DE1208207B - Druckluft-Erzeugungsanlage in Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, mit Druckluft-bremse und Druckluftfederung - Google Patents

Druckluft-Erzeugungsanlage in Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, mit Druckluft-bremse und Druckluftfederung

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DE1208207B DEB59808A DEB0059808A DE1208207B DE 1208207 B DE1208207 B DE 1208207B DE B59808 A DEB59808 A DE B59808A DE B0059808 A DEB0059808 A DE B0059808A DE 1208207 B DE1208207 B DE 1208207B
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T15/00Construction arrangement, or operation of valves incorporated in power brake systems and not covered by groups B60T11/00 or B60T13/00
    • B60T15/02Application and release valves
    • B60T15/36Other control devices or valves characterised by definite functions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
    • B60G17/04Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics
    • B60G17/052Pneumatic spring characteristics
    • B60G17/0523Regulating distributors or valves for pneumatic springs
    • B60G17/0525Height adjusting or levelling valves

Description

  • Druckluft-Erzeugungsanlage in Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, mit Druckluftbremse und Druckluftfederung Die Erfindung betrifft eine Druckluft-Erzeugungsanlage in Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, mit Druckluftbremse und Druckluftfederung. In solchen Anlagen ist es erwünscht, die Druckluftfederung mit einem verhältnismäßig hohen Druck, z. B. mit 20 atü, zu betreiben, damit man kleine Luftfederbälge wählen kann, während für die Luftbremse Druckluft üblicher Spannung, also zwischen 4,5 und 7 atü, verwendet wird. Dabei sollen der Vorratsbehälter der Luftfederung und der Vorratsbehälter der Luftbremse von einem gemeinsamen Luftpresser aus der üblichen Weise über vorgeschaltete Rückschlagventile mit Druckluft versorgt, jedoch auf den gewünschten verschieden hohen Drücken gehalten werden.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung auf einfache und betriebssichere Art gelöst, ohne daß besondere Druckbegrenzer oder Druckminderer vor dem einen oder anderen Behälter benötigt werden. Die Erfindung besteht darin, daß in die vom Luftpresser kommende Versorgungsleitung vor den Rückschlagventilen der Behälter ein mit seinem Regelglied (Membran oder Kolben) dem Druck im Bremsluftbehälter ausgesetztes Hilfsventil eingeschaltet wird, das nach dem Erreichen des Betriebsdrucks im Bremsluftbehälter den Druckluftstrom zum Rückschlagventil dieses Behälters unterbricht und den Luftweg zum Rückschlagventil des Federungsluftbehälters öffnet und diesen wieder abschaltet sowie den Bremsluftbehälter wieder anschaltet, wenn der Druck in diesem Behälter unter den vorgesehenen Wert abgesunken ist. Mit dieser Einrichtung wird also stets der Luf tbedarf des aus Verkehrssicherheitsgründen wichtigeren Anlageteils, nämlich der Druckluftbremse, an erster Stelle berücksichtigt und die An- und Abschaltung des anderen, auf einen wesentlich höheren Betriebsdruck zu bringenden und somit eine längere Füllzeit erfordernden Anlageteils in den Versorgungspausen des ersten Behälters, jedoch ohne zusätzliches eigenes Regelglied durchgeführt.
  • Es ist zwar bei Fahrzeugen mit Druckluftbremse und Druckluftfederung an sich bekannt, die Drucklufterzeugungsanlage so auszubilden, daß die Druckluftbremse zuerst versorgt wird und die Federung erst berücksichtigt wird, wenn der Luftbedarf der Bremse gedeckt ist. Hier handelt es sich aber offensichtlich um Anlagen, bei denen Bremse und Federung im gleichen Druckbereich arbeiten, so daß die Aufgabe in bekannter Weise mit einem überströmventil zwischen dem Druckluftbehälter der Bremse und dem der Federung gelöst werden kann.
  • Es sind allerdings in Fahrzeugen auch Druckluftanlagen bekannt, die in zwei Kreisen mit verschieden hohen Drücken arbeiten. Dabei wird auf dem Hochdruckkreis in der Regel eine nur verhältnismäßig selten zu versorgende Sondereinrichtung gespeist und die Druckluftbremse aus dem Niederdruckkreis versorgt. Bei älteren Anlagen ist die Einrichtung so getroffen, daß zuerst der Luftbedarf des Hochdruckkreises und dann erst der des Niederdruckkreises gedeckt wird. Es wird also hier der weniger wichtige Kreis bevorzugt mit Druckluft beschickt und gerade die für die Verkehrssicherheit ausschlaggebende Druckluftbremse vernachlässigt.
  • Bei neueren Anlagen ist man deshalb darauf aus, den Bremsarbeitskreis, der den niedrigeren Druck hat, vor dem anderen Kreis mit höherem Betriebsdruck zu versorgen. Es sind solche Anlagen bekannt für Fahrzeuge mit Druckluft- (Niederdruck-) Bremse und Hochdruck-Kippeinrichtung. Bei einer dieser bekannten Anlagen ist zwischen den Drucklufterzeuger und die beiden Verbraucherkreise ein von Hand zu betätigendes Umschaltventil geschaltet, das eine vom Druck im Niederdruckkreis im Lösesinne belastete Verriegelungsvorrichtung besitzt und erst zugunsten des Hochdruckkreises verstellt werden kann, wenn der Niederdruckkreis auf seinen Betriebsdruck aufgefüllt ist. Das Umschaltventil soll zwar nach Auffüllen des Hochdruckbehälters selbsttätig in die erste verriegelte Niederdruckstellung zurückgehen; dies ist aber nur möglich, solange der Hochdruckkreis intakt ist, die Verriegelungsvorrichtung keinen zu großen Bewegungswiderstand am Umschaltventil hervorrufen kann und vor allem, wenn der Fahrer selbst das von Hand in der Hochdruckstellung gehaltene Umschaltventil rechtzeitig freigibt. Tritt während der Füllzeit des Hochdruckbehälters im Bremskreis ein größerer Druckverbrauch auf, so muß der Fahrer selbst eingreifen und das Umschaltventil von Hand zurückführen. Bei Anlagen mit Luftfederung und Luftbremse, wo häufig in beiden Kreisen gleichzeitig Luft verbraucht wird, ist eine solche Einrichtung nicht brauchbar, weil der Bremskreis aus Sicherheitsgründen ohne Zutun des Fahrers im Bedarfsfall stets bevorzugt Druckluftnachschub erhalten muß.
  • Eine andere der genannten neueren Zweidruckanlagen benötigt zur Steuerung der Luftversorgung zu den beiden Kreisen verschiedenen Drucks eine ganze Reihe vielteiliger Ventile, nämlich zwei Druckregler, ein überströmventil, ein Druckminderventil und entsprechende Querverbindungen zwischen den Kreisen. Diese bekannte Anlage ist infolge ihrer Vielseitigkeit nicht nur teuer, sondern auch sehr störanfällig wegen der vielen Steuerglieder in den Ventilen und der vielen Anschlußstellen für die verbindenden Rohrleitungen, die stets die Gefahr des Undichtwerdeas in sich bergen. Auf alle Fälle erfordert diese Anlage außerordentlich viel Wartungsarbeit im Vergleich zu der Aufteilung gemäß der Erfindung.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung skizziert, und zwar zeigt F i g. 1 ein Schema der Gesamtanlage und F i g. 2 ein Teil dieser Anlage im Schnitt.
  • Von dem der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs angetriebenen Luftpresser 1 mit Ansaugfilter 2 führt eine Druckleitung 3 zu einem Hilfsventil 4, von dem eine Leitung 5 zum Bremsluftbehälter 6 und eine Leitung 7 zum Federungsluftbehälter 8 abgezweigt sind. An den Behälter 6 ist über eine Leitung 9 eine beispielsweise in geschlossener Verstärkerbauart ausgebildete und mit einem Fußhebel 10 zu bedienende Druckluftbremse 11 angeschlossen, die über einen hydraulischen Hauptzylinder 12 in bekannter Weise auf Radzylinder 13 an den Bremsbacken des Fahrzeugs wirkt. Vom Federungsluftbehälter 8 führt eine Leitung 14 über ein oder mehrere Niveauregelventile 15 zu dem bzw. den Federungsbälgen 16 des Fahrzeugs.
  • Das Gehäuse des Hilfsventils 4 besteht aus drei Teilen 17, 18, 19. Im Teil 17 sind eine Bohrung 20 für den Anschluß der Druckleitung 3, eine Bohrung 21 für den Anschluß der Leitung 5 und eine Bohrung 22 für den Anschluß der Leitung 7 vorgesehen. Die Bohrung 20 mündet in eine Querbohrung 23, die von einer durch Teil 18 abgedeckten zylindrischen Kammer 24 ausgeht und in einem Raum 25 hinter einem als Ventilsitz ausgebildeten Wandteil 26 endet. Der Raum 25 ist von außen durch eine Schraube 27 abgeschlossen, die gleichzeitig als Widerlager für eine Feder 28 dient. Diese Feder ist bestrebt, einen Ventilteller 29 gegen den Sitz 26 zu drücken.
  • In der Bohrung 23 ist mit Spiel eine Stange 30 beweglich, die eine axiale Sackbohrung 31 mit Querlöchern 32 aufweist. Diese Querlöcher münden in einen Abschnitt der Bohrung 23, der durch einen O-Ring 33 gegen die Bohrung 20 und durch einen O-Ring 34 gegen die Kammer 24 abgedichtet ist. Die Stange 30 ist mit ihrem oberen Ende an einen in der Kammer 24 verschiebbaren Kolben 35 angesetzt, der durch eine am Boden der Kammer 24 sich abstützende Feder 36 gegen Anschläge 37 an dem die Kammer 24 abdeckenden Gehäuseteil 18 gedrückt wird. Oberhalb des Kolbens 35 ist die Kammer 24 durch eine enge Öffnung 38 mit der Außenluft verbunden. Eine andere, größere Entlüftungsöffnung 39 ist für den Kammerteil unterhalb des Kolben 35 vorgesehen.
  • Von dem zwischen den O-Ringen 33 und 34 liegenden Abschnitt der Bohrung 23 führt ein Kanal 40 in eine Kammer 41. Das Ende dieses Kanals 40 ist durch einen von einer leichten Feder 42 belasteten Ventilteller 43 verschlossen. An die Kammer 41 ist die zur Leitung 5 führende Bohrung 21 angeschlossen. Eine Schraube 44, an der sich die Feder 42 abstützt, deckt die Kammer 41 nach außen ab.
  • Der Raum 25 ist durch einen Kanal 45 mit einer Kammer 46 verbunden. Vor der Einmündungsstelle des Kanals 45 im Boden der Kammer 46 liegt ähnlich wie in der Kammer 41 ein Ventilteller 47 mit Belastungsfeder 48. Der letzteren dient als Widerlager eine Verschlußschraube 49 für die Kammer 46. Von der Kammer 46 geht die Anschlußbohrung 22 für die Leitung 7 ab.
  • Die Ventilteller 43 und 47 wirken in den Leitungszügen 40,21, 5 bzw. 45, 22, 7 als Rückschlagventile. Die Kammem 41 und 46 sowie ihre Verschlußschrauben 44 und 49 sind so gelegt und bemessen, daß die Ventilteller und ihre Federn nach Abnahme der Verschlußschrauben leicht nach außen herausgenommen werden können. Das gleiche gilt für die Teile im Raum 25 unterhalb der Kolbenstange 30.
  • Das Teil 18 des Ventilgehäuses ist auf seiner dem Gehäuseteil 19 zugekehrten Seite napffönnig vertieft und weist in seiner Mitte einen erhöhten Ringwulst 50 rund um eine gleichachsig zum Kolben 35 der Kammer 24 verlaufende Bohrung 51 auf. Zwischen den Rand 52 des Teils 18 und einen Flansch 53 des dort anliegenden haubenförmigen Teils 19 ist eine Biegehaut 54 eingespannt, die von einer Feder 55 mit ihrem Mittelteil gegen den Ringwulst 50 gedrückt wird und dabei den unter ihr liegenden Raum 56 gegen die Kammer 24 abschließt. Das obere Ende der Feder 55 stützt sich an einem Federteller 57 ab, der an der Spitze einer im Haubenboden verdrehbaren Stellschraube 58 anliegt. Der Raum 56 ist durch einen Kanal 59 an die Bohrung 21 angeschlossen und steht also ständig unter dem Druck, der in dieser Bohrung und dem dahinterliegenden Bremsluftbehälter 6 herrscht.
  • Bei nicht arbeitendem Luftpresser und drucklosem Leitungssystem hat der Kolben 35 des Ventils 4 die in F i g. 2 dargestellte Lage. Die Biegehaut 54 überdeckt den Ringwulst 50; ihre Feder 55 ist so vorgespannt, daß sie sich vom Wulst 50 erst abhebt, wenn der Druck im Raum 56 den vorgesehenen Vorratsdruck der Bremslage, also z. B. 6 atü, erreicht hat. Eine entsprechende Vorspannung hat auch die Schließfeder 28 des Ventiltellers 29, der auf seinem Sitz 26 aufliegt. Der Kolben 35 ist in seiner obersten, durch die Anschläge 37 bestimmten Stellung, wobei das untere, offene Ende der Kolbenstange 30 vom Ventilteller 29 abgehoben ist. Die Rückschlag-Ventilteller 43 und 47 sind von ihren Federn 42 und 48 auf ihren Sitzen gehalten.
  • Der laufende Verdichter schafft Druckluft in die Leitung 3 und den Kanal 20 im Ventil 4, von wo sie in die nach unten gerichtete Öffnung des Sackloches 31 und über die Löcher 32, den Kanal 40 unter Anheben des Ventiltellers 43 zur Leitung 5 und dem Bremsluftbehälter 6 gelangt. Die gleiche Drucksteigerung wie im Behälter 6 wirkt sich über den Kanal 59 auch im Raum 56 aus. Sobald der Druck im Behälter 6 und also auch im Raum 56 auf 6 atü gestiegen ist, wird die Biegehaut 54 vom Ringwulst 50 abgehoben, so daß die Druckluft auch in den kleinen Raum oberhalb des Kolbens 35 gelangt. Da die öffnung 38 sehr eng ist, baut sich -über dem Kolben 35 rasch ein entsprechender Druck auf, der den Kolben 35 schlagartig entgegen seiner Feder 36 nach unten treibt, das Ende der Kolbenstange 30 gegen den Ventilteller 29 legt und diesen aufstößt.
  • Damit ist der Weg der Druckluft zum Behälter 6 abgeschlossen und ihr Durchgang zum Kanal 45, dem Rückschlagventil 47, der Leitung 7 und dem Federungsluftbehälter 8 geöffnet, so daß dieser auf den vorgesehenen Druck von beispielsweise 20 bis 25 atü für den Betrieb der Luftfedern aufgefüllt wird. Auf diesen oder einen nur wenig höheren Wert bleibt die Leistung des Luftpressers begrenzt, wenn er für das Arbeiten im »Pufferbetrieb« berechnet ist, d. h. wenn sein Arbeitsraum und Hub so bemessen sind, daß das angesaugte Luftvolumen beim vorgesehenen Grenzdruck am Ende des Kolbendruckhubs gerade den Totraum einnimmt. Der weiterlaufende Luftpresser bleibt dann darauf beschränkt, die von ihm schon angesaugte Luftmenge im Wechsel zu verdichten und zu entspannen, und ein zusätzlicher Druckregler oder ein besonderes überdruckventil für die Begrenzung des Höchstdrucks erübrigt sich. Dies-er Aufbau vereinfacht die Anlage wesentlich und läßt sich bei den erwähnten kombinierten Brems-und Federungseinrichtungen mit hoher Federungsdruckstufe vorteilhaft auswerten, weil hier für den Pufferbetrieb nur eine geringfügige Vergrößerung,des Totraums erforderlich ist und somit der Wirkungsgrad des Luftpressers nur unwesentlich abfällt.
  • Wenn der Druck im Bremsluftbehälter 6 durch entsprechenden Luftverbrauch beim Bremsen unter einen bestimmten Mindestwert absinkt, geht die Biegehaut 54 wieder auf ihren Sitz 50 zurück, und die Druckluft im Raum 24 oberhalb des Kolbens 35 entweicht über die Drosselöffnung 38. Der Kolben 35 schiebt sich in seine obere Endlage, der Ventilteller 29 geht auf seinen Sitz, und die Stange 30, 31 hebt sich vom Teller 29 ab. Infolgedessen wird die zum Bremsluftbehälter führende Leitung über die Bohrungen 31, 32 wieder mit Druckluft beschickt, bis die Blegehaut 54 den Abschaltvorgang wieder einleitet.
  • Ist der Luftpresser für höhere Leistung bemessen, als zur Auffüllung des Federungsluftbehälters notwendig ist, so empfiehlt es sich, einen auf den Federungsluftdruck einstellbaren Druckregler vorzusehen. Im vorliegenden Fall wird der Druckregler zweckmäßigerweise an das Leitungssystern zwischen den Absperrteilen 26, 29 des Hilfsventils 4 und dem Rückschlagventil vor dem Federu#ngsbehälter 8, bei der Bauform nach F i g. 2 somit an den Kanal 45 oder an den Raum 25 angeschlossen. In diesem Fall schaltet nämlich der Druckregler nicht nur dann wieder auf Fördern, wenn der Federungsdruck im Behälter 8 nachläßt sondern auch dann, wenn bei vollem Druck im Federungsluftbehälter 8 der Leitungsdruck vor dem Rückschlag-Ventilteller durch Undichtwerden des Hilfsventils 26, 29, 30 unerwünscht abfällt.
  • Es ist zweckmäßig, die Schaltventile für den Bremsluftkreis und den Federungsluftkreis zu einem Hilfsventil 4 mit Doppelsitzteller zusammenzufassen und in das Gehäuse dieses Hilfsventils auch gleich die Rückschlagventile für die Behälter einzufügen. Dadurch wird der Aufbau vereinfacht, und alle Einzelventile lassen sich so anordnen, daß sie von einer einzigen Stelle aus von außen zugänglich sind.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Druckluft-Erzeugungsanlage in Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, mit Druckluftbremse und Druckluftfederung, deren Vorratsbehälter von einem gemeinsamen Luftpress#er aus über Rückschlagventile versorgt und auf Drücke verschiedener Höhe aufgefüllt werden, d a d u r c h gekennzeichnet, daß in die Versorgungsleitung (3) vor den Rückschlagventilen (43, 47) ein mit seinem Regelglied (Membran 54) dem Druck im Bremsluftbehälter (6) ausgesetztes Hilfsventil (4) eingeschaltet ist, das nach Erreichen des Betriebsdrucks im Bremsluftbehälter (6) den Druckluftstrorn zum Rückschlagventil (43) dieses Behälters unterbricht und den Luftweg zum Rückschlagventil (47) vor dem Federungsluftbehälter (8) öffnet und diesen wieder abschaltet sowie den Bremsluftbehälter wieder anschaltet, wenn der Druck im Bremsluftbehälter (6) unter den vorgesehenen Wert abgesunken ist.
  2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsventil (4) einen einem feststehenden und einem beweglichen Sitz gemeinsam zugeordneten Absperrkörper (29) besitzt und der bewegliche Sitz durch das offene Ende einer hohlen, mit einem Schaltglied (Kolben 35) verbundenen Stange (30) gebildet ist, deren Hohlraum an einem zwischen Dichtungen (33, 34) liegenden Abschnitt an die zum Rückschlagventil (43) des Bremsluftbehälters (6) füh- rende Leitung angeschlossen ist, und daß die zum Rückschlagventil (47) des Luftfederungsbehälters (8) führende Leitung mit einem hinter dem Ab- sperrkörper (29) liegenden Raum (25) des Hilfsventils (4) verbunden ist. 3. Anlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Arbeitsraum des Schaltgliedes (35) Antriebsdruckluft über einen Einlaß (50, 51) zugeleitet wird, der von dem unter dem Bremsbehälter stehenden Regelglied (54) gesteuert wird, und daß jener Arbeitsraum über eine enge öffnung (38) dauernd mit der Außenluft verbunden ist. 4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleistung des beide Behälter versorgenden Luftpressers (1) durch entsprechende Bemessung seines Totraums im Vergleich zu seinem Gesamtförderraum auf einen Druckwert beschränkt ist, der gleich dem verlangten Höchstdruck des Federungsbehälters (8) ist oder diesen nur wenig übersteigt. 5. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den vom Hilfsventil (4) zum Rückschlagventil (47) des Federungsluftbehälters (8) führenden Verbindungskanal (45) ein auf den Druck im Federungsbehälter (8) eingestellter und in an sich bekannter Weise den Leerlauf des Luftpressers (1) bestimmender Druckregler angeschlossen ist. 6. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsventil (4) und die Rückschlagventile der Behälter (6, 8) zu einem Einbauteil in einem ge- meinsamen Gehäuse (17) derart vereinigt sind, daß ihre Absperrkörper (29, 43, 47) nach Ab- nahme von Verschlußschrauben (27, 44, 49) unmittelbar von außen zugänglich sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1054 856; deutsche Auslegeschrift H 21259 11/63c (bekanntgemacht am 9.8.1956); Zeitschrift »The American Automobile«, 1956, Heft 3 (März), S. 62.
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