Kraftabhängig gesteuertes Regelventil, insbesondere Bremsventil Kraftabhängig gesteuerte Regelventile be nötigen einen Abstufungskolben von solcher Grösse; dass bei einer genügend kleinen, der erforderlichen Ansprechempfindlichkeit des Ventils entsprechenden Druckstufe die Druck differenz zwischen beiden Kolbenseiten eine ausreichende Kraftänderung auf den Kolben zur Folge hat, die die Reibung zwischen dem Kolben und seiner Gleitbahn überwindet, so dass eine Verstellung der Steuerventilglieder ausgeführt wird. Es ist also nötig, die Steuer kolben so auszubilden, dass die den Beginn der Bewegung dieser Glieder hemmenden Kräfte möglichst klein gehalten werden.
Wenn zur Erfüllung der gestellten Bedingungen die Kolben gross ausgeführt werden müssen, setzen die infolgedessen notwendigen stärkeren Fe dern des Ventils seine Empfindlichkeit wie der herab.
Die Erfindung betrifft ein kraftabhängig gesteuertes Regelventil, wie es beispielsweise als Lastzug-Bremsventil zur Steuerung des Bremsdruckes im 1@Totorwagen verwendet wird. l)er Abstufungskolben bekannter kraftabhän gig gesteuerter Ventile dieser Art führt wäh rend des Abstufungsvorganges eine stufen weise hin und her gehende Bewegung aus. Bei jeder Umkehr der Bewegungsrichtung tritt zwischen dem Abstufungskolben und seiner Gleitbahn ein Stillstand ein. Bekanntlich ist der Reibungswiderstand zwischen zwei Kör pern stets dann besonders gross, wenn die Re- lativbewegung aus dem Zustand der Ruhe her aus beginnt.
Durch die Umkehr der Bewe gungsrichtung wird weiterhin eine Änderung des Deformationszustandes des elastischen Dichtungsgliedes zwischen dem Abstufungskol ben und seiner Gleitbahn hervorgerufen, die ebenfalls die der beginnenden Bewegung ent gegenwirkenden Kräfte vergrössert. Bei der Einsteuerung jeder Druckstufe muss daher eine verhältnismässig grosse Anfangskraft auf den Abstufungskolben aufgebracht werden, iun die durch den Zustand der Ruhe und durch die Änderung der Bewegungsrichtung wirken den Widerstände zu überwinden. Bei den be kannten kraftabhängig gesteuerten Ventilen steigt mit stetig steigender Betätigungskraft der vom Abstufungskolben gesteuerte Druck nicht stetig, sondern stufenweise an.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Empfindlichkeit der Steuerorgane des Ventils zu erhöhen und das Ventil so auszubilden, dass bei stetiger Ände rung der Betätigungskraft eine möglichst kon tinuierliche, der Betätigungskraft proportio nale Druckänderung in der Arbeitsleitung be wirkt wird.
Die Erfindung besteht darin, dass bei kraft abhängig gesteuerten Regelventilen, bei denen ein mit dem Betätigungsorgan verbundenes Führungsglied und ein das Einlass- und. das Auslassventilglied betätigender Steuerkolben ineinander angeordnet sind und über eine Feder aufeinander wirken, wobei der Steuer= kolben auf einer Seite vom Arbeitszylinder druck beaufschlagt wird, der Steuerkolben aus schliesslich in einem das Führungsglied bilden den Kolben geführt. ist, so dass bei stetiger Kraftänderung am Betätigungsorgan der Steuerkolben sich relativ ztun Führungskolben stets in derselben Richtung bewegt.
Im erfindungsgemässen Ventil arbeitet der Steuerkolben also innerhalb des' Führungs kolbens und bewegt sich relativ zu diesem gegen die Wirkung einer zwischen beiden an geordneten Abstufungsfeder, wobei der Steuer kolben mit dem Führungskolben sich gleich zeitig relativ zum Ventilgehäuse bewegen kann. Bei Vergrösserung der Kraft am Be tätigungsglied bewegt sich das Abstufungs organ, bestehend aus Führungskolben, Ab stufungsfeder Lind Steuerkolben, innerhalb des Ventilgehäuses in der der Kraftwirkung ent sprechenden Richtung. Der Steuerkolben wandert aber gleichzeitig innerhalb des Füh rungskolbens unter dem Einfluss der auf ihn wirkenden Feder- und Druelunittelkräfte in entgegengesetzter Richtung, also relativ zum Führungskolben.
Der Kraftänderung am Be- tätigLingsglied folgend, ändert sich die Gleit- gesehwindigkeit der beiden Kolben des Ab stufungsorgans relativ zueinander und die Gleitgeschwindigkeit des gesamten Organs im Gehäuse. Der Zustand der Bewegung bleibt aber während des gesamten Steuervorganges aufrechterhalten. Die sonst mit einem Zustand der Ruhe oder gar der Umkehr der Bewe gungsrichtung eintretenden grösseren Wider stände werden nicht wirksam.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes ist auf der Zeichnung in Fig.1 schematisch dargestellt.
Fig. 2 zeigt an Hand eines Diagrammes in vereinfachter Form die BewegLingsverhä.lt- nisse der wesentlichen Ventilteile.
Fig. 1. zeigt ein Trittplatten-Lastzug-Brems- ventil für die Motorwagenbremse.
Der Führungskolben 1 ist in der Bohrung 2 des Ventilgehäuses 3 gelagert. Das Dich tungsglied 4 des Führungskolbens 1 schliesst die Kammer 5 unterhalb des Führungskolbens 1 von der freien Atmosphäre ab. Der Steuer- kolben 6 ist nicht unmittelbar im Ventil gehäuse 2 geführt, sondern gleitet in der zy lindrischen Bohrung 7 des Führungskolbens 1. Der Steuerkolben 6 ist also koaxial zu dem Führungskolben 1 in diesem gelagert. Beide Teile können sich relativ zueinander bewegen. Zur Abdichtung zwischen beiden Teilen dient das Dichtungsglied B. Als Dichtungsglied kann an beiden Kolben beispielsweise ein Gummi- Rundsehnurring verwendet sein. Zwischen dem Steuerkolben 6 und dem Führungskolben 1 ist die Abstuftuigsfeder 9 angeordnet.
Die Feder 10 drückt den Steuerkolben nach oben gegen die Abstufungsfeder, so dass bei nicht. betätigtem Ventil die ilgotorwagen-Brems- zylinder über das vom Einlassventilglied 13 abgehobene Auslassventilglied 14 entlüftet sind.
Es sei nun angenommen, es werde auf die Trittplatte 11 eine stetig anwachsende Betäti, gungskraft ausgeübt. Diese Kraft bewirkt züi- nächst über die Druckstange 12, dass sich der Führungskolben 1 nach unten bewegt. Die Federn 10 und 9 werden zusammengedrückt, und der Steuerkolben 6 beginnt eine Bewegung nach oben relativ zum Führungskolben 1, die jedoch wegen der beiden Federdeformationen langsamer vor sich geht. als die Bewegung des Führungskolbens 1 innerhalb des Gehäuses nach unten.
Die Haftreibung an den Dichtungsgliedern 4 und 8 beider Kolben wird in dieser ersten Phase der Abwärtsbewegung des Führungs kolbens 1 überwunden.
Gegen die geringe Spannung der Feder 10 schliesst der Steuerkolben 6 das Auslassventil- glied 14 und öffnet dann das Einlassventilglied 13 gegen die Spannung der Feder 16, und zwar durch Abheben vom festen Sitz 15.
Die aus einem Luftbehälter über den An schluss 17, das geöffnete Einlassventilglied 13 und den Anschluss 18 in die Bremszylinder eingesteuerte Druckluft wirkt in der Kammer 5 auch auf die Unterseite des Steuerkolbens 6 und auf die schmale kreisringförmige Teil fläche des Führungskolbens 1.
Die auf die Teilfläche des Führungskol-, bens 1 vorhandene Kraftwirkung des einge- steuerten Druckes ist wegen der verhältnis mässig geringen Grösse der beaufschlagten Fläche unbedeutend für das Kräftespiel im Steuerventil; sie erzeugt nur einen Reaktions druck auf die Trittplatte 11 und ist ohne Ein fluss auf die Relativbewegung von Führungs- und Steuerkolben.
Die Wirkung des Druckes auf die Unter seite des Steuerkolbens 6 hat zur Folge, dass der Steuerkolben unter verstärkter Zusammen- drückung der Abstufungsfeder 9 sieh nun mit grösserer Geschwindigkeit relativ zu dem Führungskolben 1 nach oben bewegt. Diese Geschwindigkeit ist grösser als die, mit der der Führungskolben infolge der anwachsenden Be tätigungskraft herabgeht. Das Einlassventil- glied 13 schliesst demzufolge wieder.
Die Richtung der Bewegung an beiden Dichtungsgliedern 4 und 8 bleibt während dieses Steuervorganges aufrechterhalten. Wäh rend der stetigen Zunahme der Betätigungs kraft tritt der Zustand der Ruhe an den Dich tungsgliedern nicht ein, so dass mit Aus nahme der ersten Phase des Steuervorganges Haftreibung nicht zu überwinden ist. Erst wenn die Betätigungskraft eine gewollte Grösse erreicht hat und diese erhalten bleibt und wenn der dieser Kraft entsprechende Druck von dem Ventil in die Bremszylinder eingesteuert ist, stellt sich der Zustand der Ruhe an den Dich tungsgliedern ein.
Beim Lösen der Bremsen, also bei stetig kleiner werdender Betätigungskraft an der Trittplatte 11, spielen sich die entsprechenden Vorgänge zur Steuerung des Auslassventil- gliedes 14 in umgekehrter Richtung ab. In dem Diagramm nach Fig. 2 sind die Be wegungen der wesentlichen Steuerorgane des Ventils in vereinfachter, idealisierter Form dargestellt. Auf der Abszisse sind zwei Werte El und B der BetätigLuigskraft am Fusshebel 11. und auf der Ordinate.die Wege der Steuer organe aufgetragen.
Durch die gezeichneten Kurven wird wiedergegeben, welche Wege die Steuerorgane zurücklegen, wenn die Kraft am Betätigungsorgan vom Wert A bis zum Wert B stetig ansteigt. Die Kurve F'K gibt den Weg des Führungskolbens 1 wieder. StK"" ist die Kurve des Weges, den der Steuerkolben 6 relativ zum Führungskolben 1 zurücklegt. Die resultierende Kurve FV zeigt den öffnungs- hub des Einlassventilgliedes 13.
Das beschriebene Bremsventil eignet sich sowohl für pneumatische als auch .für hydrau lische Druckmittel.