DE1755021A1 - Bremsdruckmittelanpassungsventil - Google Patents

Description

Bendix »estinghouse Automotive Air Brake Co., 901 Cleveland street, Elyria, Ohio, U.S.A.

Bremsdmuckmittelanpassungsventil

Die Erfindung bezieht sich auf Druckmittelanpassungsventile, insbesondere zur Verwendung bei Bremssystemen zum Zwecke einer selbsttätigen Begrenzung der Bremskraft im Verhältnis zur Belastung auf bestimmten Rädern oder Achsen eines Kraftfahrzeuges,

Es sind zwischen einem mit Körperkraft betätigbaren Bremsventil und Brennkammern angeordnete Druckmittelanpassungsventile für ein proportionales Bremsen bekannt, welcne zu den Bremskammern einen Druck liefern, welcher dem durch das Bremsventil gelieferten proportional ist, wie er durch die Belastung auf die entsprechende Achse bestimmt wird, wobei das Verhältnis des Breinskammerdruckes zu dem Bremsventilüruck in der ü-rößenordnung von

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1:4 bei einem leeren Fahrzeug und in der Größenordnung von 1 bei einem vollbeladenen fahrzeug liegt. Der veränderliche Druck wird durch die mechanische Einstellung von auf Belastung ansprechenden Mitteln wie beispielsweise einen Hebel bewirkt, welcher einen Auslaßventilsitz mit Bezug auf eine Mehrzahl von festen Ungern einstellt, mit welchen eine Membran normalerweise in Üingriif steht. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Membran unter nicht belasteten Verhältnissen fast gänzlich von den festen Ungern abgestreift wird und eine effektive fläche dem Bremskammerdruck darbietet, welche ungefähr 4 mal die (iroße einer effektiven Fläche eines durch eingeschichtete Jringer befestigten Kolbengliedes von konstanter fläche zu der anderen Seite der Membran hat und dem Bremsventildruck unterworfen ist. Das Kolbenglied enthält Einlaß- und Auslaßventilelemente, wobei das letztere in eine Uberdeckungsstellung entsprechend einem vorbestimmten Bremskammerdruck in einer bekannten Weise bewegt wird.

Obgleich die bekannten Ventile wirksam arbeiten, weil die Bremskraft, welche der Fahrzeugbelastung proportional ist, teilweise von der veränderlichen Einstellung eines Auslaßventilsitzes mit Bezug auf die festen finger des Körpers abhängig ist, ist unter Verhältnissen von einer Nichtbelastung, wo der Auslagventilsitz an seiner untersten Stelle mit Bezug auf den Körper eingestellt ist, die effektive Fläche der Membran am größten, und deshalb ist ein Bremsventildruck von ungefähr 1,75 kg/cm erforderlich, um einen Bremskammerdruck von 0,35 kg/cm zu erhalten, welches

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ungefähr der Druck ist, welcher erforderlich ist, um das Bremseigen^ewicht (brake tare), oder die Kräfte, welche sich einer Einstellung der Bremsbacken nahe dem Bremstrommeln widersetzen, oder die stelle von einem effektiven Bremshängen (brake impending] oder einen eifektiven Bremsnulldruck überwinden. Bei diesem gleichen 1,7 5 kg/cm Bremsventildruck erzeugt der Druck an den nichtproportionierten Bremsen einen eifektiven Bremsdruck von 1,4 kg/cm² . D.h.,bei einer Anwendung der Bremse mit 1,75 kg/cm , was die häufigste ΰ-röße bei einer Durchschnittstagesfaurt bedeutet, würden die proportionierten Bremsen nicht ein effektives Bremsen ausführen.

Das Wesen der Erfindung besteht deshalb bei einem ±>remsdruck-Hiittelanpassun&sventil zum Steuern des Druckmittelflusses von einem mit einer Druckmittelsteuerq^uelle verbundenen Einlaß zu einem mit einem. Satz von Aufnahmebrems zylindern verbundenem Auslaß, welches in einem Gehäuse Ventilmittel aufweist, welche als eine Funktion der relativen Lagen zwischen einem ersten verhältnismäßig festen Ventilelement und einem weiteren in einem beweglichen Differentialkolben angeordneten Ventilelement, welcher dem Differentialdruck zwischen dem Einlaß und Auslaß unterworfen iüt, gesteuert werden und mit einer Betätigung durch den Einlaßdruck von der Steuerquelle zuerst die Verbindung zwischen dem Auslaß und einer quelle von niedrigem Druck schließen und dann den Druckmittelfluß von dem Einlaß zu dem Auslaß steuern,

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darin g«e«k«a, daß der Differentialkolben weiterhin einer verhältnismäßig konstanten Steuerkraft unterworfen ist, welche den Kolben normalerweise gegen das weitere Ventilelement vorspannt und die Ventilmittel in die Lage drückt, in welcher der Einlaß mit dem Auslaß verbunden ist, bis sich der auf die Differentialfläche des Kolbens gegen die Steuerkraft wirkende Auslaßdruck oberhalb eines bestimmten Wertes befindet.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei welcher sich die effektive Differentialfläche des Kolbens als eine bestimmte funktion der Fahrzeugbelastung ändert, wird die Steuerkraft durch auf die Fahrzeugbelastung ansprechende Mittel so gesteuert, daß sie sich im wesentlichen proportional zu der effektiven Differentialfläche des Kolbens ändert.

Daraus folgt, daß alle die Bremsen unabhängig von den Achsgewichten oder der Bremsanpassung so nahe wie möglich einen effektiven Anteil an der Bremskraft hervorbringen.

Diese Lösung überwindet wirksam das Problem des Bremseneigengewichtes (brake tare), aber da Steuerdruck konstant auf den Differentialkolben ausgeübt wird, ist es möglich, Bestdruck in den Brennkammern einzufangen oder die Freigabe dieses Druckes aus den Kammern zu verzögern.

Ein.weiterer Zweck der Erfindung besteht deshalb darin, das oben genannten Problem dadurch zu überwinden, daß auf den ELn-

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laßdruck ansprechende Mittel vorgesehen werden, um den Eigengewichtsteuerdruck (tare control pressure) auf den Kolben auszuüben oder ihn davon zu entlasten, wenn sich der Einlaßdruck über oder unter einem bestimmten Wert befindet, wodurch der Eigengewichtssteuerdruck in den Bremskammern bei einem Bremsanziehen eingefangen oder bei seinem !freigeben von den Kammern verzögert wird.

Au£ der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.

Pig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch ein Ventil nach der Erfindung.

Pig. 2 zeigt in einer graphischen Darstellung die Eigenschaften des Ventiles nach der vorliegenden Erfindung.

Pig. 3 ist eine graphische Darstellung von bestimmten anderen Eigenschaften der Erfindung.

Pig. 4 zeigt in einem senkrechten längsschnitt eine weitere Ausführung von Bremsanpassungeventil.

Bei Pigur 1 ist ein Druckmittelbehälter 10 in üblicher Weise an den Einlaß eines herkömmlichen pedalbetätigten Bremsventiles 12 angeschlossen, welches mit einem Auelaß versehen ist, welcher unmittelbar duroh eine Leitung 13 an eine vordere Bremskammer 14 des Kraftfahrzeuges angeschlossen sein kann. Der Auelaß dee

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Bremsventiles ist ebenfalle mittels einer Abzweigleitung 15 an ein Anpassungsventil 16 angeschlossen, welches zwischen das Bremsventil 12 und eine zweite hintere Bremskammer 18 eingeschaltet ist. Das Ventil 16 ist in einen ersten Proportionierunge- oder Anpassungsventilteil 20 und einem zweiten Steuerteil 22 unterteilt.

Der Ventilteil 20 enthält ein einen Zylinder 26 begrenzendes Gehäuse 24» welcher einen Kolben 28 mit einer konstanten fläche aufnimmt, dessen Inneres hohl ist und eine zylindrische Höhlung 29 bildet. Der Zylinder 26 ist an die Lieferseite des Bremsventiles 12 durch eine Einlaßöffnung 30 angeschlossen, und durch eine obere mittlere tffand 31 des Kolbens führt eine normalerweise durch ein Einlaßventil 34 geschlossene Lieferöffnung 32, welches in seine geschlossene Stellung durch eine zwischen der unteren Seite der Wand 31 und einem Auslaßventil 42 innerhalb der Höhlung 29 angeordnete Feder 36 gedrückt wird und mit dem Einlaßventil durch einen Schaft 44 starr verbunden ist.

Mit den Teilen des Ventiles in der Stellung nach figur 1,welches die nioht Luft- oder Pahrzeugbelastungsstellung ist, hat das Auslaßventil oberhalb eines Auelaßventilsitzes 46 an dem oberen Ende eines hohlen Kolbens 47 einen Abstand, welcher eich in eine Lieferhöhlung 48 erstreckt und von einer halsartigen Öffnung 49 duroh die untere Wand 50 der Höhlung 48 verschiebbar aufgenommen wird. Paa Innere de· Kolbens 47 ist mittels Öffnungen 51 in einer Verlängerung 52 mit einer AuelaSkaamer 53 verbunden,

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welche zu allen Zeiten an die Atmosphäre durch Öffnungen 54 und Staubschutz 55 angeschlossen ist. Die Bremsdrucklieferungshöhlung 48 ist durch eine Lief er öffnung 58 mit der Breiiiskammer 18 verbunden, und der Kolben 47 wird Jederzeit gegen seine angehobene Stellung nach der Zeichnung durch eine Feder 60 gedrückt, welche zwischen der V*and 50 und einem Bund 62 in der Nähe des oberen Endes des Kolbens angeordnet ist. Die Höhlung 29 in dem hohlen Kolben 28 steht jederzeit in direkter offener Verbindung mit der Lieferhöhlung 48, und wenn das Auslaßventil offen ist, sind die Höhlung 48 und damit die Bremskammer 1ö mit der Atmosphäre verbunden, und wenn das Auslaßventil geschlossen und das Einlaßventil 34 offen ist, steht die Höhlung 48 in direkter Verbindung mit der Einlaßöffnung 30, welche zu der auslaßöifnung des Bremsventiles 12 führt.

Unmittelbar oberhalb der Lieferhöhlung 48 ist eine Höhlung 64 vorgesehen, welche vo'n der Höhlung 48 durch eine Membran 66 getrennt ist, deren Außenumfang zwischen den oberen und unteren Teilen des Ventilgehäuses in der dargestellten Weise abgedichtet ist. Der innere Teil der Membran ist abgedichtet mit dem unteren Ende des hohlen Kolbens 28 verbunden und muß sich somit mit dem Kolben bewegen. Innerhalb der Höhlung 64 ist ein Hing 68 enthalten, welcher einteilig mit einer kehrzahl von radial sich nach innen erstreckenden ungern 70 versehen ist, welche sich mit einer Hehrzahl von radial nach außen erstreckenden Ungern 72 abwechseln, welche von dem unteren Ende des Kolbens 28 ge-

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tragen werden. Die Finger 70, 72 haben divergierende, geneigte Oberflächen, woduroh die Membran bei einer Bewegung des Kolbens nach außen von den nach oben und innen geneigten Flächen der festen Finger 70 abgestreift und durch die nach oben und außen geneigten Flächen der sich bewegenden Finger 72 aufgenommen wird. Wenn sich jedoch der Kolben 47 und der Auslaßventileitz 46 in der äußersten oberen Stellung der Zeichnung befinden, und wenn das Auslaßventil 42 mit dem Sitz 46 in Eingriff steht, wird fast die gesamte Antriebsfläche der Membran 66 durch die feststehenden Finger 70 gebildet, wodurch die Membran im wesentlichen unwirksam ist, und der Kolben 28 nur den sich entgegenwirkenden Kräften des durch das Bremsventil zu seinem oberen Ende gelieferten Druckes und auf im wesentlichen die gleiche effektive Fläche an seinem unteren Ende wirkenden Druckes unterworfen ist, welches einen Bremskammerdruck ergibt, welcher im wesentlichen gleich dem Bremsventildruck ist, und dies ist der gewünschte Zustand, wenn das Fahrzeug voll beladen und ein proportionales Bremsen nicht erforderlich ist.

Wenn der Auelaßkolben 47 und Sitz 46 in ihre unterste Stellung durch auf eine Belastung ansprechende Mittel entfernt werden, muß sich die Membran vollständig von den festen Fingern 70 abstreifen und ausschließlich mit den beweglichen Ungern 72 in Eingriff kommen, bevor das Ventil 42 alt dem Sits 45 in Eingriff kommt, so daß, wenn das Ventil geöffnet wird, die auf den Kolben wirkenden entgegengesetzten Kraft· durch einen großen Druck,

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welcher auf die verhältnismäßig kleine feste Fläche an dem oberen Ende des Kolbens 28 wirkt, und einen verhältnismäßig niedrigen Druck ausgeglichen werden, welcher auf die verhältnismäßig kleine i'läche im wesentlichen über die gesamte Fläche der Membran 66 wirkt, wodurch der Bremskammerdruck proportional kleiner als der Bremsventildruck je nach den Verhältnissen der festen Fläche des Kolbens und der effektiven i'läche der Membran ist.

Torzugsweise ist der Auslaßventilsitz 46 in Übereinstimmung mit der Fahrzeugbelastung durch mechanische Mittel eingestellt, welche zwischen gefederten und ungefederten Teilen des Fahrzeuges liegen. Die in der Zeichnung dargestellten Einstellmittel weisen einen zweiteiligen Hebel 73 auf, welche eine Feder 74 enthält, wodurcii ein Teil des Hebels bezüglich des anderen schwingen kann, um die Wirkungen eines Betriebes über die Straße abzudämpfen. Das äußere Ende des Hebels 73 ist mit der Achse 75 des Kraftfahrzeuges verbunden, und das Ventilgehäuse 24 ist mit dem Chassis des Fahrzeuges verbunden, wobei das innere Ende des Hebels 73 an eine drehbare Welle 76 angeschlossen ist, welche sich in die Kammer 53 an dem unteren Ende des Ventiles erstreckt und mit welcher ein gegabelter Arm 78 verbunden ist, welcher das verlängerte untere Ende 52 des Auslaßkolbens 47 umgabelt und mittels eines Stiftes 82 damit schwenkbar verbunden ist. Die Welle 76 erstreckt sich zweckmäßig durch eine Dämpfungskammer 84 mit einer viskosen Flüssigkeit, welche mit der einen Seite des Ventilgehäuses verbunden ist und einen Flügel 86 trägt, der

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dazu dient, weiterhin die Wirkungen der durch ein fahren Über die straße hervorgerufenen Schläge auf das fahrzeug zu dämpfen.

Venn das Fahrzeug schwer beladen ist, bewegen eich die Achse 75 und das Chassis dichter zusammen, so daß der Hebel die in festen Linien ausgezogene Stellung einnimmt. Wenn das Fahrzeug leicht beladen ist, wird das Chassis weiter weg von der Achse bewegt, und der Hebel nimmt die mit gestrichelten Linien &7 ^ dargestellte Lage ein.

Das Ventil nach der vorliegenden Erfindung ist weiterhin mit einer einen zusätzlichen Druck aufnehmenden Zusatzfläche versehen, welche im Verein mit der konstanten Kolbenfläche wirkt, um die notwendige Kraft vorzusehen, um den als Bremseigengewicht (brake tare) bekannten Viderstand zu überwinden, welcher sich einer Bewegung der Bremse aus ihrer ausgelösten oder freigegebenen stellung zu dem Punkt einer Bremsanwendung oder eines Bremshängens (brake impending) entgegenstellt, d.h., wo sich P die Bremsbacken in leichtes Reibeingriff mit den !Trommeln befinden. Die Erfindung sieht an einen Veränderlichen Druck sich anpassende Hilfsmittel vor, um zu der zusätzlichen fläche einen

zu

Druck zu liefern, welcher umgekehrt proportional/der Last ist, wodurch bei einer Bremsanwendung oder einem Bremsanziehen eo£ar mit dem i'ahrzeu^ in einem nicht belasteten Zustand ein Druck zu den Brennkammern geliefert wird, welcher erstens ausreicht, um das Bremseigen&ewicht (brake tare) zu überwinden, welches in der Größenordnung von 0,35 kg/cm sein kann, und zweitens einen

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zusätzlichen !»ruck vorsieht, welcher der Belastung auf die

2 Achse proportional istiunct in der Größenordnung von 0,21 kg/cm sein kann, so daß die Bremsen tatsächlich eine wirksame Bremsfunktion ausüben, was nicht der fall sein würde, wenn der proportionale Bremsdruck kleiner als der Eigengewichtsdruck (tare pressure) ist, wie bei. den erläuternden Werten, in welchem Pail die Bremsen überhaupt keine Bremsfunktion ausüben.

Gemäß der Erfindung werden die erwähnten Ergebnisse durch Vorsehung eines mit dem Hauptkolben 28 einteiligen JDifferentialflächenkolbengliedes erreicht, welcnes einen größeren äußeren Durchmesser hat und von einem ergänzenden Zylinderteil 88 verschiebbar aufgenommen wird, welcher mittels eines Kanales 90 mit einem Steuerzylinder 92 in Verbindung steht, welcher durch eine Steueröffnung 94 mit einer Einlaßöffnung 96 in direkter Verbindung mit einer Quelle von Hilfsdruck beispielsweise dem Behälter 10 verbunden ist. Die Öffnung 94 wird durch ein normal oifenes Ventil98 gesteuert, welches in die geschlossene Stellung durch eine tfeder 100 gedrückt wird. Mit der Unterseite des Ventiles 9Ö ist eine Stange 102 verbunden, welche verschiebbar in einem Auslaßkanal 103 in einem aufstehenden Vorsprung 104 getragen wird, dessen oberer ringförmiger Eand einen Auslaßsitz bildet, welcher ebenfalls durch das Ventil 98 gesteuert wird. Der Vorsprung 104 ist von kleinerem Mirchmesser als die Steueröffnung 94 und einteilig mit dem oberen Ende eines Steuerkolbens 106 verbunden, welcher nach oben gegen eine Schulter 108 du,roh

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eine Luftdichtung 107 mittels zweokmäßig graduierter Federn 110 gedrückt wird, welche zwischen dem unteren Ende des Kolbens und einem Federmitnehmer 114 eingeschaltet sind·.

Das untere Ende des Mitnehmers 112 ist bei 114 zur Aufnahme des oberen Endes einer Stange 116 ausgenommen, welche sich nach unten durch einen Kanal 118 erstreckt und mit ihrem unteren Ende von einer Ausnehmung 120 aufgenommen wird, welche in einer Einstellschraube 122 vorgesehen ist. Die Einstellschraube 122 ist in einer Verlängerung 124 des gegabelten Armes 78 angeordnet, und dient dazu, die Lage des Auslaßventils!tzes 46 in Übereinstimmung mit der Fahrzeugbelastung wie oben beschrieben zu steuern.

FUr einen Betrieb soll zuerst angenommen werden, daß das Fahrzeug sohwer beladen ist, so daß die Teile des Ventiles und Steuermechanismus die in der Zeichnung dargestellte Lage einnehmen. Unter diesen Verhältnissen befindet sich der Teil 124 des Hebels 73 in seiner untersten Lage, und die graduierten Federn 110 sind am meisten ausgedehnt und es ist nur ein sehr leichter -Druck auf den anderen von 0,35kg/cm erforderlich, um den Steuerkolben (106) nach unten «u bewegen und ein Überdecken des Steuerventile 98 zu bewirken. Der so zu dem Differentialkolben 89 gelieferte Druck 1st unzureichend, um den, Reibungswiderstand des Kolbens 28 bu Überwinden, so daß bei einem Bremsanziehen die Bremsventil- und Bremakammerdrucke

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im wesentlichen gleich sind, als ob das proportionale Ventil nicht in dem System vorhanden wäre.

Wenn das Fahrzeug teilweise beladen ist, so daß sich der Steuerhebel 73 in einer im wesentlichen horizontalen Lage befindet, wodurch der Auslaßkolben 47 und die Öffnung 46 nach unten bewegt werden und die Steuerstange 116 am linken Ende des gegabelten Armes 78 durch den Teil 124 des Hebels 73 nach oben bewegt wird und die Feder 110 zusammendruckt, ist jetzt ein erheblich größerer Steuerdruck erforderlich, um auf den Kolben 106 zu wirken und ihn entgegen der vergrößerten Aufwärtskraft der Federn nach unten zu bewegen, bis sich daa Ventil 98 überdeckt. Somit fließt ein größerer Steuerdruck durch den Kanal 90 auf die zusätzliche Fläche des Kolbens 89 und sieht eine ausreichende Kraft vor, um die zusätzliche Aufwärtskraft auf die Membran aufgrund ihrer vergrößerten wirksamen Fläche infolge der unteren Lage des Auslaßventiles 46 auszugleichen, wie es durch die Lage des Hebels 73 bestimmt wird. Es muß be-merkt werden, daß beispielsweise 0,35 kg/cm auf den Kolben 28 plua dem erhöhten proportionierten Druck auf den

2 Kolben 89 aufgrund der Einstellung des Hebels 124 0,35 kg/cm gelieferten Druck auf die vergrößerte wirksame Fläche der Membran gleich kommen, was ungefähr der Bremskammerdruck ist, welcher erforderlich ist, um das Bremseneigengewioht auszugleichen. Wenn die Fahrzeugbelastung kleiner wird, bewegt eich der Hebel 73 nach unten und mit ihm der Auslaßschaft 47_f während sich der Hebel 124 nach oben bewegt, die Belastung auf die Federn

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vergrößert und dadurch den zu dem Kolben 89 gelieferten Druck durch das Druckregelventil vergrößert, so daß in dieser neuen Lage der Membran, in weloher ihre effektive Fläche infolge der abgesenkten Stellung des Auslaßventiles 46 vergrößert ist, ein neuer Ausgleich der Kräfte sich ergibt. Wird jetzt die Bremse angezogen, kommen die anfänglichen 0,35 kg/cm auf den Kolben 28 plus dem erhöhten Druck auf den Kolben 89 gleich einem über-

ρ
lappungsdruck von 0,35 kg/cm auf die vergrößerte effektive

d i Θ SΘ Γ

Fläche der Membran und/ist der zu der Bremskamuier gelieferte Druck, um das Bremseneigengewicht auszugleichen. Jede zusätzliche Erhöhung in dem Bremsanwendungsdruck ist somit proportional als effektiver Bremsdruok angepasst der Achsbelastung.

Unter voll beladenen Verhältnissen wird das Einlaßventil 32 aufgrund von ungenügendem Druck auf den Kolben 89 geschlossen. Unter teilweise beladenen Verhältnissen wird jedoch aufgrund des erhöhten Druckes auf den Kolben 89 das Auslaßventil 42 geschlossen und das Einlaßventil um verschiedene Beträge geöffnet, wobei eine maximale Öffnung im unbeladenen. leeren Zustand erreicht wird,wenn sich der Membranhalter gegen einen Anschlag 126 in dem Körper abstützt.

Es ist zu bemerken, daß mit Ausnahme in dem ganz besonderen. Fall, wo das Verhältnis zwischen dem Einlaß- und dem Auslaßdruck gleioh gewählt wird, der Steuerdruck in der Leitung 90 den Kolben 28 nach unten vorspannt und das Ventil 34 normalerweise öffnet, welches die Einlaßöffnung 30 mit der Auslaßöffnung

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58 beim Fehlen von jedem Einlaßdruck verbindet. In der ersten Zeit wird der Einlaßdruck unmittelbar zu der Auslaßkammer geschickt. Dann wirkt der Einlaßdruck in dieser Auslaßkammer auf die Diiferentialflache des Kolbens 28, und wenn er über einen bestimmten Wert liegt, wird es möglich, ihn nach oben entgegen der Kraft des Druckes in der Leitung 90 vorzuspannen und das Ventil in seine überlappte bzw. überdeckte Stellung zu bringen, wofür der Auslaßdruck dann gesteuert wird, um sich proportional zu dem Einlaßdruck zu änüern.

Natürlich müssen die Federn 110 sorgfältig in Beziehung zu dem inneren Eeibwiderstand der Ventilelemente und der Lage des Auslaßventiles 66 oder der effektiven Fläche der Membran ge-

setzt werden, so daß, wenn 0,35 kg/cm zu dem Ventil an der Öffnung 30 geliefert werden, das Ventil liefert oder sich bei 0»35kg/cm an der Öffnung 58 unabhängig von dem Belastungszustand überdeckt. Die Federn werden in ihrer Art eingestellt, so daß das Steuerventil 38 sich gerade überdeckt, wenn ausreichend Druck zu der zusätzlichen Kolbenfläche 89 geliefert wird, um den Kolben zu der Stelle zu bewegen, wo sich die Auslaß- und Einlaßventile des Kolbens 28 bei einem zugeführten und geliefer-

2 ten Druck bei einem lüfert von 0,35 kg/cm überdecken.

.Befindet sich das Fahrzeug in einem nicht beladenem Zustand, so daß der Auelaßventilsitz 46 in seine unterste Lage bewegt wird, werden die Steuerfedern 110 am stärksten zusammengedrückt, so daß ein maximaler Steuerdruck erforderlich ist, um auf den

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Steuerkolben 106 zu wirken und ihn in eine Ventilüberdeckungsstellung zu bewegen.

In Figur 2 ist graphisch die Auswirkung der Belastung bei dem Verhältnis des Bremskammerdruokes zu dem BremsνentiIdruck dargestellt. In leerem Zustand liegt der Kammerdruok in dem angenäherten Verhältnis von 1x4 von dem Bremsventildruok, während bei voller Belastung das Verhältnis 1*1 beträgt. In jedem Fall wird unabhängig von dem Belastungszustand des Fahrzeuges, wenn das Bremsventil anfänglich geöffnet ist, um Druck bis zu 0,35 kg/cm eu liefern, der gleiche Druck von allen den Bremskammern unabhängig davon empfangen, ob sie einer Anpassung unterworfen sind oder nicht. Weiterhin wird wegen der durch den Steuerventil*

2 teil nach der Erfindung gewährten Steuerung dieser 0,35 kg/cm Druck wie auch jeder proportionale Druck zu allen Brennkammern im wesentlicher, gleichzeitig unabhängig von dem Belastungszustand des Fahrzeuges und dem sich daraus ergebenden Ausmaß einer Anpassung geliefert, und es handelt «ich um dieses Merkmal, welches die Grundfunktion der Erfindung bildet und dadurch wirksam erreicht wird.

Figur 3 zeigt graphisch die Auswirkungen eines proportionalen Bremsens auf die Gesamtbremaleietung gegenüber einem Bremßventildruok. Ee ist zu beaohten, daß jede Achse unabhängig von ihrer Belastung angepasst oder nicht ihren Anteil an den Fahrzeugbremsen trägt. Weiterhin ist zu bemerken, daß bei einer gegebenen Bremsventilanwendung die Breasleistung oder das Verhältnis der Gesamtbremskraft an den Hadern zu der Geeamtfahrzeugbelaetung,

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was gewähnlich als "k" - Faktor bezeichnet wird, innerhalb des ganzen Systems das gleiche ist.

Bei Fig. 4 ist ein Ventilgehäuse 210 mit einer Einlaßöffnung 212 versehen, welche mit einem herkömmlichen Bremsventil und einer Auslaßöffnung 214. verbunden ist, welche an die Brennkammern gemäß einer Anpassung entsprechend einer Fahrzeugbelastung angeschlossen ist,-

Das Anpassungsventil enthält einen hohlen Kolben 216 von konstanter Fläche, welcher dem Bremsventildruck unterworfen ist und/ein kombiniertes Einlaß-und Auslaßventil 218, 220 tasäg*, wobei das Auslaßventil 220 in die geschlossene Stellung bei einem Eingriff mit einem Auslaßventilsitz 222 bewegt wird, welcher das obere Ende eines Auslaßventilkanals 224 in einem veränderlich einstellbaren hohlen Kolben 226 umgibt. Dieser wird nach unten von der dargestellten Stellung, welches die Fahrzeugbelastungsstellung ist, in Übereinstimmung mit der Fahrzeugbelastung eingestellt, wobei der Auslaßventilsitz seine unterste Lage einnimmt, wenn das Kraftfahrzeug leer ist«

Mit dem Kolben 216 mit konstanter Fläche ist eine Membran 228 von veränderlicher Fläche verbunden, deren effektive Antriebsfläche durch den Betrag an Membran bestimmt wird, welcher von den feststehenden, nach innen vorspringenden Fingern 230 durch bewegliche, nach außen sich erstreckende Finger 232 abgestreift wird, welche von dem Kolben 216 mit konstanter Fläche getragen werden. Dieser Betrag wird durch die Lage des Auslaßventilsitzes 222 bestimmt, wobei offensichtlich ist, daß, wenn sich der letztere in seiner untersten Lage befindet, die Membran vollkommen von den festen Fingen

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durch die beweglichen Finger abgestreift ist, bevor sich das Einlaßventil öffnen kann und somit die gesamte Querschnittsfläche der Membran dem Druck in der ^remskammer unterworfen ist, wobei ein viel niedrigerer Bremskammerdruck den viel höheren Bremsventildruck ausgleicht, welcher nach unten auf das obere Ende des Kolbens mit der festen Fläche wirkt.

Einstellung des Auslaßventilsitzes 222 in Übereinstimmung mit der Belastung wird durch einen Steuerkolben 234 bewirkt, welcher auf gegenüberliegenden Seiten den entgegenwirkenden Kräften von einem Steuerdruck, welcher nach unten auf den Kolben auf der einen Seite wirkt, und von Oradulflrfedern 236 unterworfen ist, welche nach oben auf den Kolben in der entgegengesetzten Richtung einwirken.

Die Steuerdruckkammer 238 empfängt Steuerdruck durch die Leitung 240 in dem Gehäuse 210, welche an eine Steueröffnung 242 angeschlossen sind, Diese Steueröffnung 242 empfängt Steuerdruck von geeigneten auf Belastung ansprechenden Ventilmitteln, welche in der Lage sind, Steuerdruck umgekehrt proportional zu der Fahrzeugbelastung zu der Steueröffnung 242 zu liefern. Wenn somit die Belastung in dem Fahrzeug leicht ist, wird ein verhältnismäßig hoher Steuerdruck zu dem i'eil 242 geliefert und der Steuerkolben 234 im wesentlichen in seine unterste Lage bewegt, während , wenn das Fahrzeug schwer beladen ist, der Steuerdruck gering ist und nicht ausreicht, den Steuerkolben entgegen den Graduierfedern 236 zu bewegen, und die Teile des Ventiles nehnen die Lage nach der Zeichnung ein, wo sich keine Cremsteueranpaseungswirkung ergibt, oder mit anderen Worten, wenn sich die 'A'eile des Ventiles in der Lage nach der Zeichnung befinden, beträgt das Verhältnis des Bremsventildruk-

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kes zu dem-Bremskammerdruck 1. Das dargestellte Ventil sieht eine zusätzliche Fläche vor, auf welche Druck umgekehrt proportional zur belastung ausgeübt wird, um das bremseigengewickt ( brake tare) auszuschalten bzw. auszugleichen· ^ie zusätzliche Fläche wird durch einen Kolbenteil 243 gebildet, welche von einer Öffnung 244 von größerem Durchmesser als der Kolben 216 aufgenommen wird, und mit welcher ein im Durchmesser verkleinerter Teil 245 verbunden ist, welcher mit dem Ventilgehäuse eine Steuerhöhlung 246 bildet, deren untere Wand durch die obere ringförmige Fläche des KoI-Dens 243 gebildet wird und eine größere effektive Fläche als ihre obere durch die untere ringförmige Fläche des Kolbens 216 mit der

hat
festen Fläche gebildete fen'dZ Wenn ein zusätzlicher Steuerdruck umgekehrt proportional zur Belastung konstant der Höhlung 246 zugeführt wird, ergibt sich eine Hutzkraft, welche den Kolben 216 und die kombinierten Ein-laß- und Auslaßventile 218, 220 nach unten in eine bremsangezogene Stellung bewegen will, und wenn der zusätzliche -Uruck von ausreichender Größe ist, werden der Kolben 216 und die Ventile 218, 220 tatsächlich nach unten bewegt, bis das Auslaßventil geschlossen ist. Selbst wenn es danach zeitweise unmittelbar nach einem Freigeben eines regulären Bremsanziehens geöffnet wird, kehrt das Auslaßventil in die geschlossene Stellung zurück, wenn der ^remskammerdruck auf den ausgewählten ^igengewichtsdruck ( tare pressure) fällt, welche in der Größenordnung von 0,5 kg/cm sein kann· Unter manchen Verhältnissen kann sich das Einlaßventil 218 mit dem Auslaßventil 220 überdecken, und so 0,35

kg/cm in der Brennkammer einfangen. Wenn sich andererseits das Einlaßventil öffnet, während das Auslaßventil geschlossen bleibt,

kann der 0,35 kg/cm Eigengewichtsdruck eherlediglich in die Brems-

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kammer durch die Auslaßäffnung in dem Bremsventil als durch die Auslaßöffnung in dem Anpassungsventil entweichen. Wenn somit ständig ein zusätzlicher Steuerdruck in der Höhlung 246 vorhanden ist, können die unerwünschten Ergebnisse von eingefangenem Bremskammerdruck oder eine verzögerten Freigebung eintreten, und der ^weck der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese Möglichkeiten dadurch auszuschalten, daß Mittel vorgesehen werden, um die zusätzliche Steuerhöhlung 246 ständig mit der Atmosphäre mit der Ausnahme zu verbinden, wenn Ausübungsdruck auf den Kolben 216 mit der konstanten Fläche von dem Bremsventil ausgeübt wird, ^enn somit die Bremsen freigegeben sind, haben die zusätzlichen Steuermittel keinerlei Wirkung auf das Ventil, und es arbeitet genauso, als ob die Steuermittel nicht ein Teil davon wären, d.h., bei einem Bremsfreigeben kehren die Kolben 216, 243 und Ventile 218, 220 in ihre Stellungen nach der Zeichnung mittels einer Feder 247 zurück, welche zwischen dem unteren i-nde der Führung 248 des Auslaßkolbens 226 und dem unteren Ende der nach innen vorstehenden Ventilfü^hrunge rippen 250 wirkt, welche auf der Innenseite des hohlen Kolbens 216 vorgesehen sind, itis muß bemerkt werden, daß mit den Teilen in dieser Lage das Auslaßventil 220 oberhalb des A_usiaßventilsitzes 222 einen Abstand hat, und die Bremskammern somit mit der xitmosphäre während der Zeltdauer des Freigebens der Bremse verbunden sind.

Mittel zum Zulassen und Auslassen von Druck zu und von der Höhlung 246 enthalten ein Steuerventilglied 252, welches normaler- \Ahe .in seiner gesdhlossenen Lage gegen eine Steueröffnung 254 , mittels einer Feder 256 gedrückt wird. Die Unterseite des Ventiles 252 ist jederzeit mit Steuerdruck mittels eines Kanales 258 verbunden, welche^ie Steueröffnung 242 mit einer Ventilkammer 260 verbindet. Das Ventil 252 wird in seine offene Lage mittels

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eines Auslaßkolbens 262 bewegt, welcher verschiebbar in einer Luftdichtung 265 angeordnet ist. Diese hat einen mittleren Auslaßkanal 264, welcher sich in eine Steuerventilauslaßkammer 266 öffnet welche jederzeit mit der Atmosphäre mittels eines senkrechten Auslaßkanales 268 in Verbindung steht. Der senkrechte ^uslaßkanal führt in den fiaum oberhalb der Membran 228 und ist mit der Atmosphäre durch Ausläßöffnungen 270 verbunden»

Der Kolben 262 ist an seinem oberen Ende mit einem Mitnehmer verbunden, welcher von dem oberen Ende der Steuerventilauslaßkammer 266 verschiebbar aufgenommen ist. Der Mitnehmer 272 wird nach oben gegen eine Membran 274 durch eine Feder276 gedrück, welche zwischen eine Schütter an der unteren Seite der Auslaiskammer 266 und einen ringförmigen flansch 278 an dem Mitnehmer 272 eingeschaltet ist. -Die obere Seite der ^riembran 274 bestimmt die untere wand einer Druckkammer 280, welche mittels eines ^anales 282 mit der Einlaßöffnung 212 verbunden ist, welche zu dem Bremsventil führt, Wenn somit das Bremsventil offen ist, schließt das Druckmittel unmittelbar durch die Öffnung 212 und wirkt auf den Kolben 216. Gleichzeitig fließt der Strömungsdruck durch den Kanal 282 in die Kammer 280, wo er nach unten auf die Membran wirkt und den Koloen 262 dicht gegen das Steuerventil 252 bewegt, zuerst den Auslaükanal 264 schließt und danach das Steuerventil in die offene Stellung bewegt, woraufhin Steuerdruck, wie er durch die Fahrzeugbelastung festgesetzt ist, von der Öffnung 240 durch den K-j.nal 248 und die Ventilkammer 260, die Steueröffnung 254 und Kanäle 284 in die zusätzliche Kontroll-höhlung 246 schließt, wo er nach unten auf die zusätzliche Kolbenflache 24'5 wirkt und an-

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fängt, die Kraft auf den Kolben 216 auf eine Größe derart zu erganzen, daß bei ungefähr 0,35 kg/cm Druck auf den Kolben 216 die

2 Summierung der Kräfte auf den Kolben 216 und 243 einenO,35 kg/cm Druck auf die veränderliche Membranfläche unabhängig von der Einstellung des -"-uslaßsitzes 222 ausgleichen, wie sie durch den Druck in der Höhlung 238 oder indirekt durch das Fahrzeuggewicht fest-

gesetzt ist, und einen 0,35 kg/cm Lieferdruck auf die Brennkammern hervorrufen, welches der zum Überwinden des Bremseigengewichtes erforderliche Druck ist. Jede Erhöhung im ^ruck an der Einlaßöffnung 212 wird danach in einem proportionierten Druck in die Bremskammer oberhalb und unterhalt des Eigengewichtsdruckes reflektiert, und wird auf die effektive Bremslnaft gemäß der JelastunP auf die durch die Bremskammer öediente Achse ausgeübt.

Wenn das Bremsventil in seine -^remsauslöselage bewegt wird, wodurch die Betriebsleitung mit der Atmosphäre verbunden wird, wie es ebenfalls mit der MnI als öffnung 212 und der fcammer 280 ooerhalb der SteuermemDran 274 der Fall ist, wirkt die Feder 276 auf den Mitnehmer 272 und die Membran und bewegt den Kolben 262 nach oben, μπι zuerst ein Schließen des Steuerventil es 252 und danach ein Öffnen des unteren Endes des ü-uslafikanales 264 zu bewirken, so daß jeder Druck in der zusätzlichen Steuerhöhlung 246 somit mit der Atmosphäre mittels der Kanäle 284, des Auslai:kanales 264, der ^uslaßkammer 266, den Kmales 268 und der ^Äuslai3öffnung 270 verbunden ist.

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i>ie Steuermembran 274 ist in Fig. 4 in der Lage dargestellt, welche sie einnimmt, wenn gerade Druck aus dem -tir ems ventil der Einlaßöffnung 212 zugeführt worden ist, woraufhin die Membran 274 von einem -anschlag 286 an der oberen Wand der hammer 280 wegoewegt wird, und wenn die i-iembran in Eingriff mit diesem Anschlag steht, welches ihre normale bremsausgelöste Stellung ist, wird das untere Bnde des a-uslaßkanales 264 frei zur Atmosphäre mittels des obengenannten /eges geöffnet, woraufhin die Steuerhöhlung 246 unter atmosphärischem Druck steht, bo daß es kein Hinderniss in dem V/eg des Auslaßventils 220 gibt, welches in seine volle offene Stellung unabhängig von der -»->age des ^-uslaßventil^sitzes 222 bewegt wird.

In Übereinstimmung mit der Erfindung ist die Feder 276 so ausgewählt, daß nur ein sehr niedriger Bremsventildruck, vorzugsweise v/eniger als 0,35 kg/cm erforderlich ist, um auf die ^embran 274 zu wirken und das Ventil 252 in die offne Lage zu bewegen, woraufhin der Steuerdruck prompt und voll der kammer 246 mit der zusätzlichen Fläche zugeführt wird, bevor sich der Druck an der Einlaßöffnung 212 auf *en den Druck aufgebaut hat, welcher normalerweise erforderlich ist, mn das Auslaßventil zu schließen und das ■HnlaKventil zu öffnen, wobei der Druck in der Höhlung 246 rechtzeitig auf den Kolüen 243 mit der zusätzlichen Fläche wirkt und die identii-che Wirkung erzeugt, welche erzeugt werden würde, wenn der Steu' rdruek zu allen Zeiten in der Höhlung 246 mit zusätzlichen Fläche vorhanden wäre.

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BAD

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Aus dem besagten geht hervor, daß durch Verwendung des Steuerventiles 252, um Steuerdruck der Höhlung 24-6 zur gleichen ^eit zuzuführen, wo der Bremsventildruck der Einlaßöffnung 212 zugeführt wird, um zu ermöglichen, daß der Steuerdruck leicht vor dem Bremsventildruck und auf ein Bremsfreigeben wirkt, wobei aller Druck aus der Kammer mit der zusätzlichen fläche entleert wird, alle die Vorteile der früheren Anpassungsventile beibehalten werden während alle Probleme als Begleiterscheinung bei einem Einfangen oder Verzögern einer Freigabe eines niedrigen Druckes in der Bremskammer vollkommen vermieden werden.

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Claims (6)

Β/ρ 6251 ·Γ 19.3.1968 Β/Τ Patentansprüche

1. Bremsdruckmittelanpassungsventil zum Steuern des Druckmittelflusses von einem mit einer Druckmittelsteuerquelle verbundenen Einlaß zu einem mit einem Satz von Aufnahmebremszylindern verbundenen Auslaß, welches in einem Gehäuse ^entilmittel aufweist,welche als eine Punktion der relativen Lagen zwischen einem verhältnismäßig festen Ventilelement und einem weiteren in einem beweglichen Differentialkolben angeordneten Ventilelement, welcher den Differentialdruck zwischen dem Einlaß und Auslaß unterworfen ist, gesteuert werden und bei einer Betätigung durch den Einlaßdruck von der Steuerquelle zuerst die Verbindung zwischen dem Auslaß und einer Quelle von niedrigem Druck schließen und dann den Druckmittelfluß von dem Einlaß zu dem Auslaß steuern, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialkolben weiterhin einer verhältnismäßig konstanten Steuerkraft unterworfen ist, welche den Kolben (28, 216) normalerweise gegen

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das weitere Venti^/fement (44, 218) vorspannt und die Ventilmittel in die Lage drückt, in welcher der Einlaß (15,212) mit dem A_uai_aß (58,214) verbunden ist, bis sich der auf die Differentialfläche des Kolbens gegen die Steuerkraft wirkende Auslaßdruck oberhalb eines bestimmten V/ertes befindet.

2. Ventil nach Anspruch 1, bei welchem sich die effektive Differentialfläche des Kolbens als eine bestimmte Funktion der Fahrzeugbelastung ändert, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkraft durch auf die fahrzeugbelastung ansprechende Mittel so gesteuert wird, daß sie sich im wesentlichen proportional zu der

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effektiven Differentialfläche des Kolbens ändert.

3. Ventil nach Anspruch 2, hei welchem die Lage des ersten Ventilelementes (47* 226) als eine gegebene Funktion der Pahrzeugbelastung mit der wirksamen Differentialfläche des Kolbens gesteuert wird, welche sich entsprechend der Lage des Kolbens in dem Gehäuse ändert, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkraft durch einen als eine Punktion der Fahrzeugbelastung sich ändern-r den Steuerdruck bestimmt wird und auf eine wirksame vorbestimmte konstante Fläche (89, 245) des Kolbens wirkt.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dafi der Steuerdruck von einer Quelle (10) von verhältnismäßig hohem druck durdi Ventilmittel (104) gesteuert wird, welche auf den Steuerdruck ansprechen, welcher gegen eine veränderliche, nachgiebige Bezugskraft (110) wirkt, welche eich umgekehrt proportional zu der gegebenen Funktion der Fahrzeugbelastung ändert.

5. Ventil nach Anspruch 3 oder A₉ dadurch gekennzeichnet, daß eine auf den EinlaSdruck ansprechende Torrichtung vorgesehen ist, um die Betätigung des Kolbens durch den Steuerdruck zn verhindern, wenn der Binlafldruck unter einem bestimmten Wert liegt.

6. Ventil nach Anspruch 3 -5»dadurch gekennzeichnet, daß ein auf den Einlassdruck ansprechendes Relaisventil (252, 242) vorgesehen 1st, um die Lieferung von dem Steuerdruck ^zu^der wirksamen konstanten Fläche des Kolbens zu steuern» nenn der Ein— laödrück fiber dem bestimmten Wert liegt·

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