DE2101572A1 - Drucksicherungsvorrichtung für mehrere Kreise aufweisende Druckmittelanlagen - Google Patents

Description

• Drucksicherungsvorrichtung für mehrere Kreise aufweisende Druckinittelanlagen Die Erfindung betrifft eine Drucksicherungsvorrichtung für mehrere Kreise aufweisende Druckmittelanlagen, insbesondere für Drucklurtbrems- und Steuerungsänlagen von Kraftfahrzeugen mit einem Druckmittelerzeuger, einem Druckregler und mehreren, den einzelnen Kreisen zugeordneten Druckmittelbehältern. Drucksicherungsvorrichtungen dieser Art dienen dazu, einen oder mehrere Kreise von Druckinittelanlagen abzusichern.
• Zwischen den Behältern der einzelnen Kreise und der Druckluftquelle bzw. dem Druckregler wird die entsprechende Ventilanordnungen, Rückschlagventile und dergl. tragende Drucksicherungsvorrichtung eingeschaltet.
• Es sind bereits sogenannte Mehrkreis-Schutzventile bekanntgeworden, bei denen jedem Kreis ein Rückschlagvent;il und eine Steuerkolbeneinheit zugeordnet ist. Jede Steuerkolbeneinheit ist getrennt über eine am Gehäuse abgestützten Feder belastet.
• Bei Ausfall eines Kreises schließt diese Feder infolge des Druckabfalles das Rückschlagventil zwangsweise. Der andere Kreis wird hierdurch nicht beeinflußt.
• Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Drucksicherungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr aufweist. Insbesondere soll der SchlieBdruck des Einlaßventiles eines Kreises bei Ausfall eines anderen Kreises so erhöht werden, daß er wenig niedriger als der Abschaltdruck des Druckreglers liegt. Darüberhinaus soll in jeder Stellung ein Druckausgleich zwischen den funktionsfähigen Kreisen möglich sein. In einer besonderen Weiterbildung soll der defekte Kreis absperrbar sein.
• Dies wird erfindungsgemäß durch eine Drucksicherungsorrichtung erreicht, bei der zwischen jedem Behälter und dem Druckregler ein mit einem eingezogenen Einlaßsitz zusammenwirkender Ventilkörper vorgesehen ist und je zwei Ventilkörper über eine Ausgleichsspindel und mindestens eine Feder kraftschlüssig miteinander verbunden sind> wobei jeder Ventilkörper zwecks Begrenzung eines maximalen Schließdruckes begrenzt beweglich gelagert ist. Diese Drucksicherungsvorrichtung weist eine Reihe von Vorteilen auf.
• Bei Ausfall eines Kreises wird der diesem Kreis zugeordnete Einlaßsitz mit erhöhter Kraft angepreßt. Die Erhöhung der Anpreßkraft richtet sich nach dem Flächenverhältnis des Einlaßsitzes zum Ventilkörper. Die von dem Druckmittel auf den Ventilkörper des funktionsfähigen Kreises ausgeübte Kraft wird über die Feder und die Ausgleichsspindel auf den Ventilkörper des defekten Kreises übertragen. Mit der gezeigten Vorrichtung wird der funktionsfähige Kreis mit einem Druck versorgt, der geringfügig unterhalb des Abschaltdruckes des Druckreglers liegt. Uber den defekten Kreis geht Druckluft verloren. Der Druckregler erreicht dabei nie den Abschaltpunkt, so daß in dem funktionsfähigen Kreis jederzeit genUgend Druckmittel zur Verfügung steht.
• In einer besonderen Aus führungs form sind Je zwei Ventilkörper auf der gemeinsamen Ausgleichs spindel dichtend geführt. Jeder Ventilkörper trägt eine erste, mit dem Einlaßsitz zusammenwirkende Dicht fläche und eine zweite, eine demgegenüber größere Fläche einschließende Dichtfläche. Dieses Flächenverhältnis bestimmt die Erhöhung der Schließkraft des Einlaßsitzes eines defekten Kreises.
• Zwecks Einstellung des Sicherheitsdruckes ist jeder Ventilkörper über eine im Druck einstellbare Feder mit der Ausgleichsspindel verbunden. Selbstverständlich können auch mehrere Federn, beispielsweise in symetrischer Anordnung vorgesehen sein.
• In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Ventilkörper aus einem auf die Ausgleichs stange aufgesetzten Ventilkolben und einer in der Vorrichtung eingespannten Membran, Membranmanschette, Rollmembran oder dergl. gebildet. Es ist aber auch möglich, hier einen Kolben einzusetzen, auf dem die beiden Dichtflächen aufvulkanisiert sind.
• In Weiterbildung der Erfindung ist im Bewegungsbereich der Ausgleichsspindel ein verstellbarer Anschlag, Nocken oder dergl. vorgesehen, der in seiner Ausgangsstellung den vollen Hub der Ausgleichsspindel freigibt und in seiner Einrückstellung den Hub unter Erhöhung des Schließdruckes des Ventilkörpers begrenzt. Dieser Anschlag, Nocken oder dergl. kann manuell oder durch eine Fernbedienungseinrichtung verstellbar sein. Besonders vorteilhaft sitzt der verstellbare Anschlag, Nocken oder dergl. auf einer drehbaren, von außen in die Vorrichtung hineinreichenden Welle. Die Ausgleichsspindel weist dementsprechend eine Ausnehmung, Kröpfung oder dergl. auf, die den Nocken in seiner Ausgangsstellung mit dem dem Hub der Ausgleichsspindel entsprechenden Spiel umfaßt.
• Da sämtliche Kreise durch die erfindungsgemäß ausgebildete Drucksicherungsvorrichtung miteinander in Verbindung stehen, ist es möglich, sämtlichen Kreisen einen gemeinsamen Prüfanschluß zuzuordnen.
• Der Erfindungsgedanke läßt die verschiedensten konstruktiven Ausführungen zu. Er ist anhand einiger bevorzugter Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und zwar zeigen: Fig. 1 einen Längssehnitt durch die für vier Kreise ausgebildete Drucksicherungs-Vorrichtung, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine für drei Kreise bestimmte AusfUhrungsSorm, Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Drucksicherungsvorrichtung in einer Weiterbildung der Erfindung und Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3.
• In den Fig. 1 und 2 ist die Drucksicherungsvorrichtung einmal beim Einsatz für vier und zum anderen für drei Kreise dargestellt. Die Vorrichtung läßt sich nach Art eines Baukastensystems auf jede beliebige Anzahl Druckmittelkreise erweitern. Die Vorrichtung ist vorzugßweise für Druckluft anlagen gedacht, kann jedoch auch unter Umständen für hydraulische Anlagen eingesetzt werden0 Eine nicht dargestellte Druckluftbeschaffungs-Einrichtung, die unter anderem einen Druckregler aufweist, steht mit dem Anschluß 1 in Verbindung. Am Gehäuse 2 der Drucksicherungsvorrichtung sind die eingezogenen Einlaßsitze 3, 3', 3'', 3'' vorgesehen. Die Einlaßsitze 3, 3', 3'' und 3'' sind eingezogen und arbeiten Je mit einem vergleichsweise größeren Ventilkörper zusammen, der im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils aus den Membranen 4, 4', 4'', 4''' und den Ventilkolben 5, 5', 5", 5"' besteht. Es ist selbstverständlich auch möglich, den Ventilkörper anders auszubilden, beispielsweise als Kolben mit einer aufvulkanisierten Dichtfläche für die Einlaßsitze 3, 3' usw. und entsprechenden Dichtringen für die Abdichtung gegenüber dem Gehäuse und den Ausgleichsspindeln.
• Je zwei Einlaßventile sind durch eine Ausgleichsspindel 6, 6' miteinander kraftschlüssig verbunden. Hierzu dienen die Federn 7, 7', 7'', 7''', die vorzugsweise in ihrer Druckkraft einstellbar sind. Wegen des Kräftegleichgewichts ist es selbstverständlich auch mdglich, die Federn 7', 7''' nur einseitig vorzusehen, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Die Einstellung der Druckkraft erfolgt über die Federteller 8, 8', 8'', 8"> 8''' und die Stellmuttern 9, 9', 9"'. Zur Entlastung der Membranen 4, 4', 4'', 4''' liegen die Ventilkolben 5, 5', 5'', 5''' an ihren Außendurchmessern in Ausgangsstellung an den Anschlagscheiben 10, 10', 10'', 10''' an. Die Hübe der Ventilkolben 5, 5', 5", 5"' sind durch die Anschläge 11, 11', 11", 11''' begrenzt. Die Ventilkolben 5, 5', 5'', 5"'sind dichtend auf den Ausgleichsspindeln 6, 6' geführt.
• Der Anschluß 1 hat über die Bohrungen 12, 12' mit den Zylinderräumen 13, 13' freie Verbindung. Die Ringkammern 14, 14', 14'', 14''' sind in Ausgangsstellung durch die Membranen 4 4', 4 , 4''' verschlossen und haben über die Bohrungen 15> 15', 15", 15''' mit entsprechenden Anschlußstutzen Verbindung, die den Kreisen I, II, III und IV zugeordnet sind.
• Die entsprechenden Anschlüsse der Kreise 1, II, III und IV führen über nicht dargestellte Leitungen zu entsprechenden LuRtbehältern, die Je nach Bedarf und Ausführung der jeweils zu steuernden Anlage ausgeführt und abgestimmt sind.
• Die Ausgleichsspindeln 6, 6' sind im Gehäuse 2 beweglich vorgesehen. Die Enden der Ausgleichsspindeln 6, 6' liegen in den Räumen 16, 16', 16'' und 16''', welche durch Kappen 17, 17' oder Verschlußschrauben 18", 18"' verschlossen sind. Es kann selbstverständlich auch eine Ausführungsmöglichkeit gewählt werden, wie dies in Fig.
• 2 gezeigt ist.
• Zur akustischen oder optischen Anzeige eines ausgefallenen Kreises I, II, III, III> IV können Je nach Bedarf mechanischelektrische Schalter 19", 19"' auf die Verschlußkappen 17> 17' oder> wie dargestellt, an die Verschlußschrauben 18'', 18"' aufgesetzt und angeschlossen werden. Die Betätigungsstößel 20'', 20''' der Schalter 19'', 19'" ragen in die Räume 16'', 16''' hinein und enden vor den Enden der Ausgleichsspindeln 6, 6'> wobei sie auf den Hub der Ausgleichsspindeln 6, 6' abgestellt sind.
• Innerhalb der Bohrung 12' ist ein Kanal 21 für einen nicht dargestellten Reifenfüll- und Prüfanschluß vorgesehen.
• Fig. 1 zeigt eine Drucksicherungsvorrichtung für die vier Kreise I, II, III und IV, während in Fig. 2 die Erfindung auf eine ungerade Anzahl Kreise I, II, IV dargestellt ist, wobei lediglich der Kreis III verschlossen ist. Wie ersichtlich, ist es damit mbglich, jede beliebige Anzahl Kreise abzusichern.
• Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Drucksicherungsvorrichturg, die der Ubersichtlichkeit wegen für zwei Kreise I, II ausgebildet ist und bei der das Bewegungsspiel der Ausgleichsspindel 6 durch einen Hebel 24 begrenzt werden kann. Zu diesem Zweck weist der Hebel 24 einen exzentrischen Anschlag, Nocken oder dergl. 25 auf, der in eine Ausnehmung, Kröpfung oder dergl. 26 der Ausgleichsspindel 6 hineinragt. Die Drehmöglichkeit des Hebels 24 wird durch entsprechende Anschläge oder Raststellungen 27 begrenzt. Die Ausnehmung 26 der Ausgleichsspindel 6 und die Exzentrizität des Anschlags, Nockens oder dergl. 25 ist auf den Hub der Ventilkolben 5, 5' abgestellt. Fig. 3 zeigt die Stellung, in der das Bewegungsspiel der Ausgleichsspindel 6 und der Ventilkörper in keiner Weise behindert wird. Beim Verdrehen des Hebels 24 um 900 wird ein Einlaßventil bzw. Einlaßsitz 3 oder 3' abgesperrt. Damit ist es möglich, einen defekten Kreis stillzulegen und abzusperren.
• Die Funktion der Drucksicherungsvorrichtung ist folgende: Die vom Kompressor verdichtete Druckluft gelangt über den Druckregler zum Anschluß 1, von hier aus über die Bohrungen 12 und 12' in die zylindrischen Räume 13, 13' und belastet die vergleichsweise kleinere Fläche der Membrane 4, 4', 4", 4'' der Ventilkörper mit den Einlaßsitzen 3, 3', 3'', )'''.
• Der Schließdruck der Einlaßventile ist über die Federn 7, 7', 7", 7''' beispielsweise auf einen Druck von 5 kp/cm2 eingestellt. Erreicht die vom Kompressor gelieferte Druckluft diesen Druckwert, so werden die Ventilkolben 5, 5', 5'', 5'" mit den Membranen 4, 4', 4'', 4''' von den Einlaßsitzen 3> 3', 3", 3"' abgehoben. Hierdurch gelangt Druckluft von den zylindrischen Räumen 13, 13' über die Einlaßsitze 3, 3', 3", 3"' in die Ringkammern 14, 14', 14'', 14''' und von dort über die Bohrungen 15, 15', 15", 15''' zu den Drucklurtbehältern der Kreise I, II, III und IV. Von den Luftbehältern werden die nicht dargestellten Brems- oder Betätigungsventile der einzelnen Kreise mit Druckluft versorgt.
• Beim Offenen der EinlaBsitze 3, 3', 3'' und 5''' werden die Membranen 4, 4', 4", 4"' auf ihrer gesamten Fläche mit Druckluft beaufschlagt. Hierdurch werden die Federn 7, 7', 7 7',, 7 " stärker als in Ausgangsstellung gespannt.
• Die Luftbehälter sämtlicher Kreise I, II, III, IV stehen miteinander in Verbindung, wodurch ein laufender Druckausgleich stattfindet. Sämtliche Behälter werden beispielsweise auf einen Druck von 7,5 kp/em2 aufgefüllt, wobei die Druckluftbeschaffungs-Einrichtung einen Druckregler aufweist, der beispielsweise zwischen 6>5 und 7,5 kp/cm2 arbeitet.
• Der Kompressor wird somit erst dann wieder eingeschaltet werden, wenn in sämtlichen Druckluftbehältern durch Druckluftverbrauch ein Druck von etwa 6,5 kp/cm² erreicht ist.
• Die Einlaßsitze 3, 3', 3'', 3''' sind nach wie vor geöffnet.
• Wie ersichtlich erfüllen die Ventilkörper ohne weiteres die Funktion eines Rückschlagventiles> so daß bei einem Defekt in der Druckluftbeschaffungs-Einrichtung sämtliche Kreise voneinander getrennt und abgeschlossen werden.
• Fällt dagegen ein Kreis aus, beispielsweise der Kreis II, dann wird der Einlaßsitz 3 geschlossen, so daß der im Zylinderraum 13 herrschende Druck auf der einen Seite nur die kleinere Fläche der Membrane 4' beaufschlagt, während auf der anderen Seite die gesamte Fläche der Membrane 4 vom Druck belastet wird. Die Ausgleichsspindel 6 wird sich entsprechend dem Kraftausgleich geringfügig in Richtung auf den Einlaßsitz 3 verschieben. Die Federn 7, 7' sind stärker vorgespannt als in der in Fig. 1 dargestellten Ausgangsstellung. Der ffnungsdruok des nunmehr geschlossenen Einlaßsitzes 3' hat sich erhöht. Er liegt entsprechend dem gewählten Fläehenverhältnis und der Einstellung und Kennung der Federn 7, 7' kurz unterhalb des Abschaltdruckes des Druckreglers, also beispielsweise bei 7 kp/cm² . Damit wird ein Zustand erreicht, bei dem die Druckluftbeschaffungs-Einrichtung dauernd arbeitet, 2 weil der Druckregler den Abschaltdruck von 7,5 kp/cm nicht mehr erreichen kann. Andererseits geht dauernd über den defekten Kreis II Druckluft verloren, so daß sich in den nicht defekten Kreisen bzw. Luftbehältern ein Druck von beispielsweise 7 kp/cm2 einstellt, der also höher liegt, als der Einschaltdruck des Druckreglers von 6,5 kp/cm2 bei ordnungsgemäßer Anlage. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß in den nicht defekten Kreisentiit Sicherheit ein höherer Druck zur Verfügung steht.
• Wird der defekte Kreis II wieder instandgesetzt, dann kann sich in dem zugehörigen Luft behälter ein entsprechender Druck aufbauen, wodurch die Membrane 4' vollständig beaufschlagt wird, so daß die Ausgleichsspindel 6 wieder ihre normale Betriebsstellung einnimmt, ohne daß hierzu ein Eingreifen erforderlich ist.
• Ist beispielsweise bei Ausfall eines Bremskreises der Fahrer durch das Signal des Schalters 19'' oder 19''' gewarnt, und hat ihm möglicherweise für eine notwendig werdende Notbremsung der erhöhte Druck des ordnungsgemäßen Kreises zur VerfUgung gestanden, dann kann durch Umlegen des Hebels 24 bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Aus fiihrungs form der defekte Kreis völlig aUgesperrt werden, so daß ein laufender Druckluftverlust vermieden wLrd. Der mit dem abgesperrten Kreis über die Ausgleichssplndel gekoppelte Kreis wird dann normal mlt Druckluft versorgt, d.h. der im Behälter zur Vfügung stehende Druck schwankt zwischen den Schaltpunkten des Druckreglers.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Drucksicherungsvorrichtung für mehrere Kreise aufweinde Druckmittelanlagen, insbesondere für Druckluftbrems-und -steuerungsanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem Druckmittelerzeuger, einem Druckregler und mehreren, den einzelnen Kreisen zugeordneten Druckmittelbehältern, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Behälter und dem Druckregler ein mit einem elngezogenen Einlaßsitz (3, 3', 3", 3'"usw.) zusammenwirkender Ventilkörper vorgesehen ist und je zwei Ventilkörper über etne Ausgleichsspindel (6, 6'usw.) und mindestens eine Feder (7, 7', 7'', 7'"usw.) kraftschlüssig miteinander verbunden sind, wobei jeder Ventilkörper zwecks Begrenzung eines maximalen Schließdruckes begrenzt beweglich gelagert ist.

2. Drucksicherungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Ventilkörper (4, 5 und 4', 5' bzw.

4", 5 und 4'", 5 usw.) auf der gemeinsamen Ausgleichsspindel (6, 6' usw.) dichtend geführt sind.

3. Drucksicherungsvorrlchtng nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ventilkörper (4, 5 und 4', 5' bzw.

4'', 5'' und 4''', 5'''usw.) eine erste; mit dem Einlaßsitz (3, 3', 3'', 3''' usw.) zusammenwirkende Dichtfläche und eine zweite, eine demgegenüber größere Fläche einschließende Dichtfläche trägt.

4. Drucksicherurigsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ventilkörper (4, 5 und 4', 5'hzw.

4", 5'' und 4''', 5''' usw.) über eine im Druck einstellbare Feder (7, 7', 7''> 7''') mit der Ausgleichsspindel (6, 6') verbunden ist.

5. Drucksicherungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper aus einem auf die Ausgleichsspindel (6, 6') aufgesetzten Ventilkolben (5 bzw. 5'usw.) und einer index Vorrichtung eingespannten Membrall (4 bzw. 4'usw.), Membranmanschette, Rollmembran oder dergl. gebildet ist.

6. Drucksicherungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bewegungsbereich der Ausgleichsspindel (6 bzw. 6'usw.) ein verstellbarer Anschlag, Nocken oder dergl. (25) vorgesehen ist, der in seiner Ausgangsstellung den vollen Hub der Ausgleichsspindel freigibt und in seiner Einrückstellung den Hub unter Erhöhung des Schließdruckes des Ventilkörpers begrenzt.

7. Drucksicherungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare Anschlag, Nocken oder dergl. (25) auf einer drehbaren, von außen in die Vorrichtung hineinreichenden Welle sitzt und die Ausgleichsspindel eine Ausnehmung, Kröpfung oder dergl. (26) aufweist, die den Nocken (25) in seiner Ausgangsstellung mit dem dem Hub der Ausgleichsspindel entsprechenden Spiel umfaßt.

8. Drucksicherungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für sämtliche Kreise (I, II, III usw.) ein gemeinsamer Prüfanschluß (21) vorgesehen ist.

L e e r s e i t e