DE2044894C3 - Zweikreis-Bremsventil für Druckluftbremsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zweikreis-Bremsventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Bremsventil dieser Art ist z. B. aus der DT-AS 69 439 bekannt. Bei dem bekannten Bremsventil ist die in Öffnungsrichtung des zweiten Ventils wirkende Feder auf der einen Seite des Zwischenkolbens zwischen diesem und dem Betätigungskolben eingespannt, während die andere Feder auf der anderen Seite des Zwischenkolbens zwischen diesem und dem Ventilgehäuse eingespannt ist. Der Betätigungskolben, der beim Verschieben mit Hilfe eines Bremspedals das erste Ventil öffnet, verschiebt dabei über die eine Feder gegen den Gegendruck der anderen Feder den schwimmenden Zwischenkolben, so daß dieser das zweite Ventil zu öffnen vermag. Zum öffnen des zweiten Ventils muß also durch den Pedaldruck die Kraft der anderen Feder überwunden werden, die der Verschiebung des Zwischenkolbens und damit dem öffnen des zweiten Ventils einen beträchtlichen und ständig ansteigenden Geeendruck entgegensetzt

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Betätigungskraft zum öffnen des zweiten Ventils zu verringern und die bei hoben Betätigungskräften unvermeidbare stufenweise Arbeitsfolge beim öffnen der Ventile zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst

Beim erfindungsgemäßen Bremsventil sind die zum öffnen des zweiten Ventils erforderlichen Kräfte wesentlich geringer, wodurch das stufenweise öffnen des zweiten Ventils und damit ungleiche Druckverhältnisse zwischen den beiden Bremskreisen vermieden werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Bremsventil sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nun an einem Ausführungsbeispie! und an Hand der Zeichnung erläutert, die einen vertikalen Schnitt eines erfindungsgeimäßen Bremsventils zeigt

In der Zeichnung ist ein Ventilgehäuse 10 dargestellt, das 2wei Einlaß- und zwei Auslaßkanäle 11; 13 und 12; 14 aufweist Die Einlaßkanäle 11; 13 sind an voneinander unabhängige Strömungsmittelquellen (nicht dargestellt) angeschlossen, während die Auslaßkanäle 12; 14 an voneinander unabhängige Bremsbetätigungsvorrichtungen angeschlossen sind. Das Innere des Ventilgehäuses 10 ist durch eine Wand 20 in einen oberen und einen unteren Abschnitt geteilt. In jedem dieser Abschnitte ist ein Doppelventil vorgesehen, das die Strömungsmittelverbindung zwischen dem zugehörigen Einlaß- und Auslaßkanal oder zwischen dem Auslaßkanal und der Außenluft steuert.

Wie aus der Zeichnung zu erkennen ist, weist der obere Abschnitt des Ventilgehäuses einen Einlaßraum 22 unu einen Auslaßraum 24 auf. Diese Räume sind durch einen Ventilsitz 26 voneinander getrennt, der normalerweise durch einen ringförmigen Ventilk.örper 28 geschlossen ist Der Ventilkörper 28 befindet sich auf einem Riadialflansch 30 am oberen Ende einer Buchse 32, die verschiebbar in der Mittelöffnung eines Dichtungsrings 34 gehalten ist. Der Dichtungsring 34 seinerseits ist in einer Mittelöffnung 35 der Wand 20 angeordnet und kann im Querschnitt die Form eines auf den Kopf gestellten »T« aufweisen. An seiner Unterseite ist der Dichtungsring 34 durch einen Sprengring 36 gehalten. Der Schaft des »T«-förmigen Dichtungsrings 34 ist durch ein Paar O-Ringe 38 abgestützt, während die Oberseite des Schafts die Auflage für eine Scheibe 42 darstellt. Diese dient zur Abstützung des unteren Endes einer Feder 44, dere:n oberes Ende sich in Anlage an einem metallischen Halter 46 für den Ventilkörper befindet, um den Ventilkörper 28 in dichtendem Eingriff mit dem Ventilsitz 26 zu drücken. In der Buchse 32 des Ventils sitzt verschiebbar die Hülse 48 eines Zwischenkolbens 84, die einen vertikal sich erstreckenden Entlüftungskanal 50 aufweist. Das obere Ende der Hülse ist normalerweise über eine Reihe von Schlitzen 52 mit dem Auslaßraum 24 verbunden. Die Schlitze 52 befinden sich in der Seitenwand der Hülse 48. Das obere Ende 54 der Hülse ist verschiebbar in einer Ausnehmung 56 gehalten, die an der Unterseite eines Betätigungskolbens 58 angeordnet ist. Der Betäti-

gungskolben 58 ist verschiebbar im Auslaßraum 24 angeordnet und wird durch eine Feder 60 normalerweise in die in der Zeichnung gezeigte Stellung gedrückt Die Feder 60 befindet sich zwischen der Unterseite des Auslaßraumes 24 und der Unterseite des Betätigungskolbens. Eine Halteplatte 62 begrt:izt die nach oben gerichtete Bewegung des Betätigungskolbens.

Zwischen der Oberseite der Ausnehmung 56 und der Oberseite am Ende 54 der Hülse besteht ein Spielraum, wobei die Ausnehmung durch einen rohrförmigen Fortsatz 64 des Betätigungskolbens 58 bestimmt ist Dieser Fortsatz dient als Ventilsitz für die Entlüftung. Bei nach unten gerichteter Bewegung des Betätigungskoibens kann der Fortsaiz in eine dichte Anlage mit dem inneren, kreisförmigen Teil des Ventilkörpers 28 kommen, so daß der Auslaßraum 24 gegenüber dem Entlüftungskanal 50 in der Hülse 48 abgesperrt ist Bei einer weiteren nach unten gerichteten Bewegung des Betätigungskolbens wird der Ventilkörper 28 abgehoben und der Einlaßraum 22 mit dem Ausiaßraum 24 verbunden, so daß das Druckmittel über den Auslaßkanal 12 zu den Bremsbetätigungseinrichtungen strömen kann.

Wie gezeigt ist, erstreckt sich eine Stange 55 durch den Betätigungskolben 58 und ist am unteren Ende mit einer Scheibe 57 fest verbunden. Diese ist im Entlüftungskanal 50 verschiebbar. Eine Feder 59 ist zwischen der Scheibe 57 und dem Ende 54 der Hülse eingespannt. Zwischen ihren Enden ist die Stange mit einem Bund 61 versehen, der relativ zum Ende 54 der Hülse verschiebbar ist und der mit Hilfe einer Mutte^r 63 in der gezeigten Stellung gehalten ist.

Eine Verschiebung des Betätigungskolbens 58 zum Schließen des Entlüftungskanals und zum Öffnen des oberen Ventils wird über ein (nicht dargestelltes) Bremspedal bewirkt, das auf einer erweiterten Scheibe 66 angreift. Die Scheibe 66 ist auf einem nach oben stehenden Ansatz 70 des Betätigungskolbens 58 verschiebbar angeordnet. In einer Ausnehmung 72 an der oberen Seile des Betätigungskolbens ist eine aus Gummi bestehende Einstellfeder 74 von kegelstumpfförmiger Gestalt angeordnet. Die Einstellfeder 74 wirkt gegen die untere Fläche der Ausnehmung 72 und gleichzeitig gegen die Unterseite der Scheibe 66, um diese nach oben in Anlage an eine weitere Scheibe 76 zu drücken. Die Scheibe 76 ist mit Hilfe der Mutter 63 am Ansatz 70 angebracht. Aufbau und Arbeitsweise der aus Gummi bestehenden Einstellfeder 74 als auch einer geeigneten Bremspedalvorrichtung sind dem Fachmann bekannt und brauchen hier nicht eigens beschrieben zu werden. Wenn das Bremspedal niedergedrückt wird, versucht die Scheibe 66 die Einstellfeder 74 zusammenzudrücken. Diese ihrerseits drückt den Betätigungskolben 58 gegen die Kraft der Feder 60 nach unten, bis das durch den Fortsatz 64 mit dem Ventilkörper 28 gebildete Entlüftungsventil geschlossen und das durch den Ventilkörper 28 und dem Ventilsitz 26 gebildete Einlaßventil geöffnet ist. Der dem Auslaßraum 24 zugeführte Druck wirkt nunmehr an der Unterseite des Betätigungskolbens. Dieser Druck zusammen mit der Kraft der Feder 60 drückt den Betätigungskolben nach 6» oben, wodurch die Einstellfeder 74 weiter zusammengedrückt wird, bis sowohl das Einlaßventil als auch das Entlüftungsventil in bereits beschriebener Weise geschlossen sind. Eine nach unten oder nach oben gerichtete Bewegung des Ptdals verstärkt oder verringert den Druck im Auslaßraum 24 in bekannter Weise, weshalb sich eine ins einzelne gehende Beschreibung dieser Wirkunesweise erübrigt.

Wie aus der Zeichnung zu e. iennen ist, ist unterhalb der Wand 20 ein Zwischenraum 80 vorgesehen, der von einem zweiten Einlaßraum 82 durch den Zwischenkolben 84 getrennt ist. Der Zwischenkolben 84 ist einstükkig mi.t dem unteren Ende der Hülse 48 verbunden, die sich rnittig durch den Zwischenkolben 84 erstreckt. Ein Druekmittelkanal 86 in der Wand 20 verbindet den Auslaßraum 24 im oberen Abschnitt des Gehäuses mit dem Zwischenraum 80. Wenn deshalb im Auslaßraum 24 Druckmittel vorhanden ist, wird der Druck des Druckmittels gleichzeitig auf die Oberseite des Zwischenkolbens 84 übertragen und versucht die Hülse 48 nach unten zu verschieben, bis die Unterkante 88 der Hülse am inneren, ringförmigen Bereich eines zweiten Ventilkörpers 90 aufliegt der sowohl den Einlaß als iiuch die Entlüftung steuert Der Ventilkörper 90 befindet sich auf einem Ringflansch 92 einer zweiten Buchse 94, durch die ein Entlüftungskanal 96 verläuft. Der Entlüftungskanal 96 fluchtet mit dem oberen Entlüftungskanal 50 der oberen Hülse 48. Es ist ersichtlich, daß die zweite Buchse 94 sich durch einen zweiten Einlaßraum 97 erstreckt der mit dem Einlaßkanal 13 verbunden ist. Die Buchse 94 ist über einen Dichtungskörper 100 verschiebbar innerhalb einer öffnung 98 geführt; der Dichtungskörper 100 wird mit Hilfe eines Federbügels bzw. eines Sprengririgs 102 in seiner Lage gehalten. Unterhalb des Entlüftungskanals 96 und am Gehäuse befestigt befindet sich die Ringkante eines sphärisch geformten, durchbohrten Metallkörpers 103, der in seiner Mitte mit einer öffnung versehen ist. In dieser befindet sich ein Körper 104 eines aus Gummi bestehenden Einwegstaubventils bzw. Schutzelements 106. Dieses ermöglicht das Ablassen des Druckmittels in die Außenluft durch Löcher 107 des Metallkörpers 103, während es das Eindringen von Staub und Schmutz verhindert. Eine zur Rückstellung des Ventilkörpers 90 dienende Feder 112 ist zwischen der Oberseite des Dichtungskörpers 100 und einem metallischen Halter 114 für den Ventilkörper angeordnet, um den Ventilkörper 90 normalerweise in Schließstellung an einem Ventilsitz 116 zwischen dem Einlaßraum 82 und dem Entlüftungskanal 96 zu halten. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, befindet sich eine Feder 118 für den Zwischenkolben zwischen der Oberseite des Zwischenkolbens 84 und der Unterseite der Wand 20. Die Feder 118 versucht andauernd, den Zwischenkolben 84 nach unten zu bewegen, um den Ventilkörper 90 vom Ventilsitz 116 abzuheben, die beide die Strömung des Druckmittels zum zweiten Bremskreis steuern.

Die Abstimmung der Federn 60, 59, 118 und 112 ist so vorgenommen, daß der zum öffnen des unteren Einlaßventils 90, 116 erforderliche Lösedruck auf ein Minimum reduziert ist. Dadurch wird in beiden Bremskreisen im wesentlichen der gleiche Druck ausgeübt, ohne daß eine stufenweise Arbeitsfolge erforderlich wäre.

Bei einer Ausführungsform, die sich insbesondere in der Praxis als äußerst vorteilhaft erwiesen hat, bringt die Feder 60 eine Kraft von etwa 18 kp auf, während die Feder 59 des Zwischenkolbens eine Kraft von etwa 9,5 kp aufbringt. Die Feder 118 des Zwischenkolbens 84 bringt dabei etwa eine Kraft von 8,2 kp auf, während die Feder 112 des unteren Einlaßventils eine Kraft von etwa 5,4 kp aufbringt. Demnach ist die Kraft der Feder

59 größer als die der Feder 118; da die Kraft der Feder

60 noch größer ist, nimmt das Bremsventil die in der Zeichnung gezeigte Stellung ein, in der die Bremsen gelöst sind.

In dieser Stellung hält die Feder 59, die zwischen

iem Ende 54 und der Scheibe 57 eingespannt ist, den £wischenkolben 84 in Anlage mit der Unterseite der Wand 20, so daß die Unterkante 88, die mit dem Ventilkörper 90 das Entlüftungsventil bildet, oberhalb des Ventilkörpers 90 in der dargestellten Weise zu liegen kommt. Wenn auf die Scheibe 66 durch das Pedal eine Kraft ausgeübt wird, werden der Betätigungskolben 58 und der Zwischenkolben 84 als Ganzes nach unten bewegt, bis die Unterkante 88 am Ventilkörper aufliegt und das Entlüftungsventil geschlossen ist. Danach kann sich der Betätigungskolben 58 um eine kurze, weitere Strecke bewegen, die durch den Abstand zwischen dem unterem Ende des Ansatzes 70 und dem oberen Ende 54 der Hülse 48 bestimmt ist. Während dieser zusätzlichen Verschiebung des Betätigungskolbens 58 wird die Feder 59 zusammengedrückt, wodurch deren Spannung vom Zwischenkolben 84 abgenommen wird. Nunmehr wird die volle Kraft der Feder 118 auf den Ventilkörper 90 übertragen. Dieser wird jedoch durch die Feder 112 in seiner Schließstellung gehalten, die eine Kraft von etwa 5,4 kp aufbringt, und durch den Einlaßdruck, der mit etwa 10,9 kp auf die Differenzfiäche des Ventilkörpers 90 wirkt, so daß sich eine Kraft von etwa 16,3 kp in Schließrichtung auf den Ventilkörper 90 ergibt. Diese 163 kp abzüglich der 8,2 kp der Feder 118 belassen letztlich eine Schließkraft von etwa 8,1 kp am Ventilkörper 90, also am Einlaßventil. Daraus folgt: Wenn das obere Einlaßventil 26, 28 geöffnet ist, um Druckmittel dem ersten Bremskreis über den Einlaßraum 22, den Auslaßraum 24 und den Auslaßkanal 12 zuzuführen, wird der Einlaßdruck über den Druckmittelkanal 86 dem Zwischenraum 80 zugeführt, um eine Bewegung

des Zwischenkolbens 84 und damit ein Öffnen des unteren Einlaßventils 90, 116 herbeizuführen. Wegen der am Ventilkörper 90 anliegenden, verringerten Schließkraft ist der erforderliche Druck am Zwischenkolben 84 nur sehr gering.

ίο Obwohl mit den oben angegebenen Werten sich in der Praxis gute Ergebnisse erzielen lassen, kann natürlich auch mit anderen Werten die zum öffnen des Einlaßventils 90,116 für den zweiten Bremskreis erforderliche Kraft vermindert werden.

is Falls das Druckmittel im ersten Bremskreis ausfällt, kann der zweite Bremskreis trotzdem erregt werden bzw. unter Druck gesetzt werden, da es lediglich erforderlich ist, manuell den Betätigungskolben 58 und die Hülse 48 nach unten zu bewegen, um das Einlaßventil 90,116 für den zweiten Bremskreis zu öffnen.

Wie aus der Beschreibung hervorgeht, tragen die Federn 59 und 118 wesentlich dazu bei, die zum öffnen des Einlaßventils 90, 116 des zweiten Bremskreises erforderliche Kraft zu vermindern, wodurch die bei Ventilen bekannter Bauart übliche stufenweise Arbeitsfolge vermieden wird. Dadurch wird ein gleichmäßiger Druck in beiden Bremskreisen erzielt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   •1. Zweikreis-Bremsventil für Druckluftbremsanlagen in Kraftfahrzeugen, mit zwei gleichachsig an- S geordneten, unter Federdruck in Schließstellung gehaltenen Einzelventilen zur Steuerung der Strömungsmittelverbindung zwischen je einem Einlaß- und Auslaßkanal, bei dem ein willkürlich verschiebbarer Betätigungskolben zum öffnen des ersten Ventils auf einen Zwischenkolben zum öffnen des zweiten Ventils wirkt, wobei der Zwischenkolben von zwei entgegengesetzt wirkenden Federn und bei geöffneten Ventilen von Druckmittel beaufschlagt ist und die eine Feder auf den Zwischenkolben in Öffnungsrichtung des zweiten Ventils einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenkolben (84) mit dem Betätigungskolben (58) mittels einer eine begrenzte axiale ReJatiwerschiebung zwischen Betätigungskolben und Zwischenkolben ermöglichenden Stange (55) verbunden ist und die andere Feder (59) zwischen der Stange (55) und dem Zwischenkolben (84) derart eingesetzt ist, daß sie einer voneinander weg gerichteten Relativverschiebung zwischen Betätigungskolben und Zwischenkolben entgegenwirkt.
2. 2. Bremsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Zwischenko'ben (84) und der Stange (55) eingesetzte Feder (59) eine größere Federkraft als die zwischen dem Ventilgehäuse (10) und dem Zwischenkolben eingesetzte Feder (118) aufweist.
3. 3. Bremsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenkolben (84) mittig eine die Stange (55) umschließende Hülse (48) aufweist und die Stange mit zwei Anschlägen (Scheibe 57; Bund 61) versehen ist, zwischen denen die sich auf das dem Betätigungskolben zugekehrte Ende (54) der Hülse (48) abstützende Feder (59) eingesetzt ist.
4. 4. Bremsventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (54) der Hülse (48) innerhalb einer Ausnehmung (56) am unteren Teil des Betätigungskolbens (58) verschiebbar angeordnet ist.
5. 5. Bremsventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (55) mit einem Bund (61) innerhalb der Ausnehmung (56) versehen ist und daß das Ende (54) der Hülse (48) den Bund (61) umgibt.

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