DE2249267C3 - Steuervorrichtung für das hydraulische Bremssystem des Anhängers eines Schleppers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für das hydraulische Bremssystem eines Schleppers, mit einem von einem Bremsbetätigungsorgan des Schleppers verstellbaren Steuerventil, in welchem ein auf die Anhängerbremsen einwirkender Steuerdruck durch eine Gruppe von Drosselelementen veränderbar ist. deren jeweilige Stellung sich entsprechend der auf das Bremsbetätigungsorgan jeweils aufgebrachten Kraft ändert, nach Patent 20 61 045.1.

Nach dem zum Stand der Technik gehörenden Hauptpatent ist ein Verteilerventil, dessen Einlaß mit einer auf dem Schlepper befindlichen hydraulischen Druekquelle verbunden ist, vorgesehen, sowie ein über eine Steuerkanimcr hydraulisch betätigbares Steuerteil, welches die Druckmittelzufuhr zu einem ersten, zu dem Anhängerbremssysteni führenden Auslaß, und zu einem zweiten, zu am Schlepper befindlichen Hilfsantrieben führenden Auslaß steuert. Die Verbesserung des lauptpatentes besteht darin, daß eine Steuerleitung die Druekquelle, die Steuerkammer im Verteilcrventil und ein mit einem Bremsbetätigungsorgan ztisammenwirkendes .Steuerventil verbindet, in welchem der Steuerdruck in der Steuerlcilung entsprechend der jeweils aufgebrachten Bremskraft veränderbar ist, und daß das Verteilerventil eine Drosselstelle enthält, die die Sleiierkanimer mit dem eisten Auslaß des Steuerventils verbindet.

Durch diese Ausbildung der Steuervorrichtung wird die Versorgung der an das Hydrauliksystem des Schleppers angeschlossenen Hillseinrichtung in der Weise sichergestellt, daß.ihre Funktionsfähigkeit auch während langer andauernder Bremsvorgänge nicht beeinträchtigt wird. Beim Betätigen der Bremsen wird durch das Ansteigen des Steuerdrücke, in der Steuerleitung und im Verteilervcntil die Zufuhr zu den Hilfseinrichtungen unterbrochen und die Hydraulikflüssigkeit den Bremsen zugeführt. Sobald sich an den Bremsen der volle Druck aufgebaut hat. kehrt der Schieber des Verteilerventils in seinen Ruhezustand zurück. Der Zufluß von Hydraulikflüssigkeit zu den Hilfseinrichtungen wird also nur für eine kurze Zeitspanne unterbrochen, und zwar in der Anfangsphase der Bremsbetätigung. Werden die Bremsen von Schlepper und Anhänger im Bremszustand belassen, so werden die Hilfseinrichtungen nicht von ihrer Hydraulikversorgung abgetrennt.

Ferner ist bei einer bevorzugten Ausführungslonn des Hauptpatentes vorgesehen, daß das Steuerventil relativ zueinander bewegbare Teile enthält, zwischen denen eine Drosselstelle variablen Querschnitts gebildet ist. durch die hindurch die Steuerfliissigkeit zu einer Auslaßstelle führt, und daß die bewegbaren Teile einander derart angepaßt sind, daß das Steuerventil als Meßfühler zur Feststellung der Position des Bremsgestänges in dem Schlepper dient. Dabei können innerhalb des Steuerventils Schwingungen der Flalterersciieintingen auftreten, die sich störend auf den [Jetrieb der gesamten Steuci vorrichtung auswirken.

Es ist ein Ventil bekannt (FR-PS 12 85 390) bei dem zur Erzielung einer feinfühligen Steuerungsmöglichkeit ein Ventilkörper mit einem im wesentlichen zylindrischen Abschnitt, der clinch eine Schräge, gegen einen Ventilsitz preßb.tren Schulter abgeschlossen ist. in eine Bohrung eintaucht. Bei einem derartigen Ventil ist die Drosselung während eines vergleichsweise langen Weges des Ventilkörpers konstant, und eine Kombination mit anderen Ventilen ist nicht vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es. das Steuerventil der eingangs genannten Art so auszubilden, daß Ventilschwingungen, die aus dem Zusammenwirken lies hydraulischen Druckes mit einer Rückstellvorrichtung entstehen können, ausgeschaltet werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Steuerventil in Strömungsrichtung voider ersten Gruppe verstellbarer Drosselelemente eine zweite Gruppe von Drosselelementen vorgesehen ist, die mit der ersten Gruppe gemeinsam verstellbar ist. und daß die Drosselelcmente der zweiten Gruppe bei einer Betätigung des Steuerventils eine Drosselsielle mit konstantem Durchflußquerschniil bilden.

Nach der Erfindung ist der eigentlichen Drosselstelle eine zweite Gruppe von Drosselelementen vorgeschaltet, die immer dann, wenn das Steuerventil betätigt ist. eine Drosselstelle bilden, deren Durchlaßquerschnitt unabhängig von der Stärke der Betätigung im wesentlichen konstant ist. Für die zweite Gruppe von Drosselclemenlen ist wichtig, daß der Drosseleffekt nur dann wirksam ist, wenn das Steuerventil betätigt ist. Ist das Steuerventil dagegen in Ruhelage, dann sollte eine freie Flüssigkeitsströmung durch die /weite Drosselsielle hindurch stattfinden, um üt;n Druckabfall an dem Steuerventil so gering wie möglich /u hallen. Wäre ein beträchtlicher Druckabfall vorhanden, dann würde die Gefahr bestehen, daß der Steuerdruck unter ungünstigen Umständen eine unbeabsichtigii· Betätigung des Anhängcrbremsen verursacht.

Bei der eriindiuigsgeinäßen Steuervorrichtung ist die

Gruppe der /weilen Drosselelemente mil der ersten Gruppe gemeinsam verstellbar, und zwar derart, dal} die zusätzliche Drosselstelle nur dann wirksam wird, wenn das Steuerventil betätigt ist. Die Starke der Wirksamkeit ist unabhängig von der Starke der Betätigung des Steuerventils. Befindet sich das Steuerventil dagegen im Ruhezustand, dann ist die zweite Drosselstelle unwirksam. Auf diese Weise werden Veniilschw mgungen. die bei Verwendung nur einer einzigen verstellbaren Drosselstelle auftreten könnten, durch die /weite Drosselstelle gedämpft und damit ausgeschaltet.

Die Merkmale der Linieransprüche sind jeweils für sich genommen bekannt. Für die Gegenstände dieser Ansprüche wird daher Schutz nur im Rahmen echter

I !nteransprüche beansprucht.

Im lolgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

I i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Steuerventil, das sich in einem den freien Durchfluß eines Fluids ermöghellenden (Ölfnungs-) Zustand befindet.

F 1 g. 2 einen Längsschnitt, der demjenigen in F 1 g. 1 entspricht, bei dem das Ventil ledoch in einem Zustand ist. in welchem der Durchfluß von Fluid stark gedrosselt w ird. und

F i g. i einen Längsschnitt durch ein Steuerventil, dessen Bauform prinzipiell bereits in dem Hauptpaient beschrieben ist. das jedoch im Sinne der Frfindung weitergebildet und verbessert ist.

Nach den F" i g. 1 und 2 besteht das Durchfluß-Steuerventil aus einem hohlen Ventilgehäuse 1. das mit einer Einlaßöffnung 2 und einer Auslaßölfnung i versehen is:. In dem Ventilgehäuse ist ein Ventilschieber 4. der mit Dichtungen, welche mil 5 und f) bezeichnet sind, zusammenwirkt, verschiebbar geführt. In dem Ventilgehause I isi ferner ein koaxial zum Veniilschieber 4 verlaufender Finsatz 7 angeordnet. Der F.insat/ 7 ist derart zwischen der Einlaßöffnung 2 und der Auslaßöffnung 3 angebracht, daß das Fluid während seines Duiehlaufs durch das Ventil durch den Hinsat/ hindurchfließl.

Der Ventilschieber 4 und der Entsatz 7 sind so gestallet, daß sie zwei Gruppen strömungsdrosselnder EIcmeine bilden, die in Richtung ties Fluidflusses durch das Ventil in Reihe angeordnet sind. Fine ersie Gruppe ströiiiiingsdrosi-elnder Flemente wird von einem Kegelventil gebildet, das generell mit 8 bezeichnet isi und aus einer abgeschrägten Schulter 9 des Ventilschiebers 4 und einem abgeschrägten Sitz. IO am Finsat/ 7 besieht. Die /weile Gruppe strömungsdrosselnder EIemente besteht aus einem zylindrischen Ring Il am Veniilschieber 4 und einer zylindrischen Bohrung 12 im Einsatz 7. Der Durchmesser des zylindrischen Ringes

I1 isi geringfügig kleiner als der Durchmesser der zylindrischen Bohrung 12, so daß der Ring Il in die Bohrung 12 eintreten kann und so eine ringförmige Meßöffnung bildet, durch die das Fluid hindurchslrömen muli Aus den F i g. I und 2 ersieht man, daß die zweite Gruppe strömungsdrosselnder F.lemenie gegenüber der ersten Gruppe stromaufwärts liegt, d. h. daß die durch den Ring Il und die Bohrung 12 gebildete ringförmige Meßöffnung in Sirömiiiigsrichiiing oberhalb ties Kegelventils 8 liegt. Fine (nicht darges'ellte) Feder kann zwischen dem Veniilgehäusekörper 1 und dem Vcrtilsehieber 4 vorgesehen sein, um den Veniilschieber 4, bezogen auf die F i g. I und 2. nach links zu tlrük ken und das Ventil so in den vollständigen Öfl'iuings/ustand zu steuern, in dem das Kegelventil 8 offen isi und drr zvlindrische Rinn Il außerhalb der Bohrung 12 liegt.

Befindet sich das Ventil in dem in F i g. 1 dargestellten Zustand, so kann das unter Druck durch die Einlaßöffnung 2 zugefühne Fluid du;ch das Ventil hindurchströmen und durch die Auslaßolfnung 3 ausströmen, wobei kein nennenswerter Druckabfall zwischen Einlaß- und Auslaßöffnung entsteht.

Bevor der in F i g. 2 dargestellte Ventilzustand erläutert wird, sei zur Erklärung auf folgendes hingewiesen. Zunächst sei angenommen, daß der zvlindrische Ring 11 und die Bohrung 12 nicht vorhanden se'u-n. Dabei wird, während Fluid von einer Druckquelle aus durch das Ventil hindurchfliefSt, durch eine Bewegung des Ventilschiebers 4 in Schließriehtung des Kegelventils 8 augenblicklich ein Druckabfall entlang des Ventils aufgebaut. Es ist ersichtlich, daß der Druckanstieg an der Einlaßseite so wirkt, daß er bestrebt ist, den Ventilschieber 4 nach links zu schieben, d. h. der Druckanstieg an d\;r EinlaOseitc ist bairebi. das kegelventil 8 zu öffnen. Wenn eine den Veniilschieber 4 betätigende Krall über ein Organ aufgebracht wird, das bis zu einem gewissen Grad elastisch nachgiebig ist. isi klar, daß unter bestimmten Zuständen des I luiddrucks und der Fluiddurchflußrate eine Tendenz des Veniilschiebers 4 /um Flattern oder zur Erzeugung von Druckschw ingungen entstehen kann. Diese Schwingungen ergeben sich infolge der Tatsache, daß durch das Auftreten eines Iluid-Di'uckantriebes an der Einlaßseile des Ventils das Kegelventil 8 unter der Wirkung tier federnden oder nachgiebigen Eigenschaften ties Organs, über das die Betäligungskraft einwirkt, in Ölfnungsrichtung beansprucht wird. Bei einer geringfügigen Öffnung ties Ke gelventils 8 würde eine nachfolgende Reduzierung ties Fluiddruekes an der Finlaßseite ties Ventils es zulassen, daß tlic das Ventil betätigende Kraft in Schließrichtung auf das Kegelventil 8 einwirkt. Unter bestimmten Umständen treten diese Wirkungen zyklisch auf und erzeugen auf diese Weise die oben erwähnten Druckschw ingungen. Diese Druckschw ingungen erzeugen eine unerwünschte Vibraiionscharakierisük. die zu einer nicht ordnungsgemäßen Arbeitsweise des I lydrauliksystcms führen kann, dessen Bestandteil das Ventil bildet. Ferner kann die Vibration auf diejenige Stellvorrichtung übertragen werden, die zur Betätigung des Veniilschiebers dient. Werden tliese Betätigungsmittel manuell betrieben, wie es beispielsweise in dem Bremssystem eines Fahrzeugs tier Fall ist, so ist eine unangenehm zyklische Bewegung fühlbar.

Aus F i g. 1 ist ersichtlich, tlaß das Kegelventil 8 geöffnet ist, und daß der zylindrische Ring Il außerhalb tier Bohrung 12 liegt, so daß in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung ein freier Durchgang durch das Ventil für den Fluidfluß besteht. In diesem Zustand tritt am Ventil ein nur geringer Druckabfall oder überhaupt kein Druckabfall auf. In F i g. 2 wirkt eine Krall Fin die mit /·" bezeichnete Richtung ;\uf den Veniilschieber 4 ein, was eine Drosselung des durch tlas Ventil fließenden lluidstromes am Kegelventil 8 zur Folge hat. Zu dieser Zeit hat sich der zylindrische Ring 11, der Bestandteil des Ventilschiebers 4 ist. in eine Position verschoben, in tier er den größten Teil der Bohrung 12 einnimmt, und so eine ringförmige Meßöffnung zwischen sich und der Bohrung 12 bildet. Nimmt die Kraft /zu oder ab, und wird hierdurch tier Grad der Einschnürung am Kegelventil h vergrößert oiler verkleinert, so tritt kein erheblicher oder nennenswerter Wechsel des Bemessungseifekies tier zwischen dem Ring Il und tier Bohrung 12 gebildeten Meßöffnimg

ein Dies bedeutet, daß die von der Mcßöllniing /wischen dem Ring 11 und der Bohrung 12 gebildete hm schnürung im wesentlichen koniant bleibt und eine lluiddämpfimg erzeugt, die ausreicht, um eine eventuelle Schwing- oder llatterneigung des Ventilsehiebers zu eliminieren oder wesentlich /u dämpfen, während die Flcmenle des Kegelventils 8 in dem Sinne /usani menwirken. daß sie eine Finschnürung zur Drosselung des Fluidflusses bilden, die durch geringfügige Newcgungen des Ventilsehiebers 4 verändert werden kann. Auf diese Weise ist das beschriebene Steuerventil m der 1 agc zwischen demjenigen Zustand /u arbeiten, bei dem ein freier Fluidfluß durch das Ventil hindurch bei geringem oder überhaupt keinem Druckablall am Ventil stattfindet, und dem Zustand veränderlichen Drosselungseffekles, währenddessen automatisch eine Dämpfung eingeführt wird, die ausreicht, Drucklluktua tionen am Ventil zu verhindern oder herabzumildem. Die Dämpfung ist nur in eigentlichen Steilbereich des Ventilsehiebers. nicht aber in dessen äußerster OfI-nungsstcllung wirksam.

In F i g 3 sind solche Bezugs/eichen, die denjenigen der Fig. 2 in der DTPS 2OhI 045 (Haupipaieni) entsprechen, mit dem Zusatz /' versehen. Ks wird aus drucklich auf die Beschreibung des Hauptpatentes hin gewiesen. Hierbei sieht man, daß das in F i g. 3 dargestellte Steuerventil gegenüber dem Steuerventil des Huiptpatcntcs verbessert ist. Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 in der DTPS 20bl 045 ist das Ventil 44 Bestandteil des Gestänges des Bremssystems eines Fahrzeuges. Nach der Krfindung ist der Ventilkörper oder Veniilschicber /'23 mit einer zylindrischen Ringfliiche 11/A versehen, die dem zylindrischen King ti des Auslührungsbeispiels der I·" i g. I und 2 entspricht. Der Ventileinsatz /Ml ist mit einer Bohrung 12.4 versehen, die der Bohrung 12 des Auslühmngsbei spiels der I'ig. I und 2 entspricht. Der King 11Λ und die Bohrung 12 4 bilden die zweite (iruppe Strömlings drosselnder F.lemenie, wie sie unter Bezugnahme aiii die I i g. 1 und 2 bereits erläutert worden sind, während die erste Gruppe strömungsdrossclnder l'.lemenie mn /M2 bezeichnet ist.

In Abänderung des oben beschriebenen Ausliih rungsbeispiels können der King 11 bzw. 11.4 und die Bohrung 12 bzw. 12.1 durch andersartige l.lemente ersetzt sein, die imstande sind, so zusammenzuwirken, daß sie eine F.inschnürurig bilden bzw. eine Strömlings drosselung herbeiführen, die ungeachtet der Rclativbe wegiing zwischen den !'.lementen konstant bleibi. nach dem sie zu Beginn verringert worden ist. Beispielsweise hiauchen der Ring 11 bzw. IM und die Bohrung 12 bzw. 12/\ nicht notwendigerweise zylindrisch zu sein, und sie brauchen auch nicht notwendigerweise die glei ehe Querschniuslorm zu haben. Fs reicht aus. daß die beiden Flemente durch eine Relativbewegung zusammengebracht werden können, so daß sie eine Kinsehniirung vorbestimmter 'Größe bilden, die während der nachfolgenden Betätigung des Ventils konstant bleibt, wenn die Finschiiürung zwischen den Kiementen der anderen Drosselstellc verändert wird.

Das beschriebene Steuerventil kann selbstveisländlieh auch ohne das oben erwähnte Vcrteilervenul bzw. in Verbindung mit einem anders aufgebauten Verteiler ventil zum FÜnsntz kommen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   I. Steuervorrichtung für das hydraulische Bremssystem des Anhängers eines Schleppers, mit einem von einem Bremsbetätigungsorgan des Schleppers verstellbaren Steuerventil, in welchem ein auf die Anhängerbremsen einwirkender Steuerdruck durch eine Gruppe von Drosselelementen veränderbar ist. deren jeweilige Stellung sich entsprechend der auf das Bremsbetätigungsorgan jeweils aufgebrachten Kraft ändert, nach Patent 2061045.1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Steuerventil (1: /-Ί4) in Strömungsrichtung vor der ersten Gruppe verstellbarer Drosselelemente (9, 10; P32) eine zweite Gruppe Drosselelementen (11, 12: IM, 12/1) vorgesehen ist, die mit der ersten Gruppe gemeinsam verstellbar ist. und daß die Dro· selelememe (11, 12; IM, Ι2Λ) der zweiten Gruppe bei einer Betätigung des Steuerventils (I; P14) eine Drosselstel-Ie mit konstanten Durchflußqucrschnitt bilden.
2. 2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselelemcnte der zweiten Gruppe aus einer Bohrung (12) und einem zylindrischen Ring (11) bestehen, der im Ruhezusland außerhalb der Bohrung, bei Betätigung des Steuerventils aber im Inneren der Bohrung liegt.
3. 3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselelemcnte (9. 10; P32) der ersten Gruppe ein Kegelventil (8) bilden.
4. 4. Steuervorrichtung nach den Ansprüchen I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß ein Drossclelcmenl einer jeden Gruppe an einem geirein.iamen Ventilschieber (4. P23) angebracht ist.