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Zugmaschinenschutzventil in Zweileitungsdruckluftbremsanlagen für
Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein Zugmaschinenschutzventil
in Zweileitungsdruckluftbremsanlagen für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge,
mit einem vom Druck des Zugmaschinenvorratsbehälters gegen die Wirkung einer Feder
beaufschlagten Steuerkolben, der bei einem Vorratsdruck oberhalb eines bestimmten
Wertes ein in die Steuerleitung eingeschaltetes Ventil und ein in die Vorratsleitung
eingeschaltetes Ventil geöffnet hält und beim Absinken des Vorratsdruckes unter
bestimmte Werte zunächst das in die Vorratsleitung eingeschaltete Ventil schließt
und ein weiteres Ventil öffnet, das den zum Anhänger führenden Teil der Vorratsleitung
mit der Außenluft verbindet, und dann das in die Steuerleitung eingeschaltete Ventil
schließt. Ventile dieser Art dienen dazu, das Druckluftbremssystem der Zugmaschine
gegen einen Druckverlust durch Schließen der Betriebsleitung und der Vorratsleitung
an der Zugmaschine entsprechend dem Druckabfall in der Steuerkammer zu schützen.
Bei diesen Schutzventilen war die zweiteilige Ausführung üblich, um den zum Anhänger
führenden Teil der Steuerleitung in der Notbremsstellung des Schutzventils entlüften
zu können. Diese zweiteilige Ausführung machte die Herstellung umständlich und war
verhältnismäßig teuer. Bei diesen bekannten Zugmaschinenschutzventilen bestand ferner
das Glied, auf welches der Druck des Vorratsbehälters wirkt, aus einer in der Steuerkammer
angeordneten Membran, die nicht absolut zuverlässig wirkt und deren Lebensdauer
beschränkt ist. Die Verwendung von starren Kolben bei Drucksicherungsventilen ist
dagegen für andere Zwecke bereits bekannt.
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Es sind ferner Regelventile bekannt, bei denen das Ventilschließglied
durch einen Hilfskolben getragen wird, der eine Axialbohrung aufweist, durch die
eine Auslaßkammer mit der Außenluft in Verbindung gebracht werden kann, wobei die
Axialbohrung durch das Ventilbetätigungsglied verschlossen wird, wenn das Ventilschließglied
von seinem Sitz abgehoben wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zugmaschinenschutzventil
zu schaffen, welches durch starre Verbindung von Einzelteilen und Einsparung einer
Kammer und von Bohrungen einfacher im Aufbau und zuverlässiger in der Wirkungsweise
ist als die bekannten Schutzventile. Dies wird gemäß der Erfindung durch die Kombination
der Merkmale erreicht, daß der Steuerkolben als starrer Kolben ausgebildet und mit
dem in bekannter Weise das Ventilschließglied für die Steuerleitung tragenden ersten
Hilfskolben ständig verbunden ist, daß das Ventilschließglied des die Vorratsleitung
überwachenden Ventils durch einen zweiten Hilfskolben getragen wird, der eine Axialbohrung
aufweist, durch die die mit dem zum Anhänger führenden Teil der Vorratsleitung ständig
in Verbindung stehende Auslaßkammer mit der Außenluft in Verbindung gebracht werden
kann, und daß eine Verlängerung des ersten Hilfskolbens sa ausgebildet ist, daß
sie während des Normalbetriebes die Axialbohrung verschlossen hält und in bekannter
Weise das Ventilschließglied von seinem Sitz abhebt und im Notbremsfall die Axialbohrung
erst öffnet, nachdem das. die Vorratsleitung überwachende Ventil geschlossen ist.
Dabei soll die Verlängerung des ersten Hilfskolbens einen solchen Abstand von dem
das Ventilschließglied tragenden zweiten Hilfskolben im geschlossenen Zustand des
Ventils haben, daß sich in bekannter Weise das Ventil für die Steuerleitung vor
dem Ventil für die Vorratsleitung öffnet, wenn, der Steuerkolben in der Ventilöffnungsrichtung
bewegt wird, und sich das Ventil für die Vorratsleitung vor dem Ventil für die
Steuerleitung
schließt, wenn der Steuerkolben in der entgegengesetzten Richtung bewegt wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anwendung
auf ein Zugmaschinen-Anhänger-Bremssystem dargestellt.
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Der Zugmaschinenteil des dargestellten Bremssystems ist für die Verwendung
bei einer Zugmaschine mit Vorder- und Hinterachse gedacht, zieren Räder mit- $reniskammern
(Bremszylindern) 10, 12 versehen sind; die untereinander durch Betriebsleitungen
14, 16 durch das übliche, von einem Pedal betätigte Bremsventil 18 verbunden
sind.
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Der Anhängerteil des dargestellten Bremssystems dient zur Verwendung
bei einem mit einer einzigen Achse ausgerüsteten Sattelanhänger, die mit Bremskammern
20 versehene Räder trägt, die mittels eines Relaisnotventils (Anhängersteuerventils)
22 bekannter Bauart gesteuert werden. Das Ventil 22 bekommt Steuerdruck durch eine
Leitung 24, die nach vorn zu dem vorderen Ende des Anhängers führt, wo sie durch
eine übliche Absperrvorrichtung 26 mit der entsprechenden Zugmaschinen-Anhängersteuerleitung
28 verbunden ist. Das Relaisnotventil 22 ist mit einem Hilfsbehälter 30 verbunden,
der durch eine Leitung 32 mit Druckluft versorgt wird. Der Behälter 32 ist durch
das Ventil 22 mit einer Leitung 34 verbunden; die nach vorn zur Verbindung mit dem
Absperrhahn 36 führt, der seinerseits mit der Leitung 28 verbunden ist. Die Leitungen
34 und 38 gehören zur sogenannten Vorratsleitung 64, 38, 34.
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Druckluft für das soweit beschriebene System wird durch den üblichen,
von der Zugmaschine getragenen Kompressor 40 geliefert, der durch den üblichen Regler
41 gesteuert wird, der durch eine Leitung 46 an den Hauptbehälter 44 der Zugmaschine
angeschlossen ist. Die Leitung 46 führt den Druck von dem Behälter 44 zu dem Bremsventil
18. Von dem Ventil 18 führt eine Leitung 48, die durch ein herkömmliches Doppelabsperrventi150,
dem wahlweise entweder durch das Pedal 18 oder ein handbetätigtes Ventil
52 in der üblichen Weise Druckluft zugeführt werden kann, mit einer Leitung 54 verbunden
werden kann, die mit der oben beschriebenen Steuerleitung 28, 24 durch Öffnungen
56, 58 des Zugmaschinenschutzventils 60 verbunden ist.
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Verbunden mit dem Zugmaschinenbehälter 44 ist weiterhin eine Leitung
62 mit einer Abzweigleitung 64, die durch Öffnungen 66, 68 des Schutzventils 60
mit den oben beschriebenen Leitungen 38, 34 verbunden ist.
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Das Zugmaschinenschutzventi160 gemäß der Erfindung weist einen Körper
69 und obere und untere Endabdeckungen 70, 71 auf, welche die Ventilglieder 72,
74 enthalten, die in den Zugmaschinensteuer-und -vorratsleitungen zwischen den Öffnungen
56, 58 und 66- und 68 liegen. Die Ventilglieder 72, 74 sind in Einlaßkammern 76,
78 in dem Körper 69 angeordnet, und sie werden - wenn in der Steuerkammer 1.36 kein
überdruck auf den Steuerkolben 130 wirktgegen ihre Ventilsitze 80, 82 in der Strömungsrichtung
durch Federn 84, 86 gedrückt, so daß die Verbindung zwischen den Steuerleitungen
54, 28 und Vorratsleitungen 64, 38 unterbrochen ist. Jedes Ab-
sperrventil
72, 74 kann von ringförmiger Kanal-oder Rinnenform aus Gummi oder ähnlichem Material
sein und mit Flanschen 88, 90 im Eingriff stehen, die mit in axial ausgerichteten
Bohrungen 96, 98 in dem Körperglied 69 gleitend angeordneten kolbenähnlichen Gliedern
92 und 94, die im folgenden Hilfskolben genannt werden, aus einem Stück bestehen.
Ringförmige Ausnehmungen 100, 102 umgeben die Bohrungen 96, 98 und bilden teilweise
die Einlaßkammern 76, 78 wie auch nach oben vorstehende Hälse oder Ansätze 104,
106, die als Abstützung oder Führung für Federn 84, 86 dienen und in gleicher Weise
als Abstützungen oder Anschläge für eine oder beide Schultern 108, 110 an den Hilfskolben
92, 94, wenn diese von der in der Zeichnung dargestellten Lage in die Ventilöffnungsstellung
bewegt werden.
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Die Auslaßöffnungen 58, 68 stehen mit Auslaßkammern 112, 114 in Verbindung,
die von den Einlaßkammern 76; 78 durch die Ventile 72, 74 in der oben beschriebenen
Weise abgesperrt gehalten werden. Der Hilfskolben 94 ist in der Mitte gebohrt und
bildet eine Auspufföffnung 116, die üblicherweise die Auslaßkammer 114 mit der Atmosphäre
durch eine Auspufföffnung 118 verbindet, die eine Verbindung zu der Bohrung 98 darstellt.
Der Hilfskolben 92 ist mit einem nach unten vorspringenden unteren Teil 120 versehen,
welcher in die Auslaßkammer 114 hineinragt und in der Absperrstellung in kleinem
Abstand oberhalb des Gliedes 94 endet. wobei der äußere untere ringförmige Rand
122 des Kolbenteiles 120 in axialer Ausrichtung mit einem inneren ringförmigen
Teil des Absperrventils 74 liegt, so daß der Rand 122, wenn der Hilfskolben 92 anfänglich
nach unten bewegt wird, abdichtend mit dem Ventil 74 in Eingriff kommt und den Ausströmkana1116
und die Auspufföffnung 118 von der Auslaßkammer 114 abtrennt und bei einer weiteren
Bewegung des Hilfskolbens 92 das Ventil 74 von seinem Sitz 82 abhebt und die Einlaßkammer
78 mit der Auslaßkammer 114 verbindet. Auf diese Weise wird eine freie Verbindung
zwischen den Leitungsabschnitten 64 und 38 der Vorratsleitung hergestellt.
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Der das obere Absperrventil 72 tragende Hilfskolben 92 ist
mit einer blinden axialen Bohrung 124 versehen, welche mit Klemmsitz eine mit dem
unteren Teil 128 eines Steuerkolbens 130 einteiligen Verlängerung 126 aufnimmt.
Der Steuerkolben 13 ist gleitend und abdichtend in einer zylindrischen Bohrung 132
an dem oberen Ende der Abdeckung 70 angeordnet. Der starre Steuerkolben 130 und
der Hilfskolben 92 bilden einen einheitlichen Bauteil und könnten als einheitliches
Stück hergestellt und auch als solches betrachtet werden. Die obere Seite 134 des
Kolbens 130 stellt eine Steuerfläche dar, die dem Druck in einer in dem oberen Ende
der Abdeckung 70 gebildeten Steuerhöhlung 136 ausgesetzt ist. Diese Höhlung ist
mit einer Öffnung 138 versehen, die mit einer zu der einen Seite des Strömungsdruckreglers
142 bekannter Bauart führenden Leitung 140 versehen ist, deren andere Seite mit
der Leitung 62 verbunden ist, die ihrerseits unmittelbar an den Zugmaschinenhauptbehälter
44 angeschlossen ist. Ein von Hand betätigtes Dreiwegeventil144 kann in der Leitung
140 für eine abwechselnde Verbindung der Öffnung 138 mit dem Regler 142 oder mit
der Atmosphäre, je nach Wunsch des Fahrzeugführers vorgesehen sein.
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Wie schon erwähnt worden ist, besteht der Zweck der Zugmaschinenschutzventile
darin, genügend Druck in dem Zugmaschinensystem für eine normale Bremsbetätigung
durch Trennen der Zugmaschinen-und Anhängerteile des Bremssystems im Falle eines
Losreißens
des Anhängers oder eines Druckverlustes irgendwo in dem System bis auf einen vorbestimmten
niedrigen Wert beizubehalten. Gleichzeitig mit der Trennung der beiden Systemteile
wird- die Anhängervorratsleitung durch das Ventil gemäß der Erfindung wie bei bekannten
Zugmaschinenventilen zur Atmosphäre entleert und ein selbsttätiges Anziehen der
Anhängerbremsen in bekannter Art verursacht.
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Im Betrieb wird in der Annahme, daß keine Luft in dem Bremssystem
vorhanden ist, so daß sich die Teile des Ventilmechanismus 60 in der in der Zeichnung
dargestellten Lage befinden, wenn der Kompressor 40 betätigt wird, Druck
zu dem Hauptbehälter 44 geliefert, von wo der Druck zu dem Regler 142, zum Bremsventil
18 und zur Einlaßöffnung 66 des Ventils 60 fließt. Ein weiteres Fortschreiten des
Luftdruckes durch das System wird verhindert, bis der Hauptbehälterdruck einen vorbestimmten
hohen Wert erreicht, bei welchem der Regler 142 arbeitet, die Leitungen
62. 140 verbindet und den vollen Behälterdruck zu der Steuerhöhlung
136 zuläßt. Darauf bewegt sich der Steuerkolben 130 nach unten. Als Folge
davon hebt sich das obere Absperrventil 72
von seinem Sitz ab, dann wird die
Ausströmöffnung 116 in dem Hilfskolben 94 geschlossen und das untere Absperrventil
74 von seinem Sitz abgehoben. Sobald dieses letztere Ventil geöffnet wird, fließt
die Druckluft durch die Leitungen 64 und 38, 34 und das Anhängerrelaisnotventil22
zu dem Anhängerhilfsbehälter 30, der dann Arbeitsdruck in der üblichen Art erhält.
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Solange der Druck in dem System zwischen den Grenzen der Einstellung
des Reglers 142 bestehenbleibt, so daß der Hauptbehälterdruck der Steuerhöhlung
136 zugeleitet wird, arbeitet das Zugmaschinen-Anhänger-Bremssystem genau so, als
wenn das Schutzventil 60 in der Anlage nicht vorhanden wäre. Sollte jedoch
aus irgendeinem Grund der Druck in dem Hauptbehälter auf einen Wert unter der unteren
Einstellung des Reglers 142 fallen, so werden dadurch die Leitungen 62 und
140 unterbrochen und die letztere mit der Atmosphäre verbunden, wodurch der Druck
in der Steuerhöhlung 136 ausbläst. Dadurch bewegen die Federn 84, 86 unmittelbar
die Absperrventile 72, 74 in die Absperrstellung und unterbrechen so die Zugmaschinen-
und Anhängersteuer- und -vorratsleitungen und verbinden im wesentlichen gleichzeitig
die Leitungen 34, 38 durch den Kanal 116 und die Öffnung 118 mit der Atmosphäre,
so daß das Anhängerrelaisnotventil die Anhängerbremsen zur Wirkung bringt.
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Aus der vorhergegangenen Beschreibung ist zu entnehmen, daß, bevor
sich das obere Absperrventil 72
für die Steuerleitung in seine voll absperrende
Stellung bewegen kann, das untere Absperrventil 74 für die Vorratsleitung zuerst
geschlossen und die Anhängervorratsleitung mit der Atmosphäre verbunden werden muß.
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In dem Fall, daß irgendein Notstand eintritt, in dem der Fahrer ein
hilfsweises Arbeiten der Anhängerbremsen auslösen möchte, braucht er nur das Handdreiwegesteuerventil144
zu betätigen und die Steuerhöhlung 136 mit der Atmosphäre zu verbinden.
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Im Fall eines Losreißens des Anhängers würde der Notfall eines Anziehens
der Anhängerbremsen von selbst wegen der gebrochenen Vorratsleitung 34 eintreten.
Als Folge solch eines Losreißens würde das ganze Zugmaschinensystem schnell auf
den 'unteren Regelwert des Reglers 142 ausblasen, wodurch dann die.- Steuerhöhlung
136 ausblasen und Absperrventile geschlossen würden, um ausreichenden Bremsdruck
in dem Hauptbehälter zu erhalten, so daß der Fahrer die Zugmaschine bis zu einem
Anhalten in der übliehen Weise abbremsen könnte.
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Die Zusammenfassung des Steuerkolbens und des oberen Absperrventils
zu einer Baueinheit sichert ein zwangsläufiges Zusammenarbeiten des Steuerkolbens
mit den Absperrventilen und gibt die Möglichkeit, daß das Ventil mit geringsten
Kosten hergestellt und zusammengesetzt werden kann. Die Anordnung der Auspufföffnung
in unmitelbarer Nähe des Absperrventils für die Vorratsleitung stellt ein plötzliches
Ausblasen der Anhängervorratsleitung während eines Notstandes sicher.