DE1505371B1

DE1505371B1 - Steuerventil,insbesondere Zweikreisbremsventil,fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1505371B1
Application number: DE19651505371D
Authority: DE
Inventors: Herold Guenter K
Original assignee: Bendix Westinghouse Automotive Air Brake Co
Current assignee: Bendix Westinghouse Automotive Air Brake Co
Priority date: 1964-03-13
Filing date: 1965-03-05
Publication date: 1970-02-12
Also published as: FR87493E; US3266850A; GB1058043A; NL6503202A; SE330315B; ES310520A2

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuerventil, Zum Stand der Technik gehört ein Relaisventil,

insbesondere Zweikreisbremsventil, für Kraftfahr- dessen Relaiskolben aus zwei Teilen besteht. Damit

zeuge, mit durch Körperkraft zu betätigenden, mit bei Betätigung des Ventils von Hand nur geringe

einem Abstufungskolben verbundenen ersten Ventil- Rückwirkungskräfte zu überwinden sind, ist ein wei-

betätigungsmitteln für das Ein- und Auslaßventil des 5 terer kleiner Kolben vorgesehen, der nur bei Hand-

ersten Bremskreises, einem normalerweise vom betätigung vom Bremsdruck beaufschlagt wird und

Bremsdruck des ersten Bremskreises zu betätigenden dabei allein die Rückwirkungskraft überträgt

Relaiskolben, der auf die zweiten Ventilbetätigungs- (deutsche Auslegeschrift 1116 083).

mittel des zweiten Bremskreises einwirkt und größer In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der

ist als der Abstufungskolben des ersten Bremskreises, io Erfindung in einem Längsschnitt dargestellt,

und mit mechanischen Übertragungsgliedern, durch Ein Ventilgehäuse 10 hat primäre und sekundäre

die bei Ausfall des ersten Bremskreises die Körper- Paare von Einlaß- und Zuleitungsöffnungen 11, 12

kraft auf die zweiten Ventilbetätigungsmittel ein- und 13, 14. Die Einlaßöffnungen 11 und 13 sind mit

wirken kann. unabhängigen Druckmittelquellen 15 und 16 verbun-

Es ist ein Zweikreisbremsventil bekannt (deutsche 15 den, und die Zuleitungsöffnungen 12 und 14 können

Patentschrift 1151745), welches ein Paar von hinter- mit unabhängigen Bremszylindern verbunden wer-

einander angeordneten, sich überdeckenden Ventilen den. Das Innere des Gehäuses 10 ist durch eine

enthält, von denen das erste durch Fußkraft ge- Wand 20 in einen oberen und einen unteren Teil

regelt wird und das zweite als ein Relaisventil in unterteilt, von denen jeder Ventilelemente zum

Abhängigkeit von dem Bremsdruck arbeitet, der von 20 Regeln des Druckmittelflusses zwischen den entspre-

dem ersten Ventil zu den dadurch geregelten Brems- chenden Einlaß- und Zuleitungsöffnungen oder zwi-

zylindern geschickt wird. Da es wünschenswert ist, sehen den Zuleitungsöffnungen und der Atmosphäre

daß ein gleichförmiger Druck zu den von jedem enthält.

Ventil bedienten Bremszylindern geliefert wird, ist Der Teil des Gehäuses oberhalb der Wand 20 ist der Relaiskolben wesentlich größer als der Abstu- 25 in eine Einlaßhöhlung 22 und eine Lieferhöhlung 24 f ungskolben des durch Körperkraft betätigten Ventils unterteilt, welche durch einen Ventilsitz 26 voneindes ersten Bremskreises ausgeführt, damit das Relais ander getrennt sind, der normalerweise von einem genügend Empfindlichkeit besitzt, um einen Druck ringförmigen, kombinierten Einlaß- und Auslaßzu liefern, welcher im wesentlichen gleich dem ventilelement 28 geschlossen ist. Dieses wird von Druck ist, der von dem durch Körperkraft betätigten 30 einem radialen Flansch 30 am oberen Ende einer Ventil geliefert wird; d. h., der Relaiskolben muß Ventilhülse 32 aufgenommen, welche in der mittvon ausreichenden Abmessungen sein, damit er trotz leren Öffnung eines ringförmigen Abdichtungsringes zusätzlichen Reibungs- und Federwiderstandes auch 34 verschiebbar angeordnet ist. Der Ring 34 wird auf sehr geringe Relaisdrücke anspricht und diesen von einer mittleren Öffnung 35 in der Wand 20 auffolgt. 35 genommen. Der Ring 34 hat einen umgekehrt T-för-In dem Fall, daß kein Druck in dem ersten Brems- migen Querschnitt und wird an seinem unteren Rand kreis vorhanden ist und deshalb ein Relaisdruck für von einem Sprengring 36 getragen. Der Steg des das zweite Ventil nicht zur Verfügung steht, drückt T-förmigen Abdichtungsringes 34 ist zwischen einem der Fahrer das Bremspedal um einen Betrag her- Paar O-Ringen 38 angeordnet, und die obere Fläche unter, der größer ist als der normale, und dadurch 40 des Steges bildet eine Abstützung für einen Zwiwird das zweite Ventil mechanisch geöffnet, welches schenring 42, welcher als Abstützung für das untere danach als ein normales Einkieisbremsventil arbeitet. Ende einer Feder 44 dient, deren oberes Ende im Hierbei wirkt, nachdem das zweite Ventil geöffnet Eingriff mit einem metallischen Ventilabstützglied 46 worden ist, der Bremsdruck, der die Neigung hat, steht, um das Ventilelement 28 in abdichtenden Einden Relaiskolben gegen des Fahrers Fußkraft zu be- 45 griff mit dem Ventilsitz 26 zu drücken,
wegen, auf die ganze Fläche des vergrößerten Relais- Die Ventilhülse 32 ist verschiebbar auf einer kolbens, so daß eine erhebliche Kraft für den Fahrer Kolbenstange 48 angeordnet, welche mit einem senkerforderlich ist, um den Relaiskolben gegen diese rechten Auslaßkanal 50 versehen ist, dessen oberes Druckkraft in dem Fall zu bewegen, daß ein zusatz- Ende normalerweise mit der Lieferhöhlung 24 durch licher Bremsdruck in den Bremszylindern erforder- 50 eine Reihe von seitlichen Öffnungen 52 in Verbinlich ist. dung steht, welche im Kopf 54 der Kolbenstange 48 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gebildet sind. Der Kopf 54 der Kolbenstange ist gleidargelegten Nachteil zu vermeiden. tend in einer Ausnehmung 56 an der Unterseite eines Ferner soll ein Zweikreisbremsventil so ausgeführt Abstufungskolbens 58 angeordnet, welcher verschiebwerden, daß bei Ausfall eines Bremskreises die 55 bar von der Lieferhöhlung 24 aufgenommen und Bremspedalkraft im wesentlichen unverändert bleibt normalerweise durch eine Feder 60, welche zwischen und der Verlust der Reglung des einen Bremskreises dem Boden der Höhlung 24 und der unteren Fläche nicht auf den anderen übertragen wird. des Kolbens 58 eingeschaltet ist. Eine Anschlagplatte Die Lösung dieser Aufgabe besteht im wesent- 62 begrenzt die Aufwärtsbewegung des Kolbens 58. liehen darin, daß bei einem Steuerventil der eingangs 60 Zwischen dem oberen Teil der Ausnehmung 56 genannten Gattung der Relaiskolben aus zwei Teilen und dem oberen Rand des Kopfes 54 der Kolbenbesteht, von denen der eine Teil fest mit den zweiten stange 48 besteht ein Spielraum, und die Ausneh-Ventilbetätigungsmitteln verbunden ist, während der mung wird durch einen Rand begrenzt, welcher zweite Teil lediglich im Öffnungssinn des Einlaß- einen Auslaßventilsitz 64 bildet. Dieser kommt bei ventils kraftschlüssig auf die zweiten Ventilbetäti- 65 einer Abwärtsbewegung des Abstufungskolbens 58 gungsmittel einwirken kann. mit dem inneren ringförmigen Teil des Ventil-Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unter- elements 28 in abdichtenden Eingriff und unterbricht ansprüchen zu entnehmen. dabei die Verbindung der Lieferhöhlung 24 mit dem

Claims

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Auslaßkanal 50 in der Kolbenstange 48. Bei einer weder Druck zur Verfügung, um die an die obere weiteren Abwärtsbewegung des Kolbens 58 kommt Lieferöffnung 12 angeschlossenen Bremszylinder zu das Ventilelement 28 von seinem Sitz und verbindet betätigen, noch ist ein Relaisdruck vorhanden, um dadurch die Einlaßhöhlung 22 mit der Lieferhöhlung den Relaiskolben 84 zu betätigen und das untere

24, so daß das Druckmittel zu den Bremszylindern 5 Ventil in seine geöffnete Stellung zu bewegen. In

über die Zuleitungsöffnung 12 fließt. diesem Fall drückt der Fahrer seinen Fuß weiter als

Die Bewegung des Kolbens 58 zum Schließen des normal durch, was gemäß der Erfindung nur den Auslaßkanals und öffnen des Einlaßventils wird inneren Kolbenteil 88 unabhängig von dem äußeren durch ein herkömmliches, nicht dargestelltes Brems- Kolbenteil 86 nach unten bewegt, bis das untere pedal bewirkt, welches einen Teil hat, der sich auf io Ende 100 der Kolbenstange 48 mit dem Ventileine Scheibe 66 abstützt. Diese hat eine mittlere öff- element 102 in Eingriff gekommen ist und es in seine nung 68, welche frei beweglich auf einem nach oben Offenstellung bewegt hat. Daraufhin wird der Liefervorstehenden Teil 70 des Kolbens 58 aufgenommen öffnung 14 über die Lieferhöhlung 82 Druckmittel wird. In einer Ausnehmung 72 auf der oberen Seite zugeführt. Der Druck wirkt nun nach oben auf die des Kolbens 58 ist eine Gummiabstufungsfeder 74 15 untere Fläche des inneren Kolbengliedes 88, um von etwa kegelstumpfförmiger Gestalt angeordnet, dieses in die sich überdeckende Stellung der Ventile welche sich gegen die untere Fläche der Ausneh- entgegen der Fußkraft zu bewegen, welche nach mung 72 und gegen die Unterseite der Scheibe 66 unten auf die Gummifeder 74 wirkt. Sollte der Fahabstützt, um diese nach oben in Eingriff mit einer rer jetzt zusätzlichen Bremsdruck für erforderlich Unterlegscheibe 76 zu drücken, welche an dem Teil zo halten, würde er das Pedal nach unten entgegen der 70 durch eine Maschinenschraube 78 befestigt ist. sich entgegenstellenden Kraft des bereits in der Wenn das Bremspedal niedergedrückt wird, will die Lieferhöhlung 82 vorhandenen Drucks bewegen; Scheibe 66 die Feder 74 zusammendrücken, welche aber da dieser Druck nur gegen die verhältnismäßig ihrerseits den Kolben 58 nach unten gegen die Kraft kleine Fläche des Kolbenteils 88 wirkt, wird das der Feder 60 bewegt, bis das Auslaßventil 64, 28 ge- 25 Ventilglied 102 mit nur mäßiger Kraft in die Offenschlossen und das Einlaßventil 26, 28 geöffnet ist, stellung bewegt.

woraufhin der der Höhlung 24 zugeleitete Druck auf Die Querschnittsfläche des Kolbenteils 88 wird die untere Seite des Kolbens 58 wirkt. Diese Druck- vorzugsweise so gewählt, daß sie im wesentlichen kraft ruft zusammen mit der Kraft der Feder 60 eine gleich der Querschnittsfläche des Abstufungskolbens Bewegung des Kolbens 58 nach oben hervor und 30 58 ist, so daß die gegen den unteren Kolbenteil 88 drückt die Feder 74 weiter zusammen, bis die Ein- wirkende Druckkraft ohne weiteres durch die verlaß- und Auslaßventilteile überdeckt sind, wie oben größerte Fußkraft überwunden werden kann, fast als beschrieben ist. Eine Abwärts- oder Aufwärtsbewe- wäre der innere Kolbenteil 88 ein Abstufungskolben gung des Pedals erhöht oder verringert den Druck eines herkömmlichen Einkreisbremsventils. Dieses in der Höhlung 24 in bekannter Weise. 35 wäre offensichtlich nicht der Fall, wenn der Fahrer

In dem Teil des Ventilgehäuses 10 unterhalb der das untere Ventil 102 gegen eine Kraft betätigen Unterteilungswand 20 bezeichnet 80 eine Relais- müßte, welche von einem Lieferdruck abgeleitet ist, höhlung, welche von einer zweiten Lieferhöhlung 82 welcher gegen die gesamte untere Fläche der beiden durch einen Relaiskolben 84 getrennt ist, der gemäß Kolbenteile 86 und 88 wirkt,
der Erfindung ausgebildet ist. Der Relaiskolben 84 40 Wie aus der Zeichiring zu ersehen ist, ist der besteht aus einem äußeren Kolbenteil 86 und einem äußere Kolbenteil 86 mit einem Paar O-Ringen 104 inneren Kolbenteil 88, welcher verschiebbar in einer und 106 mit senkrechtem Abstand versehen, welche Höhlung 90 angeordnet ist, welche von einem mitt- durch einen ringförmigen Kanal 108 getrennt sind, leren zylindrischen Teil 92 einteilig mit dem äußeren welcher jederzeit an die Atmosphäre über eine Aus-Kolbenteil 86 gebildet wird. Der innere Kolbenteil 45 Strömöffnung 110 angeschlossen ist, welche zum 88 wird normalerweise durch eine Feder 94 in dich- Schutz gegen Verschmutzung an die Ausströmten Eingriff mit einer ringförmigen Schulter 96 an höhlung 112 oberhalb des Staubdeckels 114 beispielsdem oberen Ende der Höhlung 90 gedruckt, so daß, weise durch einen äußeren Kanal 116 angeschlossen wenn der Relaishöhlung 80 Druckmittel aus der ist, der gestrichelt dargestellt ist. Der Zweck der oberen Lieferhöhlung 24 durch eine Relaisöffnung 98 50 beiden O-Ringe besteht darin, einen Ausfall beider in der Wand 20 zugeleitet wird, die Kolbenteile 86 Kreise zu verhindern, wenn ein Kreis und ein O-Ring und 88 als eine Einheit nach unten bewegt werden. ausfallen. Jedoch könnte ein einzelner O-Ring an Wenn das untere Ende 100 der Kolbenstange 48 mit Stelle der beiden dargestellten und an Stelle des einem unteren kombinierten Einlaß- und Auslaß- einzelnen O-Ringes 118, welcher den inneren Kolventilelement 102 in Eingriff kommt, wird zuerst der 55 benteil 88 umgibt, zwei O-Ringe genommen werden, Auslaßkanal 50 von der unteren Lieferhöhlung 82 um im wesentlichen in der gleichen Weise zu wirken, getrennt und daraufhin das Einlaßventil geöffnet, um wie die beschriebenen O-Ringe 104 und 106 am die unteren Einlaß- und Lieferöffnungen 13 und 14 großen Kolbenteil 86.
miteinander zu verbinden. Wenn sich der Druck in

der Lieferhöhlung 82 aufbaut, arbeitet er gegen die 60 Patentansprüche:

untere Fläche der Kolben 86 und 88 und bewegt sie 1. Steuerventil, insbesondere Zweikreisbrems-

nach oben als eine Einheit, bis die Einlaß- und Aus- ventil, für Kraftfahrzeuge, mit durch Körperkraft

laßventilöffnungen sich überdecken. Soweit arbeitet zu betätigenden, mit einem Abstufungskolben

das Ventil nach der Erfindung im wesentlichen wie verbundenen ersten Ventilbetätigungsmitteln für

das bekannte, eingangs beschriebene Ventil. 65 das Ein- und Auslaßventil des ersten Brems-

Sollte aus irgendeinem Grund an der oberen kreises, einem normalerweise vom Bremsdruck

Einlaßöffnung 11 kein Druck vorhanden sein, wenn des ersten Bremskreises zu betätigenden Relais-

der Fahrer das Bremspedal herunterdrückt, steht kolben, der auf die zweiten Ventilbetätigungs-

mittel des zweiten Bremskreises einwirkt und größer ist als der Abstufungskolben des ersten Bremskreises, und mit mechanischen Übertragungsgliedern, durch die bei Ausfall des ersten Bremskreises die Körperkraft auf die zweiten Ventilbetätigungsmittel einwirken kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Relaiskolben (84) aus zwei Teilen besteht, von denen der eine Teil (88) fest mit den zweiten Ventilbetätigungsmitteln verbunden ist, während der andere Teil (86) lediglich im Öffnungssinn des Einlaßventils kraftschlüssig auf die zweiten Ventilbetätigungsmittel einwirken kann.
2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Kolbenteil (86) in bekannter Weise als Ringkolben ausgebildet ist und einen einteiligen, achsgleichen zylindrischen Teil (92) aufweist, in welchem der andere Kolbenteil (88) verschiebbar angeordnet ist.
3. Steuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Relaiskolbenteil (88) und der Abstufungskolben (58) im wesentlichen gleiche Flächen haben, welche den Drücken an den entsprechenden Zuleitungsöffnungen (12 und 14) ausgesetzt sind.
4. Steuerventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem inneren Kolbenteil (88) und dem Zylinderteil (92) des Relaiskolbens (84) zusammenwirkende Abstützung (96) und eine Feder (94) vorgesehen sind, welche den inneren Kolbenteil (88) in lösbaren Eingriff mit der Abstützung (96) drückt, wodurch der äußere Kolbenteil (86) und der innere Kolbenteil (88) als eine Einheit auf den Druck an der ersten Zuleitungsöffnung (12) ansprechen, während der innere Kolbenteil (88) beim Ausbleiben von Druck an der ersten Zuleitungsöffnung (12) durch die durch Körperkraft betätigten Mittel unabhängig von der Abstützung (96) bewegt wird.
5. Steuerventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Kolbenteil (86) ein Paar von in Umfangsrichtung im Abstand angeordneten Abdichtungsgliedern (104, 106) trägt, welche mit der inneren Wandung des Gehäuses des Zweikreisbremsventils zusammenwirken, und ein ringförmiger Kanal (108) zwischen den Abdichtungsgliedem vorgesehen ist, welcher mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen