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Hilfsventil für Druckluftbremsanlagen für Kraftfahrzeuge Die Erfindung
bezieht sich auf ein Hilfsventil für Druckluftbremsanlagen für Kraftfahrzeuge mit
mehreren Gruppen von Arbeitszylindern, von denen die erste Gruppe unmittelbar von
einem vom Fahrer betätigten Hauptbremsventil mit Druckmittel versorgt, die zweite
Gruppe aber unter Umgehung des Hauptventils über ein Hilfsventil gespeist wird,
dessen Ab-
sperrglieder die Druckänderung in der zweiten Gruppe unter der
Einwirkung eines unter dem Leitungsdruck der ersten Gruppe stehenden Steuergliedes
und eines mit dem Steuerglied zusammenarbeitenden, dem Leitungsdruck der zweiten
Gruppe unterworfenen Rückführgliedes bestimmen und dessen Steuerkolben in zwei Wirkflächen
aufgeteilt ist, von denen die eine über eine Feder auf ein bewegliches Absperrglied
einwirkt und durch einen Anschlag im Gehäuse abzufangen ist.
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Ein derartiges Hilfsventil ist durch die britische Patentschrift 845
837 bekannt. Bei dieser Ausführung ist ein zweiteiliger Steuerkolben verwendet,
dessen einer Teil sich über eine Feder am Ventilrohr abstützt. Eine erstrebte Veränderbarkeit
der Kennlinie wird durch einen verstellbaren Anschlagring erreicht, der nur schwierig
und umständlich einstellbar ist.
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Es ist außerdem bereits durch die USA.-Patentschrift 2 702 096
bekannt, bei einem Brems-Relaisventil die Vorspannung einer unmittelbar auf das
Ventilschließglied einwirkenden Feder verschieden einzustellen, um die Kennlinie
des Ventils zu verändern. Aber bei dieser bekannten Ausführung ist eine Federverstellung
für die zwischen dem einen Steuerkolbenteil und dem beweglichen Absperrglied angeordnete
Feder nicht möglich.
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Schließlich ist eine Federeinstellung für das Ventilschließglied auch
bereits durch die deutsche Patentschrift 971478 bekannt. Wegen des unveränderlichen
Flächenverhältnisses von Steuerglied und Rückführglied bleibt das einmal festgelegte
Bremsdruckverhältnis während des gesamten Bremsvorganges gleich.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die Voreilung
eines Hilfsventils mit einfachen Mitteln zu verändern, um besonders bei Fahrzeugen
mit großen Achsabständen das Einsetzen der Bremskraft an den verschiedenen Fahrzeugachsen
den jeweiligen Bedürfnissen des Fahrzeugs anzupassen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Vorspannung
der Feder von außen her verstellbar ist.
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Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß schon zu Beginn des Druckanstiegs
in den Druckmittelleitungen der ersten Arbeitszylindergruppe am Hilfsventil-Steuerglied
eine zum Umstellen des Hilfsventils im Bremssinn ausreichende Kraft wirksam wird,
bevor die Radbremszylinder der ersten Gruppe ansprechen oder eine spürbare Verzögerung
hervorrufen, daß ferner selbst bei langen Leitungen das Einsetzen der zweiten Gruppe
der Arbeitszylinder wesentlich beschleunigt wird und daß die bei Vollbremsung auf
Grund der Abmessungen der dann wirksamen Flächen etwa gleich großen Kräfte im Ventil
durch die veränderbare Federkraft beeinflußbar sind.
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Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar
zeigt F i g. 1 ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug mit dem erfindungsgemäßen
Hilfsventil, F i g. 2 einen Schnitt durch das Hilfsventil; Ventilteile in
Fahrstellung, eingestellte Voreilung gering, F i g. 3 das gleiche Hilfsventil
in Bremsstellung, F i g. 4 das Hilfsventil in Teilbremsstellung, F i
g. 5 das Hilfsventil mit stark eingestellter Voreilung in Fahrstellung, F
i g. 6 das gleichartig eingestellte Hilfsventil in Bremsstellung, F i
g. 7 das Hilfsventil nach F i g. 5 in Teilbremsstellung.
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Ein Luftpresser 1 versorgt einen Behälter 2 mit Druckluft.
Ein fußbetätigtes Bremsventil 3 ist an den Behälter angeschlossen. Vom Bremsventil
führt eine Steuerleitung 4 zum Anhänger und eine Leitung 5 zu einer Gruppe
von Bremszylindern 6, die der Vorderachse eines Zugfahrzeuges zugeordnet
sind. Von der Leitung 5 ist eine Leitung 7 abgezweigt, die zu einem
Anschluß 8 eines Hilfsventils 9 führt. Das Hilfsventil 9 ist
nahe der Hinterachse des Fahrzeugs angeordnet und über eine kurze, von einem Anschluß
10 abgehende
Leitung 11 mit den Bremszylindern 12
der Hinterachse verbunden. Eine Fülleitung 13 führt zu einem ebenfalls nahe
an der Hinterachse am Fahrzeug befestigten zweiten Behälter 14, der über eine kurze
Leitung 15 an einen Anschluß 16 des Hilfsventils 9 angeschlossen
ist. Die Steuerleitung 4 endet an einem Kupplungskopf 17 und die Fülleitung
13
an einem Kupplungskopf 18, die beide an der Rückwand des Fahrzeugs
angeordnet sind.
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Die für die Erfindung wichtigen Teile des Hilfsventils 9 sind
in der F i g. 2 im Schnitt dargestellt. In einem durch einen Deckel
19 abgeschlossenen Ventilgehäuse 20 ist ein Steuerkolben 21 angeordnet, der
an seinem Umfang eine Dichtung 22 trägt. Der Raum vor dem Kolben trägt die Bezugszahl
23. In seiner Mitte ist der Kolben mit einer Bohrung 24 versehen, die ein
Ventilrohr 25 aufnimmt. Zur Abdichtung zwischen Kolben 21 und Ventilrohr
25 dient eine Steuermembran 26, deren äußerer Teil 27 in einem
zylindrischen Kolbenansatz 28 und deren innerer Teil 29
am Ventilrohr
25 anliegt. Beide Membranteile 27 und 29 sind durch Federringe
30 bzw. 31 gegen ihre Dichtflächen gepreßt. Zum Abstützen des inneren
Membranteils 29 dient eine Blechscheibe 32, die über einen am Ventilrohr
25 verankerten Sprengring 33
mit jenem verbunden ist. Der Steuerkolben
21, das Ventilrohr und die Steuermembran bilden zusammen das Steuerglied des Ventils.
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Der Kolben 21 hat eine Anschlagstelle 34, der ein zylindrischer Ansatz
35 am Gehäuse 20 gegenüberliegt. In diesen Ansatz 35 ist eine zylindrische
Bohrung 36 eingearbeitet, die eine als Rückführglied wirkende zweite Membran
37 an ihrem äußeren Teil 38
aufnimmt. Ein innerer Teil 39 liegt
ebenfalls am Ven-, tilrohr 25 an und ist gegen eine Scheibe 40 und einen
ebenfalls am Ventilrohrmantel befestigten Sprengrina 41 durch eine Kegelfeder 42
angedrückt. Die Kegelfeder 42 greift an der Membran nahe am Ventilrohr
25 und liegt mit ihrem anderen Ende an einer Gehäuseschulter 43 an. Der Raum,
in dem die Feder 42 angeordnet ist, ist der Druckwechselraum des Steuerventils
9 und trägt die Bezugszahl 44. Das Ventilrohr 25 ist an seinem Ende
45 verjüngt und ragt durch eine Gehäusebohrung 46 mit Spiel hindurch. Das Ende dieser
Bohrung 46 ist als Ventilsitz 47 für ein Ventilschließglied 48 ausgebildet. Auf
das Schließglied 48 wirkt der Druck einer Feder 49. Von der Bohrung 46 geht ein
radialer Kanal 50 zu dem Anschluß 10. Ein anderer Kanal
51 mündet im Bereich des Ventilschließgliedes 48 und führt zu dem Anschluß
16.
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Der Raum zwischen Rückführglied 37 und der Steuerinembran
26 bzw. dem Kolben 21 trägt die Bezugszahl 52. Im Bereich dieses Raumes
hat das Ventilrohr 25 zwei diametral gegenüberliegende Durchbrüche
53. Beide Durchbrüche haben eine vordere Kante 54 und eine hintere Kante
55. Durch die Durchbrüche 53 reicht ein Stift 56 hindurch,
dessen beide Enden 57 eine Scheibe 58 tragen. Die Scheibe hat mehrere,
gleichmäßig verteilte, axiale Sackbohrungen 59, die jeweils eine Feder
60 aufnehmen. Das aus der Bohrung 59 herausstehende Federende liegt
am Kolben 21 an. Der Stift 56 ist in einer Stange 61
befestigt, die
im Ventilrohr 25 axial verstellt werden kann. Zu diesem Zweck ist ihr Ende
62 bei 63 geschlitzt und mit Gewinde 64 versehen und nimmt zwei Muttern
65/66 und eine Anlagescheibe 67 auf. Die Scheibe 67 legt sich
auf das Ende 45 des Ventilrohrs 25 gegenüberliegende Ventilrohrende
68 auf, dichtet dieses jedoch nicht ab, so daß eine Außenluftverbindung durch
das Ventilrohr 25 möglich ist.
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In der soeben beschriebenen F i g. 2 nehmen die Teile des Hilfsventils
die Fahrstellung ein, also die Stellung, bei der nicht gebremst wird. In der F i
g. 3
ist die Bremsstellung und in der F i g. 4 eine Nfil7telstellung
bei Teilbremsung dargestellt.
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Die Wirkungsweise des beschriebenen Ventils ist folgende: Beim Betätigen
des Bremsventils 3 wird Bremsluft in die Vorderradbremszylinder
6 eingesteuert. Gleichzeitig strömt über die Leitung 7
Steuerluft zum
Anschluß 8 des Hilfsventils 9.
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Die Federn 60 sind in den beschriebenen F i g, 2
bis
4 über die Stellstange 61 nur wenig oder gar nicht vorgespannt. Der Stift
56 liegt an den vorderen Kanten 54 der Durchbrüche 53 an. Die dem
Anschluß 8
zugeführte Steuerluft verschiebt den Steuerkolben 21
und
das Ventilrohr 25 nach rechts. Die Außenluftverbindung über das hohle Ventilrohr
wird abgeschlossen und das Ventilschließglied 48 von seinem Sitz 47 abgehoben. Druckluft
strömt nun so lauge vom Behälter 14 auf kurzem Weg in die Bremszylinder 12 und vor
die Rückführmembran 37, bis der über die Rückführmembran auf das Stellglied
zurückwirkende Druck die beweglichen Ventilteile in eine Mittelstellung führt. Da
die druckbeaufschlagte Fläche des Steuerkolbens 21 zunächst noch wesentlich größer
ist als die Fläche der Rückführmembran, steigt der Druck anfänglich in den Bremszylindern
12 schneller an als in den Bremszylindern 6 der Vorderachse. Damit ist vermieden,
daß bei langen Leitungen die Hinterachse zu spät gebremst wird.
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Der Steuerkolben 21 verschiebt sich, bis ür am Gehäuseansatz
35 anliegt. Von diesem Zeitpunkt ab verhalten sich die Druckänderungen in
den Bremszylindem 6 zu denen in den Bremszylindem 12 wie die Flächen der
beiden Membranen 26 und 37, wenn man die Federkräfte unberücksichtigt
läßt. Sind die sich am Kolben 21 abstützenden Federn 60 nicht oder nur wenig
vorgespannt, so geht das Ventilröhr 25 schon bei einem verhältnismäßig niedrigen
Bremsdruck wieder nach links in eine Mittelstellung, wie sie in F i g. 4
dargestellt ist. Dadurch wird nur ein geringes Voreilen der Hinterradbremsen gegenüber
denen der Vorderräder erreicht.
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In den F i g. 5 bis 7 ist dagegen die Wirkung des Hilfsventils
9 gezeigt, die eintritt, wenn die Federn 60
stark vorgespannt sind.
Jetzt liegt der Stift 56 an den hinteren Kanten 55 der Durchbrüche
53 an. Bis zum Rückwirken der eingesteuerten Bremsluft in Raum 44 ändert
sich dabei nichts. Da nun aber das Ventdrohr 25 am Kolben 21 mit größerer
Kraft abgestützt ist, muß die in die Bremszylinder 12 und in den Druckwechselraum
44 eingesteuerte Bremsluft erst einen höheren Druck erreichen, bis die Vorspannung
der Federn 60 überwunden wird und das Ventilrohr 25 sich nach links zurückbewegt.
Die Folge davon Ist, daß die Hinterradbremsen schneller und länger mit einem hohen
Bremsdruck betätigt werden als vorher. Das Ausmaß der Voreilung ist durch Verstellen
der Vorspannung der Federn 60 über die Stellstaage 61
veränderbar.
Das gleiche Hilfsventil 9 ist in Wagenzügen außer in Zugwagen auch in Anhängern
oder in Aufliegern verwendbar. Abgesehen von der Vorderachse des Wagenzugs ist jeder
Fahrzeugachse ein erfindungsgemäßes Hilfsventil mit einem Behälter zugeordnet. Durch
entsprechendes Einstellen der Voreilung
ist es möglich, den Wagenzug
gestreckt zu halten.