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Ventil zur Regulierung des Bremsdruckes in Druckluftbremsanlagen
Die Erfindung betrifft ein Ventil zur Regulierung des Bremsdruckes in Druckluftbremsanlagen,
z.B. für Kraftfahrzeuge, mit einem lastabhängigen Regler des Bremsdruckes, durch
den der den Bremszylindern einer Achse zugeführte Luftdruck in Abhängigkeit von
der Wagenbelastung geregelt wird, wobei daß Ventil zur Regulierung des Bremsdruckes
in den Bremszylindern einer zweiten Achse mit einem Differentialkolben versehen
iat, dessen kleinere Fläche beim Bremsen dem durch das Hauptbremsventil gelieferten
Luftdruck, dessen Diffarentialfläche dem durch den Lastregler geregelten Luftdruck
und dessen große Stirnfläche dem Luftdruck ausgesetzt ist, der in den Brem.-zylindern
herrscht, in denen der Bremsdruck durch ein Bremsventil geregelt wird, wobei die
Verbindung zwischen dem Verteilerraum, an den die Bremszylinder angeschlossen sind,
und dem Zuleitungsraum, der an ein Rohr, welches vom Hauptbremsventil kommt und
an den Austrittsraum angeschlossen ist, welcher mit der freien Atmosphäre verbunden
ist, durch ein Doppel-bzw.
Tandem-Ventilglied in Abhängigkeit von
der Lage des Differentialkolbens gesteuert wird, der mit einem Sitz für das Einla-VentiIglied
des Doppelventils ausgestattet ist.
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Erfindungsgemäß ersetzt das Doppel- oder Tandemventil den Lastregler
des Bremsdruckes, der auch für die zweite Achse notwendig wäre, Zweck der Erfindung
ist es, die Betriebssicherheit bei Verwendung eines solchen Ventils dadurch zu steigern,
daß bei Störung der Zufuhr von Druckluft aus dem Lastregler die Zufuhr von Druckluft
an die zweite Achse gesichert bleibt.
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Es ist bereits bekannt, bei Druckluftbremsanlagen von Kraftfahrzeugen
ein Ventil zur Regelung des Bremsdruckes in den Bremsylindern der Vorderachse zu
verwenden. Die kleinere Fläche seines Differentialkolbens ist beim Bremsen dem aus
dem Iiauptbremsventil zugeführten Luftdruck ausgesetzt. Die Diffew rentialfläche
des Differentialkolbens ist beim Bremsen dem durch den Lastregler für die zweite
Achse geregelten Luftdruck aus gesetzt, während die große Stirnfläche des Differentialkolbens
dem den Bremszylindern der Vorderachse zugeführten Luftdruck ausgesetzt wird. Der
Doppel- bzw. Tandem-Ventilkörper, der die Zufuhr von Druckluft in die Bremszylinder
der Vorderachse und das Ablassen der Druckluft aus den Bremszylindern in die freie
Atmosphäre nach dem Lösen der Bremse steuert, ist mit dem Differentialkolben verbunden,
so daß der Bremsdruck in den Bremszylindern eine Funktion der auf den Differentialkolben
wirkenden
Drucke ist.
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Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß bei einer Störung in
der Zufuhr der Preßluft aus dem Lastregler in das Ventil zur Regelung des Bremsdruckes
auf den Differentialkolben in Richtung der Öffnung der Zuleitung in die vorderen
Bremszylinder bloß der aus dem Hauptbremsventil zugeführte Luftdruck wirkt. Auf
die große Stirnfliche des Differentialkolbens wirkt der in die vorderen Bremszylinder
Ubergeströmte Luftdruck. Infolge der Unterschiedlichkeit der beiden Flächen wird
die Zuleitung durch Verschiebung des Differentialkolbens bald geschlossen, so daß
die Vorderachse des Kraftfahrzeuges durch einen unverhältnismäßig niedrigen Druck
gebremst wird. Dieser Zustand kann gefährlich werden.
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Zweck der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beseitigen.
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Die durch die Erfindung erzielte Verbesserung wird dadurch erreicht,
daß der Sitz für das Auslaß-Ventilglied eines Doppel-bzw. Tandemventilkörpers durch
einen Rohr-Durchlaß gebildet wird, der dicht und fest mit einem gleitend im Regulierraum
gelagerten Hilfskolben verbunden ist, welcher durch eine feste Zwischenwand vom
Verteilerraum getrennt ist, wobei der Rohr-Durchlaß abgedichtet durch diese Zwischenwand
geführt ist und der Regulierraum durch den Hilfskolben in zwei Kammern geteilt wird,
von denen die über dem Hilf Bkolben liegende Kammer an den
Kreis
angeschlossen ist, in dem der Luftdruck durch den Regler des Bremsdruckes lastabhängig
geregelt wird, während in der Kammer unter dem Hilfskolben, die mit der freien Atmosphäre
verbunden und über den Rohr-Durchlaß und das Auslaßventilglied des Doppel- bzw.
Tandemventilkorpers an den Verteilerraum angeschlossen ist, mindestens eine Feder
liegt, durch welche der Hilf skolben belastet ist.
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Die Erfindung soll nun unter Hinweis auf die ein Ausführungsbeispiel
darstellende Zeichnung näher erklärt werden. Die Zeichnung zeigt schematisch eine
Ausführung eines Ventils gemäß der Erfindung im Schnitt in Vorderansicht und im
Anschluß an die Druckluftbremsanlage.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht das Ventil zur Regelung des Bremsdruckes
aus einem Gehäusekdrper 1, der mit einem Deckel 2 verbunden ist. Der Körper 1 besitzt
eine Innenschulter 3, auf die eine Zwischenwand 4 mit einer Dichtung 5 durch den
Deckel 2 aufgedrückt wird. Der Körper 1 mit der Zwischenwand 4 begrenzt den Regulierraum
6, in dem gleitend ein Hilfskolben 7 mit einer Umfangsdichtung 8 gelagert ist. Der
Körper 1 besitzt eine weitere Innenschulter 9, die einen Anschlag für den Hilf skolben
7 bildet. Eine oeffnung 10 im Erden des Körpers 1 rührt in die freie Atmosphäre.
Ein zentrales Durchlaßrohr 11 ist mit dem Hilfskolben 7 verbunden. Das äußere Ende
dieses Rohres 11 geht durch die oeffnung 10 im Körper 1 und sein inneres Ende durch
die Öffnung 12 in der Zwischenwand 4
hindurch. In der Öffnung 12
der Zwischenwand 4 ist in einer Nut 13 eine Dichtung 14 gelagert. Der Regulierraum
6 wird durch den Hilfskolben 7 in eine Kammer 15 über dem Hilfskolben 7 und eine
Kammer 16 unter diesem Hilfskolben 7 geteilt. Die untere Kammer 16 ist durch die
Öffnung 10 des Körpers 1 mit der freien Atmosphäre verbunden. In dieser unteren
Kammer 16 befindet sich eine Feder 18, durch welche der Hilfskolben 7 belastet ist.
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Am Umfang des in den Körper 1 eingreifenden zylindrischen Teils 19
des Deckels 2 ist eine Nut 20 vorgesehen, in der eine Dichtung 21 gelagert ist,
durch welche der Deckel 2 gegen den Körper 1 abgedichtet wird. Im Deckel 2 ist gleitend
ein Differentialkolben 22 gelagert, der das Innere des Deckels 2 in einen Raum 23
über dem Kolben und einen Verteilerraum 24 unter dem Kolben teilt. Dieser Verteilerraum
24 ist durch eine seitliche Ausnehmung 25 des Deckels 2, den Stutzen 26 des Körpers
1 und die Rohrleitung 27 mit den Bremszylindern 28 der Vorderachse verbunden. Der
Raum 23 über dem Kolben wird durch den Stutzen 29 des Deckels 2 und die Rohrleitung.30
mit der Rohrleitung 31 verbunden, die vom Lastregler 32 des Bremsdruckes zu den
Bremszylindern 33 der Hinterachse führt. Der Differentialkolben 22 hat an seinem
oberen Teil einen rohrförmigen Ansatz 34, durch den im Raum 23 über dem Kolben die
Differentialfläche des Differentialkolbens 22 begrenzt wird und der durch die Bohrung
35 im Deckel 2 geführt ist. In der Bohrung 35 ist eine Ringnut 36 angeordnet, in
der eine Dichtung 37 liegt. Der rohrförmige Ansatz 34 des Differentialkolbens 22
mündet koaxial in
den Stutzen 38, welcher durch die Rohrleitung
39 an die Ableitung des Hauptbremsventils 40 angeschlossen ist. Der Querschnitt
des rohrförmigen Ansatzes 34 stellt die kleinere Fläche des Differentialkolbens
22 dar, während das Innere des rohrförmigen Ansatzes 34 einen Zuführungsraum 41
bildet, der sich im Inneren des Differentialkolbens 22 erweitert. Der Differentialkolben
22 ist an seinem Umfang mit einem Dichtungsring 42 versehen, durch den er gegen
den von beiden Seiten wirkenden Druck abgedichtet ist. Innerhalb der Seitenwand
des Deckels 2 befindet sich eine Längsbohrung 44, die mit einem RUckschlagventilglied
65, einer Rüokfluß-Drosseldüse 66 und einer Feder 67 versehen ist. Diese Bohrung
44 führt aus dem Stutzen 29 des Deckels 2 und mündet gegenüber einer ähnlichen Bohrung
45 in der Zwischenwand 4. Diese Bohrung 45 führt in die Kammer 15 silber dem Hilfskolben
7. An der Kontaktstelle der Mündung der Längsbohrung 44 und der Zwischenwand 4 befindet
sich eine die Mündung umgebende Ringdichtung 46, die das Eindringen des Luftdruckes
zwischen diese Längsbohrung 44 und den Verteilerraum 24 verhindert.
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In der Bohrung des Differentialkolbens 22 ist ein Ventilsitz 47 angeordnet,
bestehend aus einem Ring 48, der gegen Achsialbewegung durch einen Sicherungsring
50 festgelegt und durch einen Dichtungsring 49 abgedichtet ist. Im Zuführungsraum
41 des Differentialkolbens 22 befindet sich die Zuleitungsklappe 51 des Doppel-Ventilkörpers
52,dessen Schaft 53 am entgegengesetzten Ende das Auslaß-Ventilglied 54 trägt, an
das sich eine
Feder 55 stützt, deren zweites Ende sich an den Ring
48 des Sitzes 47 stützt. Das Auslaß-Ventilglied wird also gegen den Sitz 56 gedrückt.
Dieser Sitz 56 wird vom Rand des rohrförmigen Ansatzes 11 gebildet, der mit dem
Hilf skolben 7 verbunden ist.
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Dadurch wird der Auslaßraum 37 im rohrförmigen Ansatz 11 gegen den
Verteilerraum 24 abgeschlossen, der an dem Einlaß-Ventilglied 51 vorbei mit dem
Zuleitungsraum 41 verbunden ist.
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Das Hauptbremsventil 40 ist durch die Rohrleitung 58 mit einem Lurtreservoir
59, das einen der Kreise speist und durch eine Rohrleitung 60 mit einem weiteren
Luftreservoir, das den zweiten Kreis speist, verbunden. Das Hauptbremsventil 40
besitzt eine Ableitungjaus der durch die Rohrleitung 62 dem Lastregler 32 Steuerdruck
zugeführt wird. Der Lastregler ist durch die Rohrleitung 63 mit der Rohrleitung
60 verbunden, die aus dem Luftreservoir 61 in das Hauptbremsventil 40 führt.
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Das Ventil zur Regelung des Bremsdruckes ist in der Ruhelage dargestellt,
in der die Bremszylinder 28 und 33 der beiden Achsen entlüftet sind. Beim Niedertreten
des Bremspedals liefert das Hauptbremsventil 40 durch die Rohrleitung 39 Luft in
den Stutzen 38 und in den Zuleitungsraum 41 des Ventils zur Regelung des Bremsdruckes.
An dem Einlaß-Ventilglied 51 vorbei strömt Druckluft in den Verteilerraum 24 und
von dort durch die Ausnehmung 25 des Deckels 2 und den Stutzen 26 des Körpers 1
in die Rohrleitung 27, die in die Bremszylinder 28 der Vorderachse führt. Gleichzeitig
liefert das Hauptbremsventil 40 Druckluft
in den zweiten Kreis,
durch die Rohrleitung 62 in den Lastregler 32, und von dort wird die Druckluft durch
die Rohrleitung 31 in die Bremszylinder 33 der Hinterachse und durch den Stutzen
29 in den Raum 23 über dem Differential-Kolben 22 geleitet. Durch die Längsbohrung
44 dringt Druckluft aus dem Stutzen 29 huber das Rückschlagventil 65 gleichzeitig
in die Bohrung 45 der Zwischenwand 4 und von dort in die Kammer 15 über dem Hilfskolben
7 ein. Der Hilfskolben 7 wird gegen den Widerstand der Feder 18 herabgedrückt und
nimmt den rohrförmige Ansatz 11 mit. Das Auslaß-Ventilglied 54 des Doppel-Ventilkörpers
52 bleibt mit dem Sitz 56 in Berührung und folgt diesem unter dem Druck der Feder
55, 6ie bis das Einlaß-Ventilglied 51 auf den Sitz 47 aufsitzt Dadurch wird die
Verbindung zwischen dem Zuleitungsraum 41 und dzdem Verteilerraum 24 unterbrochen.
Auf den Differentialkolben 22 wirkt im Zuleitungsraum 41 der Bremsluftdruck aus
dem Hauptbremsventil 40 und im Raum 23 über dem Kolben der durch den Lastregler
32 regulierte LuStdruck. Auf die Unterseite des Differentialkolbens 22 wirkt der
in den Bremszylindern 28 der Vorderachse herrschende Druck. Der Differentialkolben
22 nimmt deshalb bei Jeder Bremsung eine derartige Lage ein, daß das Einlaß-Ventilglied
51 die Verbindung zwischen dem Zuleitungsraun 41 und dem Verteilerraum 24 in dem
Augenblick unterbricht, in dem sich die auf die beiden Seiten des Differentialkolbens
22 wirkenden Kräfte ausgleichen.
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Da der Hilfskolben 7 dem gleichen Druck ausgesetzt ist der auch
im
Raum 23 über dem Kolben herrscht, tritt er nach unten zurück, wodurch das Schließen
des Einlaß-Ventilglieds 51 nach Erreichen des Gleichgewichtszustandes beschleunigt
wird. Der Luftdruck in den Bremszylindern 28 ist eine Funktion des durch das Hauptbremsventil
40 und den Lastregler 32 gelieferten Druckes und des Verhältnisses der Flächen des
Differentialkolbens 22.
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Nach Lösen der Bremse wird der Zuleitungsraum 41 über die Rohrleitung
39 entlüftet und das Hauptbremsventil 40, der Raum 23 über dem Kolben und der Raum
der Kammer 15 über dem Hilfskolben 7 werden über den Stutzen 29, die Rohrleitungen
30 und 31 und den Lastregler 32 entlüftet. Durch den Luftdruck im Verteilerraum
24 wird der Differentialkolben 22 nach oben gedrückt und nimmt den Doppel-Ventilkörper
52 mit, wobei der Hilfskolben 7 durch den Druck der Feder 18 dieser Bewegung zu
folgen beginnt, bis der Druck im Raum 15 über dem Hilfskolben 7 auf einen verhältnismäßig
niedrigen Wert sinkt, und zwar verlangsamt, denn das Entweichen der Luft aus dem
Raum 15 in die Längsbohrung 44 zurück wird durch die Rückfluß-Drosseldüse 66 des
RUckschlagventils 65 gedrosselt, so daß das Auslaß-Ventilglied 54 sich vom Sitz
56 trennt und der Verteilerraum 24 und also auch die Rohrleitung 27 und die Bremszylinder
28 der Vorderachse über den Ableitungsraum 57 des rohrförmigen Ansatzes 11 und die
Öffnung 10 im Boden des Körpers 1 entlüftet werden. Da der Hub des Differentialkolbens
22 kürzer ist als der Hub des HilRskolbens 7, setzt sich der rohrförmige Ansatz
11 mit seinem Sitz 56 auf das Auslaß-Ventilglied 54 und hebt das Einlaß-Ventilglied
51
vom Sitz 47, so daß die Verbindung zwischen dem Zuleitungsraum
41 und dem Ableitungsraum 24 wieder gedffne ist.
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Bei Störung des aus dem Lastregler 32, der zu den Bremazylindern
33 der Hinterachse führenden Rohrleitung 31 und der Rohrleitung 30 bestehenden Kreises
gelangt in den Raum ueber dem Kolben 23 kein Druck, der Hilfskoiben 7 wird also
auch nicht herabgedrückt und der rohrförmige Ansatz 11 bleibt in den Verteilerraum
24 herausgeschoben.
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Der im Zuleitungsraum 41 wirkende Druck dringt in den Verteilerraum
24 und also auch in die Bremszylinder 28 der Vorderachse an dem geöffneten Einlaß-Ventilglied
51 vorbei ein, bis der Druck in den Bremszylindern 28 und der Druck hinter dem Hauptbremsventil
40 ausgeglichen sind.
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Der Differentialkolben 22 verbleibt dabei in der Ruhelage, so daß
das Einlaß-Ventilglied 51 nicht geschlossen wird. Nach Lösen der Bremse werden die
Bremszylinder 28 der Vorderachse, die Rohrleitung 27 und der Verteilerraum 24 des
Ventils zur Regelung der Bremsdrücke an dem Einlaß-Ventilglied 51 vorbei durch den
Zuleitungsraum 41 und die Rohrleitung 39 über das Hauptbremsventil 40 entlüftet.
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Im Falle einer Störung des Kreises des Lastreglers 32 gewährleistet
also das Ventil zur Regelung des Bremsdruckes, daß die Bremszylinder 28 der Vorderachse
beim Bremsen mit dem vollen.
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Druck beliefert werden, wie ihn das Hauptbremsventil 4o steuert.