用于挂车的气动式制动设备的制作方法

本发明涉及一种用于为具有气动式制动设备的挂车中的弹簧储能器制动缸充气的阀装置，阀装置具有用于与挂车的储备容器连接的线路的第一接口，阀装置具有用于引导至弹簧储能器制动缸的线路的第二接口，并且具有气动的第一控制输入端，其中，依赖于第一控制输入端上的压力可以使得第一接口与第二接口连接。此外，本发明还涉及气动式制动设备、具有气动式制动设备的挂车、阀单元以及用于运行挂车的气动式制动设备的方法。

背景技术：

挂车的气动制动设备通常经由两个气动的线路与牵引车连接。一个线路经由控制接口将控制压力引导至挂车。另一个线路经由供给接口将储备压力引导至挂车。由于德国和其他国家的法律规定，控制接口具有黄色的联接头，并且供给接口具有红色的联接头。

在断开用于储备压力的线路时集成有安全功能。为此线路中的压力受到监控。在压力下降过大时，挂车自动地通过弹簧储能器制动器刹车。

挂车具有用于压缩空气的储备容器，其通过供给接口提供。由此使得挂车能够多次短暂地前后依次被制动，而不必同时通过供给接口输送为此需要的压缩空气。

现代的气动制动设备具有组合式的制动缸，也就是具有在一个共同的构件组中的膜片运行制动缸和弹簧储能器制动缸。优点是，每个构件组中只需要存在一个制动活塞、制动杆和制动盘或制动鼓。只有弹簧储能器制动缸和运行制动缸是并排地存在于每个构件组中。这类组合式制动缸也被称为三停缸(tristop-zylinder)。

为了避免机械过载，弹簧储能器制动缸和运行制动缸不能同时施加制动力。因此，在供给接口上或者在相接的线路中出现压力下降以后，弹簧储能器的力在制动器内起作用。如果现在由驾驶员激活行车制动器，因为在储备容器中仍然存在足够的压力，所以由操作行车制动缸而引起的力在制动器内额外地起作用。这导致力叠加，可能会引起构件受损或者甚至毁坏。

叠加地操作弹簧储能器制动器和行车制动器也有可能在通常的挂车停车时出现。弹簧储能器制动器同时是停车制动器。如果停车制动器被激活，并且行车制动器被驾驶员额外地操作，就同样也出现上面提到的力叠加。

需要过载保护来避免上面提及的受损或毁坏。

在ep2190706b1中公开了一种用于在断开储备线路时经由弹簧储能器制动器自动地制动挂车的阀装置。弹簧储能器制动缸的充气要么是通过储备容器中的压力实现要么通过行车制动压力。两个所述压力之间的转换经由控制输入端实现。其在正常情况下从接到供给接口上的线路引导压力。

技术实现要素：

本发明的任务是实现一种气动式制动设备，其具有新的、尤其是更好的过载保护。

根据本发明的制动设备具有权利要求1所述的特征。规定，连接第一控制输入端，以便接到与挂车的控制接口连接的线路上或者接到与储备容器连接的线路上。通过控制输入端上的压力，调节压缩空气从储备容器到弹簧储能器制动缸的输送，也就是调节其充气。根据本发明，可以依赖于控制接口上的压力或者存在于储备容器中的压力实现调节。特别有利的是将控制输入端与接到控制接口上的线路连接。于是，出现在控制接口上的控制压力影响弹簧储能器制动缸的充气，并且因此负责避免制动器中的过载。作为替选也可以借助储备容器中的压力调节弹簧储能器制动缸的充气。在正常情况下，储备容器引导充足的压力。在向控制输入端输送压力时，阀装置切换到弹簧储能器制动缸的充气。

以有利的方式，当接到控制输入端上的线路中存在高于边界值的压力时，第一接口与第二接口连接。在边界值超出时，两个接口相互连接，否则不连接或者仅部分地连接。这种调节方式特别简单，并且例如可以通过阀实现，在该阀中通过控制压力抵抗弹簧的压力使得活塞可移动。因此，在控制输入端上的边界值被超出时，弹簧储能器制动缸充气。反之，一旦控制输入端上的压力再次低于该边界值，弹簧储能器制动缸优选地再次被排气。

按照本发明的进一步的设想，阀装置具有作为排气部的第三接口，其中，第二接口与第三接口或者与第一接口可连接。于是，弹簧储能器制动缸的排气经由阀装置的第三接口进行。这使得简单的控制和简单的构造方式成为可能。

按照本发明的进一步的设想，阀装置具有气动的第二控制输入端，该气动的第二控制输入端接到与供给接口连接的线路上。在此，也可以依赖于第二控制输入端上的压力地使得第一接口与第二接口连接。弹簧储能器制动缸的充气因此经由两个气动的控制输入端可调节。

以有利的方式，当两个控制输入端的至少其中一个被加载以高于边界值的压力时，第一接口与第二接口连接。这两个控制输入端在或电路的意义上起作用。只有当这两个控制输入端全都不施加压力时，第一接口和第二接口才不相互连接，或者说弹簧储能器制动缸不被充气。

按照本发明的进一步的设想规定，阀装置具有带有至少两个切换位置的多路阀，并且第一控制输入端、第一接口和第二接口配属于这个多路阀。优选是3/2通路阀。这两个接口优选是多路阀的组成部分。

按照本发明的进一步的设想，第三接口作为排气接口被配属给多路阀。优选地，排气接口是多路阀的组成部分。

以有利的方式，将第二控制输入端配属给多路阀。在此，第二控制输入端优选地是阀的组成部分并且尤其是接到与挂车的供给接口连接的线路上。

作为用于控制输入端上的压力的限定的边界值优选设定为2.5巴或更大。两个不同的控制输入端上的压力有不同的边界值也是可行的。

按照本发明的进一步的设想，阀装置具有以下的特征：

a)在第一控制输入端上要么存在来自与控制接口接通的线路的压力要么存在来自与储备容器接通的线路的压力，

b)在第二控制输入端上存在来自储备压力线路的储备压力，

c)在第一接口上存在来自与储备容器接通的线路的压力，

d)在第二接口上存在来自引导至弹簧储能器制动缸的线路的压力，

e)设置第三接口用以进行排气，

d)如下地配置阀装置，即，

-在第二控制输入端上的压力的边界值被超出并且第一控制输入端上的压力的边界值未被超出的情况下，第一接口与第二接口连接(行驶状态)，

-在第一控制输入端上的压力的限定的边界值未被超出并且第二控制输入端上的压力的限定的边界值未被超出的情况下，第二接口与第三接口连接，并且第一接口被锁闭(自动刹车和停车位置)，

-在第一控制输入端上的压力的限定的边界值被超出并且尤其是第二控制输入端上的压力的限定的边界值未被超出的情况下，第一接口与第二接口连接(过载保护)。

按照本发明的进一步的设想，阀装置具有以下特征：

a)停车/脱离阀，

b)阀装置包含具有至少两个切换位置的多路阀，其中，阀装置在第一切换位置中为弹簧储能器制动缸排气，并且在第二切换位置中经由止回阀将通向储备容器的线路与弹簧储能器制动缸连接，

c)第一控制输入端经由另外的切换元件与通向控制接口的线路或者与通向储备容器的线路可连接，

d)第二控制输入端经由停车/脱离阀与通向供给接口的储备压力线路或者与通向储备容器的线路或者与排气部可连接，

e)当至少其中一个控制输入端对超出了边界值的压力进行引导时，多路阀切换到第二切换位置中，

f)当两个控制输入端对低于边界值的压力进行引导时，所述多路阀切换到第一切换位置中。

以有利的方式，另外的切换元件是挂车制动模块的一部分。尤其是该另一个切换元件是所谓的冗余阀。利用该另外的切换元件能够借助其他通路上的过载保护激活紧急制动功能。在储备容器中的压力充足时，在由压力下降触发的紧急制动的情况下，弹簧储能器制动缸再次被充气，并且因此使得弹簧储能器制动器脱离。作为代替，行车制动器可以由电子制动系统驱控。在此，现有的常见防抱死调节也可以起作用。

按照本发明的进一步的设想，所述阀装置包含具有两个或更多的控制输入端的选高阀(select-high-ventil)。在选高阀中，由控制输入端中相应较高的压力控制阀的或阀装置的功能。

按照本发明的进一步的设想，设置用于为弹簧储能器制动器充气的阀单元，阀单元具有第一活塞、第一缸室、第二活塞和第二缸室，其中，第一缸室具有第一控制输入端，其中，活塞共轴地相互保持住并且可运动，其中，第二缸室设置在两个活塞之间，并且具有用于来自与供给接口连接的线路的压力的第二控制输入端，并且其中，其中一个活塞具有外凸部，外凸部伸入到第二缸室中。在外凸部的区域中得到第二缸室的环形构型，也就是围绕该外凸部。由此使得两个活塞相互之间总是具有最小间距，并且第二缸室包含最小容积量。于是，外凸部可以将力从第一活塞传递到第二活塞，并且优选是第一活塞的一部分。

用于储备压力的第二控制输入端如下地定位在第二缸室上，即，第二控制输入端不可能被两个活塞堵塞。要么在第一缸室中压力充足的情况下通过第一活塞，要么通过第二缸室中充足的压力，使得第二活塞远离第一缸室。第二活塞调节三个接口之间的连接或锁闭，也就是通向储备容器的线路的第一接口、通向弹簧储能器制动器的线路的第二接口和用于排气的第三接口。

本发明的主题还包括用于为气动式制动设备的弹簧储能器制动缸充气的尤其是按照3/2通路阀的形式的阀单元，阀单元具有壳体上的第一接口、第二接口和第三接口，其中，从第一接口到第二接口的连接可转换成从第一接口到第三接口的连接，阀单元具有在壳体中位于第一缸室和第二缸室之间的第一活塞，其中，所述第一缸室具有第一控制输入端，并且第二缸室具有第二控制输入端，并且阀单元具有位于第二缸室和第一缸室之间的第二活塞，其中，两个活塞的其中一个具有探伸到第二缸室中的外凸部。阀单元的转换经由两个控制输入端来影响。

本发明的主题还包括气动式制动设备和具有气动式制动设备的挂车。

最后，本发明的主题还包括根据利要求16所述的特征的用于运行挂车的气动式制动设备的方法。据此设置的是，制动设备具有控制接口、供给接口、行车制动器、弹簧储能器制动器、储备容器和具有气动的控制输入端的阀装置，其中，依赖于控制输入端上的压力地可以由储备容器为弹簧储能器制动缸充气。在此，从控制接口上的压力或者从储备容器中的压力导出得到控制输入端上的压力。对弹簧储能器制动缸的充气由储备容器进行，然而依赖于控制接口上的压力或者储备容器中的压力。优选地，在此取决于，控制输入端上的压力是否超出或者低于限定的边界值。在最简单的情况下，控制输入端上的压力与控制接口上的压力一致或者与储备容器中的压力一致。但是，在控制输入端上也有可能存在偏离的压力，该压力依赖于控制接口上的压力或者储备容器中的压力或者从这些压力中产生。这对于上面结合制动设备提到的压力也适用。

附图说明

此外，本发明的其他特征从说明书中并且从权利要求中得出。本发明的有利实施方式在下面借助附图详细地阐述。其中：

图1示出了用于挂车的气动式制动设备的、处于行驶位置中的双活塞阀；

图2示出了处于自动刹车位置中的双活塞阀；

图3示出了处于过载保护位置中的双活塞阀；

图4示出了带有处于行驶位置中的双活塞阀的气动式制动设备；

图5示出了带有处于自动刹车位置中的双活塞阀的气动式制动设备；

图6示出了带有处于停车位置中的双活塞阀的气动式制动设备；

图7示出了带有处于过载保护位置中的双活塞阀的气动式制动设备；

图8示出了具有处于行驶位置中的选高阀的气动式制动设备；

图9示出了具有处于自动刹车位置中的选高阀的气动式制动设备；

图10示出了具有处于停车位置中的选高阀的气动式制动设备；

图11示出了具有处于过载保护位置中的选高阀的气动式制动设备；

图12示出了具有双活塞阀和接通的抱死保护的气动式制动设备。

具体实施方式

首先参照图4，示出了用于挂车的气动式制动设备。控制压力线路20引导至挂车制动模块21。储备压力线路22引导至停车脱离阀23并且从停车脱离阀进一步经由储备容器24引导至挂车制动模块21。根据法定准则，控制压力线路20具有用于控制接口的黄色的联接头25并且储备压力线路22具有用于供给接口的红色的联接头26。

挂车制动模块21以公知的方式构成，也就是每个车辆侧具有两个磁阀27、28和一个继动阀29。经由磁阀27、29调节到达继动阀29的控制压力的输送。继动阀经由线路30利用支路同时接到来自储备容器24的储备容器压力上，并且将经驱控的行车制动压力提供给行车制动缸31、32。

挂车制动模块21的其他组成部分是用作磁阀的冗余阀33，利用冗余阀可以分离并且可以转换控制压力线路20和线路34之间的连接。替选地，以这种方式可以使得线路34与线路30和来自储备容器24的储备容器压力连接。所述线路34此外还经由支路35将车辆两侧的磁阀28相互连接。

此外，线路34(在相应地切换冗余阀33的情况下)将控制压力线路20与阀装置37的第一控制输入端36连接。阀装置37尤其是具有过载保护的功能，并且为此还具有第二控制输入端38以及第一接口39、第二接口40和第三接口41，也参见图1至图3。

第二控制输入端38经由线路42a和停车脱离阀23接到储备压力线路22上。第一接口39经由线路42b、止回阀43和挂车制动模块21与储备容器24连接。第二接口40经由线路42c和支路与车辆两侧的弹簧储能器制动缸44、45连接。第三接口41是排气接口。

在所示制动设备中，行车制动缸31、32是所谓的组合缸的组成部分，也就是具有整合的弹簧储能器制动缸44、45，其中，一方面在操作行车制动器时的力并且另一方面弹簧储能器的力作用于相同的制动活塞46、47。

阀装置37包含双活塞阀类型的阀单元48，见图1到3，在此具有壳体49，在其中为了对阀功能进行控制两个活塞50、51能够共轴地运动。在靠上的第一缸室52中，第一活塞50通过经由控制输入端36输送的控制压力向下朝着第二活塞51的方向可运动。在此，第一活塞50具有朝下的、带变小的直径的外凸部53，从而围绕着这个外凸部53地且在第一活塞下方形成第二缸室54。第二控制输入端38引导到两个活塞50、51之间的第二缸室54中。通过外凸部53使得所述两个活塞50、51总是相互具有最小间距。从而使得第二控制输入端38不会被活塞50、51关闭。

第二活塞51以阶梯的方式构造，具有带密封件56的宽的头部55和带密封件58的细长的外凸部57。头部55在边沿侧贴靠在压力弹簧59上，压力弹簧使得第二活塞51朝着第一活塞50的方向挤压。

第二活塞51的外凸部57是空心的，并且向下设有开口60并且也在头部55附近侧向地设有开口61。两个开口60、61从外侧通过密封件58相对封闭或者说相互分离。在开口61的区域中，围绕着外凸部57形成环形腔61a，这个环形腔除了开口61以外还具有第三接口41作为开口，并且此外还通过密封件56、58封闭。

壳体49在其下部分区域具有更宽的、最靠下的、环形的缸室62，并且在其上方具有较细长的、环形的缸室63。第二接口40同时是缸室63的开口，第一接口39是缸室62的开口。

在两个缸室62、63之间的过渡区域上形成在内部的环形棱边64，保持在最靠下的缸室62中的辅助活塞65借助压力弹簧66向上向该棱边64挤压。压力弹簧66比较软地构造，并且仅起到以下作用，即，使得辅助活塞65只要在没有其他的力起作用的情况下就贴靠在环形棱边64上，并且在那里封闭住最靠下的缸室62。辅助活塞65优选在两个轴向末端上是打开的，并且在内侧引导到密封件67上。

第一活塞60在外侧具有环形密封件68。第二活塞51的外凸部57在具有外侧密封件58的缸室63中引导。

方向描述“上”和“下”参考阀单元48在图中的取向。在实践中，阀单元48可以占据另外的定位，相应地方向描述要与之匹配。阀单元48在此实施为3/2通路阀，具有图2、5、6中所示的上切换位置和图1、3、4、7中所示的下切换位置。

由于阀单元48的结构，在图4中可见的阀装置37的功能集成到壳体中(在壳体49中)。接下来借助图4-7阐述阀装置37的功能。

在根据图4所示的行驶位置中，气动式制动设备准备就绪。也就是说，弹簧储能器制动缸44、45通过来自储备容器24的储备容器压力充气。为此，第一接口39经由阀装置37与第二接口40连接。阀装置37处于切换激活的、第二切换位置中。第二切换位置通过储备压力线路22上的、出现在第二控制输入端38处的、至少为2.5巴的储备压力触发的。储备压力为此从储备压力线路22通过停车脱离阀23并且通过线路42a引导至第二控制输入端38。在此出现的储备压力加载给第二活塞51，从而使得阀单元48占据根据图1所示的行驶位置。在此，在第一控制输入端36上不存在压力，第一活塞50不被加载并且位于其靠上的位置中。此外，因为没有出现来自控制压力线路20的控制压力，所以制动缸30、31、32也未被充气。

图5示出了通过储备压力线路22中的储备压力的损耗而使得挂车自动刹车的气动式制动设备的组成部分，例如通过断开红色的联接头26。于是第二控制输入端38，同样还有第一控制输入端36在不操作行车制动器的情况下是无压力的。相应地，两个缸室52、54排气，并且两个活塞50、51通过弹簧59的压力向上运动，参见图2。与图4相反，在图5中，阀装置37处于靠上的切换位置中。第一接口39被锁闭。第二接口40为了使弹簧储能器制动缸44、45排气而与第三接口41连接。弹簧储能器制动缸44、45被排气，并且挂车被刹闸或者被刹车。行车制动器是未激活的。

在图6中示出了气动式制动设备的停车位置。在储备压力线路22中的储备压力损耗之后，阀装置37进行自动刹车的情况下占据和在图5中一样的切换位置。然而，在图6中，储备压力却仍然可以存在于储备压力线路22中。换而言之，第二控制输入端38上的压力损耗通过转换停车脱离阀23来实现。停车脱离阀包含至少两个阀，也就是停车阀69和脱离阀70。脱离阀70在所有此处示出的状态下都处于相同的切换部位中。与之相对地，停车阀60在图4和5中处于行驶位置，并且仅在图6中处于停车位置。由此使得第二控制输入端38与停车阀69上的排气部71连接，从而是无压力的。行车制动阀未激活。第一控制输入端36同样无压力。缸室52、54被排气。阀装置占据与图5中自动刹车时一样的位置。由此为了给弹簧储能器制动缸排气而连接第二接口40与第三接口41。车辆被制动。

在图7中可以看出阀装置37作为过载保护的功能。应该避免一方面因为行车制动器的操作并且另一方面因为被排气的弹簧储能器制动缸44、45的力在行车制动缸30、31和32内部产生双重载荷。从根据图6所示的、具有被切换的停车阀69的停车位置出发。根据图7，附加地出现控制压力线路20中的控制压力。控制压力经由磁阀27、28和继动阀29调节从储备容器24到行车制动缸31、32的储备容器压力的输送。越多驱控控制压力，行车制动缸31、32内的附加机械力就越大。因为弹簧储能器制动缸44、45已经被排气，所以力在总体上可能变得过强。控制压力此外经由第一控制输入端36引导到缸室52中，见图3。根据压力弹簧59(和压力弹簧66)的强度和特征曲线，阀装置37从根据图5所示的停车位置切换到根据图7所示的位置中。由此使得第一接口39与第二接口40连接，并且弹簧储能器制动缸44、45利用来自储备容器24的压力被充气。结果使得只有行车制动器仍有效。一旦控制压力再次下降，阀装置37切换回到根据图6所示的位置中，并且弹簧储能器制动缸44、45再次被排气。

在借助图7所示的过载保护中，弹簧储能器制动缸44、45的充气和排气与控制压力的变化不成正比。确切的说，弹簧储能器制动缸44、45依赖于控制压力边界值被超出或未被超出地排气或充气。边界值在此是2.5巴或更大。过载保护从在图5中(自动刹车)所示的状态出发也是有效的。

图8到11如图4到7一样涉及不同的状态：行驶位置(图8)、自动刹车(图9)、停车位置(图10)和过载保护(图11)。与图4到7不同地，阀装置37以其他的方式构造，也就是不具有双活塞阀，而是具有额外的选高阀72用于控制阀装置37的两个状态并且用于连接接口39、40、41。选高阀72使得存在于两个控制输入端36、38上的较高的压力通过到达第三控制输入端73。依赖于在此出现的压力地，阀装置37占据相配属的切换位置。在实践中的应用可以用3/2通路阀，并且通过图1到3中的阀单元48的变型。第一活塞50被省除，控制输入端38保持关闭并且控制输入端36由第三控制输入端73代替。第三控制输入端由选高阀72供给。

选高阀72在控制输入端36、38之间包含止回功能，从而使得分别出现的较高的压力只进入到控制输入端73中，并且不可能经由具有低压力的控制输入端逃逸。控制输入端36、38上的压差的符号在图8到11中借助球体74的位置可识别。在图8中(行驶位置)，在控制输入端38上存在储备压力，而在控制输入端36上存在较低的或者不存在控制压力。在图9中(自动刹车)，控制输入端38从行驶位置出发通过断开储备压力线路22变得无压力，而控制输入端36本来就无压力。球体74保留在控制输入端36前方，直到即使在控制输入端38上也不再有压力。

在图10(停车位置)中，同样地，根据图8所示的行驶位置是讲解的出发点。在行驶位置中，在控制输入端38上存在全部的储备压力(如图8中)。车辆借助行车制动器通过调节控制压力来制动。在停车位置中，行车制动器基本上不被操作，也就是说，在控制输入端36上不再有压力，并且与此同时，控制输入端38经由停车阀69排气。直到控制输入端38的最终排气，球体74都保留在根据图10所示的位置上，也就是在左边。弹簧储能器制动缸44、45是已排气的，弹簧储能器制动器刹住挂车。

从根据图10所示的停车位置出发，在停车位置期间在操作行车制动器时形成根据图11所示的位置(过载保护)。于是，在控制输入端36上有控制压力有效。球体74转移到根据图11所示的右边定位中，并且控制压力进入到控制输入端73中以用于转换阀装置37。

过载保护迄今为止仅仅从根据图6和10所示的停车位置出发被阐述。过载保护也会从自动刹车(图5和9)出发形成。也就是当自动刹车以后操作行车制动器时，控制压力到达第一控制输入端36。第二控制输入端38在此期间可以保持无压力。阀装置37借助弹簧储能器制动缸44、45的充气而切换到在图7和11中所示的位置。

另一个特点由图12示出。从自动刹车出发(图5和9)。第二控制输入端38通过断开储备压力线路而无压力。挂车通过弹簧储能器制动缸44、45强力制动。轮胎可能抱死。用于行车制动器的常规的防抱死调节无效。现在为了经由挂车制动模块21实现防抱死调节，冗余阀33从图4到11所示的位置切换到根据图12所示的位置。由此控制压力不再经由冗余阀33到达第一控制输入端36，而是经由线路30成为来自储备容器24的储备容器压力。相应地，阀装置37切换到根据图12所示的位置，从而储备容器压力也到达第二接口40，并且可以为弹簧储能器制动缸44、45充气。现在，挂车可以经由固有的行车制动器(行车制动缸31、32)利用来自储备容器24的储备容器压力进行刹车。在此，在挂车制动模块21中通常存在的防抱死调节是有效的。

气动式制动设备配置有电子制动系统。电子制动系统的组成部分是制动控制设备，其在此未示出并且集成到挂车制动模块21中或者可以额外地存在。制动控制设备以本身公知的方式经由气动式制动设备上的传感器获取状态信息并且控制挂车制动模块21。例如监控控制压力和存储压力，在此优选地还监控阀装置37的位置。在储备压力线路22中的压力突然损耗并且储备容器24中的压力充足的情况下，制动控制设备可以将冗余阀33转换到根据图12所示的位置中，并且同时经由挂车制动模块21利用对阀27、28的调节引起具有防抱死的紧急制动。只有当储备容器24不再具有充足的压力时，冗余阀33才不被驱控进行转换，因此通过弹簧储能器制动缸44、45实现自动刹车。