Anhängersteuerventil für einen Anhänger eines Nutzfahrzeugs sowie Kolben für ein Anhängersteuerventil

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anhangersteuerventil für einen Anhänger eines Nutzfahrzeugs sowie einen Kolben für ein Anhängersteuerventil für einen Anhänger eines Nutzfahrzeugs. Anhängersteuerventile sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt.

Diese werden im Zusammenhang mit Druckluftbremsanlagen zur Ansteuerung des Anhängers eines Nutzfahrzeugs verwendet. Beispielsweise ist ein Anhängersteuerventil für eine Druckluftbremsanlage für

Kraftfahrzeuge bereits aus der DE 19609222 A1 bekannt.

Ein entsprechendes Anhängersteuermodul zur Bremssteuerung eines Anhängers und ein Verfahren zum Betreiben des Anhängersteuermoduls ist beispielsweise weiter aus der WO 2011/070003 A1 bekannt.

Bei dem Anhängersteuermodul handelt es sich insbesondere um ein

Anhängersteuermodul, das auf der Basis zweier Versorgungsleitungen ausgestaltet ist (auch sog. 2-Line-Principle).

Es hat weiter die Aufgabe, den Anhänger mit Druckluft aus dem Druckluftbehälter zu versorgen, auch während eines Bremsvorgangs. Beide Kreisläufe müssen über den Bremskreislauf ansteuerbar sein. Auch soll es möglich sein, den Anhänger in graduellen Schritten mit stufbarem Bremsdruck betätigen zu können, wenn die Fußbremse oder die Handbremse betätigt wird.

Weitere Anforderungen ergeben sich daraus, dass auch automatische Kupplungen benutzt werden müssen und Druckbereiche zwischen 6 bis 8,5 bar sowohl für den Versorungs- als auch für den Steuerkreislauf anliegen können müssen. Weitere Anforderungen ergeben sich für den Fall, dass es zu einem Versagen der

Bremskreisläufe kommt. Wünschenswert wäre es, für den Kolben des Anhängersteuerventils eine einfache und sichere Luftablasspassage bereitstellen zu können.

Im Zusammenhang mit der Erfüllung gesetzlicher Vorgaben und Normen ist es erforderlich, für den Kolben des Anhängersteuerventils eine einfache und sichere Luftdurchlasspassage bereitstellen zu können.

Im Zusammenhang mit der Erfüllung gesetzlicher Vorgaben und Normen ist es weiter auch erforderlich, für den Kolben des Anhängersteuerventils eine einfache und sichere Luftablasspassage bereitstellen zu können. Durch eine derartige Luftablasspassage kann eine permanente Entlüftung zur Atmosphäre bereitgestellt werden, um die Funktionalität des Anhängersteuerventils zu gewährleisten.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Anhängersteuerventil sowie einen Kolben hierzu für einen Anhängereines Nutzfahrzeuges der eingangs genannten Art in vorteilhafter Weise weiterzubilden, insbesondere dahingehend, dass die

Betriebscharakteristik des Anhängersteuerventils verbessert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Kolben für ein

Anhängersteuerventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass ein Kolben für ein Anhängersteuerventil für einen Anhänger eines Nutzfahrzeugs bereitgestellt wird, wobei der Kolben zweiteilig ausgebildet ist, wobei der Kolben weiter einen ersten äußeren Kolbenhohlkörper und einen zweiten inneren Kolbenhohlkörper aufweist, wobei der zweite innere Kolbenhohlkörper derart beschaffen ist, dass er im montierten Zustand des Kolbens in den ersten äußeren Kolbenhohlkörper eingesetzt und dort aufgenommen ist, wobei weiter im montierten Zustand zwischen dem ersten äußeren Kolbenhohlkörper und dem zweiten inneren Kolbenhohlkörper wenigstens ein Entlüftungskanal ausgebildet ist. Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, dass der Kolben für das

Anhängersteuerventil für den Anhänger eines Nutzfahrzeugs zweiteilig ausgebildet ist. Durch den Umstand, dass der Kolben zweiteilig ausgebildet ist, wird es einfach möglich, einen Entlüftungskanal zwischen den beiden Komponenten des Kolbens auszubilden. Hierdurch wird es möglich, eine vergleichsweise lange und dünne Passage für einen Entlüftungskanal bereitzustellen. Die Fertigungskosten und auch generell die

Möglichkeit der Fertigung wird hierdurch deutlich vereinfacht. Denkbar ist

beispielsweise, den Kolben aus Kunststoff zu fertigen. Dabei kann der erste äußere Kolbenhohlkörper und der zweite innere Kolbenhohlkörper aus Kunststoff gefertigt sein.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der erste äußere Kolbenhohlkörper und/oder der zweite innere Kolbenhohlkörper einen Zylinderabschnitt und einen an den

Zylinderabschnitt angeformten Kragen aufweist Durch diese Ausgestaltung wird es möglich, verschiedene Wirkflächen im Kolben bereitzustellen und die

Betätigungscharakteristik des Kolbens entsprechend einstellen zu können. Darüber hinaus wird es durch die Ausgestaltung von Zylinderabschnitt und Kragen auch möglich, den ersten Kolbenhohlkörper und den zweiten Kolbenhohlkörper definiert ineinander einsetzen zu können, so dass sich im eingesetzten Zustand des inneren Kolbenhohlkörpers in den äußeren Kolbenhohlkörper entsprechene Entlüftungskanal ausbildet.

Der Entlüftungskanal kann zumindest teilweise durch eine Einsenkung auf der

Außenseite des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers ausgebildet sein. Denkbar ist beispielsweise, dass hier eine Nut oder ein Kanal eingesenkt ist. Denkbar ist, dies durch entsprechende Formgebung des Kolbenhohlkörpers auszubilden. Gleichzeitig ist aber auch eine sparende Fertigung, wie beispielsweise durch Fräsen denkbar und

grundsätzlich möglich.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Entlüftungskanal durch eine Einsenkung auf der Innenseite des ersten äußeren Kolbenhohlkörpers ausgebildet ist. Hierdurch kann ebenfalls einfach ein Entlüftungskanal ausgestaltet werden. Denkbar ist, dass sowohl im inneren als auch am äußeren Kolbenhohlkörper eine Einsenkung

vorgenommen ist. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass zwei oder mehr Entlüftungskanäle vorgesehen sind. Durch das Vorsehen mehrerer Entlüftungskanäle kann eine

Redundanz herbeigeführt werden. Darüber hinaus kann eine gleichmäßige Entlüftung gewährleistet werden. Denkbar ist insbesondere, dass die Entlüftungskanäle symmetrisch zueinander angeordnet sind.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass der Entlüftungskanal sowohl im Bereich des Zylinderabschnitts als auch im Bereich des Kragens ausgebildet ist. Hierdurch wird es möglich, über die gesamte Länge des Kolbenhohlkörpers und auch im Wesentlichen über die gesamte Länge des gesamten Kolbens den Entlüftungskanal entsprechend vorsehen zu können.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der zweite innere Kolbenhohlkörper im Übergangsbereich zwischen Zylinderabschnitt und Kragen eine Stufe aufweist. Mittels der Stufe ist es möglich, einen definierten Anschlag vorsehen zu können. Denkbar ist aber auch, hierdurch weitere Wirkflächen für den Kolbenhohlkörper ausbilden zu können. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Länge des Zylinderabschnitts des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers derart bemessen ist, dass im montierten Zustand des Kolbens die Spitze des Zylinderabschnitts des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers den ersten äußeren Kolbenhohlkörper nicht berührt und in diesem Bereich ein Spalt zwischen dem Zylinderabschnitt des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers und dem ersten äußeren Kolbenhohlkörper verbleibt. Hierdurch wird es möglich, im dem Kragen abgewandten Ende der Kolbenhohlkörper einen Bereich vorzusehen, der ebenfalls fluiddurchströmt bzw. luftdurchströmt sein kann. Außerdem können durch diesen Spalt Fertigungsungenauigkeiten ausgeglichen werden bzw. fallen diese nicht mehr ins Gewicht.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass der erste äußere Kolbenhohlkörper eine Entlüftungsöffnung aufweist, die im montierten Zustand des Kolbens mit der

Entlüftungsöffnung im Entlüftungskanal in Verbindung steht. Hierdurch wird ein entsprechender Zugang in die entsprechende Verbindung zu zu entlüftenden Räumen geschaffen, die dann durch den Kolben hindurch und den Entlüftungskanal im Kolben entsprechend entlüftet werden können. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Anhängersteuerventil mit den Merkmalen des Anspruchs 10 bzw. 11. Danach ist vorgesehen, dass ein

Anhangersteuerventil wenigstens einen Kolben wie vorstehend beschrieben aufweist.

Weiter kann vorgesehen sein, dass ein Anhängersteuerventil für einen Anhängereines Nutzfahrzeugs bereitgestellt wird, mit wenigstens einem Gehäuse und mit wenigstens einem im Gehäuse geführten Gehäuseeinsatz, und mit wenigstens einem

Anhängersteuerventilkolben mit einem Zylinderabschnitt und mit einem

Kragenabschnitt, wobei der Kragenabschnitt des Anhängersteuerventilkolbens im Gehäuseeinsatz in wenigstens einer ersten Stellung zumindest teilweise in einer Aufnahme geführt ist, wobei im Bereich der Aufnahme wenigstens ein Rückschlagventil und wenigstens eine Drosselbohrung vorgesehen ist.

Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, eine Abwärtsbewegung des Kolbens des Anhängersteuerventils mittels Druckluft zu ermöglichen. Durch eine gedrosselte Luftzuführung wird darüber hinaus eine langsame Bewegung in der Abwärtsbewegung des Kolbens ermöglicht. Zugleich ist es aber auch möglich, eine vergleichsweise schnelle Entlüftung zu erreichen, wobei eine Entlüftung in diesem Fall über die

Drosselbohrung und zusätzlich durch das Rückschlagventil ermöglicht wird. Hierdurch wird eine schnellere Aufwärtsbewegung des Kolbens ermöglicht.

Denkbar ist insbesondere, dass für die Aufwärtsbewegung auch eine entsprechende Feder vorgesehen ist, die den Kolben entsprechend bei der Aufwärtsbewegung unterstützt. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Rückschlagventil in Strömungsrichtung durch den Gehäuseeinsatz in Richtung auf den Anhängersteuerventilkolben schließt und in umgekehrter Strömungsrichtung öffnet. Hierdurch wird die entsprechende Ausrichtung und Funktionalität für die Aufwärtsbewegung, bei der das Rückschlagventil geöffnet sein soll und die Abwärtsbewegung des Kolbens, bei der das Rückschlagventil geschlossen sein soll, ermöglicht.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass der Hohlraum des

Anhängersteuerventilkolbens über die Drosselbohrung mit Druck, insbesondere mit Druckluft beaufschlagbar ist, um den Anhängersteuerventilkolben zu bewegen. Bei der [Bewegung handelt es sich insbesondere um die Abwärtsbewegung des

Anhängersteuerventilkolbens. Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Drosselbohrung auf der dem

Anhängersteuerventilkolben abgewandten Seite eine Ansenkung aufweist. Diese Ansenkung ist jedoch eine optionale Ausführung. Die Ansenkung kann oben oder unten oder beidseitig vorhanden sein. Grundsätzlich sind aber auch Ausführungen ohne Ansenkung möglich. Dies ermöglicht die Druckluftzufuhr über die Drosselbohrung in Richtung auf den Anhängersteuerventilkolben.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Drosselbohrung exzentrisch bezogen auf die Längsachse des Anhängersteuerventilkolbens angeordnet ist. Eine derartige

Ausgestaltung unterstützt die beabsichtigte langsame Abwärtsbewegung des

Anhängersteuerventilkolbens sowie aber auch die schnelle Aufwärtsbewegung, da in diesem Zusammenhang eine günstigere Anordnung des Rückschlagventils ermöglicht wird.

Insbesondere kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass das

Rückschlagventil im Wesentlichen konzentrisch bezogen auf die Längsachse des Anhängersteuerventilkolbens angeordnet ist. Die zentrale Lage des Rückschlagventils erleichtert die Fertigung und Anordnung und Montage des Rückschlagventils.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand eines in den

Zeichnungen näher dargestellten Ausführungsbeispiels dargestellt werden. Es zeigen

Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Kolbens für ein Anhängersteuerventil für einen Anhänger eines Nutzfahrzeugs;

Fig. 2 einen inneren Kolbenhohlkörper des Kolbens gemäß Fig. 1 ;

Fig. 3 den äußeren Kolbenhohlkörper für den Kolben gemäß Fig. 1 ;

Fig.4 den Kolben gemäß Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung;

Fig. 5 eine Schnittdarstellung des Kolbens im eingebauten Zustand im

Anhängersteuerventil;

Fig. 6 ein erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen

Anhängersteuerventils; und

Fig. 7 eine perspektivische Detaildarstellung des Anhängersteuerventils gemäß

Fig. 1.

Fig. 1 zeigt in einer Schnittdarstellung einen Kolben 10 für ein Anhängersteuerventil 100 für einen Anhänger eines Nutzfahrzeugs.

Der Kolben 10 ist dabei zweiteilig ausgebildet und weist einen ersten äußeren

Kolbenhohlkörper 12 und einen zweiten inneren Kolbenhohlkörper 14 auf.

Der erste Kolbenhohlkörper 12 und der zweite innere Kolbenhohlkörper 14 sind dabei aus Kunststoff ausgebildet.

Sowohl der erste Kolbenhohlkörper 12 als auch der zweite Kolbenhohlkörper 14 können dabei als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet sein.

Der erste Kolbenhohlkörper 12 dient zur Aufnahme des zweiten inneren

Kolbenhohlkörpers 14.

Der innere Kolbenhohlkörper 14 ist dabei in den ersten Kolbenhohlkörper 12

hineingesteckt. Im montierten Zustand ist zwischen dem ersten Kolbenhohlkörper 12 und dem zweiten inneren Kolbenhohlkörper 14 ein Entlüftungskanal 16 ausgebildet. Der Entlüftungskanal 16 ist dabei durch einen entsprechenden Spalt zwischen dem äußeren Kolbenhohlkörper 12 und dem inneren Kolbenhohlkörper 14 ausgebildet

Sowohl der erste Kolbenhohlkörper 12 als auch der zweite Kolbenhohlkörper 14 weisen einen Zylinderabschnitt 12a bzw. 14a sowie einen an den Zylinderabschnitt 12a bzw. 14a angeformten Kragen 12b bzw. 14b auf.

Wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind zwei Entlüftungskanäle 16 vorgesehen, die symmetrisch und gegenüberliegend angeordnet sind. Die Entlüftungskanäle 16 sind dabei jeweils durch eine Einsenkung 18 auf der

Außenseite des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers 14 ausgebildet.

Fig. 2 zeigt im Detail die Einsenkung 18. In Fig. 2 ist ebenfalls gut ersichtlich, dass der Entlüftungskanal 18 sowohl im Bereich des Zylinderabschnitts 12a als auch im Bereich des Kragens 12b ausgebildet ist.

Darüber hinaus ist ersichtlich, dass der zweite innere Kolbenhohlkörper 14 im

Übergangsbereich zwischen Zylinderabschnitt 14a und Kragen 14b eine Stufe 20 aufweist. Die Einsenkung 18 erstreckt sich dabei auch über die Stufe 20 hinweg.

Wie dies aus den Fig. 1 und 2 bereits ersichtlich ist, ist die Länge des Zylinderabschnitts 14a des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers 14 derart bemessen, dass im montierten Zustand des Kolbens 10 die Spitze des Zylinderabschnitts 14a des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers 14 in den ersten äußeren Kolbenhohlkörper 12 nicht berührt und in diesem Bereich ein Spalt zwischen dem Zylinderabschnitt 14a des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers 14 und dem ersten äußeren Kolbenhohlkörper 12 verbleibt. Im Bereich des Stoßes des Kragens 12b des ersten Kolbenhohlkörpers 12 und des Kragens 14b des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers 14 eine Öffnung 16a zum

Entlüftungskanal 16 vorhanden ist. Fig. 3 zeigt in einer Schnittdarstellung den Hohlkörper 12. Hier ist ersichtlich, dass in dem dem Kragen 12b abgewandten Ende des Zylinderabschnitts 12a im Inneren Entlüftungsöffnungen 16b vorgesehen sind, die einen Fluiddurchlass bzw. Luftdurchlass zur Entlüftung zum Entlüftungskanal 16 ermöglichen. Fig.4 zeigt den Kolben 10 in perspektivischer Darstellung. Ersichtlich ist die Öffnung 16a im Stoß zwischen dem Kragen 12b des ersten äußeren Kolbenhohlkörpers 12 und dem Kragen 14b des zweiten inneren Kolbenhohlkörpers 14.

Fig. S zeigt eine Schnittdarstellung des Kolbens im eingebauten Zustand im

Anhängersteuerventil 100 für einen Anhänger eines Nutzfahrzeugs in der

Einbausituation mit dem Kolben 10, wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt. Der Luftstrom L kann somit hier wie eingezeichnet über den Entlüftungskanal 16 den Raum 110 im Anhängersteuerventil 100 entlüften. Fig.6 zeigt in einer Schnittdarstellung ein Anhängersteuerventil 110.

Das Anhängersteuerventil 110 weist dabei ein Gehäuse 112 und einen im Gehäuse 112 geführten Gehäuseeinsatz 114 auf. Der Gehäuseeinsatz 114 ist dabei an den Innenseiten des Gehäuses 112 beweglich geführt.

Darüber hinaus ist ein Anhängersteuerventilkolben 116 vorgesehen, der im Gehäuse 112 eine Aufwärtsbewegung B und eine Abwärtsbewegung A durchführen kann.

Der Anhängersteuerventilkolben 116 weist dabei einen Hohlraum 118 auf. Dieser Hohlraum 118 erleichtert die Fertigung und kann im Kolbenstiel vorhanden sein. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich.

Außerdem weist der Anhängersteuerventilkolben 116 einen Kragenabschnitt 120 auf.

Oer Kragenabschnitt 120 ist dabei im Gehäuseeinsatz 114 geführt

Darüber hinaus schließt an den Kragenabschnitt 120 ein Zylinderabschnitt 122 an. In der in Fig. 6 gezeigten ersten Stellung ist der Kragenabschnitt 120 des

Anhängersteuerventilkolbens 116 zumindest teilweise in einer Aufnahme 114a des Gehäuseeinsatzes 114 geführt.

Im Bereich der Aufnahme 114a ist weiter zentral ein Rückschlagventil 114b und eine Drosselbohrung 114c vorgesehen.

Das Rückschlagventil 114b ist allerdings nicht zwingend zentral anzuordnen, eine zentrale Anordnung erleichtert lediglich die Fertigung. Das Rückschlagventil 114b ist dabei in Strömungsrichtung durch den Gehäuseeinsatz 114 in Richtung auf den Anhängersteuerventilkolben 116 schließend ausgebildet und öffnet in umgekehrter Strömungsrichtung _» d.h. bei einer Aufwärtsbewegung in Richtung B. Der Hohlraum 118 des Anhängersteuerventilkolbens 116 kann über die Drosselbohrung 114c mit Druck, insbesondere mit Druckluft beaufschlagt werden.

Die Drosselbohrung 114c weist auf der dem Anhängersteuerventilkolben 116 abgewandten Seite eine Ansenkung 114d auf. Diese Ansenkung 114d kann oben, unten, beidseitig oder auch gar nicht vorhanden sein. Die Drosselbohrung 114c ist dabei exzentrisch angeordnet, wohingegen das Rückschlagventil 114b im Wesentlichen konzentrisch bezogen auf die Längsachse des Anhängersteuerventilkolbens 116 angeordnet ist. Die Aufwärtsbewegung in Richtung B wird weiter durch eine Feder 124 unterstützt, die sowohl in Fig. 6 als auch in Fig.7 ersichtlich ist. Diese Unterstützung ist nicht zwingend. Auf den Kolben 116 wirkt nach oben, neben der Federkraft, vorwiegend der

Reaktionsdruck der zum Anhänger ausgesteuerten Luft. Die Funktion lässt sich wie folgt beschreiben :

Für die Abwärtsbewegung in Richtung A kann der Kolben 116 mit Druckluft betätigt werden, die über die Drosselbohrung 114c einströmt. Durch die Drosselung wird eine langsame Bewegung in der Abwärtsbewegung A ermöglicht.

Sobald eine Aufwärtsbewegung vonnöten ist, kann diese Bewegung durch die Feder 124 unterstützt werden. Die Druckluft kann über das Rückschlagventil 114b, aber auch über die Drosselbohrung 114c entweichen.