DE1172133B

DE1172133B - Brake valve in air brake systems for motor vehicles

Info

Publication number: DE1172133B
Application number: DEB48131A
Authority: DE
Inventors: Alfred Knecht
Original assignee: Beka St Aubin SA
Current assignee: Beka St Aubin SA
Priority date: 1957-03-13
Filing date: 1958-03-10
Publication date: 1964-06-11

Description

Bremsventil in Druckluftbremsanlagen für Motorfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein Bremsventil in Druckluftbremsanlagen für Motorfahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit einem Speisedruckraum, einem Bremsdruckraum und einem diese Räume verbindenden Speiseventil, dessen Schließkörper unter einer gegen den Speisedruck ventilschließenden elastischen Belastung steht, sowie mit einem dem Bremsdruckraum zugeordneten Entlüftungsventil, dessen Schließkörper in seiner Schließlage zusammen mit seinem Ventilsitz gegen eine auf den letzteren wirkende elastische Belastung durch Betätigungsmittel von außen von einem für den Ventilsitz bestimmten Anschlag wegbeweglich ist, um das Speiseventil zu öffnen.Brake valve in air brake systems for motor vehicles The invention relates to a brake valve in air brake systems for motor vehicles, in particular Motor vehicles, with a feed pressure chamber, a brake pressure chamber and one of these Feed valve connecting rooms, the closing body of which is under a pressure against the feed valve-closing elastic load, as well as with a brake pressure chamber associated vent valve, the closing body of which in its closed position together with its valve seat against an elastic load acting on the latter by actuating means from the outside of a stop intended for the valve seat is movable to open the feed valve.

Solche meist zur Betätigung durch eine Trittplatte eingerichteten Bremsventile müssen nicht nur äußerst betriebssicher sein, sondern sollen auch eine fein abstufbare und progressive Bremsung ergeben und mit möglichst kurzen Brems- und Lösezeiten arbeiten. Gleichzeitig muß das Bremsventil über die Trittplatte auf das Reaktionsempfinden des Fahrzeugführers derart einwirken, daß er den Bremszustand des Fahrzeuges und den Arbeitszustand der Bremsanlage richtig beurteilen kann.Such usually set up for actuation by a step plate Brake valves not only have to be extremely reliable, they should also be result in finely graduated and progressive braking and with the shortest possible braking and release times work. At the same time, the brake valve must open over the step plate the reaction sensation of the vehicle driver act in such a way that he the braking state correctly assess the vehicle and the working condition of the braking system.

Bremsventile, deren Speiseventil gegen den Speisedruck öffnet, sind bekanntlich mit dem Nachteil behaftet, daß einerseits bei jeder Bremsbetätigung der Speisedruck überwunden werden muß und anderseits bei Steigerung des Bremsdruckes bzw. sinkendem Speisedruck der Betätigungswiderstand an der Trittplatte abnimmt, was psychologisch widersinnig ist.Brake valves, the feed valve of which opens against the feed pressure, are is known to have the disadvantage that on the one hand each time the brake is actuated the feed pressure must be overcome and, on the other hand, when the brake pressure is increased or decreasing feed pressure, the actuation resistance on the step plate decreases, which is psychologically absurd.

Daher wurde bei einem bekannten Bremsventil gleich die Beseitigung eines spürbaren Einflusses des Speisedruckes auf den Betätigungswiderstand dadurch angestrebt, daß dem jeweiligen das Speiseventil belastenden Speisedruck durch die gleichzeitige Beaufschlagung einer Membran praktisch das Gleichgewicht gehalten wird, damit beim öffnen des Speiseventils lediglich die dasselbe belastende Kraft der Ventilschließfeder zu überwinden ist. Indem überdies der Bremszylinderdruck die zweite Seite der Membran als auch die Ringfläche eines den Ventilsitz des Entlüftungsventils bildenden Rückführkolbens beaufschlagt, wird dann wenigstens erreicht, daß der Betätigungswiderstand bei steigendem Bremszylinderdruck zunimmt.Therefore, in a known brake valve, the elimination was straight away a noticeable influence of the feed pressure on the actuation resistance sought that the respective feed valve loading pressure by the simultaneous application of a membrane practically kept the equilibrium is, so that when the feed valve is opened, only the same onerous force the valve closing spring has to be overcome. In addition, the brake cylinder pressure the second side of the membrane as well as the annular surface of the valve seat of the vent valve acting on the feedback piston forming, it is then at least achieved that the actuation resistance increases with increasing brake cylinder pressure.

Nach einem anderen bekanntgewordenen Vorschlag für ein Bremsventil ist der Schließkörper des Speiseventils dem Druck einer gegen den Speisedruck ventilschließenden Feder ausgesetzt und bildet gleichzeitig den Sitz des Entlüftungsventils. Auf den Schließkörper des Speiseventils wirkt der Speisedruck somit in öffnendem Sinne, hingegen nicht auf den Schließkörper des Entlüftungsventils. Auch bei völlig entlasteter Trittplatte erfolgt die Entlüftung nur unter dem Überdruck der Bremsluft gegen die tote Last der Betätigungsmittel, also gedrosselt und verlangsamt. Damit die Entlüftung auch bei kleinstem Bremsdruck noch zustande kommt, ist die druckbelastete Fläche des Schließkörpers verhältnismäßig groß und macht den Bremsdruck gegenüber dem Speisedruck zum vorherrschenden Faktor des Betätigungswiderstandes an der Trittplatte. Daher muß zum Beibehalten des Bremsdruckes bei einer Dauerbremsung die Trittplatte im entsprechenden Ausmaß voll belastet bleiben.According to another popular proposal for a brake valve is the closing body of the feed valve to the pressure of a valve closing against the feed pressure Suspended spring and at the same time forms the seat of the vent valve. On the Closing body of the feed valve, the feed pressure thus acts in an opening sense, however, not on the closing body of the vent valve. Even when completely relieved The venting takes place only under the overpressure of the brake air against the step plate dead load of the actuating means, so throttled and slowed down. So that the ventilation Even with the lowest braking pressure, is the pressure-loaded area the closing body is relatively large and makes the braking pressure compared to the feed pressure the prevailing factor of the actuation resistance on the step plate. Therefore the step plate in the remain fully charged to the corresponding extent.

Beim Erfindungsgegenstand sind die an sich bekannten Maßnahmen getroffen, damit der Betätigungswiderstand einerseits bei steigendem Bremsdruck und anderseits bei sinkendem Speisedruck spürbar zunimmt. Überdies wird nun aber auch das Ziel erreicht, daß der Speisedruck auf den Schließkörper des Entlüftungsventils wirkt und dasselbe bei entlasteter Trittplatte offenhält, um eine rasche Entlüftung zu ermöglichen. Zu diesem Zweck ragt gemäß der Erfindung ein mit dem Schließkörper des Entlüftungsventils verbundener, zum öffnen des Speiseventils dienender Teil so in den Speisedruckraum hinein, daß der auf diesen Teil wirkende Speisedruck den Schließkörper in die Öffnungslage drängt.In the subject matter of the invention, the measures known per se are taken, thus the actuation resistance on the one hand with increasing brake pressure and on the other hand increases noticeably with decreasing feed pressure. In addition, it is now also the goal achieves that the feed pressure acts on the closing body of the vent valve and keep it open when the footplate is relieved to allow rapid venting enable. For this purpose, according to the invention, a protrudes with the closing body the vent valve connected, serving to open the feed valve part so in the feed pressure chamber into that the one acting on this part Feed pressure pushes the closing body into the open position.

Die Tatsache des zunehmenden Betätigungswiderstandes mit sinkendem Speisedruck verschafft dem Fahrzeugführer bei Beachtung der Bremswirkung Gewißheit über den vorhandenen Speisedruck der Anlage, weil er infolge zunehmenden Betätigungswiderstandes insbesondere bei Ermüdung gefühlmäßig zur Überprüfung der Anzeigeinstrumente veranlaßt wird.The fact of the increasing actuation resistance with decreasing Boost pressure provides the vehicle driver with certainty when observing the braking effect on the existing feed pressure of the system, because it is due to increasing actuation resistance Especially when feeling tired, prompted to check the display instruments will.

Um bei langdauernder, unveränderter Bremsung, z. B. auf Gefällstrecken, eine übermäßige Ermüdung des Fahrzeugführers zu verhindern, ist der Sitz des Entlüftungsventils unabhängig vom Schließkörper des Speiseventils angeordnet und auf einem größeren Hubweg als der letztere beweglich, dessen Hubweg durch den Anschlag für den Sitz des Entlüftungsventils begrenzt ist, was ermöglicht, bei geschlossenem Speiseventil durch eine kleine rückläufige Bewegung der Trittplatte den Sitz zur Abstützung am Ventilgehäuse zu bringen und eine beträchtliche Verminderung der Reaktionskraft bei der Dauerbremsung zu erreichen.To with long, unchanged braking, z. B. on slopes, Preventing excessive operator fatigue is the seat of the vent valve arranged independently of the closing body of the feed valve and on a larger one Stroke than the latter movable, its stroke through the stop for the seat of the vent valve is limited, which enables when the feed valve is closed a small backward movement of the step plate to support the seat on the Bring valve housing and a considerable reduction in the reaction force to achieve during continuous braking.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bremsventils ist in der Zeichnung dargestellt, in welcher F i g. 1 ein Trittplatten-Zwillingsbremsventil für zwei getrennte, pneumatische Bremskreise im Axialschnitt und F i g. 2 und 3 das eine des Zwillingspaares je im Axialschnitt in der Bremshaltestellung bzw. in der Stopstellung mit geschlossenem Entlüftungsventil und geöffnetem Speiseventil zeigen.An embodiment of the brake valve according to the invention is shown in the drawing shown in which F i g. 1 a step plate twin brake valve for two separate, pneumatic brake circuits in axial section and FIG. 2 and 3 one of the pair of twins in the axial section in the brake stop position or in the stop position with closed vent valve and open feed valve demonstrate.

Beim veranschaulichten Zwillingsbremsventil sind einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugsziffern unter Beifügung je eines Apostrophs beim rechts liegenden Bremsventil bezeichnet. Die anschließende Beschreibung beschränkt sich hierbei auf das links liegende Bremsventil.In the illustrated twin brake valve, there are corresponding ones Components with the same reference numbers with the addition of an apostrophe on the right referred to lying brake valve. The following description is limited here on the brake valve on the left.

Die beiden das im Gehäuse 1. untergebrachte Zwillingsbremsventilpaar bildenden Bremsventile gehören je einem gesonderten Bremskreis an, welcher, abgesehen von der Ventilbetätigung, vom andern vollständig unabhängig ist. Die vom Kompressor 2 erzeugte Druckluft strömt über den Druckregler 3 zum Doppelrückschlagventil 4 und verteilt sich auf die Druckluftreservoire 5 und 5', aus welchen die Druckluft über den Anschluß 6 bzw. 6' in den Speisedruckraum 7 bzw. 7' gelangt. Der Speisedruckraum 7 ist einerseits durch den Schließkörper 8 des Speiseventils und andererseits durch einen in den Raum 7 vorstehenden Kolbenstößel 9 und eine Dichtung 10 abgeschlossen, die dessen Durchtritt in den Raum 7 abdichtet. Der im Raum 7 auf den Kolbenstößel 9 wirkende Druck hält den Ventilschließkolben 11 des Entlüftungsventils 1.1, 17 in seiner in F i g. 1 gezeigten Ausgangsstellung im Anschlag an der Gehäuseabdeckplatte 12. Dadurch steht der Bremszylinder 13 pneumatisch über den Anschluß 14, den die Dichtung 10 umgebenden Kanal 15, die Reaktionskammer 16, das Entlüftungsventil 11, 17, den Entlüftungsraum 18, den Kanal 19 und den Anschluß 20 mit der Außenluft in Verbindung. Der Schließkörper 8 des Speiseventils ist in einem Verschlußzapfen 21 geführt und mit einer Druckfeder 22 belastet, welche bei maximalem Speisedruck im Raum 7 gerade noch ausreicht, um das Speiseventil dicht zu schließen. Somit bedarf es zum Öffnen des Speiseventils einer nur kleinen Betätigungskraft, die jedoch bei vermindertem Speisedruck bzw. erhöhtem Bremsdruck entsprechend gesteigert werden muß. Das Speiseventil ist so ausgebildet, daß beim Öffnen desselben die Druckluft dem Ventil zentral zuströmt und zentrifugal durch die zwischen dem Schließkörper 8 und dessen Sitz gebildete Ringöffnung austritt, wodurch der Luftdurchtritt sehr erleichtert und eine Selbstreinigung des Ventils an den Dichtungsstellen erzielt wird.The two brake valves that form the twin brake valve pair accommodated in the housing 1 each belong to a separate brake circuit which, apart from the valve actuation, is completely independent of the other. The compressed air generated by the compressor 2 flows via the pressure regulator 3 to the double check valve 4 and is distributed to the compressed air reservoirs 5 and 5 ', from which the compressed air reaches the feed pressure chamber 7 and 7' via the connection 6 or 6 '. The feed pressure chamber 7 is closed on the one hand by the closing body 8 of the feed valve and on the other hand by a piston tappet 9 protruding into the chamber 7 and a seal 10 which seals its passage into the chamber 7. The pressure acting on the piston tappet 9 in space 7 holds the valve-closing piston 11 of the vent valve 1.1, 17 in its position in FIG. 1 in the stop position on the housing cover plate 12. As a result, the brake cylinder 13 is pneumatically above the connection 14, the channel 15 surrounding the seal 10, the reaction chamber 16, the vent valve 11, 17, the vent chamber 18, the channel 19 and the connection 20 in connection with the outside air. The closing body 8 of the feed valve is guided in a locking pin 21 and loaded with a compression spring 22, which at maximum feed pressure in space 7 is just sufficient to close the feed valve tightly. Thus, only a small actuating force is required to open the feed valve, which, however, has to be increased accordingly in the case of a reduced feed pressure or increased brake pressure. The feed valve is designed so that when it is opened, the compressed air flows centrally to the valve and exits centrifugally through the annular opening formed between the closing body 8 and its seat, which greatly facilitates the passage of air and self-cleaning of the valve at the sealing points.

Den Ventilsitz 17 des Entlüftungsventils drückt eine Schraubenfeder 24 mittels eines Halteringes 23 in Richtung der Öffnungsbewegung des Schließkolbens 11 an einen Ringanschlag 25. Im Kolben 11 ist ein Abstützanschlag 26 angeordnet, welcher eine im Kolben 11 abgestützte Regulierfeder 27 in ihrem Kompressionshub begrenzt. Auf die Regulierfeder 27 stützt sich über einen Federteller 28 und einen in seiner Länge einstellbaren Stößel 29 ein Waagebalken 30 ab, der mittels eines Zapfens 31 an der Unterseite der Trittplatte 32 schwenkbar gelagert ist. Die Trittplatte 32 ist mittels eines Zapfens 33 am Ventilgehäuse 1 auf und ab schwenkbar gelagert, und ihre Neigung zum Gehäuse kann mittels in der Wirklänge einstellbaren Anschlagschrauben 34 und 34' der Stößel 29 und 29' verändert werden.The valve seat 17 of the vent valve is pressed by a helical spring 24 by means of a retaining ring 23 in the direction of the opening movement of the closing piston 11 against an annular stop 25. In the piston 11 there is a support stop 26 which limits a regulating spring 27 supported in the piston 11 in its compression stroke. A balance beam 30 is supported on the regulating spring 27 via a spring plate 28 and a length-adjustable plunger 29, which is pivotably mounted on the underside of the step plate 32 by means of a pin 31. The footplate 32 is pivotably mounted up and down on the valve housing 1 by means of a pin 33 , and its inclination to the housing can be changed by means of adjustable stop screws 34 and 34 'of the tappets 29 and 29'.

Zum Betätigen der Bremsen, d. h., zum Beliefern der Bremszylinder 13 und 13' mit Druckluft wird die Trittplatte 32 niedergedrückt, wobei die Betätigungskraft durch den Waagebalken 30 auf die beiden Stößel 29 und 29' aufgeteilt wird und über die Federteller 28 und 28' und die Regulierfedern 27 und 27' die Schließkolben 11 und 11' nach unten bewegt. Dabei trifft die Stirnseite der Kolben 11 und 11' auf den Ventilsitz 17 bzw. 17' auf und schließt das Entlüftungsventil. Die pneumatische Verbindung zwischen dem Bremszylinder 13 bzw. 13' und der Außenluft ist somit unterbrochen.To actuate the brakes, that is, to supply the brake cylinders 13 and 13 'with compressed air, the footplate 32 is depressed, the actuating force being divided by the balance beam 30 to the two tappets 29 and 29' and via the spring plates 28 and 28 'and the Regulating springs 27 and 27 ' move the closing piston 11 and 11' downwards. The end face of the pistons 11 and 11 ' strikes the valve seat 17 and 17' and closes the vent valve. The pneumatic connection between the brake cylinder 13 or 13 'and the outside air is thus interrupted.

Werden die Kolben 11 und 11' weiter nach unten bewegt, so treffen die Kolbenstößel 9 und 9' am Schließkörper 8 bzw. 8' des Speiseventils auf und öffnen dasselbe gegen die den Speisedruck übertreffende Wirkung der Feder 22 bzw. 22'. Im Falle unterschiedlichen Speisedruckes im Reservoir 5 und 5' ist der Öffnungswiderstand bei dem einem niedrigeren Speisedruck ausgesetzten Ventil 8 bzw. 8' größer als beim anderen, und dementsprechend wird die Betätigungskraft mittels des Waagebalkens 30 umgekehrt proportional auf die beiden Ventile aufgeteilt: Das Ventil mit höherem Speisedruck wird also zuerst und stärker . geöffnet als das andere. Nun strömt Druckluft aus dem Speisedruckraum 7 zentrifugal durch das Speiseventil über den Anschluß 14 zum Bremszylinder 13. Gleichzeitig gelangt Druckluft durch den Kanal 15 in die Reaktionskammer 16 und übt eine regulierende Reaktionskraft auf Ventilsitz 17 und Schließkolben 11 des Entlüftungsventils aus. In analoger Weise arbeitet auch das andere Bremsventil des Zwillingspaares, weshalb im folgenden nur noch die Funktion des einen Ventils erläutert wird.If the pistons 11 and 11 'are moved further down, the piston tappets 9 and 9' strike the closing body 8 and 8 ' of the feed valve and open the same against the action of the spring 22 and 22' which exceeds the feed pressure. In the case of different feed pressures in the reservoir 5 and 5 ', the opening resistance of the valve 8 or 8', which is exposed to a lower feed pressure, is greater than that of the other, and accordingly the actuating force is divided inversely proportionally to the two valves by means of the balance arm 30: The valve with So higher feed pressure will be first and stronger. open than the other. Compressed air now flows from the feed pressure chamber 7 centrifugally through the feed valve via the connection 14 to the brake cylinder 13. At the same time, compressed air passes through the channel 15 into the reaction chamber 16 and exerts a regulating reaction force on the valve seat 17 and the closing piston 11 of the vent valve. The other brake valve of the twin pair also works in an analogous manner, which is why only the function of one valve is explained below.

Bei dem in F i g. 2 gezeigten sogenannten Regelzustand der Bremshaltestellung hat sich der Schließkolben 11 wieder so weit gehoben, daß der Ventilsitz 17 am Ringanschlag 25 ansteht, wodurch ungefähr 35 % der obengenannten Reaktionskraft vom Ringanschlag aufgenommen wird und sich folglich die Bremshaltekraft an der Trittplatte 32 um diesen Betrag vermindert. Bei Dauerbremsungen tritt eine Ermüdung beim Fahrzeugführer somit viel weniger rasch ein.In the case of the one shown in FIG. 2, the so-called control state of the brake holding position shown, the closing piston 11 has again raised so far that the valve seat 17 is against the ring stop 25, whereby about 35% of the above reaction force is absorbed by the ring stop and consequently the brake holding force on the step plate 32 is reduced by this amount. When the brakes are applied continuously, the driver of the vehicle becomes tired much less quickly.

Beim Bremslösen wird die Trittplatte entlastet, Schließkolben 11 wird vom Überdruck in der Reaktionskammer 16 und von dem auf den Kolbenstößel 9 wirkenden Speisedruck rasch vom Ventilsitz 17 abgehoben, wodurch der Bremszylinder entlüftet wird. Die Entlüftungsgeschwindigkeit wird durch die im Boden des Kolbens 11 bzw. 11' vorgesehenen Bohrungen 35 bzw. 35' bestimmt.When the brake is released, the footplate is relieved and the locking piston 11 is from the overpressure in the reaction chamber 16 and from that acting on the piston tappet 9 Feed pressure is quickly lifted from the valve seat 17, whereby the brake cylinder is vented will. The venting speed is determined by the in the bottom of the piston 11 resp. 11 'provided holes 35 and 35' determined.

Wird eine Stopbremsung nach F i g. 3 ausgeführt, so wird das Speiseventil 8 über den Abstützanschlag 26 und den Kolbenstößel 9 direkt aufgestoßen, wodurch eine rasche Bremsung herbeigeführt wird.If a stop braking according to FIG. 3 is executed, the feed valve 8 pushed open directly over the support stop 26 and the piston tappet 9, whereby rapid braking is brought about.

Claims

Claims: 1. Brake valve in air pressure brake systems for motor vehicles, in particular motor vehicles, with a feed pressure chamber, a brake pressure chamber and a feed valve connecting these spaces, the closing body of which is under an elastic load that closes the valve against the feed pressure, as well as a vent valve assigned to the brake pressure chamber, the closing body of which is in its Closing position together with its valve seat against an elastic load acting on the latter by actuating means from the outside away from a stop intended for the valve seat in order to open the feed valve, characterized in that one connected to the closing body (11) of the vent valve , to open the feed valve serving part (9) protrudes into the feed pressure chamber (7) so that the feed pressure acting on this part (9) pushes the closing body (11) into the open position. z. Brake valve according to Claim 1, characterized in that the seat (17) of the vent valve is arranged independently of the closing body (8) of the feed valve and is movable over a greater stroke than the latter. 3. Brake valve according to claims 1 and 2, characterized in that one on the closing body (11) of the vent valve during its closing movement against the feed pressure acting regulating spring (27) is limited in its compression stroke by a stop (26). 4. Brake valve according to claims 1 to 3, characterized in that it is designed as a twin step plate valve for two separate pneumatic circuits. Considered publications: German Patent Specifications No. 465 997, 906 301; Swiss patents No. 141723, 164 068; U.S. Patent No. 2,206,656.