DE2262248C2

DE2262248C2 - Relaisventil für eine blockiergeschützte Druckluftbremse

Info

Publication number: DE2262248C2
Application number: DE19722262248
Authority: DE
Inventors: Roger Valencia Calif. Greenwood
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1972-01-13
Filing date: 1972-12-20
Publication date: 1982-05-13
Also published as: DE2262248A1; FR2167934B1; IT972580B; GB1363611A; AU471834B2; FR2167934A1; SE391785B; JPS4879329A; JPS5426732B2; AU5083473A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Relaisventil für eine blockiergeschützte Druckluftbremse, bei dem eine Membran einen Raum in eine Arbeits- und Steuerkammer unterteilt, mit einem in der Arbeitskammer

is befindlichen und mit der Membran zusammenarbeitenden Doppelsitzventil, das einen Radbremszylinder entweder mit einer Druckquelle oder der Atmosphäre verbindet mit einem auf die Steuerkammer einwirkenden Magnetventil, das bei Auftreten eines Blocksi- gnals die Steuerkammer zur Atmosphäre entlüftet.

In der US-PS 31 88148 ist ein Relaisventil der eingangs genannten Gattung beschrieben, das bei jeder ungeregelten Bremsung über ein Doppelsitzventil eine Verbindung zwischen einem mit einem Bremsventil verbundenen Einlaß und einem mit dem Radzylinder verbundenen Auslaß durchschaltet. Über ein Magnetventil sind die beiiipn Membranflächen druckausgeglichen, solange kein Blockiersignal vorliegt. Die Stellung des Doppelsitzventils wird in diesem Betriebszustand durch eine die Membran beaufschlagende Druckfeder erzwungen. Beim Auftreten eines Blockiersignals wird eine Membranfläche über ein Magnetventil ins Freie entlüftet, so daß die Membran entgegen der Kraft der Druckfeder in eine zweite Endlage gelangt und ein mi^

der Membran gekoppeltes Verschlußstück an dem zweiten Sitz des Doppelsitzventils zur Anlage kommt. Bei dieser Membranstellung ist der Auslaß mit der Atmosphäre verbunden, während die Verbindung zwischen Einlaß und Auslaß unterbrochen ist. Wenn die

*o Blockiergefahr durch ausreichende Druckabsenkung in den Radbremszylindern abgewendet ist, schaltet das Magnetventil wieder in die Stellung vor Regelbeginn, in der ein Druckaufbau in den Radbremsen vorgenommen werden kann. Bei dem beschriebenen Relaisventil ist es als nachteilig anzusehen, daß Einlaß und Atmosphäre während der Umschaltbewegung der Membran miteinander verbunden sind, so daß ein Teil der vom Bremsventil am Einlaß bereitgestellten Hilfsenergie ungenutzt verloren geht. Dieser Nachteil ließe sich nur durch eine schnellere Schaltgeschwindigkeit des mit der Membran zusammenwirkenden Doppelsitzventils ausgleichen. Die Entlüftungsgeschwindigkeit der Radzylinder ist relativ gering, da eine wirksame Entlüftung erst dann einsetzt wenn das Verschlußstück des Doppelsitzventils den Einlaß völlig abschließt.

Aus der DE-AS 12 92 020 ist ein Steuerventil für Druckluftbremseinrichtungen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, bekannt. Bei dieser Anordnung wird ein der Achsbelastung proportionales Drucksignal dazu herangezogen, ein Ventil derart einzustellen, daß es bei geringerer Achsbelastung langer geschlossen bleibt als bei höherer Achsbelastung. Das Ventil verbindet die Radzylinder mit einer Druckquelle. Zur eigentlichen Bremsbetätigung wird dem Steuerventil ein in einem Bremsventil modulierter Druck zugeführt, der an einer Membran wirksam wird und das entsprechend der Achslast eingestellte Ventil mehr oder weniger öffnet.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die

Aufgabe zugrunde, ein druckgesteuertes Membranventil der eingangs genannten Art zu schaffen, welches eine besonders rasche Entlüftung der Radbremszylinder gewährleistet

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Steuerkammer ein Schwamm vorgesehen ist, der in Ruhelage der Membran eine Anlagefläche berührt Durch diese Anordnung eines Schwamms auf der Membran ergibt sich eine wesentliche Steigerung der EntlüftuntSgeschwindigkeit Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wie sie in den Ansprüchen 8 und 9 verkörpert ist, wird der Steuerdruck durch ein trichterförmiges Anschlußstück der Membran des Membranventils zugeführt. Dieses Anschlußstück lenkt die Steuerluft trompetenartig um. Auch diese Maßnahme dient zur Steigerung der Entlüftungsgeschwindigkeit des Membranventils.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch das erfindungsgemäße Relaisventil,

Fig.2 und 3 perspektivische Darstellungen zweier verschiedener Tragkreuze aus Spritzguß, welche maschinenbearbeitet sind und zu dem Relaisventil nach F i g. 1 gehören.

Das in Fig. 1 dargestellte Relaisventil 10 hat ein Ventilgehäuse 11. Das Ventilgehäuse 11 hat eine Kappe 12 und ein Gehäuseunterteil 13. Eine Membran 14 ist mit ihrem Rand zwischen ringförmigen Flanscher. 15 und 16 der Kappe 12 und des Gehäuseunterteils 13 durch Schrauben 17 eingespannt. Das Ventilgehäuse 11 hat weiterhin einen Boden 18, der durch Kopfschrauben 19 mit dem Gehäuseunterteil 13 verbunden ist. Dabei ist der Boden 18 durch einen O-Ring 20 dichtend mit dem Gehäuseunterteil 13 verbunden.

Das Gehäuseunterteil 13 hat eine Bohrung 21 und von der entgegengesetzten Seite eine Gegenbohrung 22. welche geringfügig größe im Durchmesser ist als die Bohrung 21 und dadurch eine Schulter 23 bildet. Das Relaisventil 10 enthält ein Tragkreuz 24, welches Rippen 25 hat, welche mit einer Fläche 30 eines Tragkreuzes 26 eine Einheit bilden. Dieses Merkmal ist den Fig.2 und 3 dargestellt und in Fig. 3 mit 30' gekennzeichnet. Die Rippen 25 bilden eine Einheit mit einem Zylinder 27, durch den eine Büchse 28 eines Ventilkörpers 29 axial verschiebbar geführt ist (siehe F i g. 1 und 2). Das Tragkreuz 24 ist in F i g. 2 dargestellt. Das Tragkreuz 26, welches in Fi g. 3 dargestellt ist, hat eine Fläche 30 mit einer Öffnung 31, die von einem Ventilsitz 32 umschlossen wird, wie das in F i g. 1 zu erkennen ist. Die Fläche 30 ist gegenüber der Gegenbonrung 22 durch einen O-Ring 33 abgedichtet. Das Tragkreuz 26 hat weiterhin vier Beine 34 mit FüOen 35. Die Beine 34 bilden eine Einheit mit der Fläche 30. Die Füße 35 sind zwischen dem Gehäuseunterteil 13 und dem Boden 18 eingespannt. Das Gehäuseunterteil 13 hat einen Einlaß 36 und einen Auslaß 37. Falls gewünscht können zwei oder mehr Auslässe vorgesehen werden. Üblicherweise wird Druckluft von etwa 7 bar durch den Einlaß 36 in das Relaisventil eingeleitet,

Der Ventilkörper 29 hat eine Röhre 38 mit einem Durchtritt 39, der vollständig durch den Ventilkörper 29 geführt ist. Eine Ventilscheibe 40 ist auf der Röhre 38 oberhalb der Büchse 28 vorgesehen. Eine Unterlegscheibe 41, eine Ventilscheibe 42 und ein Bauteil 43 sind unterhalb der Buchse 28 hintereinander angeordnet. Eine Mutter 44 ist auf u'as äußere obere Ende der Röhre 38 geschraubt, während eine Mutter 45 auf das äußere untere Ende der Röhre 38 aufgeschraubt ist. Die Muttern 44 und 45 sind dadurch gegenseitig verspannt. Dadurch wird die Röhre 38 gespannt, die ihrerseits alle Bauteile um sie herum unter Vorspannung hält.

Der Boden 18 hat ein Sackloch 46, welches zylindrisch im Querschnitt ist. Das Bauteil 43 ist ebenfalls zylindrisch. Dadurch ist das Bauteil 43 in dem Sackloch 46 verschiebbar. Ein O-Ring 47 dichtet das Bauteil 43 in

m dem Sackloch 46 ab. Durch eine Schraubenfeder 48, die in dem Sackloch 46 vorgesehen ist, wird der Ventilkörper 29 in seine obere Stellung gebracht, wie das in F i g. 1 dargestellt ist

Die Membran 14 hat eine kreisförmige Öffnung 49.

Eine Hülse 50 ist in der kreisförmigen öffnung 49 mit der Membran 14 durch eine Mutter 51 befestigt, die auf der Hülse 50 aufgeschraubt ist. Die Mutter 51 preßt eine Unterlegscheibe 52 gegen die Membran 14 und damit die Membran 14 gegen einen Flansch 53, der eine Einheit mit der Hülse 50 bildet

Ein kegelstumpfförmiger Schwr :.m 54 aus Polyurethan befindet sich zwischen der oberen Seite der Membran 14 und einer entsprechenden kegelstumpfförmigen Anlagefläche 55 der Kappe 12. Der Schwamm 54 kann entweder mit der Membran 14 oder der Kappe 12 verbunden sein, falls das erwünscht ist. Falls ehe solche Verbindung vorgesehen wird, ist es besonders günstig, den Schwamm 54 mit der Anlagefläche 55 und nich! mit der Membran 14 zu verbinden. Die Kappe 12 hat eine Bohrung 56 mit einer Achse 57.

Wie in F i g. 1 zu erkennen ist, wirkt die Ventilscheibe 42 als Ventil, welches die Bohrung 31 durch einen Ventilsitz 32 versperrt. In gleicher Weise dichtet die Ventilscheibe 40 die untere Öffnung der Hülse 50 durch einen Ventilsitz 58 am unteren Ende der Büchse 50 ab.

Das untere Ende der Büchse 50 wird ir. einer zylindrischen Öffnung 59 durch ein Tragkreuz 60 geführt, welches eine Einheit mit dem Gehäuseunterteil 13 bildet und beispielsweise acht Öffnungen 6! haben kann.

Die Hülse 50 ist ebenfalls verschiebbar in der Bohrung 56 geführt. Ein O-Ring 62 dichtet die äußere Fläche der Büchse 50 gegenüber der Bohrung 56 ab.
An dem Ventilgehäuse 11 des Relaisventils 10 ist weiterhin ein Bauteil 63 befestigt. Dieses Bauteil 63 hat einen Eintrittskanal 64. In Übereinstimmung mit der Kraft auf dem Bremspedal wird in üblicher Weise Druckluft durch den Eintrittskanal 64 in das Relaisventil 10 eingeleitet Dieser Druck kann beispielsweise

so zwischen 0 und 7 bar schwanken. Die durch den Eintritt 64 eintretende Druckluft kann bei der dargestellten Stellung des Verdrängerkolbens 65 in eine Steuerkammer 66 oberhalb der Membran 14 durch einen zylindrischen Einlaß 67 in der Kappe 12 eintreten. Da der Verdrängerkolben 65 lose im Inneren des Magnetventils 68 gehalten ist, kann die Druckluft zu dem zylindrischen Einlaß 67 gelangen. Die aus de;n Eintrittskanal 64 austretende Luft strömt — wie in Fig. I dargestellt — dadurch entlang des Verdränger-

M) kolbens 65 in einem Raum 69 zur Rechten des Magnetventils 68 und von dort in den zylindrischen Einlaß 67. Der Verdrängerkolben 65 hat eine Ventilscheibe 70, welche gegen einen Ventilsitz 71 eines Anschlußstückes 72 durch eine Schraubenfeder 73 gehalten ist. Das Anschlußstück 72 ist dichtend mit der Kappe 12 verbunden.

Ein Ventil 74 ruht auf einem Ventilsitz 75 auf dem Bauteil 63. Eine Feder 76 hält normalerweise das Ventil

74 in die in F i g. I dargestellte Lage und erlaubt es. daß das Ventil 74 auch dann auf dem Ventilsitz 75 verbleibt, wenn die übrigen Teile des Verdrängerkolbens 65 sich um einen geringen Betrag nach links bewegen.

Der Gebrauch des Schwamms 54 erlaubt ein schnelleres Entlüften der Bremsen. Das bedeutet, daß eine geringe Menge Luft aus der Steuerkammer 66 sehr schnell an die Atmosphäre abgegeben werden kann. Die Radbremszylinder werden infolgedessen ebenfalls rasch über den Auslaß 37 und der Hülse 50 durch die Bohrung 56 über ein Entlüftungsventil 77 mit der Atmosphäre verbunden.

Ein schnelleres Entlüften wird ebenfalls durch die Irichterförmige konische Erweiterung 78 des Anschlußstücks 72, welches in F i g. 1 zu erkennen ist, erreicht. Das gilt auch für den tangentialen Übergang der äußeren Fläche 69 zur inneren Fläche des zylindrischen Einlasses 67.

Das beschriebene Membranventil wirkt wie folgt:

Es wird zunächst von der in H ι g. 1 dargestellten Stellung aller Bauteile ausgegangen. Die Membran 14 isi elastisch und kann aus Gummi oder gummiähnlichem Material bestehen. Wenn das Bremspedal niedergetreten wird, wird über den Eintrittskanal 64 Druck in das Relaisventil 10 eingesteuert, so daß die Membran 14 sich abwärts bewegt. Dadurch verbleibt die Ventilscheibe 40 in dichtender Verbindung mit dem Ventilsitz 58. Die Ventilscheibe 42 wird jedoch vom Ventilsitz 32 weggeschoben. Der Druck am Einlaß 36 kann dann zu den Radbremszylindern über den Auslaß 37 gelangen. Sobald der Druck unterhalb der Membran 14 so groß wie der oberhalb der Membran wirkende Druck ist, legt sich die Ventilscheibe 42 wieder gegen den Ventilsitz 32 an. Sobald der Druck in dem Eintrittskanal 64 zur Atmosphäre hin abgeleitet wird, übersteigt der Druck unterhalb der Membran 14 den in der Steuerkammer 66. Die Membran 14 hebt dann den Ventilsitz 58 von der Ventilscheibe 40 ab, so daß die Arbeitskammer unterhalb der Membran 14 über die Hülse 15 der Bohrung 56 und dem Entlüftungsventil 77 mit der Atmosphäre verbunden wird.

Als nächstes sei wiederum angenommen, daß das Bremspedal niedergetreten wird und Druck dem Relaisventil übe Jen l'iiu.i'.'.' ν.· iw /iigel;. ;: >.ii\i. Dabei soll die Anliblockiereinnchtung ein Signal /.um Freigeben des Bremsdrucks durch Betätigung des Magnetventils 68 geben. In einem solchen (all schließt ί das Ventil 74 den Ventilsitz 75. Die Ventilscheibe 70 wird sich vom Ventilsitz 71 fortbewegen. Die Druckluft in der Steuerkammer 66 wird über den zylindrischen Einlaß 67 über der Bohrung in dem Anschlußstück 72 und der Bohrung 56 über das Entlüftungsventil 77 an die

in Atmosphäre freigegeben. Die Membran 14 bewegt sich dann aufwärts und hebt den Ventilsit/. 58 von der Vi'Mlilscheibc 40. so daß — wie zuvor beschrieben — die Arbeitskammer unterhalb der Membran 14 durch die Hülse 50 der Bohrung 56 und dem Entlüftungsventil 77

ii mit der Atmosphäre verbunden wird

Wie zuvor angeführt fördert der Gebrauch des Schwamms 54 die Entlüftungsgeschwindigkeit. Hiermit wird die Geschwindigkeit bezeichnet, mit der der Druck unterhalb der Membran 14 sich abbauen kann, sobald der Ventilsitz. 5S von der Veniiischeibe 40 abgehoben im. Die Entlüfiungsgcschwindigkeit nach dem Ansprechen des Magnetventils 68 durch ein Signal der Antiblockiereinrichtung ist jedoch auch abhängig von der Geschwindigkeit, mit der der Druck im Raum 66 sich" durch den zylindrischen Einsatz 67 dem Anschlußstück 72 durch die Bohrung 56 und das Entlüftungsventil 77 abbauen kann. Aus diesem Grunde ist die Form der konischen Erweiterung 78 und die äußere Fläche 79 von Wichtigkeit.

Das Sackloch 46 ist ständig mit der Atmosphäre verbunden. Über das Entlüftungsventil 77 wird das Innere des Relaisventils 10 sauber und frei von äußeren Verunreinigungen gehalten. Durch die Entlüftung des Sacklochs 46 über das Entlüftungsventil 77 ist es möglich, dieses sauberzuhalten, ohne daß ein zusätzliches Rückschlagventil oder andere Ventileinrichtungen erforderlich sind.

Es ist zu beachten, daß eine Entlüftung des Sacklochs 46 notwendig ist, da der O-Ring 47 einen druckdichten, im Volumen jedoch veränderlichen Raum im Sackloch 46 bildet. Solch ein druckdichter Raum würde das Arbeiten des Ventilkörpers 29 behindern. Die Entlüftung des Sacklochs 46 ist deshalb unerläßlich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Relaisventil für eine blockiergeschützte Druckluftbremse, bei dem eine Membran einen Raum in eine Arbeits- und Steuerkammer unterteilt, mit einem in der Arbeitskammer befindlichen und mit der Membran zusammenarbeitenden Doppelsitzventil, das einen Radbremszylinder entweder mit einer Druckquelle oder der Atmosphäre verbindet, mit einem auf die Steuerkammer einwirkenden. Magnetventil, das bei Auftreten eines Blockiersignals die Steuerkammer zur Atmosphäre entlüftet, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerkammer (66) ein Schwamm (54) vorgesehen ist, der in Ruhelage der Membran (14) eine Anlagefläche (55) berührt

2. Relaisventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwamm (54) aus Kunststoff besteht.

3. Relaisventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoff für den Schwamm (54) Polyurethan verwendet ist

4. Relaisventil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (55) kegelstumpfförmig ist und ihr Abstand von der Membran (14) zur Mitte der Membran (14) hin zunimmt und daß der Schwamm (54) mit einer entsprechend abgeschrägten Räche gegen die Anlagefläche (55) zur Anlage gebracht ist.

5. Relaisventil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (14) ei.ie konzentrische kreisförmige Öffnung (49) mit einer dicht mi; der Membran (14) verbundenen Hülse (50\ hat, durch die ein Ventilsitz (58) gebildet ist, gegen den ei-e Ventilscheibe (40) eines Ventilkörpers (29) zur Anlage gebracht ist und daß der Ventilkörper (29) durch zwei im Ventilgehäuse (11) axial einschiebbare Tragkreuze (24, 26) geführt und durch eine Schraubenfeder (48) mit Vorspannung gegen den Ventilsitz (58) gehalten ist.

6. Relaisventil nach Anspruch I oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das der Membran (14) abgewandte Tragkreuz (26) seinerseits einen Ventilsitz (32) hat, dem eine zweite Ventilscheibe (42) des Ventilkörpers (29) zugeordnet ist, durch die eine Verbindung zwischen einem Einlaß (36) und einem zu den Radzylindern führenden Auslaß (37) steuerbar ist.

7. Relaisventil nach Anspruch I oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (48) in einem Sackloch (46) des Ventilgehäuses (11) vorgesehen ist und über ein in dem Sackloch (46) dichtend geführtes Bauteil (43) gegen die Ventilscheibe (42) zur Anlage gebracht ist und daß das Sackloch (46) über einen Durchtritt (39) im Ventilkörper (29) stets mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

8. Relaisventil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der der Steuerkammer (66) über ein Magnetventil (68) angeführte Steuerdruck durch ein Anschlußstiick (72) geführt ist, welches rechtwinklig zur Achse (57) des Membranventils (10) angeordnet und zum Membranventil (10) hin Irichterartig erweitert ist und daß das Anschlußstück (72) einen Ventilsitz (71) für das Magnetventil (68) bildet und daß ein das Anschlußstück (72) umgebender Raum (69) über einen zylindrischen Einlaß (67) mit der Steuerkammer (66) in Verbindung steht

9. Relaisventil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (72) eine trompetenartige Umlenkung für das Steuerdruckmittel in Richtung des zylindrischen Einlasses (67) darstellt.