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Mehrkreisbremsventil für Druckmittel-Bremsanlagen in Kraftfahrzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Mehrkreisbremsventil für Druckmittel-, insbesondere
Druckluft-Bremsanlagen in Kraftfahrzeugen mit aus gleichen Konstruktionsbestandteilen
(Stellglieder, Ab-
sperrglieder, Rückführkolben, Wegfedern) bestehenden, den
Druck in den Bremskreisen steuernden Ventileinheiten, die an einem gemeinsamen Tragkörper
in der Weise angeordnet sind, daß ihre Mittelachsen in einer Ebene liegen, und von
einem gemeinsamen Steuerorgan, welches über die Wegfedern auf die Stellglieder Steuerkräfte
ausübt, gesteuert werden.
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Das stete Anwachsen der Nutzlast der Fahrzeuge und der Fahrgeschwindigkeit
hat in allen Ländern mit starkem Fahrzeugverkehr die Steigerung der an die Bremsanlagen
von Fahrzeugen gestellten Anforderungen herbeigeführt. So z. B. besteht in vielen
Ländern die Vorschrift, je einen Brernskreis für die vorderen und hinteren
Achsen sowohl bei Lastwagen hoher Geschwindigkeit und Nutzlast als auch bei Autobussen
vorzusehen. Bei Druckluftbremsanlagen bedeutet dies praktisch, daß die vom Kompressor
erzeugte Druckluft in zwei voneinander getrennte Luftbehälter geleitet wird, deren
einer die vorderen Bremsen und der andere die hinteren Bremsen speist. Im Grunde
genommen werden also zwei getrennte Luftanlagen angewendet, welche zwecks einheitlicher
und synchronisierter Wirkung der vorderen und hinteren Bremsen durch ein gemeinsames
Brernsventil gesteuert werden. Die so ausgebildete Luftdruckbremsanordnung wird
Zweikreisanordnung genannt. Die Anwendung solcher Zweikreisanordnungen hat den Vorteil,
daß das Bremsen des Fahrzeugs mit Hilfe des zweiten Kreises auch dann
- wenn auch mit geringerer Verzögerung - möglich ist, wenn die Druckluft
aus dem einen Kreis zufolge einer Beschädigung entwichen ist.
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Derartige Änordnungen können dadurch ergänzt werden, daß mit ihnen
auch die Betätigung der Anhängerbremsanordnung möglich ist. Dreikreisbremsventile
ermöglichen dann das Bremsen des Zugwagens mit einem Zweikreissystern und das Bremsen
eines Anhängerwagens mit einem dritten Kreis. Hierbei können die Brernsanordnungen
der Fahrzeuge durch die Ventileinheiten indirekt oder direkt gesteuert werden. Bei
direkter Betätigung bedingt die Steuerventileinheit in der Anlage eine Druckzunahme,
bei indirekter Betätigung hingegen eine Druckabnahme.
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Um eine optimale Bremswirkung zu erzielen, ist es unbedingt notwendig,
insbesondere bei Bremsanordnungen, die außer mit direkter Betätigung auch mit indirekter
Betätigung zum Bremsen eines Anhängerwagens arbeiten, eine zeitliche Verschiebung
zwischen den wirksamen Stellungen der verschiedenen Ventileinheiten vorzusehen.
Durch entsprechende Einregelung der Ventileinheiten soll es beispielsweise möglich
sein, die Luftdruckbrernsen des Anhängers früher als diejenigen des Zugwagens zum
Ansprechen zu bringen. Eine derartige Regelmöglichkeit ist je-
doch auch bei
direkt arbeitenden Anlagen mit zwei oder drei Kreisen von Vorteil, wenn die Abstände
der getrennt gebremsten Radpaare vom Bremsventil verschieden sind. Bei unterschiedlichen
Längen der Luftleitungen der Bremskreise bewirkt der höhere Widerstand der längeren
Luftleitung beim Bremsen ein zeitlich unterschiedliches Ansprechen der einzelnen
Bremsen. Diese Verschiebung muß durch Einregelung der Ventileinheiten auszugleichen
sein.
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Dies wird bei einem Mehrkreisbremsventil der eingangs beschriebenen
Art dadurch erreicht, daß das Steuerorgan in an sich bekannter Weise ein Nocken
ist, daß dieser Nocken mit gegen Verdrehung gegenüber dem Nocken gesicherten Bolzen
zusammenarbeitet, auf denen mittels Gewinde Federteller für die Wegfedern axial
verstellbar angeordnet sind, und daß im Tragkörper öffnungen vorgesehen sind, durch
die Werkzeuge zum Verstellen der Federteller hindurchführbar sind.
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Bei dieser erfindungsgemäßen Anordnung ist eine zeitlich früher oder
später einsetzende Wirkung der einzelnen Ventileinheiten in bezug aufeinander ohne
Demontage bzw. Auseinandernehmen der Vorrichtung von außen her möglich. Damit ist
gewährleistet,
daß die Anpassung der Bremsventile an die räumlich
unterschiedliche Anordnung der verschiedenen Bremsen bzw. an eine gemischte direkte
und indirekte Steuerung optimal durchgeführt werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 ein Bremsventil nach der Erfindung in einem
vertikalen Schnitt, F i g. 2 perspektivisch die Ansicht der zugehörigen Betätigungswelle.
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Aus F i g. 1 ist eine durch Kombination von direkt und indirekt
wirkenden Ventileinheiten hergestellte Ventilanordnung für drei Kreise zu ersehen.
An einem Tragkörper 2 sind die Ventileinheiten Al. A22 A, angeordnet, welche
die Bremskreise steuern. Vermittels der direkt wirkenden Ventileinheiten
A l und A2 können z. B. die vordere und hintere Achse eines Zugwagens,
vermittels der indirekt wirkenden Ventileinheit A, kann hingegen ein Anhänger
mit getrennter Steuerung gebremst werden. Da sowohl die indirekt als auch die direkt
wirkenden Ventileinheiten miteinander sowohl in ihrer Konstruktion als auch in ihren
Bestandteilen übereinstimmen, wurden in der Zeichnung gleiche Bestandteile nur bei
der Ventileinheit Al mit Bezugszeichen versehen, während die Bezugszeichen bei den
Einheiten A,
und A, zwecks Vereinfachung der Zeichnung weggelassen
worden sind. Beide Arten sind jedoch nach ihrer Wirkungsweise beschrieben.
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Die Rohranschlußöffnungen a, und a2 stehen mit dem oder den Luftbehältern
des Zugwagens in Verbindung, während die Rohranschlußöffnungenb, und b2 mit
den Bremszylindern desselben verbunden sind. Die Rohranschlußöffnung a. der indirekt
arbeitenden Ventileinheit A, ist mit dem Luftbehälter verbunden, während
seine Rohranschlußöffnung b. über die den Zugwagen und den Anhänger verbindende
Leitung an die Hauptluftleitung der Bremsanordnung des Anhängers angeschlossen ist.
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Die zwischen dem Tragkörper 2 und den durch Schrauben daran befestigten
Ventilgehäusen 3 eingeschalteten Membranen 4 bilden eine elastische Trennwand.
Mit den die Membranen umschließenden tellerartigen Platten 4 a und 4 b ist
ein Stellglied 5 verbunden, welches in einer Bohrung des Ventilgehäuses
3 gleitet und den Bewegungen der Membran 4 folgt. An einer Seite der Membran
4 ist eine schwächere Schraubenfeder 6 und an ihrer anderen Seite eine stärkere
Schraubenfeder 7 angeordnet, wobei die Wegfeder 7 auf einem in dem
zylindrischen Hohlraum des Tragkörpers 2 kolbenartig geführten Federteller
8 aufliegt. Der Tragkörper 2 hat mindestens so viele rohrstutzenartige zylindrische
Anschlüsse 2 a, wie Bremskreise vorgesehen sind. Die das Stellglied 5 leitende
Bohrung des Ventilgehäuses 3 ist an ihrem Ende ventilsitzartig ausgebildet.
Dieser Sitz nimmt das mit der Feder 9 belastete Ventil 10 auf. Die
das Stellglied 5
leitende Bohrung des Ventilgehäuses hat an ihrem zum Ventil
10 hin liegenden Teil einen größeren i Durchmesser, und der in dieser Weise
entstandene ringförmige Raum 11 verbindet die Ventilöffnung mit der im Ventilgehäuse
ausgebildeten Rohranschlußöffnung b, bzw. bl, und b.. Der Raum 11 ist außerdem
durch einen Kanal 12 mit dem durch die i Membran 4 abgeschlossenen Raum
13 verbunden, in welchem sich die Feder 6 befindet. Das Ventilgehäuse
ist durch eine Kappe 14 abgeschlossen. Das die Ventilanordnung betätigende Pedal
1 ist durch eine Stange 15 mit einem auf der Achse 16
angebrachten
Kurbelarin 17 gelenkig verbunden. Der auf die Welle aufgekeilte Nocken
18, welcher eine symmetrische Leitbahn hat, übermittelt die betätigende Wirkung
des Pedals den in die Federteller 8 der Ventileinheiten A 1 und
A2 eingeschraubten Bolzen 19, welche den Nocken 18 mit ihren
Enden umfassen. Der Nocken 18 betätigt ferner vermittels des Gewindebolzens
19 a die indirekt arbeitende VentileinheitA.. Die Gehäusewand weist in den
Außenluftraum mündende Öffnungen 20 auf, die eine Verdrehung der Federteller
8 von außen her zulassen. Dadurch ist die Entfernung des Stellglieds
5
durch die Wegfeder 7 und Membran 4 vom Ventil 10
verstellbar,
so daß die einzelnen Ventileinheiten von außen her geregelt werden können. Demzufolge
kann auch die Wirkung der zu den Ventileinheiten gehörenden Bremsanordnungen bzw.
ihre Bremswirkung mit Bezug aufeinander verzögert bzw. beschleunigt werden.
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Die Wirkungsweise des beschriebenen Bremsventils ist folgende: Die
Ventileinheiten A, und A, versorgen aus den Druckluftbehältern, welche
über die Rohranschlußöffnungen a. und a. angeschlossen sind, direkt die Bremszylinder
der Vorder- bzw. Hinterachse des Zugwagens. In der Bremslösestellung sind die Ventile
10 geschlossen. Die Bremsleitungen bi und b2
sind über den Zwischenraum
zwischen den Ventilen 10 und den Stellgliedern 5, ferner über die
Stellglieder 5 und die Öffnungen 20 des Tragkörpers 2 an die Außenluft angeschlossen.
Demzufolge sind die Bremszylinder druckfrei. Der Nocken 18, welcher auf der
im Tragkörper 2 quer gelagerten Achse 16 befestigt ist, verschiebt beim Durchtreten
des Pedals 1
die in den Federtellern 8 verstellbar angeordneten Bolzen
19 in beide Richtungen. Die über die Federteller 8 auf die Wegfedern
7 wirkende Kraft verschiebt die Membranen 4 und damit auch die an den Membranen
befestigten Stellglieder 5 in der Richtung der Ventile 10.
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Während der Verschiebung kommen zunächst die Stellglieder
5 an den Ventilen 10 zur Anlage und schließen dadurch die Bremszylinder
von der Außenluft ab. Danach heben sie die Ventile 10 an, wodurch über die
Rohre bi und b2 in die Bremszylinder Druckluft eindringt, so daß die Bremsen
zum Anliegen kommen. Zugleich strömt jedoch Druckluft auch in den an der Ventilseite
der Membran 4 gelegenen Raum 13, dessen Druck die Wegfeder 7 zusammendrückt.
Dadurch verschieben sich die Meinbranen gegen den Steuernocken 18, wobei
sich auch das Stellglied 5 so lange verschiebt, bis die Ventile
10 wieder schließen und keine weitere Druckluft den Bremsen zuströmt. Nun
stellt sich der der Pedalstellung entsprechende Gleichgewichtszustand ein (Teilbremsung).
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Beim weiteren Niederdrücken des Pedals, d. h. bei kräftigerem
Bremsen, wiederholt sich das beschriebene Spiel. Beim Lösen des Pedals entsteht
eine entgegengesetzte Bewegung, wobei die abgelassene Druckluft durch die Öffnungen
20 ins Freie entweicht.
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Durch das von außen durchführbare Verdrehen der Federteller
8 um den mit Gewinde versehenen Bolzen 19 verändert sich der Abstand
zwischen den Stellgliedern 5 und den Ventilen 10. Infolgedessen ist
das
Einströmen der Druckluft bzw. der Zeitpunkt des Beginns des Bremsvorganges veränderbar,
so daß die Bremskreise getrennt eingestellt werden können.
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Die Ventileinheit A, steuert das Steuerventil des Anhängers
indirekt. In Ruhelage hält das Stellglied 5
das Ventil 10 offen, so
daß durch die Rohranschlußöffnung a. Druckluft in das der Rohranschlußöffnung
b. angeschlossene Rohr strömt, welches mit dem Steuerventil des Anhängers
in Verbindung steht. Der durch Niederdrücken des Pedals 1 verdrehte Steuernocken
18 verschiebt die Bolzen 19 in zwei Richtungen nach außen hin und
läßt gleichzeitig die Verschiebung des Bolzens 19 a gegen die Achse
16
zu, da derselbe durch Vermittlung der Wegfeder 7
durch den im Raum
13 der Membran herrschenden Druck verschoben wird. Daraufhin verschiebt sich
mit dem Bolzen 19 a und seinem Federteller 8 auch die Membran 4 und
das damit verbundene Stellglied 5, worauf das Ventil 10 der Ventileinheit
A,
schließt. Zufolgedessen hört die Strömung der Luft in die Rohranschlußöffnung
b. auf. Bei weiterer Verschiebung löst sich das Stellglied 5 vom Ventil
10 ab und verbindet das Rohr b. durch die Öffnungen 20 des Tragkörpers
2 mit der Außenluft. Der Druckabfall in der Rohranschlußöffnung b. betätigt
das Steuerventil und dadurch die Bremsen des Anhängers. Der Gleichgewichtszustand
stellt sich auch hier in der oben beschriebenen Weise ein, so daß auch Teilbremsungen
möglich sind.
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Läßt man das Pedal los, so stellt sich wieder die Lage nach F i
g. 1 ein, und die Rohrleitung b. zum
Steuerventil des Anhängers
wird aufgefüllt.
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Durch Anwendung der Betätigungsorgane nach F i g. 2 kann die
Druckluftbremse des Anhängers mittels des Handbremshebels auch gesondert betätigt
werden. Wenn die Welle 16 in den Tragkörper 2 eingebaut und durch den Kurbelann
17 verdreht wird, kommt der auf die Welle aufgekeilte Steuernocken
18
lediglich mit den Bolzen 19 in Berührung und betätigt demzufolge
nur die Ventileinheiten A, und A2, während die indirekt betätigte
und die Bremsung des Anhängers steuernde Ventileinheit A, durch den Steuernocken
18 a betätigt wird, welcher mit dem Bolzen 19 a in Berührung kommt.
Der Steuernocken 18 a ist auf dem auf die Welle 16 aufgeschobenen
Rohrstutzen 21 aufgekeilt, an dessen Außenende der Kurbelarm 22 befestigt ist, welcher
mit dem auf dem Zugwagen zur Handbremsung des Anhängers angebrachten Hebel verbunden
ist.
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Falls die Welle 16 und damit der Steuernocken 18
durch
Betätigung des Pedals 1 über den Arm 17 verdreht werden, nimmt sie
vermittels des Anschlages 23 auch den Steuernocken 18 a mit.
Das Pedal wird also in der beschriebenen Weise alle drei Ventile A
19
A2 und A, betätigen. Soll nur der Anhänger gebremst werden,
so muß der mit dem Handbremshebel verbundene Kurbelann 22 verdreht werden, welch
letzterer vermittels der Rohrwelle 21 nur den Steuernocken 18 a mitnimmt.
Der Steuernocken 18 a
betätigt über den Bolzen 19 a lediglich
das Ventil A,
Die Ausbildung der Betätigungsorgane nach F i g. 2 ist
nicht Gegenstand der Erfindung und hier nur zur Erläuterung der Wirkungsweise des
erfindungsgemäß gestalteten Bremsventils beschrieben. Das beschriebene Bremsventil
kann auf der dem Pedal benachbarten oder auch einer weiter entfernt liegenden Platte
leicht angebracht werden.
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Durch entsprechende Auswahl der Ventileinheiten bzw. durch Weglassen
von ein oder zwei Ventileinheiten können die nachstehend angeführten Kombinationen
geschaffen werden.
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1. Einkreisbremsventil mit direkter Wirkung.
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2. Bremsventil für Anhänger (Einkreisbremsventil mit indirekter Wirkung).
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3. Zweikreisbremsventil für zwei direkt wirkende Kreise.
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4. Kombiniertes Zweikreisbremsventil für einen direkten und einen
indirekten Kreislauf.
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5. Dreikreisbremsventil für drei direkt wirkende Kreise.
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6. Kombiniertes Dreikreisbremsventil für zwei direkte und einen
indirekten Kreis.
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Die Anschlußstellen der Ventileinheiten, welche weggelassen werden,
sind auf dem Tragkörper 2 einfach durch eine Abschlußplatte abgedeckt.
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An dem Tragkörper 2 können auch mehrere Anschlußöffnungen 2 a zum
Anschluß von Ventileinheiten angeordnet werden.
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Aus der Zeichnung ersichtliche Einzelheiten der konstruktiven Gestaltung,
die nicht in den Patentansprüchen gekennzeichnet sind, sind nicht Gegenstand der
Erfindung.