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Elektromagnetisch betätigtes Steuerventil für Druckluftbremsanlagen
an Anhängerfahrzeugen Die Erfindung betrifft ein mit einem Druckbegrenzer kombiniertes,
in Abhängigkeit vom Betrieb der Motorbremse eines Zugwagens elektromagnetisch betätigtes
Steuerventil zum Belüften und Entlüften des Druckluftbremszylinders eines Anhängerfahrzeuges.
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Bei einem Lastzug, dessen Motorwagen mittels einer Motorbremse und
dessen Anhänger mittels einer Druckluftbremse gebremst wird, besteht zur Vermeidung
eines Auflaufens des Anhängers auf den Motorwagen bei dessen Abbremsung mittels
der Motorbremse die Forderung, daß die Anhänger-Druckluftbremse in einem der Motorbremse
entsprechenden Maße betätigt wird. Zur Erfüllung dieser Bedingung sind bereits elektropneumatische
Druckbegrenzer bekanntgeworden, die in eine vom Anhänger-Hilfsluft-Behälter zu den
Anhängerbremszylindern führende Leitung eingeschaltet sind und deren Aufgabe es
ist, unabhängig vom Anhängersteuerventil, von dessen Bremszylinderleitung sie zweckmäßig
durch ein Doppelrückschlagventil abgetrennt werden, bei ihrer während einer Bremsung
mittels Motorbremse erfolgenden elektromagnetischen Erregung die Bremszylinder des
Anhängers mit einer gewissen, gegenüber dem Druck des Anhänger-Hilfsluftbehälters
reduzierten Druckhöhe zu beaufschlagen.
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Diese bekannten Konstruktionen der elektropneumatischen Druckbegrenzer
weisen im allgemeinen ein elektromagnetisch gesteuertes Druckluftventil zur Be-und
Entlüftung der Bremszylinder auf, dem ein normales Druckbegrenzungsventil nachgeschaltet
ist. Diese Bauformen sind jedoch mit verschiedenen Mängeln behaftet; infolge der
direkten, elektrischen Steuerung ist eine große, teure elektrische Anlage erforderlich,
und da ein Be- bzw. Entlüftungsventil und ein Druckbegrenzer pneumatisch in Reihe
geschaltet sind, ergibt sich ein großer Strömungswiderstand in der Leitung zu den
Bremszylindern und damit eine gewisse Trägheit der gesamten Anlage.
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Bei Relaisventilen und Druckbegrenzern für Druckluftbremsanlagen ist
es an sich bekannt, das Vorsteuerprinzip anzuwenden.
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Die Erfindung macht von diesem Prinzip Gebrauch, um die geschilderten
Nachteile der bisherigen Mittel zur Druckbegrenzung bei Bremsanlagen mit Motorbremse
und von letzterer abhängiger elektromagnetischer Überwachung des Druckes im Anhängerbremszylinder
zu vermeiden. Dies geschieht bei einem Steuerventil der eingangs genannten Gattung
erfindungsgemäß durch eine an sich bekannte Vorsteuerkammer, die durch ein mittels
des Elektromagneten zu betätigendes Ventil belüftet und entlüftet werden kann, und
eine ein Einlaßventil und ein Auslaßventil aufweisende Ventileinrichtung, mittels
deren die Bremszylinder mit dem Mlfsluftbehälter oder der Außenluft verbunden werden
können oder eine Abschlußstellung herbeigeführt werden kann und die außer durch
einen vom Druck in der Vorsteuerkammer und einem praktisch konstanten Druck beaufschlagten
Kolben durch einen weiteren Kolben betätigt wird, der in an sich bekannter Weise
auf einer Seite vom Bremszylinderdruck und auf der anderen Seite von der Kraft einer
in ihrer Vorspannung einstellbaren Feder beaufschlagt ist.
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Eine günstige Ausbildung erfährt nach der Erfindung das Steuervnitil
dadurch, daß der Elektromagnet, die Vorsteuerkammer, die Kolben, das Einlaßventil
und das Auslaßventil gleichachsig angeordnet sind.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung wird schließlich vorgeschlagen,
daß der durch den Bremszylinderdruck und die Feder beaufschlagte Kolben in bekannter
Weise eine zentrische, als Sitzkante des Auslaßventils dienende Durchgangsbohrung
aufweist.
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In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt
dargestellt.
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An einem aus Ober- und Unterteil zusammengesetzten Gehäuse 1 ist ein
Elektromagnet 3 befestigt, dessen nur teilweise dargestellter Anker 5 bei
Erregung
gemäß der Abbildung abwärts gezogen wird. Im Gehäuse 1 ist eine Membran 7 eingespannt,
die einen Federraum 9 von einer Kolbenkammer 11 abtrennt. In dem über eine Bohrung
10 und einen Luftfilter 12 mit der Außenluft verbundenen Federraum 9 befindet sich
eine die Membran 7 belastende Regelfeder 13, die sich über einen Federteller 15
und eine Schraube 17 gegen das Gehäuse 1 abstützt. Eine Bohrung 19 verbindet die
Kolbenkammer 11 mit einem Rohranschluß 21, an dem eine zu den nicht gezeigten Bremszylindern
führende Leitung angeschlossen ist. Die Membran 7 weist einen zentrischen Durchbruch
23 auf, dem in der Federkammer 9 eine Dichtplatte 25 gegenübersteht, so daß die
Wandung 27 des Durchbruchs 23 zusammen mit dieser ein Auslaßventil 25, 27 aus der
Kolbenkammer 11 in den Federraum 9 bildet. Die Dichtplatte 25 ist an einem mit Spiel
durch den Durchbruch 23 und eine Bohrung 31 in einer Zwischenwand 33 des Gehäuses
1 führenden Stößel 29 befestigt, der zwei Anschläge 35, 37 aufweist, zwischen welchen
ein Ventilteller 39 abgedichtet und verschiebbar angeordnet ist. Der Ventilteller
39 ist mit einem Dichtring 41 ausgestattet, dem ein die Bohrung 31 abschließender
Ventilsitz 43 zugeordnet ist. Der Ventilraum 45, in dem der Ventilteller 39 untergebracht
ist, ist über einen Leitungsanschluß 48 mit dem nicht gezeigten Anhänger-Hilfsluftbehälter
verbunden. In den Ventilraum 45 mündet eine Bohrung 47, in welcher sich ein mit
dem Stößel 29 fest verbundener Kolben 49 befindet. Eine an ihrer oberen Mündung
erweiterte Längsbohrung 51 und eine Querbohrung 53 im Kolben 49 bzw. Stößel 29 führen
von dem sich oberhalb des Kolbens 49 befindlichen Vorsteuerraum 55 zum Ventilraum
45. Der Vorsteuerraum 55 ist durch eine den Magneten 3 tragende und mit dem Gehäuse
1 dicht verbundene Platte 57 abgeschlossen, die von einer durch den Magneten hindurch
mit der Außenluft verbundenen Bohrung 59 durchbrochen ist. Eine Dichtplatte 61 verschließt
die Bohrung 59, in die der Anker 5 hineinragt, mittels eines Dichtringes 63 an der
dem Vorsteuerraum 55 zugewandten Seite, wobei sie sich über einen Federteller 65
und eine Feder 67 gegen den Kolben 49 abstützt. Die Dichtplatte 61 ist an einem
Schaft 69 befestigt, der sich kurz vor dem Kolben 49 in einem mit Spiel in dessen
Längsbohrung 51 beweglichen Stift 71 verjüngt. Der Schaft 69 kann in das mit einem
Dichtring 73 versehene erweiterte Ende der Längsbohrung 51 eintauchen und diese
verschließen.
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Die Wirkungsweise des in seinem Aufbau beschriebenen Druckbegrenzers
ist folgende: In der in der Abbildung dargestellten Ruhestellung des Druckbegrenzers
bei nicht erregtem Elektromagneten ist dessen Anker 5 von der Dichtplatte 611 abgehoben,
das Ventil 61, 63 geschlossen und der Vorsteuerraum 55 über einen durch den Stift
71 und die Längsbohrung 51 gebildeten Ringspalt mit dem Ventilraum 45 verbunden.
Das Ventil 41, 43 ist geschlossen und das Ventil 25, 27 geöffnet, so daß also die
Bremszylinder über letzteres Ventil, die Federkammer 9 und die Bohrung 10 entlüftet
sind.
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Bei einer Erregung des Elektromagneten z. B. in Abhängigkeit von der
Einschaltung der Triebwagen-Motorbremse stößt der Anker 5 das Ventil 61, 63 auf,
so daß der in dem Vorsteuerraum 55 herrschende Druck rasch abfällt, da infolge der
Drosselung durch den Ringspalt in der Längsbohrung 51 nur eine geringe Luftmenge
aus dem Ventilraum 45 nachströmen kann. Die nunmehr am Kolben 49 herrschende Druckdifferenz
drückt diesen entgegen der Federkraft 67 aufwärts, wobei der Schaft 69 in den Dichtring
73 eintaucht und die Druckluftzufuhr zu dem Vorsteuerraum 55 absperrt. Das Auslaßventil
25, 27 schließt sich hierbei, der Anschlag 35 des Stößels 29 legt sich gegen den
Ventilteller 39 an und öffnet das Ventil 41, 43, so daß Druckluft aus dem Anhänger-Hilfsluftbehälter
über den Rohranschluß 48, das geöffnete Ventil 41, 43, die Kolbenkammer 11 und die
Bohrung 19 zu den Bremszylindern strömt. Bei einer bestimmten Beaufschlagung der
Membran 7 zieht diese entgegen der Kraft der Regelfeder 13 und der Beaufschlagung
des Kolbens 49 den Stößel 29 abwärts, bis sich infolge des im Ventilraum 45 gegenüber
der Kolbenkammer 11 herrschenden Überdruckes das Ventil 41, 43 pneumatisch schließen
kann und somit eine Abschlußstellung erreicht ist.
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Beim Lösen der Bremse, d. h. beim Unterbrechen des Stromkreises des
Elektromagneten 3, hebt sich dessen Anker 5 wieder in die gezeichnete Lage, die
Feder 67 schließt mittels der Dichtplatte 61 die Entlüftungsbohrung 59 ab und zieht
den Schaft 69 aus der Bohrung 51. Die aus dem Ventilraum 45 in den Vorsteuerraum
55 einströmende Druckluft bewirkt zusammen mit der Feder 67 eine Abwärtsbewegung
des Kolbens 49 bis zum Anliegen des Anschlages 37 am Ventilteller 39, wobei das
Ventil 41, 43 geschlossen bleibt und sich das Ventil 25, 27 öffnet, so daß
die Bremszylinder auf dem bereits dargestellten Weg entlüftet werden.
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Durch Veränderung der Vorspannung der Feder 13 mittels der Schraube
17 kann der durch den Druckbegrenzer in die Bremszylinder einsteuerbare Druck der
Wirkung der Motorbremse angepaßt werden. Da nur ein Einlaß- und ein Auslaßventil
in den Leitungen zu den Bremszylindern vorhanden sind, weist der Druckbegrenzer
gegenüber den bisher bekannten Ausführungsformen einen wesentlich niedrigeren Strömungswiderstand
auf.