DE2403675A1

DE2403675A1 - Druckmittelbetaetigbares relaisventil fuer extrem kurze ansprechzeiten, insbesondere fuer strassenfahrzeuge

Info

Publication number: DE2403675A1
Application number: DE2403675A
Authority: DE
Inventors: Adolf Bablitzka
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Current assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Priority date: 1974-01-25
Filing date: 1974-01-25
Publication date: 1975-07-31
Also published as: US3907381A; SE399673B; FR2259304B3; HU169726B; FR2259304A1; SE7500721L; GB1490013A

Description

München, den 17.1.197-4 TP 11-sü/wi - 1137 -

KETOER-BBEMSE GmbH«, 8 000 München 40, Mo ο Bacher Str. 80

"Druckmittelbetätigbares Relaisventil für extrem kurze Ansprechzeiten, insbesondere für Straßenfahrzeugen

Die Erfindung bezieht sich auf ein druckmittelbetätigberes Relaisventil für extrem kurze Ansprechzeiten, insbesondere für die elektropneumatische Steuerung von Straßenfahrzeug-Bremsen mit einer in einem Ventilgehäuse angeordneten kolbenbegrenzten Steuerkammer und einem begrenzungskolbengesteuerten Einlaß- und Auslaßventil zur überwachung der Druckmittelbeaufschlagung einer einen Anschluß für einen Druckmittelverbraucher aufwe is enden Ventilkammer in Abhängigkeit eines in die Steuerkammer eingespeisten Steuerdruckes, wobei das Einlaßventil in eine Verbindung zur Druckmittelquelle eingebaut und der Steuerdruck von einem Magneteinlaßyentil und Magnetauslaßv'entil überwacht ist. Relaisventile der vorstehend genannten Art werden insbesondere für elektropneumatische Blockierschutz-Steuerungen an druckmittelbetätigten Fahrzeug-Bremsanlagen ver-

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wendet. Da die Blockier-Vorgänge sehr rasch ablaufen, müssen auch diese Relaisventile sehr rasche Drucksteueruiigen erlauben. Es war daher ein Erfordernis, Relaisventile mit extrem kurzer Ansprechzeit zu erstellen.

Um diesen. Erfordernis gerecht zu werden, sind Relaisventile bekannt geworden, bei welchen das Einlaß- und Auslaßventil zu einem Doppelventil zusammengeschlossen sind* wobei ein federbelastetes Verschlußglied in seiner Schließstellung den Durchgang von der Druckmittelquelle in die mit den Druckmittelverbraiicher in Verbindung stehende Ventilkamaer sperrt und gleichzeitig als Ventilsitz für eine axialbevregliche, hohle Ventilstange dient, über welche die Ventilkanmer entlüftbar .ist. Die Ventilstange ist dabei 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 Ventilstange unter Anlage am Verschlußglied dieses von seinem die Durchgangsöffnung zur Ventilkammer umgebenden Ventilsitz ab, so daß Druckmittel aus der Druckmittel quelle unter gleichzeitiger Beaufschlagung des Kolbens in zum Steuerdruck entgegengesetzter Richtung über die Ventilkanner ·. zum Druckmittelverbraucher strömen kann und somit dieser nit Druckmittel versorgt wird. Schaltet hierbei eine dem Relaisventil vorgeschaltete Steuereinrichtung zur Steuerung des Druckmittelverbrauches um, wodurch die Steuerkammer beispiels-

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weise über ein elektropneumatisch.es Ventil entleert wird, so· bewirkt der anstehende Druckmitteldruck des Druckmittelverbrauchers auf.der der Steuerkammer abgewandten Seite des Kolbens eine Bewegung dieses Kolbens und damit der mit diesem verbundenen'Ventilstange in Richtung zur Steuerkammer, wodurch" sich zunächst das Verschlußglied unter der Wirkung einer es belastenden Federkraft wieder auf seinen Sitz aufsetzt und · ■ anschließend die hohle Ventilstange vom Verschlußglied abhebt, um "ein Abströmen von Druckmittel aus dem Druckmittelverbraucher und damit eine Verminderung dessen Leistung oder' auch dessen totale Außerbetriebsetzung zu bewirken. Dies kann beispielsweise· dann notwendig sein, wenn der Steuereinrichtung ein Fehler im Arbeitsablauf einer ihr zugehörigen Einrichtung gemeldet wird, welcher bei gleichbleibender Leistung des Druckmittelverbrauchers, beispielsweise in Form eines Antriebsaggregates, einen Schaden an der Anlage oder eine Unfallgefahr heraufbeschwören kanu. Zwischen einem einen Fehler anzeigenden Signal und der Verminderung der Leistung des Druckl'uftverbrauchers darf hierbei nur eine kurze Zeitspanne verstreichen. Dies bedeutet,·daß die Steuer- . einrichtung und insbesondere das Relais\^rentil nur sehr kurze Umschaltzeiten aufweisen darf.

Versuchsmessungen haben gezeigt, daß mit den bekannten Relaisventilen die erforderlichen kurzen Schaltzeiten.nicht erreichbar sind. Ursache hierfür ist, dass der Kolben beim Umschalten des Relaisventils einen, verhältnismäßig gros-

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sen Weg, der sich aus der Summe des Schließweges des Einlaßventils und des Öffnungsweges des Auslaßventils zusammensetzt, zurücklegen muß. Weiterhin findet im Augenblick des Aufsetzens des Verschlußgliedes auf den Ventilsitz des Einlaßventils eine plötzliche Belastungsänderung am Kolben durch die in diesem Zeitpunkt unwirksam werdende Kraft der das Verschlußglied belastenden Feder statt, wodurch sich im Bewegungsab-. lauf des Kolbens ein deutlicher Knick und damit eine Verzögerung des TJmschaltvorganges einstellt. Auch die Verwendung einer sehr schwachen Ventilfeder,· wodurch sich eine Verminderung der Belastung am Kolben ergeben würde, führt zu keiner schnellen Umschaltung und somit zu keiner rascheren Verminderung des Druckmitteldruckes im Druckmittelverbraucher, weil in diesem Fall das Verschlußglied der Bewegung des Kolbens bzw. der hohlen Ventilstange nicht unmittelbar zu folgen vermag, wodurch momentan gleichzeitig das Einlaßventil und das Auslaßventil geöffnet sind und somit aufgrund der Nachspeisung aus der Druckmittelquelle keine schlagartige Druckmittelentleerung des Druckmittelverbrauchers möglich ist.

Zur Vermeidtmg der vorher aufgeführten Kachtexle ist in der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 23 35 322.2 ein Relaisventil angegeben, welches zwei miteinander gekoppelte Membrankolben enthält, die gemeinsam eine Ste\ierkammer einschließen. Wird diese Steuerkammer mit einem Druckmittel beaufschlagt., spreizen sich di« beiden Membrankolben ausein-

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ander, wobei der eine Kolben das Verschlußglied des Auslaßventils öffnet und der andere Kolben gleichzeitig das Verschlußglied des Einlaßventils schließt, wodurch eine schlagartige Entleerung "des Druckluftverbrauchers erreicht' wird.· Obwohl durch dieses Doppelmembrankolben-Relaisventil eine optimale Verringerung der Ansprechzeiten erreicht wird, weist sie den Nachteil zweier Membrankolben auf, womit die Justierung und damit die Konstruktion des Relaisventils kompliz-iert und die Herstellung teuer wird. ' · :

Aufgabe der Erfindung ist es, ein druclanittelbetatigbares Relaisventil der eingangs genannten Art zu schaffen, welches bei extrem kurzen Umschaltzeiten auch.in Verbindung mit elektronischen Steuereinrichtungen rationell arbeitet, in seiner Konstruktion einfach ausgestaltet und montierbar ist, betriebssicher arbeitet und in der Herstellung billig ist. " ■

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß-, die · im Vergleich zum Druckmittelaufnahmevolumen des Druckverbrauchers kleinvolumig ausgebildete Steuerkammer von einem im Relaisventil fest eingespannten Membrankolben begrenzt ist, welcher andererseits in an sich bekannter Weise vom Druckmitteldruck in der Ventilkammer beaufschlagt ist, daß ein- Doppelventilteller vorgesehen ist, von dem'der eine Ventilteller des .Auslaßventils über den Ventilsitz auf dem Membrankolben die Ventilkammer von der Atmosphäre abtrennen und der andere,

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vermittels eines Verbindungsrohres mit dem Ventilteller des Auslaßventils verbundene Ventilteller des Einlaßventils über einen gehäusefesten Ventilsitz die Ventilkaminer gegen den mit Druckmittel beaufschlagten Raum abdichten kann, daß der Membrankolben einen die Steuerkammer durchsetzenden zentralen Zylinder zur Atmosphäre aufweist, wobei der Zylinder auf der Ventilkanimerseite durch den Ventilteller des Auslaßventils abgedichtet ist, daß das Verbindungsrohr abgedichtet in einem vom Magnetauslaßventil mit der Steuerkammer verbindbaren Teilraum geführt ist und daß im Verbindungsrohr eine seinen Durchströmungsquerschnitt verengende Düse angeordnet ist. Durch die Anordnung von nur einer einzigen Membrane ergibt sich außer optimal kurz gehaltenen Ansprechzeiten des Eelaisventils ein verkürzter Kolbenweg beim Umschalten. Bei plötzlicher Druckänderung in der Steuerkammer zu Beginn insbesondere des Entleerens kann ein sich vor der Düse ausbildender Staudruck für den gleichzeitig stattfindenden Schaltvorgang des Einlaß- und Auslaßventils insofern genützt werden, als hierbei die das Einlaßventil belastende Druckfeder klein gehalten werden kann.

Um die mit dem Bremszylinder verbundene Ventilkammer über das Auslaßventil während eines Umschaltorganes noch rascher zu entlüften ist nach der weiteren Erfindung die Düse in der Ebene des Ventiltellers vom Auslaßventil im Verbindungsrohr angeordnet. Während der Entlüftung der Ventilkammer strömt das Druckmittel über das Auslaßventil zur Atmosphäre. Gleich-

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zeitig ruft das durch die Düse strömende Druckmittel einen Strahlpumpeneffekt hervor, wodurch das Abströmen des Druckmittels aus der Ventilkammer beschleunigt wird und der Umschaltvorgang bzw. die Entlüftung des Bremszylinders rascher erfolgen kann.

Nach der weiteren Erfindung ist das Magneteinlaßventil in eine Verbindung vom' mit Druckmittel beaufschlagten Kaum zur ßteuerkammer des Relaisventils-eingeordnet. Da die Druck-.jnitt elver sorgung für die Steuerkammer aus dem mit Druckmittel beaufschlagten Raum erfolgt, erübrigt sich somit eine gesonderte Druckluftversorgung für den Vorsteuerkreis des Eelaisventils, wodurch dessen Montage einfach gehalten werden kann.

Eine konstruktiv vorteilhafte-.Ausgestaltung des Relaisventils ergibt sich nach der weiteren Erfindung dadurch, daß im Ventilgehäuse jeweils einander benachbart die Steuerkammer, die Ventilkammer, der mit Druckmittel', beaufschlagte Raum, eine in ihrem Druck vom Magneteinlaß- und Magnetauslaßventil überwachte. Vorsteuerkämmer und der Teilraum angeordnet sind und daß die Vorsteuerkammer über einen Luftführungskanal mit der Steuerkammer verbunden ist.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele erläutert und zwar zeigt

Fig. Λ ein schematisch dargestelltes Relaisventil bei einer mittels Druckmittel betätigbaren Bremsanlage in Verbindung mit einer Blockierschutzeinrichtung und

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Fig. 2 einen Schnitt durch eine vorteilhafte Ausführungsform eines Relaicventils gemäß der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 ist das Relaisventil 1 in einem Gehäuse 2 angeordnet, welches über einen Druckluftanschluß 3 mit einem Motorwagenbremsventil 4 und über einen weiteren Druckliiftanschluß 5 Kit einem Bremszylinder 6 verbunden ist. Ein Auslaß 7 führt zur Atmosphäre. Das Motorwagenbremsventil 4 ist über eine Leitung 8 mit einer Druckmittelquelle 9 verbunden. •Der Druckluftanschluß 3 ist über eine Leitung 10 mit einem Raum 11 und über ein Magneteinlaßventil 12 mit einer Vorsteuerkammer 13 verbunden. Das llagneteinlaßventil 12 ist mit einem gehäusefesten Ventilsitz 14 und einem Ventilteller 15 versehen, welcher sich unter dem Druck einer Feder 16 bei nicht erregtem Zustand einer Erregerwicklung 17 des Hagneteinlaßventils 12 in Öffnungsstellung befindet. V/eiterhin ist an der Vorsteuerkammer 13 ein Magnetauslaßventil 18 mit einem gehäusefesten Ventilsitz 19 und einem Ventilteller 2o vorgesehen, .welcher bei nicht erregtem Zustand einer Erregerwicklung 21 unter dem Druck einer Feder 22 druckdicht am Ventilsits 19 aufliegt.

Das den Steuerdruck überwachende Magneteinlaßventil 12 und Magnetauslaßventil 18 sind zusammen in an sich bekannter Weise als Blockierschutzeinrichtung verwendbar, welche bei Erregung ihrer V/icklungen 17,21 infolge einer zu großen Radverzögerung während eines Bremsvorganges den normalerweise

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freien Durchgang 14-,15 des Magneteinlaßventils 12 vom JRaum 11 zur Vorsteuerkammer 13 sperrt und gleichzeitig den normalerweise geschlossenen Durchgang 19,20 des Magnetauslaßventils 18 öffnet, vjodurch „die Vorsteuerkammer 13 und eine Steuerkammer 23 des Relaisventils 1 über den Auslaß 7 in die Atmosphäre entlüftet werden und auch der Druckverbraucher,, somit der Bremszylinder 6, eine Druckminder\ing erfährt und die Brem.se des blockierten Rades löst.

Der Raum .11, welcher vom durch das Motorwagenbremsventil 4-überwachten Druck beaufschlagt wird, ist im· unerregten Zustand über das Magneteinlaßventil 12, die Vorsteuerkammer und einen Luftführungskanal 24· mit der ,Steuerkammer 23 verbunden. Durch das Gehäuse 2 hindurch ragt mittig, die Steuerkammer 23·durchsetzend, ein Zylinder 25, welcher in einem gehäusefesten Lager 26 axial beweglich geführt an seiner Unterseite über den Auslaß 7 mit der Atmosphäre verbunden ist. An seiner Oberkante ist der Zylinder 25 an einer ihn umgebenden elastischen Membrane 27 druckdicht befestigt, welche mit ihrem äußeren Rand 28 im Gehäuse 2 fest eingespannt ist und die Steuerkammer 23 einschließt.

Der Zylinder 25 bildet zusammen mit der Membrane 27 einen Membrankolben 29, auf dessen der Steuerkammer 23 abgewandten Seite ein Ventilsitz 30 vorgesehen ist, welcher zusammen mit einem Ventilteller 31 ein Auslaßventil 32 bildet, das eine Yer tilkammer 33 gegenüber dem Auslaß 7 zur Atmosphäre druckdicht verschließen kann.

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Um die Ventilkammer 33 ₅ welche über den Druckluftanschluß 5 und eine Leitung 3^· niit dem Bremszylinder 6 verbunden ist, rascher über das Auslaßventil 32 während eines Umschaltvorganges entlüften zu können, ist in der Ebene des Ventiltellers 31 des Auslaßventils 32 mittig eine Düse.35 in einem mit dem Ventilteller 31 starr verbundenen Verbindungsrohr 36 vorgesehen, welches in einem gehäusefesten Zylinder 37- durch einen Dichtungsring 38 abgedichtet axial verschiebbar gelagert in einen vom Magnetauslaßventil 18 mit der Steuerkanmer 23 "verbindbaren Teilraum 39 geführt ist. 'Ober die -.den Durchströmungsquerschnitt des Verbindungsrohres 36 verengende Düse 35 ist somit der Teilraum 39 mit dem Auslaß 7,· also der Atmosphäre verbunden.

Im Teilraum 39 ist ein v/eiterer, mit dem Verbindungsröhr 35 starr verbundener Ventilteller 4o vorgesehen, welcher mit einem gehäusefesten Ventilsitz 41 zusammen ein Einlaßventil 42 bildet, welches den Raum ΛΛ gegenüber der Ventilkammer 33 druckdicht abzuschließen vermag. .^.

Die am Verbindungsrohr 36 vorgesehenen Ventilteiler 31 und bilden zusammen ein starres System, wobei der so gebildete Doppelventilteller 31» 4-0 in seinen Hub in Öffnungsrichtung durch einen gehäusefesten Anschlag 43 in der Ventilkammer 33 begrenzt ist. . " _ -

Im Raum 11 ist eine den Ventilteller belastende Druckfeder vorgesehen, welche unter Berücksichtigung des kurzzeitig über

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der Düse 35 auftretenden Staudruckes, der den Doppelventilteller JI, 40 beschleunigt in Schließrichtung drückt, klein gehalten werden kann.

In der gezeichneten Stellung ist das Relaisventil 1 gemäß Fi'g. 1 in betriebsbereiter Ruhestellung. Das Motorwagenbremsventil 4 ist geschlossen und der drucklose Raum 11 ist über den leicht angehobenen Ventilteller 15 des Magnetventils 12 mit der durch den Ventilteiler 20 des Magnetventils 18 abgeschlossenen Vorsteuerk'ammer 13, den Luftführungskanal 24· und der Steuerkammer 23 verbunden. Die Doppelventilteller 31, 40 liegen auf ihren Ventilsitzen 30, 41 auf und die Ventilkammer 33 mit dem Bremszylinder 6 sowie der Teilraum 39 sind, drucklos.

Wird nun das Motorwagenbremsventil 4 bei Einleitung einer normalen Bremsung betätigt, so wird Druckmittel mit einem der vom Fahrer bestimmten Bremsstufe proportionalen Druck aus der Druckmittelquelle 9 über die Leitung 8, das Motorwagenbremsventil 4 und die Leitung 10 in den Raum 11 eingespeist. Über das Magnetventil 12, die Vorsteuerkammer- 13 und den Luftführungskanal 24 strömt Druckmittel in den Steuerraum 23 ein, wodurch der Membrankolben 29 in Richtung Ventilkammer 33 angehoben wird. Diese Bewegung macht der Doppelventilteller 31 j 40 zwangsläufig mit und über das geschlossene Auslaßventil 32 wird der Ventilteller 40 des Einlaßventils von seinem Ventilsitz 41 solange abgehoben, bis der Ventil-

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teller 31 des Auslaßventils 32 eine der eingesteuerten Bremsstufe entsprechende Stellung einnimmt. Hierdurch stellt sich der Öffnungshub des Einlaßventils 42 selbsttätig auf die er-" forderliche Größe des Bremszylinderdruckeg ein. Durch das geöffnete Einlaßventil 42 strömt nun Druckmittel in die Ventilkammer '33 und von dort über die Leitung 34 in den Bremszylinder 6 ein, wodurch ein dem Bremszylinder 6 zugeordnetes, hier nicht dargestelltes Fahrzeugrad abgebremst wird. Der Bremszylinderdruck wirkt in der Ventilkammer 33 ^auf den Membrankolben 29 in einer dem Steuerdruck der Steuerkammer 23 entgegengesetzten Richtung, wodurch sich ein Kräftegleichgewicht sia Membrankolben 29 einstellt. Hierbei wird durch die. Kraft der Druckfeder 44 der Membrankolben 29 abwärts in Richtung der Steuerkammer 23 gedruckt, bis das Einlaßventil 42 und das Auslaßventil 32 wieder geschlossen sind. Hiermit ist der normale Bremsvorgang abgeschlossen.

Bei anschließendem Lösen der Jahr zeugbremse wird .der Ste.uerraum 23 über den Luftführungskanal 24, die Vorsteuerkanraer 13» das Magnetventil 12, den Raum 11, die Leitung 1o und über das Kotorwagenbremsventil 4 entlüftet. Gleichzeitig wird dabei durch die Druckabsenkung im Steuerraum 23 der Membrankolben nach abwärts in Richtung Auslaß 7 bewegt, wodurch sich der Ventilsitz 30 vom Ventilteller 31 des Auslaßventils 32 abhebt und den Bremszylinder 6 über die Leitung 34, die Ventilkammer 33 iind. den Auslaß 7 solange in die Atmosphäre ent-

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lüftet, Ms zwischen der Ventilkammer 33 und der Steuerkammer 23 wieder ein Druckausgleich hergestellt ist. Durch den dabei bewirkten Kräfteausgleich am Membrankolben 29 bewegt sich dieser durch die Zugelastizität der Membrane 27 wieder in.seine Ausgangsstellung zurück, bis der Ventilsits 30 am Ventilteller 3^ des Auslaßventils 32 zur Anlage kommt. Damit ist der Bremslösevorgang der Fahrzeugbremse beendet und das Relaisventil 1 befindet sich wieder in betriebsbereiter Euhestellung.

Tritt während des vorher beschriebenen normalen .Bremsvorganges eine übergroße Verzögerung des abgebremsten !Fahrzeugrades ein, so wird die Wicklung 17 des Magneteinlaßventils 12 und die Wicklung "21 des Magnetauslaßventils 18 erregt. Dabei kommt der Ventilteller I5 auf dem Ventilsitz 14 des Magneteinlaßventxls 12 zur druckdichten Anlage und trennt den mit Druckmittel beaufschlagten Baum· 11 von der Vorsteuerkamiaer 13 ab. Gleichzeitig wird der Ventilteller 20 des Magnetauslaßventils· 18 von seinem Ventiltellersitz 19 abgehoben und verbindet dadurch die Steuerkammer 23 über den Luftführungskanal 24, die Vorsteuerkammer I3 mit dem Teilraum 39. Bereits bei Beginn der Druckabsenkung in der Steuerkammer 23, welche von einer sich mit hoher Geschwindigkeit fortpflanzenden Druckwelle begleitet ist, wird im Teilraum 39 und über der Düse ein Staudruck erzeugt und dadurch schlagartig der Doppelventilteller 31, 40 in Schließrichtung belastet, bis der Ventil-

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teller 40 des Einlaßventils 42 auf seinem Ventilsitz 41 zur Anlage kommt und dadurch den Raum 11 gegenüber der Ventilkammer 33 absperrt. Der mittlere Abschnitt der Membrane 27 wird dabei kräftig in Bewegungsrichtung zur Steuerkammer beschleunigt. Sodann hebt infolge der Beschleunigung und einerseits durch den noch anstehenden Bremszylinderdruck in der Ventilkammer 33 und andererseits durch den absinkenden Druck im Steuerraum 23 der Membrankolben 29 vom Ventilsitz ab, wobei nun der Bremszylinder 6 über die Leitung 34·, die Ventilkammer 33ϊ das Auslaßventil 32 und über den Auslaß 7 in die Atmosphäre entlüftet wird. Der über der Düse 35 anstehende Staudruck wird über den Auslaß 7-zur Atmosphäre abgebaut,· wobei das aus der Düse 35 ausströmende Druckmittel durch den Strahlpumpeneffekt eine Beschleunigung der Entlüftung der Ventilkammer 33 bewirkt. Das vom Bremszylinder 6 über das Auslaßventil 32, den Auslaß 7 zur Atmosphäre strömende Druckmittel wird also-beschleunigt und der Bremszylinder 6 dadurch noch rascher zumindest teilweise" .entlüftet. Damit wird die Bremse zumindest teilweise gelöst und die übergroße Verzögerung des Fahrzeugrades beendet.

Wird nun das Fahrzeugrad aufgrund der DruckabSenkung im Bremszylinder 6 wieder beschleunigt, so schaltet das Magneteinlaßventil 12 und das Magnetauslaßventil 18 wieder um , so daß aus dem Raum 11, welcher während der vorher beschriebenen übergroße: Radverzögerung dauernd unter Druck stand, über das nun geöffnete Magneteinlaßventil 12, die Vorsteuerkammer I3 iind den Luftführungskanal 24 Druckmittel in die Steuerkammer 23 einge-

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eingespeist. Hierdiircii wird unter der Wirkung des ansteigenden Druckes der Membrankolben 29 in Richtung Ventilkammer 35 nach aufwärts bewegt, bis die Membrane 27 mit dem Ventilsitz 30 am Ventilteller 31 zur Anlage kommt \uid die Ventilkammer 33 gegen die Atmosphäre absperrt. Durch den in der Steuerkammer 23 anstehenden Druck wird der Membrankolben 29 weiter nach aufwärts bewegt, wobei der Doppelventilteller 31i 4-0 diese Aufwärtsbewegung zwangsläufig mitmacht und der Ventilteller 40 des Einlaßventils 42 von seinem Ventilsitz 41 abgehoben wird. Dabei strömt Druckmittel aus dem Raum'11 in die Ventilkammer 33 und über die Leitung 34-solange in den Bremszylinder 6 ein, bis es zwischen der Steuerkammer 23, der Ventilkammer 33 und dem Raum 11 zu einem Druckausgleich kommt,.wobei sich gleichzeitig ein Kräftegleichgewicht am Membrankolben 29 einstellt. Damit ist die neuerliche Belüftung des Bremszylinder 6 abgeschlossen.

Bei einer neuerlichen übergroßen Radverzögerung würde sich der vorher beschriebene Vorgang wiederholen. Unter der Voraussetzung, daß das Fahrzeugrad nicht mehr zum Blockieren neigt, bewegt sich der Membrankolben 29 infolge des Kräftegleichgewichtes durch die Zugelastizität der Membrane 27 wieder abwärts in Richtung ßteuer.kanmer 23, bis er seine ursprüngliche-Lage einnimmt. Durch den Druck der Druckfeder auf dem Ventilteller 40 des Einlaßventiles 42 folgt der Doppel ventilteller 31,4-0 dieser Bewegung, bis der Ventilteller am Ventilsitz 41 zur Anlage kommt.

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Ist die eingesteuerte Bremsstufe zu hoch oder wird eine verminderte Breinsledstung gefordert , so wird bei einer Druckabsenkung im Raum 11 durch das Motorwagenbremsventil 4 der Druck abgesenkt. Hierbei wird in der Steuerkammer 23 über den Luftführungskanal 24, die Vorsteuerkammer I3, das Magnet-' einlaßventil 12 und den Kaum 11 ebenfalls der Druck abgesenkt, wobei durch den anstehenden höheren Druck in der Ventilkammer 33 der Membrankolben 29 nach abwärts, in Richtung Steuerraum 23 gedrückt wird. Hierbei hebt sich die Membrane 27 vom Ventilsitz 29 ab und entlüftet den Bremszylinder 6 über den Auslaß 7 solange in die Atmosphäre,bis eine der Größe der Bremsstufenminderung entsprechende Minderung des Bremszylinderdruckes . erreicht ist. Nach Erreichen des Kräftegleichgewichtes durch Druckausgleich zu beiden Seiten der Membrane 27 kehrt der Membrankolben 29 durch die Zugelastizität der Membrane 27 in seine Ausgangslage zurück,·wodurch das Auslaßventil 32 wieder geschlossen wird. Somit wird nun. das Fahrzeugrad mit verminderter Bremsleistung gebremst und die Einsteuerung auf die verminderte Bremsstufe ist damit beendet.

Das anschließende Lösen der Bremse erfolgt wie bereits beschrieben. Es ist besonders hervorzuheben, daß jedes der beiden Ventile 32 und 4-2 in seinem Öffnung s zu st and derart von Druckluft durchströmt wird, daß diese Druckluftströmung eine in Schließrichtung wirkende Kraftkomponente auf die Ventile ausübt. Diese Kraftkomponente erlaubt bei entsprechen-

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der Dimensionierung der Ventile die Feder 44 nicht nur sehr schwach auszubilden, sondern eventuell völlig auf diese Feder zu verzichten.

In der Fig. 2 ist ein Relaisventil gemäß der Erfindung in einer konstruktiv "besonders vorteilhaften Ausführungsform dargestellt, wobei zu Fig. i gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen gemäß Fig* 1, jedoch mit einem Strich ergänzt, versehen sind..

Nach Fig. 2 ist ein Relaisventil" Λ ^! in einem Gehäuse mit einem Mittelteil 2' angeordnet, auf dessen einer Seite ein · mit einem Gewind.e 45 versehener, mit einem hier nicht dargestellten Motorwagen.bremsventil verbindbarer Rohranschluß 3¹ vorgesehen ist. Auf seiner gegenüberliegenden Seite ist achsparallel ein weiterer, mit einem Geifinde" 46 versehener und mit einem hier,nicht dargestellten Bremszylinder verbindbarer Rohranschluß 5¹ vorgesehen* Auf seiner Oberseite ist ein mit dem Rohranschluß 5' starr verbundener Flansch 47 vorgesehen, auf welchem je ein hier nicht dargestelltes Magneteinlaß- und Magnetauslaßventil angeordnet ist. Der Flansch 47 ist über eine Dichtung 4.8, 49 mit dem die Rohranschlüsse 3¹ und 5¹ tragenden Gehäuseteil 2¹ druckdicht verbunden. Im mittleren Teil des Relaisventils 1' ist im Flansch 47 eine axiale Zylinderbohrung 37' vorgesehen, in welcher der Doppelventilteller 31', 40' mittels der Dichtung 38' entgegen dem Druck der sich am Flansch 47·'abstützenden Druck'feder 44' druckdicht geführt

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ist. Der Doppelventilteller 31'» 4-O¹ ist starr mit dem Verbindungsrohr 36' verbunden, an dessem unteren Ende im Ventilteller y\^x die Düse 35' vorgesehen ist. An seiner Unterseite ist am Relaisventil 1[ ein Flansch 51 vorgesehen, welcher mit seinem äußeren Rand 52 starr mit dem Gehäuseteil 2¹ verbunden ist. Die in dieser Verbindung mit ihrem äußeren Rand 28' fest verspannte und durch eine Metalleinlage 53 verstärkte Membrane 27' ist mit dem Zylinder 25' verbunden, welcher axial verschiebbar mittels einer Dichtung- 26^r geführt ist und mit der Membrane 27' den Membrankolben-29' bildet. Der Auslaß 7¹ ist über ein schmutzabweisendes Membranventil 5²J- mit der Atmosphäre verbunden. Auf der Oberseite der Membrane 27' ist der Ventilsitz 30* vorgesehen,-welcher zusajnmen mit dem. Ventilteller 31' das Auslaßventil 32¹ bildet. Ein gehäusefester Ventilsitz 41' bildet zusammen mit dem als aufgeknöpfter Dichtring ausgebildeten Ventilteller 40' das Einlaßventil 42'. Über einen Luftführungskanal 24' ist die Vorsteuerkammer 13^f mit der Steuerkammer 23' verbunden und durch das Magnetauslaßventil von dem Teilraum 39' druckdicht trennbar. Das in der Vorsteuerkammer 13' vorgesehene Magneteinlaßventil ist über einen Einlaß 55 mit dem Raum 1i\und über den Rohranschluß 3¹ mit dem Motorwagenbremsventil verbunden. Die Ventilkammer 33' ist über den Rohranschluß 5' mit dem Bremszylinder 6¹ verbunden.

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Die Funktionen des Relaisventiles 1 ' gemäß Pig. 2 entspr-echen denjenigen des Relaisventils 1 nach Fig. 1.

Das Relaisventil 1¹ ist in vorteilhafter Weise mit.einerkleinvolumig ausgebildeten Steuerkammer 23' und Ven ti Ik Ein er 33' versehen. Die einzelnen Bauteile des Relaisventils ?. ·· sind in.ihrer Konstruktion so gehalten, daß ihre Montage ohne zeitraubenden Aufwand einfach und daher "billig ist.

Das Relaisventil 1 "bzw. 1' kann hinsichtlich seiner-D raittelbeaufschlagung in Verbindung mit pneumatisch oder hydraulisch betriebenen Anlagen verv.^Tendet werden. Ferner'.· sei noch darauf hingewiesen, daß die Magnetventile 12, .13 anstatt wie beschrieben durch Blockierschutz~Schalteinricii~ tungen auch durch vorzugsweise elektronische Bremssteuereinrichtungen überwacht sein können. Hierbei ist der Eingang sanschluß 3 bzw. 3¹ nicht an ein Motorwagenbremsventil 4, sondern gegebenenfalls unter Zv/ischenschaltung eires auf den maximalen Bremszylinderdruck eingestellten Druc>re<grenzers an eine ständig Druckluft führende Druckluftquelle anzuschließen.

Das erfindungsgemäße.Relaisventil 1 bzw. 1" kann außer "bei Bremsanlagen auch bei allen Steuer- und Regeleinrichtungen Verwendung finden, bei welchen extrem kurze Umschaltzeited zur Steiierung erforderlich sind.

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Claims

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Patentansprüche

ruckmittelbetätigbares Relaisventil für extrem kurze Ansprechzeiten, insbesondere für die elektropneumatischc Steuerung von Straß enfahrze\ig-Br ems en, mit einer in einem Ventilgehäuse angeordneten kolbenbegrenzten Steuerkammer und einem begrenzungskolbengesteuerten Einlaß- und Auslaßventil zur Überwachung der Druckmittelbeaufschlagung einer einen Anschluß für einen Druckmittelverbraucher aufweisenden Ventilkammer in Abhängigkeit eines in die Steuerkammer eingespeisten Steuerdruckes, wobei das Ein- läßventil in eine Verbindung zur Druckmittelquelle eilige- · baut und der Steuerdruck von einem MegneteinlaSventil und. Magnetauslaßventil überwacht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die im Vergleich zum Druckmittelaufnahmevolumen des Druckverbrauchers (6) kleinvolumig ausgebildete Steuerkammer (23) von einem im Helaisventil (1) fest eingespann-. ten Membrankolben (29) begrenzt ist, welcher andererseits in an sich bekannter Veise vom Druckmitteldruck in der Ventilkammer (33) beaufschlagt ist, daß ein Doppelventilteller (31»40) vorgesehen ist, von dem der eine Ventilteller (31)- des Auslaßventils (32) über den Ventilsitz (30) auf dem Membrankolben (29) die Ventilkammer (33) von der Atmosphäre abtrennen und der andere, vermittels eines Verbindungsrohres (36) mit dem Ventilteller (31) des

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Auslaßventils (32) verbundene Ventilteller (A-O) des Einlaßventils (42) über einen gehäusefesten Ventilsitz (41) die Ventilkammer (33) gegen den mit Druckmittel beaufschlagten Raum (11) abdichten kann, daß der Membrankolben (29) einen die Steuerkammer (23) durchsetzenden zentralen Zylinder (25) zur Atmosphäre aufweist, wobei der · Zylinder (25) atif der Ventilkammerseite durch den Ventilteller (31) des Auslaßventils (32) abgedichtet ist, daß das Verbindungsrohr (36) abgedichtet in einem vom . Magnetauslaßventil (18) mit der Steuerkammer (23) verbindbaren Teilraum (39) geführt ist und daß im Verbindungε-rohr (36) eine seinen Durchströmungsquerschnitt verengende Düse (35) angeordnet ist.
2. Relaisventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (35) in der Ebene des Ventiltellers (31) im Verbindungsrohr (36) angeordnet ist.
3. Relaisventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magneteinlaßventil (12) in eine Verbindung vom rait Druckmittelbeaufschlagten Raum (11) zur Steuerkammer (23) eingeordnet ist.
4.Relaisventil nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilgehäuse (2) jeweils einander benachbart die Steuerkammer (23), die Ventilkammer (33), der Raum (11), eine in ihrem Druck vom Magneteinlaßventil (12) und Magnetauslaßventil

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(18) überwachte Vorsteuerkammer (13) und der Teilraum (39) angeordnet sind und daß die Vorsteuerkainmer- (13) über einen . Luft führungskanal (24) mit der Steuerkainmer (23) verbunden ist.
5. Relaisventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (11) vom durch ein Kotorwagenbremsventil (4) überwachten Druck beaufschlagt ist.

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