DE2101572B2

DE2101572B2 - Drucksicherungsvorrichtung fuer mehrkreis-druckmittelanlagen

Info

Publication number: DE2101572B2
Application number: DE19712101572
Authority: DE
Inventors: Hans 6900 Heidelberg Grüner
Original assignee: Graubremse Gmbh, 6900 Heidelberg
Priority date: 1971-01-14
Filing date: 1971-01-14
Publication date: 1977-10-27
Also published as: DE2101572A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drucksicherungsvorrichtung für Mehrkreis-Druckmittelanlagen, insbesondere für Druckluftbremsanlagen in Kraftfahrzeugen, bei denen ein gemeinsamer Druckmittelerzeuger über einen Druckregler mehrere hinter diesem abzweigende, den einzelnen Arbeitskreisen zugeordnete Druckmittelvorratsbehälter speist, mit je einem aus Einlaßventil und Steuerkolben bestehenden Schutzventil für jeden Arbeitskreis, welches jeweils zwischen einen Vorratsbehälter und den Druckregler geschaltet ist und welches erst bei Erreichen eines bestimmten Sicherheitsdrucks öffnet.

Eine derartige Drucksicherungsvorrichtung ist aus der DT-PS 11 75 095 bekanntgeworden. Dabei ist jedem Arbeitskreis ein eigener Steuerkolben und ein eigenes, als Rückschlagventil ausgebildetes Einlaßventil zugeordnet. Der Steuerkolben und das Einlaßventil jedes Kreises wirkt nur hinsichtlich des eigenen Kreises, d. h. eine Beeinflussung des Steuerkolbens bzw. des Einlaßventils des jeweils anderen Kreises im Sinne einer Erhöhung des Öffnungsdrucks findet nicht statt. Bei einem Defektwerden eines Kreises schließt die diesem Kreis zugeordnete Schließfeder über den Steuerkolben das diesem Kreis zugeordnete Einlaßventil, wobei sich die Schließfeder am Gehäuse der Drucksicherungsvorrichtung abstützt.

Aus der US-PS 30 10 469 ist eine Rohrbruchsicherung bekannt, die die Aufgabe hat, bei Bruch eines Rohres den betreffenden Leitungsteil durch die Ausnutzung des Druckes in dem intakten anderen Leitungsteil abzudem zugehörigen Arbeitskreis (I; II; HI; IV) korrespondierende Wirkfläche aufweist.

4. Drucksicherungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (7; T- 7"; T") auf der Ausgleichsspindel (6; 6') in ihrer Vorspannung einstellbar ausgebildet ist.

5. Drucksicherungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Steuerkolben (5; 5') aus einem auf die Ausgleichsspindel (6; 6') aufgesetzten Ventilkolben und einer in dem Gehäuse der Vorrichtung eingespannten Membran (4; 4'), Membranmanschette oder Rollmembran besteht.

6. Drucksicherungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bewegungsbereich der Ausgieichsspindel (6) ein verstellbarer Anschlag oder Nocken (25) vorgesehen ist, der in seiner Ausgangsstellung den vollen Hub der Ausgleichsspindel (6) freigibt und in seiner Einrückstellung den Hub unter Erhöhung des Öffnungsdrucks des Steuerkolbens (5 bzw. 5') begrenzt.

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

8. Drucksicherungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für sämtliche Arbeitskreise (I; II; III; IV) ein gemeinsamer Prüfanschluß (Kanal 21) vorgesehen ist.

sperren. Eine solche Rohrbruchsicherung kann nicht als Drucksicherungsvorrichtung zwischen Druckregler und Vorratsbehälter eingebaut werden.

Aus dem DT-Gbm 19 85 498 ist ein Drucksicherungsventil für Federspeicherbremszylinder bekannt, bei dem die Ventilteller, die hier gleichzeitig die Funktion von Steuerkolben haben, unmittelbar den Drücken in den Arbeitskreisen ausgesetzt sind und auf einer gemeinsamen Druckstange gelagert sind. Es sind zwei Federn vorgesehen, die die beiden Steuerkolben in Richtung auf die Mittelstellung beaufschlagen. Die Steuerkolben der Drucksicherungsvorrichtung sind zugleich als Ventilkörper des jeweils zugehörigen Einlaßventils ausgebildet. Im übrigen sitzen die Ventilteller fest auf der Druckspindel und können sich gegenüber der Druckspindel nicht relativ bewegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drucksicherungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß bei Ausfall eines Arbeitskreises der öffnungsdruck des zugehörigen Einlaßventils so erhöht wird, daß er wenig niedriger als der Abschaltdruck des Druckreglers liegt. Darüber hinaus soll in jeder Stellung ein Druckausgleich zwischen den funktionsfähigen Arbeitskreisen möglich sein.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Steuerkolben je zweier Arbeitskreise über eine in ihrer Funktion auf Zug belastete Ausgleichsspindel und über mindestens eine nachgeschaltete Feder kraftschlüssig miteinander verbunden sind und mindestens ein

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rkolben längsbeweglich auf der Ausgleichsspinde! ^S dnet ist und daß jeder Steuerkolben, wie bekannt, ^an6rch als Ventükörper des zugehörigen Einlaßventils h'ldet ist Diese Drucksicherungsvorrichtung weist ^a· Reihe von Vorteilen auf. B-:i Ausfall eines fheitskreises wird der dieserr. Kreis zugeordnete Rnlaßsitz mit erhöhter Kraft angepreßt. Die Erhöhung A Anpreßkraft richtet sich nach dem Flächen-

hältnis des Einlaßsitzes zum Ventilkörper. Die von j^6r Druckmittel auf den Ventilkörper des funktionsfähigen Preises ausgeübte Kraft wi-d über die Feder

d die Ausgleichsspindel auf den Ventükörper des defekten Kreises übertragen. Mit der gezeigten V richtung wird der funktionsfähige Kreis mit einem nnick versorgt, der geringfügig unterhalb des Abschaltdrucks des Druckreglers liegt. Über den defekten Kreis

ht Druckluft verloren. Der Druckregler erreicht dabei ^g. J_6n Abschaltpunkt, so daß in dem funktionsfähigen Kreis jederzeit genügend Druckmittel zur Verfügung

^Vorteilhafte Weiterbildungen des Anmeldungsgegen-,tandes sind Inhalt der Unteransprüche.

In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung soll der defekte Arbeitskreis absperrbar sein. Hierzu ist im Bewegungsbereich der Ausgleichsspindel ein verstellbarer Anschlag oder Nocken vorgesehen, der in seiner Ausgangsstellung den vollen Hub der Ausgleichsspindel freigibt und in seiner Einrückstellung den Hub unter Erhöhung des Öffnungsdrucks des Stuerkolbens begrenzt. Dieser Anschlag oder Nocken kann manuell oder durch eine Fernbedienungseinrichtung verstellbar sein Besonders vorteilhaft sitzt der verstellbare Anschlag oder Nocken auf einer drehbaren, von außen in die Vorrichtung hineinreichenden Welle. Die Ausgleichsspindel weist eine Ausnehmung oder Kröpfung auf, die den Nocken in seiner Ausgangsstellung mit dem dem Hub der Ausgleichsspindel entsprechenden Spiel umfaßt.

Da sämtliche Arbeitskreise durch die Drucksicherungsvorrichtung miteinander in Verbindung stehen, ist es möglich, sämtlichen Arbeitskreisen einen gemeinsamen Prüfanschluß zuzuordnen.

Einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden beschrieben. Es zeigt

Fig 1 einen Längsschnitt durch eine für vier Arbeitskreise ausgebildete Drucksicherungsvorrich-

r^ig. 2 einen Längsschnitt durch eine für drei Arbeitskreise bestimmte Ausführungsform,

F i g 3 einen Längsschnitt durch eine Drucksicherungsvorrichtung in einer Weiterbildung der Erfindung

F i g 4 den Schnitt gemäß der Linie 1V-1V in F i g. 3.

In den F i g. 1 und 2 ist die Drucksicherungsvornchtung 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 vorzugsweise für Druckluftanlagen gedacht, kann jedoch auch unter Umständen für hydraulische Anlagen eingesetzt werden.

Eine nicht dargestellte Druckluftbeschaffungs-Einrichtung, die unter anderem einen Druckregler aufweist, steht mit einem Anschluß 1 in Verbindung. Am uenause

2 der Drucksicherungsvorrichtung sind eingezogene Einlaßsitze 3,3', 3" und 3'" vorgesehen. Die Einlaßs.tze

3 3' 3" und 3'" arbeiten je mit einem vergleichsweise

größeren Ventükörper zusammen, der im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils aus Membranen 4. 4', 4" und 4'" und Steuerkolben 5,5', 5" und 5'" besteht Es ist selbstverständlich auch möglich, den Ventükörper i· 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.

ίο Je zwei Steuerkolben sind durch eine Ausgleichsspindel 6 bzw. 6' miteinander kraftschlüssig verbunden. Hierzu dienen Federn 7,7', 7" und 7'", die vorzugsweise in ihrer Druckkraft einstellbar sind. Wegen des Kräftegleichgewichts ist es selbstverständlich auch ι s möglich, die Federn 7', 7'" nur einseitig vorzusehen, wie dies in Fig.2 dargestellt ist. Die Einstellung der Druckkraft erfolgt über Federteller 8,8', 8" und 8'" und Stellmuttern 9, 9', und 9'". Zur Entlastung der Membranen 4, 4', 4" und 4'" liegen die Steuerkolben 5, μ 5', 5" und 5'" an ihren Außendurchmessern in Ausgangsstellung an Anschlagscheiben 10,10', 10" und 10'" an. Die Hübe der Steuerkolben 5,5', 5" und 5'" sind durch Anschläge 11, 11', 11" und W" begrenzt. Die Steuerkolben 5, 5', 5" und 5'" sind dichtend auf den Ausgleichsspindeln 6 und 6' geführt.

Der Anschluß 1 hat über Bohrungen 12 und 12' mit Zylinderräumen 13 und 13' freie Verbindung. Ringkammern !4,14', 14" und 14'" sind in Ausgangsstellung durch die Membranen 4,4', 4" und 4'" verschlossen und haben über Bohrungen 15, 15', 15" und 15'" mit entsprechenden Anschlußstutzen Verbindung, die Arbeitskreisen I, II, Hl und IV zugeordnet sind. Die entsprechenden Anschlüsse der Kreise I, II, III und IV führen über nicht dargestellte Leitungen zu entsprechenden Luftbehältern, die je nach Bedarf und Ausführung der jeweils zu steuernden Anlage ausgeführt und abgestimmt sind.

Die Ausgleichsspindeln 6 und 6' sind im Gehäuse 2 beweglich vorgesehen. Die Enden der Ausgleichsspindeln 6 und 6' liegen in Räumen 16,16', 16" und 16'", welche durch Kappen 17 und 17' oder Verschlußschrauben 18" und 18'" verschlossen sind. Es kann selbstverständlich auch eine Ausführungsmöglichkeit gewählt werden, wie dies in F i g. 2 gezeigt ist. Zur akustischen oder optischen Anzeige eines ausgefallenen Kreises I, II, III oder IV können je nach Bedarf mechanischelektrische Schalter 19", 19'" auf die Kappen 17 und 17' oder, wie dargestellt, an die Verschlußschrauben 18" und 18'" aufgesetzt und 50 angeschlossen werden. Betätigungsstößel 20" und 20'" der Schalter 19" und 19'" ragen in die Räume 16" und 16'" hinein und enden vor den Enden der Ausgleichsspindeln 6 und 6', wobei sie auf den Hub der Ausgleichsspindeln 6 und 6' abgestellt sind. 55 Innerhalb der Bohrung 12' ist ein Kanal 21 für einen nicht dargestellten Rtifenfüll- und Prüfanschluß vorgesehen.

F i g. 1 zeigt eine Drucksicherungsvorrichtung für die vier Kreise I, II, III und IV, während in Fig.2 eine 60 Drucksicherungsvorrichtung für eine ungerade Anzahl Kreise I, II und IV dargestellt ist, wobei lediglich der Kreis III verschlossen ist. Wie ersichtlich, ist es damit möglich, jede beliebige Anzahl Kreise abzusichern.

Die F i g. 3 und 4 zeigen eine Drucksicherungsvorrichf.s lung, die der Übersichtlichkeit wegen für zwei Kreise und II ausgebildet ist und bei der das Bewegungsspiei der Ausgleichsspindel 6 durch einen Hebel 24 begrenzt werden kann. Zu diesem Zweck weist der Hebel

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einen exzentrischen Anschlag oder Nocken 25 auf, der in eine Ausnehmung oder Kröpfung 26 der Ausgleichsspindel 6 hineinragt. Die Drehmöglichkeit des Hebels 24 wird durch entsprechende Anschläge oder Raststellungen 27 begrenzt. Die Ausnehmung oder Kröpfung 26 der Ausgleichsspindel 6 und die Exzentrizität des Anschlags oder Nockens 25 ist auf den Hub der Steuerkolben 5 und 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 90° wird ein Einlaßventil bzw. Einlaßsitz 3 oder 3' abgesperrt. Damit ist es möglich, einen defekten Kreis stillzulegen und abzusperren.

Die Funktion der Drucksicherungsvorrichtung ist ·5 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 und 13' und belastet die vergleichsweise kleinere Fläche der Membranen 4, 4', 4" und 4'" der Ventilkörper mit den Einlaßsitzen 3,3', 3" und 3'". Der öffnungsdruck der Einlaßventile ist über die Federn 7, T, 7" und T" beispielsweise auf einen Druck von 5 kp/cm² eingestellt. Erreicht die vom Kompressor gelieferte Druckluft diesen Druckwert, so werden die *5 Steuerkolben 5,5', 5" und 5'" mit den Membranen 4,4', 4" und 4'" von den Einlaßsitzen 3, 3', 3" und 3'" abgehoben. Hierdurch gelangt Druckluft von den zylindrischen Räumen 13 und 13' über die Einlaßsitze 3, 3', 3" und 3'" in die Ringkammern 14,14', 14" und 14'" und von dort über die Bohrungen 15,15', 15" und 15'" zu den Druckluftbehältern der Kreise I, II, III und IV. Von den Druckluftbehältern werden die nicht dargestellten Brems- oder Betätigungsventile der einzelnen Kreise mit Druckluft versorgt.

Beim öffnen der Einlaßsitze 3,3', 3" und 3'" werden die Membranen 4, 4', 4" und 4'" auf ihrer gesamten Fläche mit Druckluft beaufschlagt. Hierdurch werden die Federn 7, 7', 7" und T" stärker als in Ausgangsstellung gespannt. Die Druckluftbehälter sämtlicher Kreise I, II, III und IV stehen miteinander in Verbindung, wodurch ein laufender Druckausgleich stattfindet. Sämtliche Behälter werden beispielsweise auf einen Druck von 7,5 kp/cm² 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/cin² erreicht ist. Die Einlaßsitze 3,3', 3" und 3'" sind nach wie vor geöffnet.

Wie ersichtlich erfüllen die Ventilkörper ohne weiteres die Funktion eines Rückschlagventils, 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 Membran 4' beaufschlagt, während auf der anderen Seite die gesamte Fläche der Membran 4 vom Druck belastet wird. Die Ausgleichsspindel 6 wird sich entsprechend dem Kraftausgleich geringfügig in Richtung auf den Einlaßsitz 3 verschieben. Die Federn 7 und T sind stärker vorgespannt als in der in Fig. 1 dargestellten Ausgangsstellung. Der öffnungsdruck des nunmehr geschlossenen Einla&sitzes 3' hat sich erhöht. Er liegt entsprechend dem gewählten Flächenverhältnis und der Einstellung und Kennung der Federn 7 und T kurz unterhalb des Abschaltdrucks des Druckreglers, also beispielsweise bei 7 kp/cm². Damit wird ein Zustand erreicht, bei dem die Drucklufibeschaffungs-Einrichtung dauernd arbeitet, weil der Druckregler den Abschaltdruck von 73 kp/cm² nicht mehr erreichen kann. Andererseits geht dauernd über den defekten Kreis H 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 erreicht, daß in den nicht defekten Kreisen mit Sicherheit ein höherer Druck zur Verfügung steht.

Wird der defekte Kreis II wieder instandgesetzt, dann kann sich in dem zugehörigen Druckluftbehälter ein entsprechender Druck aufbauen, wodurch die Membran 4' vollständig beaufschlagt wird, so daß die Ausgleichsspindel 6 wieder ihre normale Betriebsstellung einnimmt, ohne daß hierzu ein Eingreifen erforderlich ist.

1st 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 Verfügung gestanden, dann kann durch Umlegen des Hebels 24 bei der in den Fig.3 und 4 dargestellten Ausführungsform der defekte Kreis völlig abgesperrt werden, so daß ein laufender Druckluftverlust vermieden wird. Der mit dem abjresnenten Kreis über die Ausgleichsspindel gekoppelte Kreis wird dann normal mit Druckluft versorgt, d. h. der im Behälter zur Verfügung stehende Druck schwankt zwischen den Schaltpunkten des Druckreglers.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

21 Ol Patentansprüche:

1. Drucksicherungsvorrichtung für Mehrkreis-Druckmittelanlagen, insbesondere für Druckluftbremsanlagen in Kraftfahrzeugen, bei denen ein gemeinsamer Druckmittelerzeuger über einen Druckregler mehrere hinter diesem abzweigende, den einzelnen Arbeitskreisen zugeordnete Druckmittelvorratsbehälter speist, mit je einem aus ι ο Einlaßventil und Steuerkolben bestehenden Schutzventil für jeden Arbeitskreis, welches jeweils zwischen einen Vorratsbehälter und den Druckregler geschaltet ist und welches erst bei Erreichen eines bestimmten Sicherheitsdrucks öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkolben (5; 5'; 5"; 5'") je zweier Arbeitskreise (I und ii; II und IV) über eine in ihrer Funktion auf Zug belastete Ausgleichsspindel (6; 6') und über mindestens eine nachgeschaltete Feder (7; 7'; 7"; T") kraftschlüssig miteinander verbunden sind und mindestens ein Steuerkolben längsbeweglich auf der Ausgleichsspindel angeordnet ist und daß jeder Steuerkolben (5; 5'; 5"; 5'"), wie bekannt, zugleich als Ventilkörper des zugehörigen Einlaßventils ausgebildet ist.

2. Drucksicherungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Feder (7; 7'; 7"; 7'") anliegende Steuerkolben (5; 5'; 5"; 5"') auf der gemeinsamen Ausgleichsspindel (6; 6') dichtend jo geführt ist.

3. Drucksicherungsvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, aaß in bekannter Weise jeder Steuerkolben (5; 5'; 5"; 5'") eine erste, mit dem Einlaßsitz (3; 3'; 3"; 3'") des Einlaßventils korrespondierende Wirkfläche und eine zweite, mit