僅通過行車制動活塞7而作用到軸圈4上。駐車制動活塞3在徑向上密封地貼靠在第二殼體部2b上，以構成第二壓縮空氣室b。能夠以來自布置在行車制動器43上的行車制動管道42的壓縮空氣直接供應第二壓縮空氣室b。為了氣動地密封第一和第二壓縮空氣室a、b，徑向地在駐車制動活塞3和第一殼體部2a之間，以及徑向地在行車制動活塞7和第二殼體部2b之間，而且徑向地在駐車制動活塞3和行車制動活塞7之間分別布置O形環13a、13b、13c。

構造第三壓縮空氣室c用於調設在行車制動活塞7、第二殼體部2b和軸圈4之間的輸出管道23中的空氣壓力。在軸向上在殼體側的閥座8a和軸圈4之間能夠構造用於第三壓縮空氣室c的充氣的、來自供給管道27的壓縮空氣的氣動入口5。為此，行車制動活塞7在軸向上逆著壓力彈簧6b的預緊力擠壓軸圈4，由此在殼體側的閥座8a和軸圈4之間產生入口5。此外，在軸向上在構造在行車制動活塞7上的閥座8b和軸圈4之間能夠構造用於第三室c的排氣的氣動出口9。氣動出口9由此來關閉：行車制動活塞7在軸向上貼靠在軸圈4上。要麼氣動入口5要麼氣動出口9能夠被打開，然而二者不能同時。

附圖標記列表

1 中繼閥

2a、2b 殼體

3 駐車制動活塞

4 軸圈

5 入口

6a、6b 彈簧元件

7 行車制動活塞

8a、8b 閥座

9 出口

10 單向閥

11 壓縮空氣準備設備

12 過濾元件

13、13a-c O形環

14 供給電磁閥

15 彈簧座圈

16a、16b 供給管道段

17 控制管道分支

18 節流部

19 掛車控制管道分支

20 第一工作接口

21 充氣接口

22 控制閥裝置

23 輸出管道

24 第二工作接口

25 供給管道

26 控制輸入端

27 供給接口

28 控制輸入端

29 控制輸入端

30 掛車控制模塊

31 控制管道

32 掛車控制模塊

33 控制輸入端

34 供給接口

35 控制管道

36 控制接口

37 選低閥

38 供給接口

39 控制接口

40a、40b 管道分支

41a、41b 彈簧蓄能制動缸

42 行車制動管道

43 行車制動器

44 排氣電磁閥

45 排氣電磁閥接口

46a、46b 壓力傳感器

48 控制及排氣閥裝置

49 排氣

50 單向閥

a 第一壓縮空氣室

b 第二壓縮空氣室

c 第三壓縮空氣室