DE10144300C1 - Lastbremsventil für Fahrzeuge - Google Patents
Lastbremsventil für FahrzeugeInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Lastbremsventil (1') für Fahrzeuge, insbesondere für Schienenfahrzeuge, zur lastabhängigen Regelung eines Bremsdrucks (C) in Abhängigkeit eines Vorsteuerdrucks (C¶V¶) oder eines lastkorrigierten Vorsteuerdrucks in Abhängigkeit eines nicht lastkorrigierten Vorsteuerdrucks, beinhaltend folgendes: Eine Steuereinrichtung (2') zur lastabhängigen Einstellung eines Übersetzungsverhältnisses zwischen dem Vorsteuerdruck (C¶V¶) und dem diesem gegenüber nachgeführten Bremsdruck (C) oder dem lastkorriegierten Vorsteuerdruck, wenigstens ein durch die Steuereinrichtung (2') betätigbares Doppelsitzventil (3') zum Druckaufbau, Druckhalten und Druckabbau in wenigstens einem Bremszylinder. DOLLAR A Gemäß der Erfindung umfasst die Steuereinrichtung (2') einen in einem Ventilgehäuse (4') verschieblich gelagerten, das Doppelsitzventil (3') betätigenden Kolben (5'), sowie wenigstens eine flexible Membran (25a, 25b), welche durch die Wirkung des Vorsteuerdrucks (C¶V¶) mit einem gewissen Anteil (A1', A2') ihrer Membranfläche an der einen Wirkfläche des ersten Kolbens (5') anliegt, wobei der Kolben (5') durch eine Kraft, welche sich aus dem Produkt des auf seiner einen Wirkfläche anliegenden Anteils (A1') der Membranfläche mit dem Vorsteuerdruck (C¶V¶) ergibt, in eine den Bremszylinder druckbeaufschlagende Stellung und durch eine hierzu entgegengerichtete Kraft, welche sich aus dem Produkt wenigstens eines Teils (A2') seiner anderen Wirkfläche mit dem Bremsdruck (C) bzw. mit ...
Description
Die Erfindung geht aus von einem Lastbremsventil für Fahrzeuge, insbesondere für
Schienenfahrzeuge, zur lastabhängigen Regelung eines Bremsdrucks in Abhängig
keit eines Vorsteuerdrucks oder eines lastkorrigierten Vorsteuerdrucks in Abhängig
keit eines nicht lastkorrigierten Vorsteuerdrucks, nach der Gattung des Patentan
spruchs 1.
Solche Lastbremsventile sind zwischen den Bremswertgeber und die Bremszylinder
oder zwischen den Bremswertgeber und ein Relaisventil geschaltet. Sie ermöglichen
im teilbeladenen oder im Leerzustand ein Anpassen der Bremskräfte an die geringe
ren Achslasten und dienen der kontinuierlichen Regelung des Bremsdrucks in Ab
hängigkeit von der Beladung des Fahrzeugs.
Aus der Gerätebeschreibung "Regelbares Lastbremsventil RLV-11d" KNORR-
BREMSE, Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH, ist ein Lastbremsventil für Schie
nenfahrzeuge bekannt, bei welchem die Steuereinrichtung zwei auf einen Waage
balken wirkende, in getrennten Zylindern parallel verschiebliche Kolben aufweist,
wobei der eine Kolben durch den Vorsteuerdruck Cv und der andere Kolben durch
den Bremsdruck C belastet ist. Der Waagebalken betätigt ein Doppelsitzventil, wo
bei der Bremsdruck C dem Vorsteuerdruck Cv in einem bestimmten Verhältnis nach
geführt wird. Die Lage des Drehpunkts des Waagebalkens und damit die Hebelver
hältnisse zwischen dem jeweiligen Angriffspunkt der Kolben und dem Drehpunkt be
stimmt die Übersetzung zwischen dem Vorsteuerdruck Cv und dem Bremsdruck C.
Dieses Hebelverhältnis ist durch einen weiteren Kolben verstellbar, welcher durch
einen von der jeweiligen Last abhängigen Lastdruck T beaufschlagt ist. Hierbei wird
das mechanische Stellsignal des unter dem Lastdruck T stehenden Kolbens über
eine aufwendige Hebelmechanik auf den Drehpunkt des Waagebalkens übertragen,
um seine Lage in einer horizontalen Ebene zu verändern. Für den vom Lastbrems
ventil in die Bremszylinder eingesteuerten Bremsdruck C gilt dann die folgende Be
ziehung:
C = a × Cv.
C: Bremsdruck,
Cv: Vorsteuerdruck,
T: Lastdruck,
a: Proportionalitätsfaktor, a = f(T).
Cv: Vorsteuerdruck,
T: Lastdruck,
a: Proportionalitätsfaktor, a = f(T).
Die Herstellung des bekannten Lastbremsventils ist aufwendig, da drei separate
Bohrungen für die drei Kolben mit teilweise sich kreuzenden Symmetrieachsen so
wie eine komplexe Hebelmechanik gefertigt und im Ventilgehäuse untergebracht
werden müssen.
Aus der gattungsbildenden DE 35 13 289 A1 ist ein lastabhängiger Bremskraftregler
für Druckluftbremsen von Fahrzeugen bekannt, mit einem Anschluß für eine Leitung
zu einem Bremsventil und einem Anschluß für eine Leitung zum Radbremszylinder
und einem Steuerkolben, dessen eine Seite über den einen Anschluß unter dem
Steuerdruck des Bremsventils und dessen andere Seite unter dem Einfluß einer
wirkflächenveränderlichen Membran stehen, wobei im Steuerkolben ein Steuerventil
angeordnet ist, dessen Ventilglied über einen durch einen Regler-Kolben verstellba
ren Stößel vom Ventilsitz abhebbar ist, wobei der Kolben zweiteilig ist und dem
Druck in einer Fahrzeug-Luftfederungsanlage unterliegt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lastbremsventil der ein
gangs erwähnten Art zu schaffen, welches einfach und kostengünstig zu fertigen ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Membran an einem
zweiten, im Ventilgehäuse relativ zum ersten Kolben derart verschieblichen Kolben
festgelegt ist, dass der Anteil der am ersten Kolben anliegenden Membranfläche ab
hängig von der Lage des zweiten Kolbens ist, welche von einem an diesem anste
henden, lastabhängigen Lastdruck bestimmt ist, oder dass die Membran am Ventil
gehäuse festgelegt ist und der Anteil der am ersten Kolben anliegenden Membran
fläche lediglich abhängig von der Lage des ersten Kolbens ist, welche von der Ein
federung des Fahrzeugs bestimmt ist.
Mit der Membran verfügt der erste Kolben über eine variable Wirkfläche, wobei sich
je nach Lage des ersten Kolbens in Bezug zu dem Körper, an welchem die Membran
festgelegt ist, eine kleine oder große Wirkfläche für den Vorsteuerdruck ergibt. Da
durch kann bei gleichbleibendem Vorsteuerdruck lastabhängig ein kleinerer oder
größerer Bremsdruck erzeugt werden.
Gemäß einer ersten Alternative der Erfindung ist die Membran an einem zweiten,
relativ zum ersten Kolben verschieblichen Kolben festgelegt, an welchem der
Lastdruck unmittelbar ansteht. Diese Alternative eignet sich besonders für Fahrzeu
ge mit Luftfederung, bei welchen der Betriebsdruck der Luftfederbälge gleichzeitig
als steuernder Lastdruck verwendet werden kann. Dann kann die Lastinformation
ohne aufwendige Hebelmechanik direkt in eine Verstellbewegung der Membran und
damit in eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen dem Vorsteuer
druck und dem Bremsdruck umgesetzt werden.
Eine zweite Alternative sieht vor, dass die Membran am Ventilgehäuse festgelegt ist
und der Anteil der am ersten Kolben anliegenden Membranfläche lediglich abhängig
von der Lage des ersten Kolbens ist, welche von der Einfederung des Fahrzeugs
bestimmt ist. Da die Weginformation über die momentane Einfederung des Fahr
zeugs auf einfache Weise auf den ersten Kolben übertragbar ist, beispielsweise
durch mechanischen Abgriff des Achsfederweges, sind nur wenige Bauelemente zur
Realisierung des Lastbremsventils notwendig.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Wei
terbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung
möglich.
Besonders zu bevorzugende Maßnahmen sehen vor, dass das Ventilgehäuse zylin
drisch ausgebildet ist, in welchem sämtliche weiteren Bauteile des Lastbremsventils
einschließlich des Doppelsitzventils koaxial aufgenommen sind. Durch diese Maß
nahmen erübrigt sich eine aufwendige Bearbeitung und insbesondere ein mehrmali
ges Umspannen des Ventilgehäuses bei der Montage.
Gemäß einer Weiterbildung der ersten Alternative ist vorgesehen, dass der erste
Kolben und der zweite Kolben koaxial zueinander angeordnet sind, dass der zweite
Kolben den ersten Kolben umschließt und dass der erste Kolben in einem Füh
rungsabschnitt des zweiten Kolbens linear geführt ist. Hierdurch ergibt sich eine be
sonders platzsparende Bauweise.
Gemäß einer Weiterbildung der zweiten Alternative ist der erste Kolben als Differen
tialkolben ausgebildet und wenigstens eine weitere flexible Membran vorgesehen,
welche durch die Wirkung des Bremsdrucks bzw. des Vorsteuerdrucks mit einem
gewissen Anteil ihrer Membranfläche am ersten Kolben anliegt, wobei der Anteil der
am ersten Kolben anliegenden Membranfläche der weiteren Membran von der Lage
des ersten Kolbens abhängig ist und wobei dieser Anteil sinkt, wenn der Anteil der
am ersten Kolben anliegenden Membranfläche der einen Membran steigt und umge
kehrt. Durch diese Maßnahmen ergibt sich zum einen ein sehr weiter Einstellbereich
für das Verhältnis C/Cv sowie ein stabiles Ansprechverhalten des erfindungsgemä
ßen Lastbremsventils, weil die Kräfte, welche der gewünschten Betätigungsbewe
gung des Kolbens entgegengerichtet sind, auch steigen, wenn die Kräfte ansteigen,
welche die gewünschte Kolbenbewegung hervorrufen.
Vorzugsweise steht dann der erste Kolben unmittelbar mit dem Doppelsitzventil in
Kontakt, welches in einem Gehäuse untergebracht ist, das gegenüber dem Ventilge
häuse um einen von der Einfederung des Fahrzeugs abhängigen Weg verschieblich
ist. Eine solche Anordnung kann mit nur wenigen Bauelementen auf einfache Weise
realisiert werden, was zu einer weiteren Einsparung an Fertigungskosten beiträgt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der
nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform des erfin
dungsgemäßen Lastbremsventils;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung entlang der Linie II-II von Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Lastbremsventils bei ausgefedertem Fahrzeug;
Fig. 4 eine Schnittdarstellung entlang der Linie IV-IV von Fig. 3;
Fig. 5 das Lastbremsventil von Fig. 3 bei eingefedertem Fahrzeug;
Fig. 6 eine Weiterbildung der Ausführungsform von Fig. 1;
Fig. 7 eine Weiterbildung der Ausführungsform von Fig. 3;
Fig. 8 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lastbremsventils.
Die in Fig. 1 dargestellte bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Lastbremsventils 1 ist beispielsweise zwischen den Bremswertgeber und die Brems
zylinder an einer Achse oder eines Drehgestells eines Schienenfahrzeugs geschaltet
und umfasst eine Steuereinrichtung 2 zur lastabhängigen Einstellung eines Überset
zungsverhältnisses zwischen einem vom Bremswertgeber ausgesteuerten Vorsteu
erdruck Cv und einem diesem gegenüber nachgeführten Bremsdruck C, wobei auf
den formelmäßigen Zusammenhang bereits eingangs hingewiesen wurde.
Die Steuerventileinrichtung 2 betätigt ein Doppelsitzventil 3 zum Druckaufbau,
Druckhalten und Druckabbau in den Bremszylindern der Achse bzw. des Drehge
stells, welches von einem ersten, gegenüber einer radial inneren, zylindrischen Ven
tilgehäusewand 4 linear verschieblichen Kolben 5 betätigbar ist, indem ein Ende ei
ner vom ersten Kolben 5 beidseitig senkrecht weg ragenden Kolbenstange 6 als ein
mit einem inneren Ventilsitz 7 zusammenwirkender Schließkörper 8 ausgebildet ist.
Im weiteren beinhaltet das Doppelsitzventil 3 einen durch die Wirkung einer Feder 9
gegen einen äußeren Ventilsitz 10 drängbaren weiteren Schließkörper 11 mit einer
zentralen Durchgangsbohrung 12, wobei der äußere Ventilsitz 10 an einem in das
Ventilgehäuse 4 durch eine bodenseitige Öffnung 15 eingesetzten Ventilblock 13
ausgebildet ist.
Einerseits ist eine durch das Ventilgehäuse 4 und eine konstante Wirkfläche A2 des
ersten Kolbens 5 begrenzte und unter dem Bremsdruck C stehende erste Kammer
14 bei am inneren Ventilsitz 7 anliegendem Schließkörper 8 druckdicht verschlossen
und bei abgehobenem Schließkörper 8 mittels der Durchgangsbohrung 12 des wei
teren Schließkörpers 11 und mittels eines Kanals 16 mit der Umgebung verbunden.
Andererseits ist die erste Kammer 14 bei vom äußeren Ventilsitz 10 abgehobenem
weiteren Schließkörper 11 mit einer unter Reservoirdruck R eines Druckluftvorrats
stehenden, dem Ventilblock 13 und dem weiteren Schließkörper 11 radial zwischen
geordneten Ringkammer 18 in Verbindung bringbar. Die andere Wirkfläche des ers
ten Kolbens 5 ist durch den Umgebungsdruck belastet.
Der erste Kolben 5 ist an der radial inneren, glattzylindrischen Ventilgehäusewand 4
linear verschieblich geführt, eine weitere Führung ist dadurch gegeben, dass das an
dere Ende 19 der Kolbenstange 6 innerhalb eines durch ein koaxiales, zum ersten
Kolben 5 hin offenes Führungsrohr 20 gebildeten Führungsabschnitts gleiten kann,
welcher an einem ebenfalls an der radial inneren Ventilgehäusewand 4 linear ge
führten zweiten Kolben 21 festgelegt ist.
In einer im wesentlichen dem ersten Kolben 5 und dem anderen Ende 19 der Kol
benstange 6 zwischengeordneten Lage ragen sich im Querschnitt radial erweiternde
Lamellen 22 von der Kolbenstange 6 strahlenförmig nach außen weg, welche in Zwi
schenräume von hierzu komplementär ausgebildeten Lamellen 23 eingreifen, welche
von einer am Führungsrohr 20 des zweiten Kolbens 21 koaxial festgelegten, zum
ersten Kolben 5 hin offenen und die Lamellen 22 des ersten Kolbens 5 umschlie
ßenden Glocke 24 nach radial innen ragen. Die Lamellen 22, 23 verlaufen jeweils
parallel zur Bewegungsrichtung der beiden Kolben 5, 21, so dass bei Relativbewe
gung der Kolben 5, 21 zueinander auch die an ihnen festgelegten Lamellen 22, 23 in
Axialrichtung zueinander verschoben werden. Die Lamellen 22 des ersten Kolbens 5
haben einen sich zur Kolbenstange 6 hin kegelförmig verjüngenden Querschnitt und
bilden mit ihren zum zweiten Kolben 21 weisenden, abgeschrägten Stirnflächen eine
Anlagefläche für eine flexible, ringförmige Membran 25, welche mit ihrem radial inne
ren Rand an der Kolbenstange 6 bündig mit den Stirnflächen der Lamellen 22 fest
gelegt ist. Die Lamellen 23 des zweiten Kolbens 21 haben einen ebenfalls kegelför
migen Querschnitt und verlaufen gegenläufig geneigt zu den Lamellen 22 des ersten
Kolbens 5, wobei ihre Stirnflächen eine Stützfläche für die mit ihrem radial äußeren
Rand an der Wandung der Glocke 24 des zweiten Kolbens 21 festgelegte Membran
25 bildet. Bei einer Axialverschiebung des zweiten Kolbens 21 gegenüber dem ers
ten Kolben 5 ändert sich daher der Anteil der radial inneren Membranfläche, welche
mit den Lamellen 22 des ersten Kolbens 5 in Kontakt steht und eine Wirkfläche A1
für an den Stirnflächen der Lamellen 22 angreifende Druckkräfte bildet. Die Memb
ran 25 ist vorzugsweise durch wenigstens einen Spiraldraht versteift. Durch die Ab
stützung der Membran 25 in ihrem radial äußeren Bereich wird verhindert, dass eine
eventuell auftretende Membrandehnung zu einer Änderung der Kraftverhältnisse am
Kolben 5 führt.
Zwischen der einen Wirkfläche des zweiten Kolbens 21 und der Ventilgehäusekopf
wand 26 ist eine zweite Kammer 27 gebildet, welche durch eine nicht dargestellte
Druckmittelleitung mit dem Betriebsdruck der Luftfederbälge einer Achse, eines
Fahrzeugabschnitts oder des gesamten Fahrzeugs in Verbindung steht, welcher im
folgenden als Lastdruck T bezeichnet wird. Darüber hinaus sind zwischen der zum
zweiten Kolben 21 weisenden Fläche der Glocke 24 und einer Querwand 28 des
Ventilgehäuses eine dritte, unter Bremsdruck C stehende Kammer 29 sowie zwi
schen der zum ersten Kolben 5 weisenden Fläche der Glocke 24 und der Membran
25 eine vierte Kammer 30 vorhanden, in welche der Vorsteuerdruck Cv eingesteuert
wird. Die erste Kammer 14 steht über einen in der Ventilgehäusewand 4 axial ver
laufenden Kanal 34 mit der dritten Kammer 29 in Verbindung. Der zweite Kolben 21
ist durch eine einerseits an der Glocke 24 und andererseits an einer weiteren Quer
wand 31 des Ventilgehäuses 4 angreifenden Schraubenfeder 32 gegen den in der
zweiten Kammer 27 herrschenden Lastdruck T in einer Gleichgewichtslage abge
stützt. Der Raum zwischen dem ersten Kolben 5 und der Membran 25 steht unter
Umgebungsdruck.
Die erste Kammer 14 steht über einen Überströmkanal 43 mit einer fünften Kammer
44 in Verbindung, in welcher ein Kolben 46 eines Relaisventils 48 axial verschieblich
gehalten ist. Durch den Kolben 46 ist in bekannter Weise ein Doppelsitzventil 50
betätigbar, das an einem weiteren Ventilblock 51 ausgebildet ist. Sämtliche Bauteile
des Lastbremsventils 1 sind durch die bodenseitige Öffnung 15 in das zylindrische
Ventilgehäuse 4 eingesetzt und befinden sich in koaxialer Lage in Bezug zueinander
und zu einer Ventil-Mittelachse 33. Bodenseitig wird das Ventilgehäuse 4 durch ei
nen Gehäusedeckel 52 verschlossen, in welchem sich eine mittige Auslassöffnung
54 des Relaisventils 50 befindet. Je nach Stellung der Kolbens 46 ist durch das
Doppelsitzventil 50 eine mit den Bremszylindern in Verbindung stehende sechste
Kammer 56 mit einem an ein Druckreservoir angeschlossenen Kanal 58 oder mit der
in die Umgebung mündenden Auslassöffnung verbindbar.
Vor diesem Hintergrund lässt sich die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Last
bremsventils 1 wie folgt beschreiben:
Unter der Annahme, dass ein konstantes Bremsanforderungsignal am Lastbrems ventil 1 in Form eines konstanten Vorsteuerdrucks Cv anliegt wird die Fahrzeugbe lastung erhöht, was beispielsweise bei gebremst stehendem Schienenfahrzeug der Fall ist, in welches Fahrgäste einsteigen. Infolgedessen steigt der Lastdruck T in der zweiten Kammer 27 an und der zweite Kolben 21 wird aus seiner Gleichgewichtslage gegen die Wirkung der Schraubenfeder 32 in Richtung des ersten Kolbens 5 ver schoben. Die auf die Glocke 24 und den zweiten Kolben 21 wirkenden, aus dem Vorsteuerdruck Cv und dem Bremsdruck C resultierenden Kräfte heben sich gegen seitig auf, so dass die Lage des zweiten Kolbens 21 und damit die Größe der Wirk fläche A1, mit welcher der Vorsteuerdruck Cv am ersten Kolben angreift, lediglich vom Lastdruck T und den Kräften der Schraubenfeder 32 bestimmt, hingegen vom Vorsteuerdruck Cv und dem Bremsdruck C unbeeinflusst ist. Die Schraubenfeder 32 verfügt vorzugsweise über eine derart progressive Federkennlinie, dass sich eine lineare Beziehung zwischen dem am ersten Kolben 5 anliegenden Anteil A1 der Membranfläche und dem Lastdruck T ergibt. Durch Verschiebung des zweiten Kol bens 21 nach unten kommt ein größerer Anteil der Membranfläche an den Stirnflä chen der Lamellen 22 des ersten Kolbens 5 zur Anlage, so dass sich dessen Wirk fläche A1 daraufhin vergrößert. Dies wiederum bewirkt eine Erhöhung der aus dem Produkt von Vorsteuerdruck Cv und Wirkfläche A1 resultierenden Kraft auf den ers ten Kolben 5, welcher eine unverändert große Kraft aus dem Produkt der Wirkfläche A2 des ersten Kolbens 5 und dem Bremsdruck C in der ersten Kammer 14 entge gensteht. Hierdurch wird der erste Kolben 5 aus seiner bisherigen Gleichgewichtsla ge in eine Lage bewegt, in welcher er mit seinem endseitigen Schließkörper 8 den weiteren Schließkörper 11 vom äußeren Ventilsitz 10 abhebt. Hierdurch wird die erste Kammer 14 mit der unter Reservoirdruck R stehenden Ringkammer 18 ver bunden, was zu einer Erhöhung des Bremsdrucks C führt, um diesen an die höhere Last anzupassen. Vorzugsweise sind die Kegelwinkel an den Lamellen 22, 23 derart gewählt, dass sich eine lineare Abhängigkeit des Druckverhältnisses C/Cv vom Last druck T ergibt. Der in der Kammer 14 anstehende Bremsdruck C dient gemäß der bevorzugten Ausführungsform als Vorsteuerdruck für das nachgeschaltete Relais ventil 48, das in der sechsten Kammer 56 einen abgeleiteten Bremsdruck C' für die Bremszylinder erzeugt. Alternativ kann das Relaisventil 48 auch entfallen und der Bremsdruck C auch direkt in die Bremszylinder eingesteuert werden.
Unter der Annahme, dass ein konstantes Bremsanforderungsignal am Lastbrems ventil 1 in Form eines konstanten Vorsteuerdrucks Cv anliegt wird die Fahrzeugbe lastung erhöht, was beispielsweise bei gebremst stehendem Schienenfahrzeug der Fall ist, in welches Fahrgäste einsteigen. Infolgedessen steigt der Lastdruck T in der zweiten Kammer 27 an und der zweite Kolben 21 wird aus seiner Gleichgewichtslage gegen die Wirkung der Schraubenfeder 32 in Richtung des ersten Kolbens 5 ver schoben. Die auf die Glocke 24 und den zweiten Kolben 21 wirkenden, aus dem Vorsteuerdruck Cv und dem Bremsdruck C resultierenden Kräfte heben sich gegen seitig auf, so dass die Lage des zweiten Kolbens 21 und damit die Größe der Wirk fläche A1, mit welcher der Vorsteuerdruck Cv am ersten Kolben angreift, lediglich vom Lastdruck T und den Kräften der Schraubenfeder 32 bestimmt, hingegen vom Vorsteuerdruck Cv und dem Bremsdruck C unbeeinflusst ist. Die Schraubenfeder 32 verfügt vorzugsweise über eine derart progressive Federkennlinie, dass sich eine lineare Beziehung zwischen dem am ersten Kolben 5 anliegenden Anteil A1 der Membranfläche und dem Lastdruck T ergibt. Durch Verschiebung des zweiten Kol bens 21 nach unten kommt ein größerer Anteil der Membranfläche an den Stirnflä chen der Lamellen 22 des ersten Kolbens 5 zur Anlage, so dass sich dessen Wirk fläche A1 daraufhin vergrößert. Dies wiederum bewirkt eine Erhöhung der aus dem Produkt von Vorsteuerdruck Cv und Wirkfläche A1 resultierenden Kraft auf den ers ten Kolben 5, welcher eine unverändert große Kraft aus dem Produkt der Wirkfläche A2 des ersten Kolbens 5 und dem Bremsdruck C in der ersten Kammer 14 entge gensteht. Hierdurch wird der erste Kolben 5 aus seiner bisherigen Gleichgewichtsla ge in eine Lage bewegt, in welcher er mit seinem endseitigen Schließkörper 8 den weiteren Schließkörper 11 vom äußeren Ventilsitz 10 abhebt. Hierdurch wird die erste Kammer 14 mit der unter Reservoirdruck R stehenden Ringkammer 18 ver bunden, was zu einer Erhöhung des Bremsdrucks C führt, um diesen an die höhere Last anzupassen. Vorzugsweise sind die Kegelwinkel an den Lamellen 22, 23 derart gewählt, dass sich eine lineare Abhängigkeit des Druckverhältnisses C/Cv vom Last druck T ergibt. Der in der Kammer 14 anstehende Bremsdruck C dient gemäß der bevorzugten Ausführungsform als Vorsteuerdruck für das nachgeschaltete Relais ventil 48, das in der sechsten Kammer 56 einen abgeleiteten Bremsdruck C' für die Bremszylinder erzeugt. Alternativ kann das Relaisventil 48 auch entfallen und der Bremsdruck C auch direkt in die Bremszylinder eingesteuert werden.
Umgekehrt führt eine Lastreduzierung zu einem sinkenden Lastdruck T, so dass der
sich durch die Wirkung der Schraubenfeder 32 vom ersten Kolben 5 weg bewegende
zweite Kolben 21 die Membran 25 mitnimmt und der Anteil A1 der auf den Stirnflä
chen der Lamellen 22 des ersten Kolbens 5 anliegenden Membranfläche verringert
wird. Hierdurch sinkt die aus dem Vorsteuerdruck Cv in der vierten Kammer 30 resul
tierende Kraft auf den ersten Kolben 5, welcher mit seinem Schließkörper 8 darauf
hin vom inneren Ventilsitz 7 abhebt und die erste, unter Bremsdruck C stehende
Kammer 14 zum Entlüften mit der Umgebung verbindet, so dass der Bremsdruck C
mit sinkender Last reduziert wird.
Wenn dagegen die Belastung der Achse, des Schienenfahrzeugabschnitts oder des
gesamten Schienenfahrzeugs konstant bleibt und während der Fahrt ein Bremsvor
gang durch Betätigung des Bremswertgebers eingeleitet wird, steigt der Vorsteuer
druck Cv in der vierten Kammer 30 an und leitet über die bezüglich ihrer Größe un
veränderte Wirkfläche A1 eine Kraft in den ersten Kolben 5 ein, welche den weiteren
Schließkörper 11 gegen die Wirkung der Feder 9 vom äußeren Ventilsitz 10 abhebt
und somit die erste, unter Bremsdruck C stehende Kammer 14 mit der Ringkammer
18 verbindet. Eine Reduzierung des Vorsteuerdrucks Cv zum Bremslösen führt dem
gegenüber zu einer Entlastung der Wirkfläche A1, woraufhin der am ersten Kolben 5
endseitig angeordnete Schließkörper 11 unter Unterstützung durch den nach wie vor
hohen Bremsdruck C in der ersten Kammer 14 vom inneren Ventilsitz 7 abhebt und
letztere entlüftet.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Lastbremsventils 1' gemäß der
Erfindung in einer Stellposition dargestellt, in welcher sich das Schienenfahrzeug in
einer ausgefederten Lage befindet. Wie beim vorangehend beschriebenen Ausfüh
rungsbeispiel ist ein im Ventilgehäuse 4' verschieblich geführter Kolben 5' vorhan
den, an dessen Kolbenstange 6' sich in Verschieberichtung des Kolbens 5' erstre
ckende Lamellen 22' festgelegt sind. Wie in Fig. 4 gezeigt, beinhalten diese Lamellen
22' sich von der Kolbenstange 6' strahlenförmig nach radial außen erstreckende
Steglamellen 22a, von welchen sich radial beabstandete, in Bezug zur Kolbenstange
6' konzentrisch angeordnete und in Umfangsrichtung verlaufende Kreisbogenlamel
len 22b beidseitig weg erstrecken. Die genannten Lamellen 22' greifen in radialer
und in Umfangsrichtung gesehen in Zwischenräume hierzu komplementär ausgebil
deter Lamellen 23' ein, welche an der radial inneren Ventilgehäusewand 4' festgelegt
sind.
Die Lamellen 22' des Kolbens 5' haben einen beidseitig kegelförmigen Querschnitt,
welcher sich zur Kolbenstange 6' hin verjüngt. Ebenso sind die am Ventilgehäuse 4'
festgelegten Lamellen 23' im Querschnitt kegelförmig und verlaufen in Bezug zu den
Lamellen 22' des Kolbens 5' in gegenläufiger Neigung. Die Lamellen 22', 23' des
Kolbens 5' und des Ventilgehäuses 4' bilden mit ihren jeweils voneinander weg wei
senden, abgeschrägten Stirnflächen Anlageflächen für flexible Membranen 25a, 25b,
welche jeweils mit ihrem radial inneren Rand an der Kolbenstange 6' und mit ihrem
radial äußeren Rand in einem radial äußeren Bereich der am Ventilgehäuse 4' fest
gelegten Lamellen 23' befestigt sind.
Zwischen der einen Membran 25a und dem Ventilgehäuse 4' wird eine erste Kam
mer 30' gebildet, in welcher Vorsteuerdruck Cv ansteht, ebenso ist zwischen der
weiteren Membran 25b und dem Ventilgehäuse 4' eine zweite, unter Bremsdruck C
stehende Kammer 14' vorhanden, so dass der Kolben 5' den beiden unter verschie
denen Drücken stehenden Kammern 14', 30' zwischengeordnet ist und somit einen
Differentialkolben bildet. Beide Membranen 25a, 25b liegen durch die Wirkung des
Bremsdrucks C bzw. des Vorsteuerdrucks Cv an den voneinander weg weisenden
Stirnflächen der Lamellen 22' des Kolbens 5' jeweils mit einem gewissen Anteil ihrer
Membranfläche an, wobei der jeweilige Anteil der am Kolben anliegenden Membran
fläche eine Wirkfläche A1', A2' für am Kolben 5' angreifende Kräfte bildet. Der jewei
lige Anteil A1', A2' der am Kolben 5' anliegenden Membranfläche hängt von der Po
sition des Kolbens 5' ab, wobei der anliegende Anteil A1' der einen Membran 25a
sinkt, wenn der anliegende Anteil A2' der anderen Membran 25b steigt und umge
kehrt, wie durch die beiden Stellungen des Kolbens 5' gemäß Fig. 3 und Fig. 5 ver
deutlicht wird.
Wie beim vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das eine Ende der
Kolbenstange als ein mit einem inneren Ventilsitz 7' eines Doppelsitzventils 3' zu
sammenwirkender Schließkörper 8' ausgebildet. Im weiteren beinhaltet das Doppel
sitzventil 3' einen durch die Wirkung einer Feder 9' gegen einen äußeren Ventilsitz
10' drängbaren weiteren Schließkörper 11', mit einer zentralen Durchgangsbohrung
12'. Der äußere Ventilsitz 10' ist an einer kopfseitigen Öffnung 34' eines Doppelsitz
ventilgehäuses 35' ausgebildet, in welchem der weitere Schließkörper 11' und die mit
ihm zusammenwirkende Feder 9' aufgenommen sind. Das Doppelsitzventilgehäuse
35' ist in einem zylindrischen Führungsabschnitt 36' des Ventilgehäuses 4' koaxial
zum Kolben 5' verschieblich gelagert. In radialer Richtung zwischen dem Führungs
abschnitt 36' des Ventilgehäuses 4' und dem Doppelsitzventilgehäuse 35' ist eine
äußere Ringkammer 37' ausgebildet, welche durch eine Querbohrung 38' des Füh
rungsabschnitts 36' hindurch mit unter Reservoirdruck R stehender Druckluft ver
sorgt ist. Darüber hinaus steht eine zwischen dem weiteren Schließkörper 11' und
dem Doppelsitzventilgehäuse 35' gebildete innere Ringkammer 18' über eine weitere
Querbohrung 39' mit der äußeren Ringkammer 37' in Verbindung. Das Doppelsitz
ventilgehäuse 35' ist am Boden randseitig mit Bohrungen 40' versehen, um eine
Verbindung der Durchgangsbohrung 12' des weiteren Schließkörpers 11' mit der
Umgebung zu schaffen.
Die Lage des Doppelsitzventilgehäuses 35' in Bezug zum Ventilgehäuse 4' ist ab
hängig von der Einfederung X des Schienenfahrzeugs, indem das Lastventil 1' mit
tel- oder unmittelbar mit der Achs- oder Fahrzeuglast beaufschlagt wird. Da der Kol
ben 5' mit dem Doppelsitzventil 3' in Kontakt steht, bewirkt eine Verschiebung des
Doppelsitzventilgehäuses 35' auch eine Veränderung der Kolbenlage. Folglich wird
die Lage des Kolbens 5' und somit auch die Größe der Wirkflächen A1' und A2'
durch die lastabhängige Einfederung X des Fahrzeugs bestimmt. Zwischen dem
Doppelsitzventilgehäuse 35' und der Auflage am Fahrgestell kann ein in Fig. 3 aus
Maßstabsgründen nicht dargestelltes Dämpfungselement geschaltet sein.
Ausgehend von Fig. 3, wo das Lastbremsventil 1' bei ausgefedertem Schienenfahr
zeug, d. h. bei geringer Achs- oder Fahrzeuglast, dargestellt ist, wird durch Betäti
gung des Bremswertgebers der Vorsteuerdruck Cv in der ersten Kammer 30' erhöht,
was zu einer Steigerung der auf die obere Wirkfläche A1' des Kolbens 5' wirkenden
Kraft führt, woraufhin der an der Kolbenstange 6' angeordnete Schließkörper 8' den
weiteren Schließkörper 11' gegen die Wirkung des in der zweiten Kammer 14' an
stehenden Bremsdrucks C und der Federkraft vom äußeren Ventilsitz 10' abhebt und
unter Reservoirdruck R stehende Druckluft von der äußeren Ringkammer 37' durch
die Querbohrung 39' des Doppelventilsitzgehäuses 35' in die innere Ringkammer 18'
und von dort in die zweite Kammer 14' strömen kann, um den Bremsdruck C zu er
höhen. Umgekehrt hebt bei einer Verringerung des Vorsteuerdrucks Cv der Schließ
körper 8' des Kolbens 5' vom inneren Ventilsitz 7' ab und Druckluft kann aus der
zweiten Kammer 14' durch die Durchgangsbohrung 12' des weiteren Schließkörpers
11' und die bodenseitigen Bohrungen 40' im Doppelsitzventilgehäuse 35' hindurch in
die Umgebung strömen, um den Bremsdruck C zu verringern.
Falls nun die Achs- oder Fahrzeuglast erhöht wird, beispielsweise durch einsteigen
de Fahrgäste, vergrößert sich die Einfederung X, wobei das Doppelsitzventilgehäuse
35' um ein Stück weit in das Ventilgehäuse 4' eingeschoben wird und den Kolben 5'
mit nach oben nimmt. Hierdurch wird der Anteil der am Kolben 5' anliegenden
Membranfläche der zur unter Vorsteuerdruck Cv stehenden ersten Kammer 30' wei
senden Membran 25a und damit die eine Wirkfläche A1' des Kolbens 5' vergrößert,
während gleichzeitig der Anteil der am Kolben 5' anliegenden Membranfläche der zur
unter Bremsdruck C stehenden zweiten Kammer 14' weisenden weiteren Membran
25b und damit die Wirkfläche A2' des Kolbens 5' verringert, wie Fig. 5 veranschau
licht. Hierdurch ändert sich das Übersetzungsverhältnis der Steuereinrichtung 2'.
Wird angenommen, daß der Vorsteuerdruck Cv konstant bleibt, wird dennoch die auf
dem Vorsteuerdruck Cv basierende Kraft auf den Kolben 5' ansteigen und die hierzu
entgegengerichtete, auf dem Bremsdruck C basierende Kraft sinken.
Der Kolben 5' wird sich hierdurch nach unten bewegen und das Doppelsitzventil 3' in
eine belüftende Lage bringen, in welcher der äußere Ventilsitz 10' geöffnet ist. Ist
das Druckverhältnis C/Cv dem Übersetzungsverhältnis wieder angepasst, bewegt
sich der Kolben 5' wieder in die Nulllage und verschließt wieder den äußeren Ventil
sitz 10'. Insgesamt hat sich durch die Einfederung bei gleichbleibendem Vorsteuer
druck Cv der Bremsdruck C erhöht.
Umgekehrt wird der Kolben 5' bei einer Ausfederung der Achse oder des Schienen
fahrzeugs mit dem nun ausfahrenden Doppelsitzventilgehäuse 35' mitgeführt, um
das Übersetzungsverhältnis in der Weise zu verändern, dass nun bei gleichbleiben
dem Vorsteuerdruck Cv der Bremsdruck C so weit durch Entlüften über den geöff
neten inneren Ventilsitz 7' gesenkt wird, bis das Druckverhältnis C/Cv wieder dem
Übersetzungsverhältnis entspricht.
In Fig. 6 und Fig. 7 sind Weiterbildungen des Lastbremsventils 1 von Fig. 1 bzw. des
Lastbremsventils 1' von Fig. 3 dargestellt, bei welchen auf eine Auflagefläche oder
zusätzliche Abstützung für den radial äußeren Abschnitt der Membran 25 bzw. der
Membranen 25a und 25b verzichtet wird, d. h. die Lamellen 23, 23' entfallen. Der ra
dial äußere Rand der Membran 25 bzw. der Membranen 25a, 25b ist mit dem Ge
häuse 4, 4' verbunden und der erste Kolben 5, 5' ist jeweils als Doppelkegel mit un
durchbrochenen Kegelmantelflächen 41, 42 bzw. 41', 42' ausgeführt, wobei sich der
entsprechende Anteil A1 bzw. A1', A2' der Membran 25 bzw. der Membranen 25a,
25b an den Kegelmantelflächen 41 bzw. 41', 42' abstützt. Diese Ausführung ist mög
lich, wenn der Kegelwinkel ϕ der Kegelmantelflächen 41 bzw. 41', 42' relativ klein ist
und/oder die Membran 25 bzw. die Membranen 25a, 25b über eine Spiraldrahtver
stärkung verfügen. Die Funktionsweise der weitergebildeten Lastbremsventile 1, 1'
ist ansonsten wie bei den bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 1 und Fig. 3.
Anstatt in Form eines Doppelkegels kann der erste Kolben 5 der Ausführungsform
gemäß Fig. 6 auch als Einfachkegel mit nur einer Kegelmantelfläche 41 ausgeführt
sein, an welcher sich die Membran 25 abstützt. Gegenüber der Lösung mit den inei
nandergreifenden Lamellen 22, 23 (Fig. 1) bzw. 22', 23' (Fig. 3) haben die vorliegen
den Weiterbildungen den Vorteil, dass sie kostengünstiger zu fertigen sind.
In Fig. 8 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lastbremsven
tils 1" gezeigt, bei welchem gegenüber der Ausführungsform von Fig. 1 das Relais
ventil entfällt und der Bremsdruck C direkt in die Bremszylinder eingesteuert wird.
Bei dem vorliegenden Lastbremsventil 1" ist die Abhängigkeit des Druckverhältnis
ses C/Cv vom Lastdruck T mechanisch einstellbar. Hierzu ist der zweite Kolben 21"
vorzugsweise als Einfach- oder Doppelkegel ausgebildet, wobei eine radial innere
Wirkfläche A3" einer weiteren Membran 56" an einer zur zweiten Kammer 27" wei
senden Fläche des zweiten Kolbens 21" unter der Wirkung des Lastdrucks T anliegt.
Der zweite Kolben 21" wird vorzugsweise durch vom Ende des Führungsrohres 20"
radial weg ragende, vorzugsweise doppelkegelförmige Lamellen 22" gebildet, die in
Zwischenräume zwischen von einer im Ventilgehäuse 4" koaxial geführten Büchse
58" nach radial innen ragenden kegelförmigen Lamellen 23" eingreifen, welche be
züglich Ihrer Neigung gegenläufig zu den Lamellen 22" des zweiten Kolbens 21"
sind. Der radial äußere Abschnitt der Membran 56" wird durch die Stirnflächen der
Lamellen 23" der Büchse 58" unterstützt, während der radial innere, auf den Stirn
flächen der Lamellen 22" des zweiten Kolbens 21" unter der Wirkung des Last
drucks T anliegende Anteil dieser Membran 56" die Wirkfläche A3" des zweiten Kol
bens 21" bildet. Alternativ könnte der zweite Kolben 21" auch als Einfach- oder Dop
pelkegel mit undurchbrochenen Kegelmantelflächen ausgeführt sein und auf eine
axiale Unterstützung des radial äußeren Abschnitts der weiteren Membran 56" durch
die Lamellen 23" der Büchse 58" verzichtet werden.
Die axiale Lage X der Büchse 58" relativ zum zweiten Kolben 21" ist mittels eines
Stellglieds, beispielsweise durch eine sich in axiale Richtung erstreckende Schraube
60" einstellbar, deren Kopf 62" durch eine kopfseitige Bohrung 64" in der Ventilge
häusekopfwand 26" ragt und deren mit einem Außengewinde versehener Schaft 66"
in ein in der Büchse 58" ausgebildetes Innengewinde 68" eingeschraubt ist. Durch
Verdrehen der Schraube 60" am Schraubenkopf 62" kann folglich die Lage der
Büchse 58" in Bezug zum zweiten Kolben 21" eingestellt werden, wodurch sich die
Größe der Wirkfläche A3" des zweiten Kolbens 21" ändert.
Wenn beispielsweise bei konstantem Lastdruck T und bei konstantem Vordruck Cv
die Büchse 58" durch Verstellen der Schraube 60" in Richtung auf den ersten Kol
ben 5" axial verlagert wird, so kommt ein größerer Anteil der Membran 56" am
zweiten Kolben 21" zur Anlage und die Wirkfläche A3" wird größer. Da der Lastdruck
T konstant bleibt, wird mit steigender Wirkfläche A3" die auf den zweiten Kolben 21"
wirkende Kraft größer, welche die Glocke 24" in eine Position drängt, in welcher sich
auch die Wirkfläche A1" des ersten Kolbens 5" vergrößert.
Da sämtliche weiteren Bauteile des Lastbremsventils 1" der vorliegenden Ausfüh
rungsform mit denen der Ausführungsform von Fig. 1 identisch bzw. analog aufge
baut sind, wird durch die Vergrößerung der Wirkfläche A1" der Bremsdruck C durch
eine entsprechende Betätigung des Doppelsitzventils 3" erhöht. Durch die verstellba
re Büchse 58" ergibt sich folglich ein Lastbremsventil 1" mit mechanisch einstellbarer
Abhängigkeit des Druckverhältnisses Cv/C vom Lastdruck T.
1
Lastbremsventil
2
Steuereinrichtung
3
Doppelsitzventil
4
Ventilgehäuse
5
erster Kolben
6
Kolbenstange
7
innerer Ventilsitz
8
Schließkörper
9
Feder
10
äußerer Ventilsitz
11
Schließkörper
12
Durchgangsbohrung
13
Ventilblock
14
erste Kammer
15
Öffnung
16
Kanal
18
Ringkammer
19
Ende
20
Führungsrohr
21
zweiter Kolben
22
Lamellen
23
Lamellen
24
Glocke
25
Membran
26
Ventilgehäusekopfwand
27
zweite Kammer
28
Querwand
29
dritte Kammer
30
vierte Kammer
31
Querwand
32
Schraubenfeder
33
Ventil-Mittelachse
34
Kanal
43
Überströmkanal
44
fünfte Kammer
46
Kolben
48
Relaisventil
50
Doppelsitzventil
51
Ventilblock
52
Gehäusedeckel
54
Auslassöffnung
56
sechste Kammer
58
Kanal
1
' Lastbremsventil
3
' Doppelsitzventil
4
' Ventilgehäuse
5
' Kolben
6
' Kolbenstange
7
' innerer Ventilsitz
8
' Schließkörper
9
' Feder
10
' äußerer Ventilsitz
11
' Schließkörper
12
' Durchgangsbohrung
14
' zweite Kammer
18
' innere Ringkammer
22
' Lamellen
22
a Steglamellen
22
b Kreisbogenlamellen
23
' Lamellen
25
a Membran
25
b Membran
34
' Öffnung
35
' Doppelsitzventilgehäuse
36
' Führungsabschnitt
37
' äußere Ringkammer
38
' Querbohrung
39
' Querbohrung
40
' Bohrungen
41
' Kegelmantelfläche
42
' Kegelmantelfläche
1
" Lastbremsventil
3
" Doppelsitzventil
5
" erster Kolben
20
" Führungsrohr
21
" zweiter Kolben
22
" Lamellen
23
" Lamellen
24
" Glocke
27
" zweite Kammer
56
" Membran
58
" Büchse
60
" Schraube
62
" Schraubenkopf
64
" Bohrung
66
" Schaft
68
" Innengewinde
Claims (20)
1. Lastbremsventil (1; 1'; 1") für Fahrzeuge, insbesondere für Schienenfahrzeu
ge, zur lastabhängigen Regelung eines Bremsdrucks (C) in Abhängigkeit ei
nes Vorsteuerdrucks (Cv) oder eines lastkorrigierten Vorsteuerdrucks in Ab
hängigkeit eines nicht lastkorrigierten Vorsteuerdrucks, beinhaltend folgen
des:
- a) Eine Steuereinrichtung (2; 2'; 2") zur lastabhängigen Einstellung eines Über setzungsverhältnisses zwischen dem Vorsteuerdruck (Cv) und dem diesem gegenüber nachgeführten Bremsdruck (C) oder dem lastkorrigierten Vorsteu erdruck,
- b) wenigstens ein durch die Steuereinrichtung (2; 2'; 2") betätigbares Doppel sitzventil (3; 3'; 3") zum Druckaufbau, Druckhalten und Druckabbau in wenig stens einem Bremszylinder, wobei
- c) die Steuereinrichtung (2; 2'; 2") einen ersten, in einem Ventilgehäuse (4; 4'; 4") verschieblich gelagerten, das Doppelsitzventil (3; 3'; 3") betätigenden Kol ben (5; 5'; 5") umfasst, sowie wenigstens eine flexible Membran (25; 25a, 25b; 25"), welche durch die Wirkung des Vorsteuerdrucks (Cv) mit einem ge wissen Anteil (A1; A1', A2'; A1") ihrer Membranfläche an der einen Wirkfläche des ersten Kolbens (5; 5'; 5") anliegt, und
- d) der erste Kolben (5; 5'; 5") durch eine Kraft, welche sich aus dem Produkt des auf seiner einen Wirkfläche anliegenden Anteils (A1; A1'; A1") der Membran fläche mit dem Vorsteuerdruck (Cv) ergibt, in eine den Bremszylinder druck beaufschlagende Stellung und durch eine hierzu entgegengerichtete Kraft, welche sich aus dem Produkt wenigstens eines Teils (A2; A2'; A2") seiner anderen Wirkfläche mit dem Bremsdruck (C) ergibt, in eine den Bremszylin der druckentlastende Stellung gedrängt ist, dadurch gekennzeichnet, dass
- e) die Membran (25; 25") an einem zweiten, im Ventilgehäuse (4; 4") relativ zum ersten Kolben (5; 5") derart verschieblichen Kolben (21; 21") festgelegt ist, dass der Anteil (A1; A1") der am ersten Kolben (5; 5") anliegenden Membran fläche abhängig von der Lage des zweiten Kolbens (21; 21") ist, welche von einem an diesem anstehenden, lastabhängigen Lastdruck (T) bestimmt ist, oder dass
- f) die Membran (25a, 25b) am Ventilgehäuse (4') festgelegt ist und der Anteil (A1', A2') der am ersten Kolben (5') anliegenden Membranfläche abhängig von der Lage des ersten Kolbens (5') ist, welche von der Einfederung (X) des Fahrzeugs bestimmt ist.
2. Lastbremsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ven
tilgehäuse (4; 4'; 4") zylindrisch ausgebildet ist, in welchem sämtliche weiteren
Bauteile des Lastbremsventils (1; 1'; 1") einschließlich des Doppelsitzventils
(3; 3'; 3") koaxial aufgenommen sind.
3. Lastbremsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein
radial äußerer Randbereich der Membran (25; 25a; 25b; 25") am zweiten Kol
ben (21; 21") oder am Ventilgehäuse (4') festgelegt ist und dass der am ers
ten Kolben (5; 5'; 5") anliegende Anteil (A1; A1', A2'; A1") der Membranfläche
durch einen radial inneren Bereich der Membran (25; 25a, 25b; 25") gebildet
wird.
4. Lastbremsventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein radial
äußerer Randbereich der Membran (25; 25a, 25b; 25") durch wenigstens eine
Stützfläche (23, 23'; 23") in Bewegungsrichtung der Membran (25; 25a, 25b;
25") abgestützt ist.
5. Lastbremsventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste
Kolben (5; 5") und der zweite Kolben (21; 21") oder der erste Kolben (5') und
die radial innere Umfangsfläche des Ventilgehäuses (4') wenigstens im Be
reich der Membran (25; 25a, 25b; 25") mit radial oder in Umfangsrichtung
wechselweise ineinander greifenden und parallel zur Bewegungsrichtung des
ersten Kolbens (5; 5'; 5") verlaufenden Lamellen (22, 23; 22', 23'; 22", 23")
versehen sind.
6. Lastbremsventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die inei
nandergreifenden Lamellen (22, 23; 22', 23'; 22", 23") wenigstens im Bereich
der Membran (25; 25a, 25b; 25") im Querschnitt kegelförmig ausgebildet und
jeweils zueinander gegenläufig geneigt angeordnet sind.
7. Lastbremsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, dass der erste Kolben (5, 5') einen Abschnitt aufweist, der als Einfach- o
der Doppelkegel mit undurchbrochenen Kegelmantelflächen (41, 42; 41', 42')
ausgebildet ist, an welchen der jeweilige Anteil (A1; A1', A2') der Membran
(25; 25a, 25b) anlegbar ist.
8. Lastbremsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Membran (25; 25a, 25b; 25") durch wenigstens einen
Spiraldraht oder Ringdraht versteift ist.
9. Lastbremsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, dass der erste Kolben (5; 5'; 5") einen gegen einen ersten
Ventilsitz (7; 7'; 7") des Doppelsitzventils (3; 3'; 3") drängbaren Schließkörper
(8; 8'; 8") und das Doppelsitzventil (3; 3'; 3") einen durch die Wirkung einer
Federkraft gegen einen zweiten Ventilsitz (10; 10'; 10") des Doppelsitzventils
(3; 3'; 3") drängbaren weiteren Schließkörper (11; 11'; 11") aufweist, wobei
der erste Ventilsitz (7; 7'; 7") am weiteren Schließkörper (11; 11'; 11") ausge
bildet ist und eine unter Bremsdruck (C) stehende Kammer (14; 14'; 14") bei
vom ersten Ventilsitz (7; 7'; 7") abgehobenem Schließkörper (8; 8'; 8") mit der
Umgebung und bei vom zweiten Ventilsitz (10; 10'; 10") abgehobenem weite
ren Schließkörper (11; 11'; 11") mit einem unter Reservoirdruck (R) stehenden
Druckmittelvorrat in Verbindung bringbar ist.
10. Lastbremsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, dass der erste Kolben (5; 5") und der zweite Kolben (21; 21")
koaxial zueinander angeordnet sind, dass der zweite Kolben (21; 21") den
ersten Kolben (5; 5") zumindest teilweise umschließt und dass der erste Kol
ben (5; 5") in einem Führungsabschnitt (20; 20") des zweiten Kolbens (21;
21") linear geführt ist.
11. Lastbremsventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der
zweite Kolben (21; 21") durch Federkräfte gegen den an ihm anstehenden
Lastdruck (T) vorgespannt ist, wobei sich mit steigendem Lastdruck (T) der
am ersten Kolben (5; 5") anliegende Anteil (A1; A1") der Membranfläche ver
größert.
12. Lastbremsventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage
des zweiten Kolbens (21; 21") vom Lastdruck (T) und den Federkräften be
stimmt, hingegen vom Vorsteuerdruck (Cv) und dem Bremsdruck (C) unbeein
flusst ist.
13. Lastbremsventil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass
die Federkräfte durch eine Schraubenfeder (32; 32") mit derart progressiver
Federkennlinie erzeugt werden, dass sich eine lineare Beziehung zwischen
dem am ersten Kolben (5; 5") anliegenden Anteil (A1; A1") der Membranflä
che und dem Lastdruck (T) ergibt.
14. Lastbremsventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigs
tens eine weitere flexible Membran (56") durch die Wirkung des Lastdrucks
(T) mit einem Anteil (A3") ihrer Membranfläche am zweiten Kolben (21") an
liegt und andererseits an einer im Ventilgehäuse (4") derart verstellbaren
Stellglied (58") festgelegt ist, dass der Anteil (A3") der am zweiten Kolben
(21") anliegenden Membranfläche abhängig von der eingestellten Lage des
Stellglieds (58") ist.
15. Lastbremsventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der
zweite Kolben (21") als Einfach- oder Doppelkegel ausgebildet ist.
16. Lastbremsventil nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass
die Lage des Stellglieds (58") innerhalb des Ventilgehäuses (4") mittels we
nigstens einer Schraube (60") einstellbar ist.
17. Lastbremsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich
net, dass der erste Kolben (5') als Differentialkolben ausgebildet ist und we
nigstens eine weitere flexible Membran (25b) vorgesehen ist, welche durch die
Wirkung des Bremsdrucks (C) bzw. des Vorsteuerdrucks (Cv) mit einem ge
wissen Anteil (A2') ihrer Membranfläche am ersten Kolben (5') anliegt, wobei
der Anteil (A2') der am ersten Kolben (5') anliegenden Membranfläche der
weiteren Membran (25b) von der Lage des ersten Kolbens (5') abhängig ist
und dieser Anteil (A2') sinkt, wenn der Anteil (A1') der am ersten Kolben (5')
anliegenden Membranfläche der einen Membran (25a) steigt und umgekehrt.
18. Lastbremsventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der erste
Kolben (5') unmittelbar mit dem Doppelsitzventil (3') in Kontakt steht, welches
in einem Gehäuse (35') untergebracht ist, das gegenüber dem Ventilgehäuse
(4') um einen von der Einfederung (X) des Fahrzeugs abhängigen Weg ver
schieblich ist.
19. Lastbremsventil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ge
häuse (35') und einer Auflage am Fahrgestell ein Dämpfungselement zwi
schengeschaltet ist.
20. Lastbremsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, dass der Bremsdruck (C) als Vorsteuerdruck für ein nachge
schaltetes Relaisventil (48) dient.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001144300 DE10144300C1 (de) | 2001-09-10 | 2001-09-10 | Lastbremsventil für Fahrzeuge |
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---|---|---|---|
DE2001144300 DE10144300C1 (de) | 2001-09-10 | 2001-09-10 | Lastbremsventil für Fahrzeuge |
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Country | Link |
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DE3513289A1 (de) * | 1985-04-13 | 1986-10-16 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Lastabhaengiger bremskraftregler |
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2001
- 2001-09-10 DE DE2001144300 patent/DE10144300C1/de not_active Expired - Fee Related
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