DE2133316A1

DE2133316A1 - Druckregelventil, insbesondere fuer hydraulische anhaengerbremsanlagen

Info

Publication number: DE2133316A1
Application number: DE19712133316
Authority: DE
Inventors: Diether Staisch
Original assignee: Westinghouse Bremsen und Apparatebau GmbH
Current assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Priority date: 1971-07-05
Filing date: 1971-07-05
Publication date: 1973-01-18
Also published as: FR2144804A1; FR2144804B1

Description

Hannover, d. 25.6.1971 V/P 29/71

/estihghouse Bremsen- und Apparatebau GmbH, Hannover

Jruckregelventil, insbesondere für hydraulische .nhängerbremsanlagen '

)ie Erfindung bezieht sich auf ein Druckregelventil, insbesondere ein Bremsventil für hydraulische Anhängerbremsanlagen, -lit einem eine Verbindung zwischen einer Druckmittelquelle und iindestens einem Verbraucher steuernden Ventilschieber,, der urch ein Betätigungsorgan über eine .Druckbegrenzungseinrichtung it einer vorgespannten Druckbegrenzungsfeder betätigbar ist und it einer entgegen der Betätigungskraft gerichteten, vom Verraucherdruck abhängigen Gegenkraft beaufschlagbar ist, wobei ie Druckbegrenzungseinrichtung bei Überwindung der Vorspannraft der Druckbegrenzungsfeder wirksam ist. .

entile dieser Gattung dienen dazu, den Druck in einem Verbrauher, beispielsweise in der Bremsanlage eines Anhängers, in Abängigkeit von der ausgeübten Betätigungskraft zu steuern, wobei ie Druckbegrenzungseinrichtung dafür sorgt, daß der Verbraucherruck einen bestimmten maximalen Wert nicht überschreitet.

3i einem bekannten Druckregelventil der Gattung ist der Ventil- ?hieber durch einen Betätigungskolben über eine zwischen zwei edertellern vorgespannte Druckbegrenzungsfeder betätigbar, )bei die Vorspannung .der Feder von den geforderten Betätigungsr-äften abhängig ist (FR-PS 1 140 557). Soll das Ventil mit

relativ großen Betätigungskräften betätigt werden, so ist dann eine entsprechend groß bemessene Druckbegrenzungsfeder erforderlich, die platzaufweridig ist. und außerdem die Genauigkeit der Druckbegrenzung beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und ein Druckregelventil der .eingangs 'anannten Gattung zu schaffen, das mit relativ großen Betätigungskräften betätigbar ist und dennoch eine platzsparende und genau arbeitende Druckbegrenzungseinrichtung'aufweist. .

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Druckbegrenzungseinrichtung ein druckmittelbetätigbares Glied aufweist, das mit dem Verbraucherdruck im Sinne einer Unterstützung der Vorspannkraft der Druckbegrenzungsfeder beaufschlagbar ist. .

Auf diese Weise wird eine beträchtliche Unterstützung der Vorspannkraft der Druckbegrenzungsfeder mit Hilfe eines einzigen, klein bauenden Gliedes erreicht, welche ermöglicht, das Ventil ohne zusätzlichen Platzaufwand und ohne Beeinträchtigung der Genauigkeit der Druckbegrenzung mit wesentlich höheren Betätigungskräften zu betätigen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß das druckmittelbetätigbare Glied mit dem Ventilschieber eine mit dem Verbraucherdruck beaufschlagbare Druck-

. kammer bildet, und daß die Druckbegrenzungsfeder zwischen zwei Federstützteilen der Druckbegrenzungseinrichtung gehalten ist, von denen das eine mit dem Ventilschieber und das andere mit dem druckmittelbetätigbaren Glied kraftschlüssig verbindbar ist.

Eine leichte Veränderbarkeit des erzielbaren maximalen Bremsdruckes wird dadurch erreicht, daß als druckmittelbetätigbares Glied eine erste zylinderartige Hülse dient, die auf ein Ventilschieberende weitgehend dichtend aufgeschoben ist und an das eine Federstützteil der Druckbegrerizungseinrichtung andrückbar

ist. ■- ■:.■ .· _ - ,. ·.'. .' ■,■■■ . . -' ■ ■■■·;. ■:._■■■'■■, ...-■ .

Um den maximalen Bremsdruck zu verändern, ist es lediglich erforderlich, die Hülse durch eine andere entsprechend dimensionierte Hülse zu ersetzen und das mit ihr zusammenwirkende Ventilschieberende dem neuen inneren Hülsendurchmesser anzupassen.

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Zweckmäßigerweise ist bei einem Druckregelventilj dessen Ventilschieber entgegen der Betätigungskraft mit dem in einer Gegendruckkammer herrschenden Verbraucherdruck beaufschlagbar ist, die Gegendruckkammer durch eine zweite zylinderartige Hülse gebildet, die auf das andere Ventilschieberende weitgehend dichtend aufgeschoben ist und gegen ein Venti!gehäuseteil abgestützt ist.

Hierdurch wird eine leichte Veränderbarkeit der geforderten Betätigungskräfte in Verbindung mit der Druckbegrenzung erreicht, wobei die Kraftveränderung durch Ersetzen der Hülsen durch

andere, entsprechend dimensionierte Hülsen und Anpassung der mit ihnen zusammenwirkenden Ventilschieberenden an deren neuen inneren Hülsendurchmesser durchgeführt wird. .

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprücheri gekennzeichnet.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die_!v Zeichnung näher erläutert:

Die Figur zeigt ein Anhängerbremsventil für eine hydraulische Anhängerbremsanlage, das die Aufgabe hat, den Anhängerbremsdruck in Abhängigkeit von der Betätigungskraft aber unabhängig vom Druck in einem weiteren Verbraucher zu steuern, der über das Anhängerbremsventil gespeist wird. Dieser weitere Verbraucher kann beispielsweise eine Servolenkung oder eine hydraulische Hebevorrichtung sein. Die Druckbegrenzungseinrichtung des Ventils sorgt dafür, daß der Anhängerbremsdruck einen bestimmten maximalen Wert nicht überschreitet.

Das Anhängerbremsventil weist ein Ventilgehäuse 1 auf, in dem ein Ventilschieber 2, ein als Betätigungsorgan dienender, mechanisch verschiebbarer Betätigungsstößel 3 und eine zwischen diesem und dem Ventilschieber 2 angeordnete Druckbegrenzungseinrichtung 4 untergebracht sind.

Der Ventilschieber 2 steuert mit Steuerkanten 5 und 6 eine Verbindung zwischen einer als Druckmittelquelle dienenden Pumpe 7

ηά einer symbolisch dargestellten Anhängerbremse .8 über Anschluß , Ringkammern 10 und 11 und Kanal 12, sowie eine Verbindung wischen der Pumpe 7 und einem weiteren Verbraucher 13 über aschluß 9_t Ringkammern 10 und 14 und Kanal 15.

ie Bremszylinder der symbolisch dargestellten Anhängerbremse 8 ad der Kanal 12 stehen über einen Stromregler 16 mit einem lckläufbehälter 17 in Verbindung. Der Stromregler 16 dient in ikannter Weise dazu, eine Druckmittelströmung von der Ringimmer 10 über Ringkammer 11 zum Kanal 12 aufrechtzuerhalten und »mit eine Bremsdrucksteuerung durch Beeinflussung des Strömungs- ;erschnittes zu ermöglichen.

e Druckbegrenzungseinrichtung 4 weist ein kolbenartiges Geuse 18 auf, das in einer axialen Bohrung 19 des Ventilgehäuses koaxial zum Ventilschieber 2 geführt ist und mit dem ala Betigungsorgan dienenden Betätigungsstößel 3 fest verbunden ist. 3 kolbenartige Gehäuse 18 ist somit durch den Betätigungsjßel 3 zwischen einem Sicherungsring 20 und einer Anschlagache 21 des Ventilgehäuses 1 verschiebbar.

Gehäuse 18 sind eine vorgespannte Druckbegrenzungsfeder 22 i eine von dieser umschlossene, zylinderartige Hülse 23 koaxial ι Ventilschieber 2 untergebracht. Die Hülse 23 ist auf ein res Ventilschieberende 24 weitgehend dichtend aufgeschoben weist eine kalottenförmige Andrückfläche 25 auf, mit der sie eine Stützfläche 26 des Gehäuses 18 andrückbar ist. Die

Hülse 23 und das obere Ventilschieberende 24 sind relativ zueinander verschiebbar und bilden eine Druckkammer 27.

Die vorgespannte Druckbegrenzungsfeder 22 ist zwischen der Stützfläche "26 des Gehäuses 18 und einem ringförmigen Federteller 28 gehalten, der gegen einen Sicherungsring 29 abgestützt ist. Der Ventilschieber 2 ist über eine Schulter 30 mit d -n Federteller kraftschlüssig verbindbar.

Eine zweite koaxiale, zylinderartige Hülse"31 ist auf ein unteres Ventilschieberende 32 weitgehend dichtend aufgeschoben und weist auch eine kalottenförmige Andrückfläche 33 auf, mit der sie an eine Stützfläche 34 eines Ventildeckels 35 angedrückt ist. Die ;Hülse 31 und das untere Ventilschieberende 32· sind relativ zueinander verschiebbar und bilden eine Gegendruckkammer 36, in der eine Rückstellfeder 37 angeordnet ist, die einerseits gegen die Hülse 31, andererseits gegen das untere Ventilschieberende 32 abgestützt ist.

Die Druckkammer 27 und die Gegendruckkammer 36 stehen über eine axiale und mehrere radiale Ventilschieberbohrungen 38 bzw. 39, 39' mit der Ringkammer 11 in Verbindung, so daß der in dieser Kammer herrschende Anhängerbremsdruck sowohl die Bodenflächen 40 und 41 der Hülsen 23 bzw. 31 als auch die Stirnflächen 42 und 43 der Ventilschieberenden 24 bzw. 32 beaufschlagt.

Die Arbietsweise des in der Figur dargestellten Anhängerbremsventile ist wie folgt:

Das Anhängerbremsventil ist in seiner Ruhestellung dargestellt, in der der Ventilschieber 2 die Verbindung zwischen der Pumpe 7 und dem Verbraucher 13 freigibt, und die Verbindung zwischen der Pumpe 7 und der symbolisch dargestellten Anhängerbremse 8 unterbricht. :

Wird nun eine bestimmte Betätigungskraft auf den Betätigungsstößel 3 ausgeübt, so wird sie über das kolbenartige Gehäuse 18, die vorgespannte Druckbegrenzungsfeder 22 und den Federteller 28 auf den Ventilschieber 2 übertragen, welcher gegen die Rückstellfeder 37 in eine von der Betätigungskraft abhängige Steuerstellung verschoben wird, in der die Steuerkante 5 die Verbindung zwischen den Ringkammern 10 und 11 freigibt und die Steuerkante die Verbindung zwischen den Ringkammern 10 und 14 drosselt.

Hierdurch wird in den Ringkammern 10 und 11 ein von der Betätigungskraft abhängiger Staudruck erzeugt, der als Anhängerbremsdruck in der Anhängerbremse 8 und auch in der Druckkammer 27 und in der Gegendruckkammer 36 wirksam wird.

Der in der Druckkammer 27 wirksame Anhängerbremsdruck beaufschlagt die obere Stirnfläche 42 des Ventilschiebers 2 und die Bodenfläche 40 der Hülse 23 im Sinne einer Unterstützung der Vorspannkraft der Druckbegrenzungsfeder 22. Da.die Vorspannkraft der Druckbegrenzungsfeder 22 durch eine mit Hilfe der zy.linderartigen Hülse 23 erzeugte Druckbeaufschlagungskraft unterstützt wird, ist es möglich, das Anhängerbremsventil mit

relativ hohen Betiitigungskräf ten über eine relativ schwache und somit kleine Druckbegrenzungsfeder zu betätigen.

Der in der Gegendruckkammer 36 wirksame Anhängerbremsdruck beaufschlagt die untere Stirnfläche 43 des Ventilschiebers 2 und hält diesen im Gleichgewicht mit der entgegenwirkenden Betätigungskraft, die auf den Ventilschieber 2 über die Druckbegrenzungseinrichtung 4 übertragen wird, fest.

Erreicht dabei der Druck im Verbraucher 13 oder in der Anhängerbremse 8 einen Wert, bei dem die auf die untere Stirnseite 43 des Ventilschiebers 2 wirkende Druckbeaufschlagungskraft die entgegenwirkende Betätigungskraft bzw. die Vorspannkraft der Druckbegrenzungsfeder 22 und die sie unterstützende Druckbeaufschlagungskraft überschreitet, die auf die obere Stirnfläche des.Ventilschiebers 2 und die Bodenfläche 40 der Hülse 23 wirksam, ist, so wird dann in bekannter Weise der Vehtilschieber 2 "durch die auf dessen untere Stirnfläche 43 wirkende Druckbeaufschlagungskraft zurückgeschoben, bis ein neues Gleichgewicht der Kräfte hergestellt ist. Hierdurch ist es möglich, sowohl den Anhängerbremsdruck unabhängig vom Druck im Verbraucher zu steuern als auch ihn auf einen bestimmten Maximalwert zu beschränken, der von der Vorspannkraft der Druckbegrenzungsfeder 22 und der sie unterstützenden Druckbeaufschlagungskraft, die mit Hilfe der Hülse 23 erzeugt wird, abhängig ist.

Man kann diesen Maximalwert des Bremsdruckes dadurch verändern, daß die Hülse 23 durch eine andere Hülse mit einem entsprechend

mensionierten Innendurchmesser ersetzt wird, an den das obere ntilschieberende angepaßt wird. Hierdurch wird die vom inneren Isendurchmesser. abhängige hydraulische Druckbeaufschlagungsaft variiert, die die Vorspannkraft der Druckbegrenzungsfeder unterstützt, so daß nunmehr ein anderer Wert des Bremsdruckes forderlich ist, damit die auf die untere Stirnfläche'43 des itilschiebers 2 wirkende Druckbeaufschlagungskraft die Summe r Vorspannkraft der Druckbegrenzungsfeder 22 und der sie unteritzenden'Druckbeaufschlagungskraft überwindet.

ι kann aber auch eine Veränderung der geforderten Betätigungsifte in Verbindung mit der Druckbegrenzung dadurch erreichen, 3 beide Hülsen durch andere entsprechend dimensionierte Hülsen ;etzt werden, an deren neuen Innendurchmesser das jeweils zuimenwirkende Ventilschieberende angepaßt wird. Hierdurch wird • einem bestimmten Bremsdruck entsprechende Gegenkraft , die die untere- Stirnfläche 43 des Ventilschiebers 2 wirksam ist,

sprechend der geforderten Betätigungskraft geändert und gleich-

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tig die die Vorspannkraft der Druckbegrenzungsfeder 22 untertzende Druckbeaufschlagungskraft an die neue Betätigungskraft 3paßt, ohne daß hierfür irgendwelche Veränderungen am Ventiläuse erforderlich sind.

sä möglich ist, das Verhältnis der beiden Stirnflächen 42 und ies Ventilschiebers 2 zueinander innerhalb breiter Grenzen variieren, ist eine große Anpassungsfähigkeit des Ventils verschiedene, verhältnismäßig große Betätitungskräfte mit )r platzsparenden und genau arbeitenden Druckbegrenzungseini.tung gewährleistet.

Claims

Patent- bzw. Schutzansprüche

1./Druckregelventil, insbesondere Bremsventil für hydraulische Anhängerbremsanlagen, mit einem eine Verbindung zwischen einer Druckmittelquelle und mindestens einem Verbraucher steuernden Vehtilschieber, der durch ein Betätigungsorgan über eine Druckbegrenzungseinrichtung mit einer vorgespannten Druckbe- ^: grenzungsfeder betätigbar ist und mit einer entgegen der Betätigungskraft gerichteten, vom Verbraucherdruck abhängigen; Gegenkraft bea.ufschlagbar ist, wobei die Druckbegrenzungseinrichtung bei Überwindung der Vorspannkraft der Druckbegrenzungsfeder wirksam ist, dadurch ge kennzeichnet, daß die Druckbegrenzungseinrichtung (4) ein druckmittelbetätigbares Glied (23) aufweist, das mit dem Verbraucherdruck im Sinne einer Unterstützung der Vorspannkraft der Druckbegrenzungsfeder (22) beaufschlagbar ist.

2. Druckregelventil nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß das druckmittelbetätigbare Glied (23) mit dem Ventilschieber (2) eine mit dem Verbraucherdruck beaufschlagbare Druckkammer (27) bildet, und daß die Druckbegrenzungsfeder (22) zwischen zwei Federstützteilen (26, 28) der Druckbegrenzungseinrichtung (4) gehalten ist, von denen das eine mit dem Ventilschieber und das andere mit dem druckmittelbetätigbaren Glied kraftschlüssig verbindbar ist.

. Druokregelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als druckmitteibetätigbares Glied eine erste zylinderartige

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Hülse (23) dient, die auf ein Ventilachieberende. (24) weitgehend dichtend aufgeschoben ist und an das eine Federstützteil (26) der Druckbegrenzungseinrichtung (4) andrückbar ist.

4. Druckregelventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbegrenzungsfeder (22) und die als druckmittelbetätig-, bares Glied dienende Hülse (23) in einem durch das Betätigungsorgan (3) koaxial zum Ventilschieber (2) verschiebbaren, kolbenartigen. Gehäuse (18).der Druckbegrenzungseinrichtung (4) angeordnet ist, dessen Bodenfläche (26) das eine Federstütz— teil bildet, an welches die als druckmittelbetätigbares Glied dienende Hülse andrückbar ist.

5· Druckregelventil nach Anspruch 3 oder 4, dessen Ventilschieber entgegen der Betätigungskraft mit dem in einer Gegendruck^ kammer: herrschenden Verbraucherdruck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckkammer (36) durch eine zweite zylinderartige Hülse (31) gebildet ist, die auf das andere Ventilschieberende (32) weitgehend dichtend aufgeschoben ist und gegen ein Ventilgehäuseteil (35) abgestützt ist.

6, Druckregelventil nach Anspruch 5_f dadurch gekennzeichnet, daß in der Gegendruckkammer (36) eine Rückstellfeder (37) angeordnet ist, die einerseits gegen den Ventilschieber (2), andererseits gegen die die Gegendruckkammer bildende Hülse (31) abgestützt ist.

7. Druckregelventil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide zylinderartigen Hülsen (23 und 31) eine kalottenförmige Andrückfläche (25 bzw. 33) aufweisen.

8. Druckregelventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7f dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (27) und die
Gegendruckkammer (36) über eine axiale und mehrere radiale
Ventilechieberbohrungen (38 bzw. 39, 39') mit einer unter den Verbraucherdruck stehenden Ventilkammer (11) verbindbar sind·

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