DE2335321C2 - Relaisventil für Blockierschutzeinrichtungen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Relaisventil für Blockierschutzeinrichtungeh bei druckmittelbetätigten Bremsanlagen von Fahrzeugen, insbesondere Straßenfahrzeugen, mit einer kolbenbegrenzten, von einem willkürlich eingesteuerten, bremsstufenproportionalen Steuerdruck beaufschlagbaren und beim Ansprechen der Blockierschutzeinrichtung über ein elektropneumatisches Ventil entleerbaren Steuerkammer und mit einer einen Anschluß für einen Bremszylinder aufweisenden und wenigstens auf der kolbenbegrenzten Seite an die Steuerkammer anschließenden Ventilkammer, deren Druckluftbeaufschlagung mittels je eines begrenzungskolbengesteuerten Einlaß- und Auslaßventils überwacht ist, wobei das Einlaßventil in eine Verbindung zu einer Druckmittelquelle eingeordnet ist.

Bei derartigen bekannten Relaisventilen sind das Einlaß- und das Auslaßventil zu einem Doppelsitzventil zusammengefaßt, bei welchem ein federbelastetes Verschlußglied in seiner Schließstellung den Durchgang von der Druckmittelquelle in die mit dem Bremszylinder in Verbindung stehende Ventilkammer sperrt und gleichzeitig als Ventilsitz für eine axial bewegliche, hohle Spindel dient, über welche die Ventilkammer entleerbar ist. Die Spindel ist mit einem Kolben verbunden, welcher die Ventilkammer von der Steuerkammer druckdicht abgrenzt. Bei Druckbeaufschlagung der Steuerkammer und damit des Kolbens auf der Steuerkammerseite hebt die Spindel unter Anlage am Verschlußglied dieses von seinem die Durchgangsöffnung zur Ventilkammer umgebenden Ventilsitz ab, so daß Druckmittel aus der Druckmittelquelle unter gleichzeitiger Beaufschlagung des Kolbens in zum Steuerdruck entgegengesetzter Richtung über die Ventilkammer zum Bremszylinder strömen kann und somit die Fahrzeugbremse betätigt wird.

Spricht hierbei die Blockierschutzeinrichtung auf Grund einer übergroßen Verzögerung der abgebremsten Fahrzeugräder an, wodurch die Steuerkammer in bekannter Weise über das elektropneumatisch^ Ventil schlagartig entleert wird, bewirkt der auf der der Steuerkammer abgewandten Seite am Kolben anstehende Bremszylinderdruck eine Bewegung des Kolbens und damit der mit diesem verbundenen Spindel in Richtung zur SteuerkamTier, wodurch sich zunächst das

Verschlußglied unter der Wirkung der es belastenden Druckmittelströmung durch das Ventil angeordneten

"eder wieder auf seinen Sitz aufsetzt und anschließend Mitteln zum Erzeugen einer in Schließrichtung wirken-

die hohle Spindel vom Verschlußglied abhebt, um ein den, strömungsabhängigen Druckkraft versehen.

Abströmen von Druckmittel aus dem Bremszylinder Diese bekannte Anordnung ist jedoch mit dem Man-

und damit eine Verminderung des Bremsdrucks zu be- 5 gel behaftet, daß sie nur bei einem Ansprechen wäh-

wirken. _ren(j der Füilphase des Bremszylinders bei großem

Wie sich aus Versuchsmessungen in neuer Zeit erge- Luftdurchsatz durch das vom ersten Membrankolben

ben hat, blockiert ein Straßenfahrzeugrad vom Zeit- überwachte Ventil wirksam ist; gelangt das Fahrzeug

punkt des Auftretens übergroßer Verzögerung an De- dagegen nach Abschluß der Füllphase erst im weiteren

reits innerha,b einer vollen Umdrehung, so daß zwi- 10 Verlauf der Bremsung auf einen glatten Fahrbahnab-

schen einem eine übergroße Verzögerung anzeigenden schnitt, so ist beim Ansprechen des Gleitschutzreglers

Signal und der Verminderung des Bremsdrucks nur ein nur ein sehr verzögertes Schließen dieses Ventils nach

äußerst kleiner Zeitraum verstreichen darf, wenn ein Einsetzen einer durch öffnen des anderen Ventils

Blockieren des Rades auf alle Fälle verhindert werden durch Nachspeisevorgänge bedingten Luftströmung zu

soll. Dies bedeutet, daß die Blockierschutzeinrichtung 15 erwarten. Weiterhin ist diese Anordnung mit dem Man-

und damit insbesondere das Relaisventil nur äußerst gel behaftet, daß sie lediglich wie ein verstellbares, in

geringe Umschaltzeiten aufweisen darf. die Leitung vom Trittplattenventil zum Bremszylinder

Mit den vorher beschriebenen bekanntem Relaisven- eingeordnetes Druckminderventil arbeiten kann. Anzutilen sind diese erforderlichen, äußerst kurzen Schalt- streben ist dagegen, daß derartige Anordnungen auch zeiten nicht erreichbar. Dies dürfte einmal daraus resul- ao eine Relaisventilwirkung aufweisen, so daß sie vom tieren, daß der Kolben beim Umschalten des Relaisven- Bremsdruck als Steuerdruck durch kleinquerschnittige tils einen verhältnismäßig großen Weg, der sich aus der Steuerleitungen lediglich angesteuert werden müssen Summe des Schließweges des Einlaßventils und des und in Art eines Relaisventils die Druckluftbeaufschlaöffnungsweges des Auslaßventils zusammensetzt, zu- gung des Bremszylinders unmittelbar aus einer Dnickrücklegen muß. Zum anderen findet im Moment des as luftquelle bzw. zur Atmosphäre über großquerschnitti-Aufsetzens des Verschlußgliedes auf den Ventilsitz des ge Verbindungen steuern. Das Trittplattenventil kann Einlaßventils eine plötzliche Belastungsänderung am dann als reines Vorsteuerventil klein und feinfühlig ausKolben durch die in diesem Moment unwirksam wer- gebildet werden.

dende Kraft der das Verschlußglied beiastenden Fuder Den letzterwähnten Mangel weist auch eine mit der statt, wodurch sich im Bewegungsablauf des Kolbens 30 DT-OS 2 146 594 bekanntgewordene Blockierschutzein deutlicher Knick und damit eine Verzögerung des Einrichtung auf. Bei dieser befinden sich in einem Ge-Umschaltvorganges einstellt. Auch die Verwendung häuse zwei gleichachsig im Abstand voneinander aneiner sehr schwachen Ventilfeder, wodurch sich eine geordnete, völlig freie Membranen, deren jede als Ven-Verminderung der Belastungsänderung am Kolben er- til-Verschlußglied einerseits an ihrem Rand auf einem geben würde, führt zu keiner schnelleren Umschaltung, 35 Gehäuseventilsitz großen Durchmessers und andererd. h. zu keiner rascheren Verminderung des Bremszy- seits auf einem Gehäusesitz kleinen Durchmessers nach linderdruckes, da in diesem Fall das Verschlußglied der Art der Folien von logischen Folien-Schaltelementen Bewegung des Kolbens bzw. der hohlen Spindel nicht aufliegt. Weiterhin können bei dieser Blockierschutzunmittelbar zu folgen vermag, wodurch momentan Einrichtung die Membranen Funktionsstörungen verurgleichzeitig das Einlaßventil und das Auslaßventil ge- 40 Sachen, da sie einerseits, um dichte Absperrungen bzw. öffnet sind, und somit auf Grund der Nachspeisung aus nur geringe Druck-Rückhalteeffekte zu bewirken, sehr der Druckmittelquelle keine schlagartige Druckmittel- weich und geschmeidig, andererseits aber in Anbeentleerung des Bremszylinders möglich ist. tracht der hohen abzusperrenden Drücke und großen,

Mit der DT-OS 2 136 446 ist bereits eine der Förde- zu überdeckenden Ventilsitze sehr steif ausgebildet sein rung nach kurzen Schaltzeiten Rechnung tragende, 45 müssen. Auch können sich diese Membranen infolge speziell für Blockierschutzanlagen geeignete Ventilein- Fehlens einer genauen Führung ungewollt seitlich verrichtung bekanntgeworden. Diese weist in getrennten lagern und hierdurch Funktionsstörungen verursachen. Ventilblöcken zwei an ihrem Rand eingespannte Mem- Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe brankolben auf, deren erster einerseits über einen zugrunde, ein Relaisventil zu schaffen, dessen Um-Drosselkanal von einem Trittplattenbremsventil ge- 50 schaltzeiten wesentlich kürzer sind als bei den bekannsteuerten Bremsdruck und andererseits über ein Ma- ten Relaisventilen, um in Verbindung mit Blockiergnetventil überwacht ebenfalls vom Bremsdruck oder schutzeinrichtungen auch sicher ein Blockieren der vom Atmosphärendruck und deren zweiter einerseits Fahrzeugräder zu verhindern.

vom Bremszylinderdruck, andererseits durch ein zwei- Ausgehend also von einem Relaisventil der eingangs tes Magnetventil überwacht vom Druck einer Druck- 55 genannten Art, wird diese Aufgabe durch die im Anluftquelle oder von Atmosphärendruck belastet ist. Auf spruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Seiten der Brems- bzw. Bremszylinder-Druckbeauf- Auf diese Weise muß der einzelne Kolben im Verschlagung sind die beiden Membrankolben zu Ventil- gleich zum gemeinsamen Kolben der bekannten Relaisverschlußgliedern ausgebildet, welche mit gehäusefe- ventile beim Umschalten nur den halben Weg zurücklesten Ventilsitzen zusammenarbeiten. Das so gebildete 60 gen, wobei außerdem eine sich bei plötzlicher Druckän-Ventil des ersten Membrankolbens überwacht eine derung in der Steuerkammer zu Beginn des Entleerens Verbindung von dessen bremsdruckgefüllten Beauf- bzw. Füllens sich ausbildende, momentane Druckwelle schlagungsraum zum Bremszylinder und das so gebilde- für den gleichzeitig stattfindenden Schaltvorgang des te Ventil des zweiten Membrankolbens eine Verbin- Einlaß- und des Auslaßventils ausgenutzt werden kann, dung von seinem bremszylinderdruckgefüllten Beauf- 65 Eine Belastungsänderung an den Kolben während des schlagungsraum zur Atmosphäre. Zum Beschleunigen Umschaltens des Relaisventils findet nicht statt, zumal ihrer in Schließrichtung des Ventils erfolgenden Bewe- auf Ventilfedern ganz verzichtet werden kann,
eune ist dabei der erste Membrankolben mit in der Vorteilhafte Ausgestaltungen des Relaisventils kön-

nen den Unteransprüchen entnommen werden. 26 in die Ventilkammer 22, wobei der Ventilraum 26

Im folgenden sind an Hand der Zeichnungen mehre- mit dem Anschluß 3 für die Leitung 11 versehen ist.

re Ausführungsbeispeile des Erfindungsgegenstandes Das Verschlußglied 24 wirkt mit einem Ventilsitz 28

ausführlich beschrieben. Es zeigt zusammen, welcher eine mit dem Auslaß 5 verbundene

F i g. 1 ein Relaisventil für Blockierschutzeinrichtun- 5 Gehäusebohrung 29 umgibt Ein im Verschlußglied 24 gen in Verbindung mit einer druckluftbetätigten vorgesehener Kanal 30 verbindet die dem Membran-Bremsanlage in schematischer Darstellung, kolben 17 abgewandte Seite des Verschlußgliedes 24

F i g. 2 ein gegenüber dem Relaisventil nach F i g. 1 mit dem Inneren des Führungsrohres 21 und damit mit

abgeändertes Relaisventil in schematischer Darstel- dem Innenraum des Zylindergehäuses 19. Der Durch-

lung, ebenfalls in Verbindung mit einer druckluftbetä- io messer des Ventilsitzes 28 ist geringfügig größer als der

tigten Bremsanlage, Durchmesser am Außenumfang des Führungsrohres 21.

F i g. 3 eine Schaltplan einer elektrisch ansteuerba Das Relaisventil ist im Zustand bei unbetätigter

ren, eine Blockierschutzeinrichtung umfassenden Bremsanlage dargestellt. Hierbei ist das Verschlußglied

Bremsanlage mit einem Relaisventil gemäß F i g. 2, 23 etwas von seinem Sitz abgehoben, während das Ver-

F i g. 4 ein Relaisventil gemäß einer weiteren Aus- 15 schlußglied 24 auf seinem Sitz 28 aufliegt. Die Magnetführungsform im Achsschnitt und in konstruktiver Dar- ventile des elektropneumatischen Ventils 6 sind nicht stellung und erregt, so daß die beiden Leitungen 8 und 7 miteinan-

F i g. 5 ein Schnitt längs der Linie V-V in F i g. 4. der pneumatisch in Verbindung stehen. Über das Mo-

Das in F i g. 1 dargestellte Relaisventil 1 weist drei torwagenbremsventil 9 sind die Leitungen 8 und 7 und Druckluftanschlüsse 2, 3 und 4, sowie einen Auslaß 5 ao die Steuerkammer 15 sowie die Leitung 11 und auf zur freien Atmosphäre auf. Mit der Bezugsziffer 6 ist Grund des geöffneten Einlaßventils 23, 24 die Ventilein über ein kurzes Leitungsstück 7 an den Anschluß 2 kammer 22 und damit der Bremszylinder 14 entlüftet.
angeschlossenes elektropneumatisches Ventil versehen, Bei Betätigung des Motorwagenbremsventils 9 wird welches seinerseits über eine Leitung 8 mit dem Steuer- in die Leitung 8 wie auch in die abzweigende Leitung ausgang eines Motorwagenbremsventi's 9 verbunden 25 11 Druckluft mit einem der gewünschten Bremsstufe ist. Das elektropneumatische Ventil % umfaßt in be- proportionlaen Druck aus dem Vorratsluftbehälter 13 kannter und daher nicht näher dargestellter Weise zwei eingespeist. Über das elektropneumatische Ventil 6 und Magnetventile, welche bei Erregung ihrer Wicklungen die Leitung 7 strömt diese Druckluft aus der Leitung 8 10 infolge einer übergroßen Verzögerung eines Fahr- in die Steuerkammer 15 ein, wodurch die beiden Memzeugrades den normalerweise freien Durchgang von 30 brankolben 16 und 17 sofort auseinandergespreizt werder Leitung 8 zur Leitung 7 absperren und die Leitung den. Hierbei wird der Hub des Membrankolbens 17 7 mit der Atmosphäre verbinden, wobei dem Auslaß durch die feste Andrückung des Verschlußgliedes 24 an zur Atmosphäre in bekannter und daher nicht darge- seinem Sitz 29 begrenzt, während der maximale Hub stellter Weise eine Einschußkammer und eine Düse des Membrankolbens 16 mittels gehäusefester Anschlävorgeschaltet sind. 35 ge 31, an denen der Membrankolben 16 zur Anlage

Der Anschluß 3 des Relaisventils 1 ist ebenfalls über kommen kann, begrenzt ist Durch das geöffnete Eineine von der Leitung 8 abzweigende Leitung 11 an das laßventil 23, 27 strömt die Druckluft aus dem an die Motorwagenbremsventil 9 angeschlossen, welches Leitung 11 angeschlossenen Raum 26 in die Ventilkamseinerseits über eine Leitung 12 mit einer Druckluft- mer 22 und von dort in den Bremszylinder 14 ein, woquelle in Form eines Vorratsluftbehälters 13 in Verbin- 40 durch das dem Bremszylinder 14 zugeordnete Fahrdung steht Das Motorwagenbremsventil 9 speist bei zeugrad abgebremst wird. Der Bremszylinderdruck seiner Betätigung einen der gewünschten Bremsstufe wirkt in der Ventilkammer 22 in einer dem Steuerdruck entsprechenden Pneumatikdruck in die Leitungen 8 in der Steuerkammer 15 entgegengesetzten Richtung und 11 ein. An den Anschluß 4 des Relaisventils 1 ist ein auf beide Membrankolben 16 und 17, wodurch sich ein Bremszylinder 14 angeschlossen. 45 Kräftegleichgewicht an den Membrankolben einstellt

Das Relaisventil 1 weist eine mit dem Anschluß 2 Hierdurch stellt sich der Öffnungshub des Verschluß-

•versehene Steuerkammer 15 auf, welche auf gegen- gliedes 23 selbsttätig auf das für die Größe des zu be-

überliegenden Seiten von zwei Membrankolben 16 und lüftenden Bren.szylindervolumens erforderliche MaE

17 begrenzt ist die am Ventilgehäuse 18 druckdicht ein- ein. Damit verhindert wird, daß sich hierbei das Auslaß

gespannt sind. In der Steuerkammer 15 ist ein Zylinder- 50 ventil 24,28 in ungewollter Weise öffnet ist wie bereit!

gehäuse 19 angeordnet welches über Halterippen 20. beschrieben, der Durchmesser des Ventilsitzes 28 ge

von denen nur eine dargestellt ist am Ventilgehäuse 18 ringfügig größer als der Durchmesser der Dichtung an

abgestützt ist In das Zylindergehäuse 19 erstreckt sich Führungsrohr 21 ausgebildet wodurch das ansonstei

abgedichtet axial verschieblich ein am Membrankolben mittels des in den Innenraum des Zylindergehäuses 1?

17 auf der Steuerkammerseite befestigtes Führungs- 55 mündenden Kanals 30 entlastete Verschlußglied 24 de:

rohr 21. Auslaßventils 24, 28 mittels einer verbleibenden Diffe

Die beiden Membrankolben 16 und 17 trennen die renzfläche in Schließrichtung belastet ist Steuerkammer 15 von einer Ventilkammer 22 ab, wel- Tritt während des Bremsvorgangs eine übergroß«

ehe den Druckhiftanschluß 4 für den Bremszylinder 14 Verzögerung des nicht dargestellten, abgebremste)

aufweist Auf sehen der Ventilkammer 22 ist an jedem 60 Fahrzeugrades ein, werden die Wicklungen 10 der Ma

Kolben ein Ventilverschlußglied 23 bzw. 24 starr und gnetventile des elektropneumatischen Ventils 6 in be

spielfrei befestigt welche koaxial zueinander angeord- kannter Weise erregt wodurch letzteres die Leitung !

net sind. und damit das Motorwagenbremsventil 9 von der Lei

Das Verschlußglied 23 erstreckt sich durch eine Ge- tung 7 und der Steuerkammer 15 abtrennt und gleich

häusebohrung 25 in einen Ventilraum 26 und wirkt dort 65 zeitig über die EinschuBkammer und die Düse des elek mit einem die Gehäusebohrung 25 umgebenden Ventil- tropneumatischen Ventils 6 eine Verbindung von de

sitz 27 zusammen. Das Verschlußgtied 23 und der Ven Leitung 7 zur Atmosphäre freigibt Bereits der Begin tilsitz 27 bilden ein Einlaßventil 23,27 vom Ventilraum der Druckabsenkung, welcher von einer sich in de

(ο

Steuerkammer 15 mit Schallgeschwindigkeit ausbildenden Kopfwelle begleitet wird, bewirkt unter der Wirkung des in der Ventilkammer 22 anstehenden Bremszylinderdrucks eine Bewegung beider Membrankolben 16 und 17 zur Steuerkammerseite hin, wodurch sich gleichzeitig und schlagartig das Verschlußglied 23 auf seinen Sitz 27 dichtend aufsetzt und das Verschlußglied 24 von seinem Sitz 28 abhebt. Hierdurch wird sofort die Ventilkammer 22 und damit der Bremszylinder entlüftet. Da das Verschlußglied 23 des Einlaßventils 23, 27 im Luftstrom der Luftzuführung liegt, wird der Schließvorgang des Einlaßventils beschleunigt. Wie sich aus Versuchsmessungen ergeben hat, weist das erfindungsgemäße Relaisventil 1 nur ein Vietel der Umschaltzeit der bekannten Relaisventile dieser Art auf.

Hat sich das Fahrzeugrad auf Grund der Druckabsenkung im Bremszylinder 14 wieder beschleunigt, schaltet das elektropneumatische Ventil 6 in bekannter Weise wieder um, so daß die Steuerkammer 15 wieder von der Atmosphäre abgetrennt und mit der Leitung 8 ao verbunden ist. Hierdurch werden sofort die beiden Membrankolben 16 und 17 unter der Wirkung der aus der Leitung 8 in die Steuerkammer 15 einströmenden Druckluft wieder auseinandergespreizt, wodurch sich sofort das Auslaßventil 24, 28 wieder schließt, da auch das Verschlußglied 24 des Auslaßventils 24, 28 im Luftstrom der ausströmenden Luft liegt und somit der Schließvorgang wie beim Einlaßventil 23, 27 beschleunigt wird. Gleichzeitig öffnet das Einlaßventil 23, 27 entgegen der auf das Verschlußglied 23 durch die im Raum 26 anstehende Druckluft ausgeübten Druckkraft, so daß der Bremszylinder 14 erneut belüftet wird.

Unter der Voraussetzung, daß das Fahrzeugrad hierbei nicht mehr zum Blockieren neigt, schließt das Einlaßventil 23, 27 beim Erreichen eines dem Steuerkammerdruck wenigstens annähernd gleichen Druckes in der Ventilkammer 22 und damit im Bremszylinder 14 unter der Wirkung der im Raum 26 über dem Verschlußglied 23 anstehenden Druckluft

Bei einer Druckabsenkung über das Motorwagen- +o bremsventil 9 öffnet sich auf Grund des verminderten Druckes in der Steuerkammer 15 gegenüber dem Druck in der Ventilkammer 22 das Auslaßventil 24, 28 so lange, bis wieder Druckgleichgewicht beiderseits des Membrankolbens 17 hergestellt ist. Wird die Steuerkammer 15 über das Motorwagenbremsventil 9 vollkommen entlüftet, bleibt auch das Auslaßventil 24, 28 so lange in Offenstellung, bis sich auch in der Ventilkamraer 22 und damit im Bremszylinder 14 Atmosphärendruck eingestellt hat und somit die Bremse vollkommen gelöst ist

In F i g. 2 ist ein Relaisventil 32 in Verbindung mit einer Druckluftbremsanlage dargestellt, welches sich vom Relaisventil 1 nach F i g. 1 im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß auch das Verschlußglied 23 des Einlaßventils 23, 27 entlastet ist Gleiche Bauteile sind mit denselben Bezugsziffern wie in F i g. 1 versehen.

Auf der dem Membrankolben 16 abgewandten Seite des Verschlußgliedes 23 ist ein Rohrstück 33 befestigt. welches sich abgedichtet axial verschieblich in einen vom Ventilraum 26 abgetrennten Ventilraum 34 erstreckt. Der Dichtdurchmesser am Rohrstück 33 ist hierbei geringfügig kleiner als der Durchmesser des Ventilsitzes 27 des Einlaßventils 23, 27. Innerhalb des Rohrstückes 33 weist das Verschlußglied 23 eine Bohrung 35 auf, welche das Innere des Rohrstücks 23 und damit den Ventilraum 34 mit der Ventilkammer 22 verbindet. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist an den in den Ventilraum 26 mündenden Anschluß 3 des Relaisventils 33 direkt der Vorratsluftbehälter 13 über eine Leitung 36 angeschlossen, welche von der zum Motorwagenbremsventil 9 führenden Leitung 12 abzweigt Der sonstige Aufbau der Bremsanlage und des Relaisventils 32 ist der gleiche wie beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1.

In F i g. 2 ist das Relaisventil 32 im bremsbereiten Zustand dargestellt, in welchem die Leitung 8 und über den freien Durchgang des elektropneumatischen Ventils 6 die Leitung 7 und die Steuerkammer 15 entlüftet sind. Unter der Wirkung des im Ventilraum 26 anstehenden Vorratsluftbehälterdruckes, welcher auf eine von der Differenz der Durchmesser der Dichtung am Rohrslück 23 und des Ventilsitzes 27 bestimmte Ringfläche am Verschlußglied 23 wirkt, ist das Einlaßventil 23, 27 geschlossen. Das Verschlußglied 24 des Auslaßventils 24, 28 liegt lose auf seinem Sitz 28 auf, da beiderseits des Membrankolbens 17 der gleiche Druck, nämlich Atmosphärendruck, herrscht

Wird nun mittels des Motorwagenbremsventils 9 ein der gewünschten Bremsstufe proportionaler Druck über die Leitung 8, das elektropneumatische Ventil 6 und die Leitung 7 in die Steuerkammer 15 eingespeist, werden die beiden Membrankolben 16 und 17 schlagartig auseinandergespreizt, wodurch das Verschlußglied 24 des Auslaßventils 24, 28 fest gegen seinen Sitz 28 gedrückt und das Verschlußglied 23 des Einlaßventils 23, 27 von seinem Sitz 27 abgehoben wird. Aus dem Ventilraum 26 strömt dann Vorratsluft in die Ventilkammer 22 und über den Anschluß 4 in den Bremszylinder 14 ein, wobei die Membrankolben 16 und 17 gegen den Steuerkammerdruck belastet werden. Durch diese Druckbeaufschlagung des Membrankolbens 16 auf der Ventilkammerseite nimmt das Verschlußglied 23 relativ zu seinem Sitz 27 eine derartige Lage ein, daß der Druck in der Ventilkammer 22 und damit im Bremszylinder 14 direkt dem Druckanstieg in der Steuerkammer 15 folgt. Hat der Druck in der Ventilkammer 22 die Höhe des Druckes in der Steuerkammer 15 erreicht, schließt das Einlaßventil 23, 27 unter der Wirkung des Vorratsluftbehälterdruckes, welcher im Raum 26 auf das Ventilverschlußglied 23 einwirkt. Das Schließen des Einlaßventils 23, 27 wird dabei dadurch beschleunigt, daß das Verschlußglied 23 im Luftstrom aus dem Veniilraum 26 zur Ventilkammer 22 liegt. Schon die geringste Druckabsenkung in der Steuerkammer 15, z. B. durch Verringerung der Bremsstufe mittels des Motorwagenbremsventils 9, bewirkt ein sofortiges öffnen des Auslaßventils 24,28 unter der Wirkung des in der Ventilkammer 22 anstehender Bremszylinderdruckes, wobei bei Beendigung dei Druckabsenkung das Auslaßventil 24, 28 sofort wiedei schließt Der Schließvorgang wird wieder dadurch be schleunigt, daß das Verschlußglied im Luftstrom dei ausströmenden Luft liegt.

Unterliegt das mittels des Bremszylinders 14 abge bremste Fahrzeugrad während des Bremsvorgange einer übergroßen Verzögerung, werden die Wicklun gen 10 des elektropneumatischen Ventils 6 in bekann ter Weise erregt, wodurch letzteres die Leitung 8 voi der Leitung 7 abtrennt und diese mit der Atmosphär verbindet Durch die somit stattfindende Entlüftung de Steuerkammer 15 öffnet sich schlagartig das AuslaC ventil 24, 28, wie bereits an Hand des Ausführungsbe Spieles nach F 1 g. 1 beschrieben, und der Bremszylindc 14 wird in gleichem Maße entlüftet Im Falle, daß beil

Ansprechen der Blockierschutzeinrichtung das Einlaßventil 23, 27 geöffnet ist, schließt es gleichzeitig mit dem öffnen des Auslaßventils 24, 28, so daß auf jeden Fall eine äußerst kurze Umschaltzeit des Relaisventils 32 erreicht wird.

Das erfindungsgemäße Relaisventil ist nicht nur in Verbindung mit einer Druckluftbremsanlage, wie sie in den F i g. 1 und 2 schematisch dargestellt ist, verwendbar, sondern bietet sich auf Grund seiner extrem kurzen Umschaltzeiten auch in Verbindung mit Bremsanlagen, welche elektronisch angesteuert werden, vorteilhaft an, um die extrem kurzen Schaltzeiten der Eiektronikeinrichtung dieser Bremsanlagen voll ausnutzen zu können.

In F i g. 3 ist eine derartige Bremsanlage schematisch dargestellt. Bei dieser Bremsanlage wird die gewünschte Bremsstufe über ein Potentiometer 40 eingestellt, welches mit einer Elektronikeinrichtung 41, deren innerer Aufbau bekannt und daher nicht näher dargestellt ist, verbunden ist. An die Elektronikeinrichtung 41 können beispielsweise gleichzeitig eine Meßdose 42 für die Druckbeaufschlagung einer Luftfederung, eine Meßdose 43 zum Messen der Deichselkraft beim Auflaufen eines Anhangers, eine Meßsonde 44 zum Anzeigen übergroßer Radverzögerungen und elektropneumatisehe Ventile 45 angeschlossen sein, wobei die elektropneumatischen Ventile 45 die Druckluftbeaufschlagung der Steuerkammer eines erfindungsgemäßen Relaisventils 46 überwachen, dessen innerer Aufbau exakt dem in F i g. 2 dargestellten Relaisventil 32 entspricht. An die Steuerkammer des Relaisventils 46 ist lediglich noch eine Druckmeßdose 47 angeschlossen, weiche den Pneumatikdruck in der Steuerkammer mißt und diesen in elektrische Spannung umgesetzt der Elektronikeinrichtung rückmeldet. Sowohl die elektropneumatischen Ventile 45 als auch das Relaisventil 46 werden von einem Vorratsluftbehälter 13 versorgt. Der vom Relaisventil 46 überwachte Bremszylinder ist wieder mit der Bezugsziffer 14 versehen.

Bei Betätigung des als Motorwagenbremsventil dienenden Potentiometers 40 werden die Spannungsänderungen der Elektronikeinrichtung 41 zugeführt, welche die elektropneumatischen Ventile im Sinne einer Druckluftbeaufschlagung der Steuerkammer des Relaisventils 46 betätigt und durch Vergleich der Rückkopplungsspannung der Druckmeßdose 47 den Druck in der Steuerkammer durch entsprechende elektrische Signale an die elektropneumatischen Ventile 45 auf den gewünschten Wert einstellt. Beim Auftreten von übergroßen Verzögerungen an den Fahrzeugrädern, welche durch die Meßsonde 44 registriert werden, bewirkt die Elektronikeinrichtung über die elektropneumatischen Ventile 45 eine Absenkung des Steuerkammerdruckes des Relaisventils und damit des Bremszylinderdruckes.

In den F i g. 4 und 5 ist ein Relaisventil in konstruktiv besonders vorteilhafter Ausführung dargestellt. Das Relaisventil umfaßt zwei zueinander koaxial angeordnete Membrankolben 50 und 51, welche mittels je eines Gehäusedeckels 52 und 53 in ein Ventilgehäuse 54 eingespannt sind Im Ventilgehäuse 54 ist ein mit einem Anschluß 55 versehener Ventilraum 56 vorgesehen, welcher eine Ventilbohrung 57 zu einer ebenfalls im Ventilgehäuse 54 vorgesehenen Ventilkammer 58 aufweist. Die Begrenzungswände des Ventilraumes 56 werden hierbei von einem sich in die Ventilkammer 58 hinein erstreckenden Gehäuseteil 54' gebildet. Die Ventilkammer 58 ist mit einem Anschluß 59 versehen und wird mittels der Membrankolben 50 und 51 von einer Steuerkammer 60 abgegrenzt, welche sich aus zwei in den Gehäusedeckeln 52 und 53 gebildeten Teilräumen 61 und 62 und einer beide Teilräume miteinander verbindenden Gehäusebohrung 63 (s. F i g. 5) zusammensetzt. Wie aus F i g. 5 ersichtlich, weist die Steuerkammer 60 einen in die Gehäusebohrung 63 mündenden Anschluß 64 auf.

Auf der dem Teilraum 61 der Steuerkammer 60 abgewandten Seite ist am Membrankolben 50 ein Ventilverschlußglied 65 befestigt, welches sich durch die Ventilkammer 58 und die Ventilbohrung 57 hindurch in den Ventilraum 56 erstreckt. Das Ventilverschlußglied 65 besteht aus einem Trägerteil 66 und einem auf diesen aufgeknöpften Dichtring 67 und bildet zusammen mit einem Rand 57' der Ventilbohrung 57 ein Einlaßventil 57', 65 vom Ventilraum 56 in die Ventilkammer 58, wobei sich der Dichtring 67 auf den Rand 57' der Ventilbohrung 57 auf Seiten des Ventilraumes 56 aufzusetzen vermag.

Der Membrankolben 51 ist ebenfalls mit einem Ventilverschlußglied 68 versehen, welches als hohles, den Membrankolben 51 durchsetzendes Rohr ausgebildet ist.

Auf Seiten der Ventilkammer 58 wirkt das Ventilverschlußglied 68 mit einem Ventilsitz 69 zusammen, welcher von einem am Ventilgehäuseteil 54' angeschraubten, plattenartigen Teil, vorzugsweise aus Kunststoff, gebildet wird. Der Ventilsitz 69 bildet gleichzeitig eine Wand des Ventilraumes 56. Auf der dem Ventilsitz 69 abgewandten Seite erstreckt sich das Verschlußglied 6S durch den Teilraum 62 der Steuerkammer 60 hindurch und ist an seinem Außenmantel in einer zur freien Atmosphäre führenden Bohrung 70 des Gehäusedeckels 53 abgedichtet axial verschieblich geführt. Das Verschlußglied 68 bildet zusammen mit dem Ventilsitz 69 ein Auslaßventil 68,69 aus der Ventilkammer 58. In der Bohrung 70 ist ein Klappenventil 71 angeordnet, welches in bekannter Weise ein Eindringen von Schmutz in die Bohrung 70 verhindern soll.

Bei Verwendung des in den F i g.4 und 5 dargestellten Relaisventils in Verbindung mit einer Bremsanlage, wie sie in F i g. 1 schematisch dargestellt ist, ist die Leitung 11 an den Anschluß 55, die Leitung 7 an den Anschluß 64 und der Bremszylinder 14 an den Anschluß 59 anzuschließen. Die Funktionsweise ist prinzipiell dieselbe wie die des Relaisventils 1 in F i g. 1.

Bei Druckbeaufschlagung der Steuerkammer 60 über den Anschluß 64 setzt das Verschlußglied 68 auf seinen Sitz 69 dichtend auf und trennt die Ventilkammer 58 von der Atmosphäre ab. Gleichzeitig hebt der Dichtring 67 weiter vom Rand 57' der Ventilbohrung 57 ab und ermöglicht somit einen freien Druckluftstrom aus dem Ventilraum 56 in die Ventilkammer 58 und damit über den Anschluß 59 zum Bremszylinder 14. Die Membrankolben 50 und 51 werden dabei auf seiten der Ventilkammer 58 entgegen dem Druck in der Steuerkammer 60 belastet Da der am Ventilsitz 69 anliegende Teil des rohrförmigen Verschlußgliedes 68 einen etwas größeren Durchmesser aufweist als der Außendurchmesser des in der Bohrung 70 abgedichtet geführten Abschnittes des Verschlußgliedes 68, vermag der in der Ventilkammer 58 anstehende Druck das Auslaßventil 68,69 nicht zu öffnen.

Bereits bei der gerinsten Druckabsenkung in der Steuerkammer 60 schließt sich das Einlaßventil 57'. 66, und das Auslaßventil 68, 69 öffnet sich, indem sich die beiden Membrankolben in entgegengesetzter Richtung unter der Wirkung des in der Ventilkammer 58 anste-

henden Bremszylinderdruckes bewegen. Da das Schließen des Einlaßventils 57', 66 und das öffnen des Auslaßventils 68,69 gleichzeitig erfolgen und hierbei weder am Membrankolben 50 noch am Membrankolben 51 ein Belastungswechsel stattfindet, weist das Relaisventil 5 extrem kurze Umschaltzeiten auf, welche mit herkömmlichen bekannten Relaisventilen keinesfalls zu erreichen sind.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß das erfindungsgemäße Relaisventil statt in Verbindung mit pneumatisch betätigten Bremsanlagen selbstverständlich auch in Verbindung mit hydraulisch betätigten Bremsanlagen verwendet werden kann.

Auf Grund seiner extrem kurzen Ansprechzeit eignet sich das erfindungsgemäße Relaisventil besonders gut zum Takten, d. h. zu einer stufenweisen Wiederbeaufschlagung des Bremszylinders nach einem Ansprechen der Blockierschutzeinrichtung. Um bei den einzelnen Taktstufen einen zu steilen Anstieg des Steuerkammerdruckes und damit des Bremszylinderdruckes und somit zu große Taktstufen zu vermeiden, kann in die den bremsstufenproportionalen Steuerdruck führende Leitung, z. B. in die Leitung 8, wie in F i g. 1 strichpunktiert dargestellt ist, eine Drossel 72 eingeordnet sein. Vorteilhafterweise ist die Drossel 72 direkt vor dem elektropneumatischen Ventil 6 angeordnet, so daß ein verhältnismäßig schwacher Einlaßventilmagnet für das elektropneumatische Ventil 6 verwendet werden kann. Durch die Drossel 72 wird die Druckbeaufschlagung der Steuerkammer 15 und damit des Bremszylinders 14 beim normalen Bremsen und beim Takten verzögert. Um jedoch ein Schnellösen zu ermöglichen, kann, wie ebenfalls in F i g. 1 strichpunktiert dargestellt ist, die Drossel 72 durch ein in Abströmrichtung aus der Steuerkammer 15 öffnendes Rückschlagventil 73 überbrückt sein. Auf diese Weise kann die Steuerkammer 15 trotz der Drossel 72 über das Motorwagenbremsventil 9 rasch entlüftet werden. Für den Fall, daß die Drossel 72 in nicht dargestellter Weise in den Leitungsabschniti 7 eingeordnet ist, muß die Überbrückung der Drosse 72 mittels des Rückschlagventils 73 unbedingt vorgese hen sein, damit beim Ansprechen der Blockierschutz einrichtung eine schlagartige Entlüftung der Steuer kammer 15 über das elektropneumatische Ventil ( sichergestellt ist.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Relaisventil für Blockierschutzeinrichtungen bei druckmittelbetätigten Bremsanlagen von Fahr- S zeugen, insbesondere Straßenfahrzeugen, mit einer kolbenbegrenzten, von einem willkürlich eingesteuerten, bremsstufenproportionalen Steuerdruck beaufschlagbaren und beim Ansprechen der Blokkierschutzeinrichtung über ein elektropneumatisches Ventil entleerbaren Steuerkammer und mit einer einer Anschluß für einen Bremszylinder aufweisenden und wenigstens auf der kolbenbegrenzten Seite an die Steuerkammer anschließenden Ventilkammer, deren Druckluftbeaufschlagung mittels ja eines begrenzungskolbengesteuerten Einlaßventils und Auslaßventils überwacht ist, wobei das Einlaßventil in eine Verbindung zu einer Druckmiftelquelle eingeordnet ist, gekennzeichnet durch die Kombination der beiden Merkmale, »o

a) daß, wie an sich bekannt, zwei voneinander getrennte Begrenzungskolben (16,17; 50,51) vorgesehen sind, deren einer mit einem Verschlußglied (23. 65) des Einlaßventils (23, 27; 57', 65) und deren anderer mit einem Verschlußglied »5 (24. 68) des Auslaßventils (24, 28; 68, 69) spielfrei und starr verbunden ist, wobei die beiden Verschlußglieder (23, 24; 65. 68) auf der der Steuerkammer (15, 60) abgewandten Kolben seite angeordnet sind und mit je einem gehäusefesten Ventilsitz (27,28:57', 69) zusammenar_: beiten und

b) daß jeder der beiden Begrenzungskolben (16, 17 und 50,51) einerseits die einzige Steuerkammer (15,60) und andererseits die Ventilkammer (22.58) begrenzt

2. Relaisventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungskolben (16,17; 50,51) wie an sich bekannt als an ihrem Rand eingespannte Membrankolben ausgebildet sind.

3. Relaisventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Begrenzungskolben (16,17; 50,51) die beiden koaxial zueinander angeordneten Verschlußglieder (23, 24; 65, 68) in gleicher Bewegungsrichtung in Offenstellung steuern.

4. Relaisventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verschlußglieder (65,68) einander zugewandt sind und die zugehörigen Ventilsitze an sich in die Ventilkammer (58) hinein erstreckenden Gehäuseteilen (54') vorgesehen sind.

5. Relaisventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Begrenzungskolben (16,17) mit ihren steuerseitigen Beaufschlagungsflächen einander gegenüberstehend angeordnet sind.

6. Relaisventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest «las Auslaßventil (24,28; 68,69) in an sich bekannter Weise druckentlastet ist.

7. Relaisventil nach Anspruch 6, dadurch gekennteichnet, daß der mit dem Verschlußglied (24) des Auslaßventils (24, 28) versehene Begrenzungskolben (17) mittels eines Führungsgliedes (21) in einem in der Steuerkammer (15) angeordneten und über Halterippen (20) abgestützten Zylindergehäuse (19), dessen Innenraum mittels eines das Verschlußglied (24) durchsetzenden Kanals (30) mit der Auslaßseite ' des Auslaßventils (24,28) verbunden ist, abgedichtet axial verschieblich geführt ist, wobei der Dichtungsdurchmesser am Führungsglied (21) wenigstens annähernd gleich dem Durchmesser des Ventilsitzes (28) des Auslaßventils (24,28) ist

8. Relaisventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkammer (15) in einer den bremsstufenproportionalen Steuerdruck führenden Leitung (8) eine Drossel (72) vorgeschaltet ist

9. Relaisventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (72) mittels eines in Abströmrichtung aus der Steuerkammer (15) öffnenden Rückschlagventils (73) überbrückt ist

10. Relaisventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (72) in die den bremsstufenproportionalen Steuerdruck führende Leitung (8) vor dem elektro-pneumatischen Ventil (6) eingeordnet ist.