DE2417613C3 - Relaisventil zur Begrenzung und Steuerung des Luftdrucks in einer Federspeicher-Bremsbetätigungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Relaisventil zur Begrenzung und Steuerung des Luftdruckes in einer Federspeicher-Bremsbetätigungseinrichtung einer Zweikreis-Druckluftbremsanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Ein solches Relaisventil ist aus der US-PS 35 04 946 bekannt. Bei dem bekannten Relaisventil ist bei Ausfall eines der beiden Betiriebsbremskreise ein stufenweises und gesteuertes Verringern des Druckes in der Federspeicher-Bremsbctätigungseinrichtung vorgesehen, um eine plötzliche, volle Betätigung der Federspeicherbremsen zu verhindern. Ferner wird dort der Druck in der Federspeicher-Bremsbetätigungseinrichtung auf einen Wert begrenzt, der gerade zum Lösen der Federspeicherbremsen ausreicht, wenn beide Betriebsbremskreise im fehlerfreien Zustand sind. Dabei ist jedoch der zweite Kolben ein Differentialkolben, auf dessen entgegengesetzte Flächen die Drücke des ersten und zweiten Bremskreises einwirken. Be' einem Fehler im zweiten Bremskreis kann der den Kolben beaufschlagende Restdruck eine Verschiebung des Kolbens und damit eine ungewollte Betätigung des Ventilelementes bewirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Relaisventil so weiterzubilden, daß es noch zuverlässiger arbeitet.

Diese Aufgabe ist bei dem eingangs geschilderten Relaisventil durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Einer der dadurch vermittelten Vorteile besteht darin, daß das Hilfsventil in zuverlässiger Weise von dem zweiten Kolben betätigbar ist, der vom Vorratsdruck im zweiten Bremskreis beaufschlagt äst. Wird das Hilfsventil in einer Bewegung des zweiten Kolbens geöffnet, so beaufschlagt der in den ersten Bremskreis eingesteuerte Druck die Schulter des ersten Kolbens und der an der Ablaßöffnung herrschende Druck den ersten Kolben, ohne daß hierauf ein etwaiger auf den zweiten Kolben wirkender Restdruck einen Einfluß hat.

Die Erfindung wird nun an einem Ausführungsbeispiel und anhand der Zeichnung näher erläutert, in der eine Zweikreis-Bremsanlage mit dem erfindungsgemäßen Relaisventil im Querschnitt dargestellt ist.

Die in der Zeichnung gezeigte Zweikreis-Bremsanlage weist einen über eine Leitung 12 und ein Rückschlagventil 14 mit Druckluft von einem herkömmlichen Kompressor (nicht gezeigt) versorgten Hauptvorratsbehälter 10 auf, von dem ein Nebenvorratsbehälter 16 über eine Leitung 18 und ein herkömmliches Druckregulierventil 20 mit Druckluft versorgt wird. Den Vorratsbehältern 10 und 16 sind Leitungen 22; 24 zugeordnet, die mit den Einlaßkammern eines oberen und unteren Teils 26; 28 eines Zweikreis-Bremsventils 30 verbunden sind. Wie gezeigt ist, ist der untere Teil 28 über Leitungen 32; 33 mit den vorderen Betriebsbremsen eines Lastkraftwagens oder Zugfahnteuges verbunden, während der obere Teil 26 über eine Leitung 34 mit den hinteren Betriebsbremsen 35 verbunden ist, die eine gewöhnliche Bremskammer 36, eine Schubstange 38 und eine tandemmäßig angeordnete Federspeicher-Bremsbetätigungseinrichtung 40 aufweisen, wobei letztere ihrerseits zum Lösen eine Kammer 42 aufweist, in

_und aus der die Druckluft zur Steuerung der Federspeicherbremse über eine Leitung 44 hinein- und

SlIT

eniiiuu..6-D Relaisventil 46 steuert den

ι ftdruck in der Leitung 44 und folglich in der Kammer λ*Tr Federspeicher-Bremsbetätigungseinrichtung 40 · gezeigt ist, ein Gehäuse 48 auf, das mit

] verbundenen Ablaßöffnung 50 daß der benötigte Haltedruck vor dem Schließen des Ventilgliedes 60 in die Kammer 42 gelangen wird. Au diese Weise wird ein weiterer und unnötiger Druckau! bau in der Kammer 42 der Federspeicnerbremse

verhindert. , ,„_n j;„

Aus dem Vorausgegangenen ist zu ersehen dab die Druckluft der Einlaßkammer 54 über eine En^ftu öffnung 106 in dem Vent.l 100 abgelassen

ν ι^,ρπς 64 angeordnet ist. Eine ov.....~~~ —

£_m obeVen E^gnde 68 in eine öffnung im Kolben 64

Sraubt und erstreckt sich nach unten, wobei sie von »

Em das Ventilglied 60 tragenden, rohrförmigen

Körner 70 auf Abstand gehalten ist, so daß ein

Entlüftungskanal 72 bestimmt wird, der mit e.ner durch

ei, herkömmliches Rückschlagventil 76 mit der

^e'" "_nhäre in Verbindung stehenden Entluftungsoff-

i_ur?g74 verbunden ist. Die Schraube 66 ist mit einem

Kopf 78 am unleren Ende versehen und eine Feder 80

^zwischen einem am unteren Abschnitt des Gehäuses

S abstützten Anschlag 82 und einer in Kontakt mit

Jim Kopf 78 stehenden Scheibe 82' eingespannt, wöbe,

?P Soannung der Feder durch Verstellen der Schraube

ge^Pgenübe^gr dem Kolben 64 einstellbar ist. Wie,also

Ssdiesem Aufbau ohne weiteres hervorgeht, druckt die

Se 80 normalerweise den Kolben 64 im Gehäuse 48

nach unten in eine Stellung, in der eine Schulter 84 am

Kolben an einem Flansch 86 im Gehäuse 48 und das

V~ent> element 62 am Ventilglied 60 angreift so daß

dSes gegen die Kraft einer Ventilruckstellfeder 88

nLch unten gedrückt wird, wobei die Verbindung

tischen der Ablaßkammer 52 und dem Entlüftungska-

na 72 unterbrochen und die Verbindung zwischen der

Äblaßkammer 52 und der Einlaßkammer 54 hergestellt

λ Rpidiesem Zustand des; Ventils kann der Luftdruck

Tder E ntßimer 54 über das geöffnete Ventil 58,60

fn die Kammer 42 der Federspeicherbremse gelangen.

Wi- «zeta ist, wird die Einlaßkammer 54 mn dem

SdS von den Vorratsbehältern 10 und 6 über

LeKen M; 92, Rückschlagventile 94; 96. eine Leitung

Qdn Vent 1 100 zum Feststellen der Bremse, eine

Leitung lS und über eine Einlaßöffnung 104 versorgt

Daher wId bei geöffnetem Ventil 100 die Kammer

der Federspeicher-Bremsbetätigungse.nnchtung

Sm Lösen der Federspeicherbremse mit Druck

^beM^Uit^Cdem Kolben 64 und mit dem damit im

Federspeicherbremse in ihrer gelösten Stellung^beno-S£eSmteÄSr™e^ter?F^d| Kolben <* wirkende Luftdruck in der Ablaßkammer

.1!.° Λ»α ΙρΗργ weitere Druckaufbau in der Kammer 42 dTPedmpeicherbremse verhindert wird. RsveSht sich, daß die Feder 80 derart eingestellt ist,

irken des hanrzeugs von wu ^a.... _ih

Die Entlüftung der Kammer 42 der F^^e?P«^c*^er bremse bzw. der Druckabfall kann gesteuert werden und allmählich erfolgen, um bei bestimmten B«nebsbtdingungen eine stufenweise erfolgende Betätigung dt Federspeicherbremse zu erhalten Wie gezeigt st. * dafür ein Hilfsventil 108,114 innerhalb eine,· Venu km mer 110 vorgesehen, die im oberen Teil des Grauses 48 ausgebildet ist und ständig mit e.ner an die Leitungen 32 und^S33 angeschlossenen Leitung !^verbunden, ,st. Das Hilfsventil weist einen Ventilsitz 114 auf gege,den normalerweise ein Ventilkörper 108 durch ene Feder in die gezeigte Schließstellung gedruck*'^rdJ^m ^ Verbindung zwischen der Venulkammer 11un Ie ne Auslaßkammer 118 zu unterbrechen. Der V^orper ist außerdem mit einer Betat>gungsstange 120 versehen die bei einer Aufwärtsbewegung den Venul körper^e 108 verkantet, bzw. kipp, wie noch spj.er beschrieben werden wird, um ihn vom Ventilsitz b uheben unidie Kammern 110 und »« ™ verbmd» Sowie dies stattfindet, kann der Luftdruck aus der Leitung 112 auf die Schulte; IMIdes ^be«s M wjg

Entlüftungskanal Ti zu trennen, u.v ^

rung in der Kammer 42 wird demgemäß eine Betätigung der Federspeicherbremse auslösen. Sowie der Druck der Ablaßkammer 52 auf einen bestimmten Wert abgenommen hat, ermöglichen bei Einhaltung eines bestimmten Steuerdruckweris in der Leitung 112 und folglich in der Auslaßkammer 118 die auf den Kolben 64 einwirkenden Kräfte, daß dieser sich aufgrund der Feder 80 in eine Überlappungsstellung bewegt, so daß das Ventilelement 62 am Ventilglied 60 angreift und jeder weitere Druckluftablaß aus der Kammer 42 unterbrochen wird. Somit bewirkt ein Anstieg des Steuerdrucks in der Auslaßkammer 118 eine Abnahme des Luftdrucks in der Kammer 42, mit dem die Betätigung der Federspeicher-Bremsbetätigungseinrichtung moduliert wird. Auf diese Weise wird die Betätigung der Federspeicherbremse durch Umkehrung des Steuersignals aus der Leitung 112 gesteuert und

abgestuft.

Bei einer Einrichtung der oben beschriebenen Bauart

ist es äußerst wünschenswert, eine modulierte Betätigung der Federspeicherbremse zu vermeiden, wenn die Drücke im Vorratsbehälter ihre normalen Werte aufweisen, so daß die Bremsanlage in ihrer beabsichtigten Weise arbeiten kann. Daher wird zwangsläufig ein öffnen des Hilfsventils 108,114 verhindert, solange der Vorratsbehälterdruck sich innerhalb eines sicheren Betriebsdruckbereichs befindet. Wenn jedoch der Vorratsbehälterdruck unterhalb eines Sicherheitswerts fällt, kann eine modulierte Betätigung der Federspeicherbremsen zum Abbremsen des Fahrzeugs auch dann erfolgen, wenn der zur Verfügung stehende Strömungsmitteldruck nicht ausreicht, um über die Betriebsbremsen bzw. Betriebsbrems-Betätigungsvorrichtungen ein wirksames Abbremsen des Fahrzeugs zu ermöglichen.

Wie gezeigt ist, ist dafür ein zweiter Kolben 122 im oberen Teil des Gehäuses 48 vorgesehen, sowie eine Kammer 124 oberhalb des Kolbens 122, in die der Luftdruck aus dem Hauptvorratsbehälter 10 über eine Leitung 126 und eine Öffnung 128 direkt gelangt. Der Druck in der Kammer 124 wirkt auf die Oberseite des Kolbens 122 ein und bewegt diesen gegen die Kraft einer Feder 130 nach unten in eine Stellung, in der das untere Ende des Kolbens 122 an dem Flansch 86 angreift. Wie gezeigt ist, ist der Kolben 122 mit einer ringförmigen, eine Kammer 132 bestimmenden Ausnehmung versehen, in die die Betätigungsstange 120 normalerweise hineinragt, wobei der Kolben 122 mit einem unteren ringförmigen Flansch 134 versehen ist, der bei einer Aufwärtsbewegung des Kolbens 122 eine Kippbewegung der Betätigungsstange 120 und des Ventilkörpers 108 hervorruft. Wenn die Druckluft im Hauptvorratsbehälter unter einem ausreichenden Druck steht, wird somit der Kolben 122 in der gezeigten Stellung bleiben, so daß das Hilfsventil 108, 114 geschlossen ist und der Strömungsmitteldurchgang von der Leitung 112 in die Kammer 118 zur Modulierung der Federspeicherbremse unterbrochen ist. Falls jedoch der Druck im HauptvorratsbehäUer unterhalb eines Sicherheitswerts fallen sollte, beispielsweise in der Größenordnung von 1,5 bar bis 3 bar, wird die Feder 130 den Kolben 122 nach oben bewegen und der Flansch 134 den Ventilkörper 108 in die geöffnete Stellung kippen. Danach erfolgt die modulierte Freigabe des. Luftdrucks aus der Kammer 42 entsprechend dem vom Druck in der Leitung 112 abgeleiteten Steuersignal, wie oben beschrieben worden ist.

Zusätzlich zum Vorausgegangenen ist eine Anordnung vorgesehen, die eine unerwünschte Federspeicher-Bremsbetatigung in dem Falle verhindert, daß Druckluft am normalerweise geschlossenen Hilfsventil 108, 114 durchsickert, Wie gezeigt ist, weist eine derartige Anordnung Kanäle 136, 138, 140 und 142 auf, die die Kammer 118 mit dem Entlüftungskanal 72 verbinden. Somit wird jede Leckströmung über das Hilfsventil 108, 114 über diese miteinander verbundenen Kanüle zur Atmosphäre hin abgelassen. Ein in Schließrichtung fcderbeaufschlagter Ventilkörper 44, der durch einen Verschlußkörper 146 im oberen Teil des Gehäuses 48 abgestützt ist, schließt die Verbindung zwischen den Kanälen 136 und 138, wenn bei Abfall des Vorratsbehällerdrucks unter den Sicherheitswert der Kolben 122 sich nach oben bewegt.

Bei normalem Beirieb und bei normalem Betriebsdruck der Luft in den Vorratsbehaitern 10 und 16 befindet sich das Ventil 100 In der geöffneten Stellung, um die Kammer 42 der Federspeicher-Bremsbetätigungseinrichtung 40 mit dem Strömungsmitteldruck aus den Vorratsbehältern 10 und 16 über das geöffnete Ventilglied 60 zu versorgen, das von seinem Ventilsitz 58 durch die Feder 80 abgehoben wird. Wenn in der Kammer 42 ein zur Lösung der Federspeicherbremsen hinreichend hoher Druckwert erreicht worden ist, wird sich der Kolben 64 nach oben bewegen, wodurch das Ventilglied 60 schließt, wie oben beschrieben worden ist. Wenn die Betriebsbremsen des Fahrzeugs betätigt

ίο werden sollen, muß nur das Fußpedal für das Zweikreis-Bremsventil 30 gedruckt werden, wodurch die hinteren Betriebsbrems-Betätigungseinrichtungen beaufschlagt werden, indem der HauptvorratsbehäUer 10 mit den Bremskammern 36 über die Leitung 22, den oberen Teil 26 des Bremsventils und die Leitung 34 verbunden wird. Die vorderen Betriebsbrems-Betätigungseinrichtungen werden mit Hilfe des unteren Teils 28 des Bremsventils beaufschlagt, der die Leitung 33 mit dem Nebenvorratsbehälter 16 über die Leitungen 24

ίο und 32 verbindet. Gleichzeitig wirkt auch der Steuerdruck für die vorderen Bremsen in der Kammer 110 mit dem Hilfsventil 108, 114 das in der geschlossenen Stellung gehalten wird, da der Kolben 122 aufgrund des normalen Drucks aus dem Hauptvorratsbehälter 10 die gezeigte Stellung einnimmt. Jegliche, am Hilfsventil 108, 114 durchgesickerte Luft wird über die Kammer 132 und die miteinander verbundenen Kanäle 136, 138,140,142 und 72 in die Atmosphäre abgelassen. Dies ist die normale Betriebsweise der Bremsanlage, wobei bei Betätigung des Bremsventils 30 die hinteren und die vorderen Bremsen stufenweise und abhängig vom Bremsventil 30 betätigt werden. Falls jedoch der Druck im HauptvorratsbehäUer 10 unterhalb eines bestimmten, zur wirksamen Betätigung der hinteren Betriebsbremsen nicht mehr ausreichenden Druckwerts fällt, wird das Relaisventil 46 automatisch für einen stufenweisen Abbau des Drucks in der Kammer 42 sorgen, so daß die Federspeicherbremsen mit zunehmender Betätigung der vorderen Betriebsbremsen ebenfalls immer mehr betätigt werden.

Wenn der Luftdruck aus dem HauptvorratsbehäUer 10 auf den vorbestimmten Wert füllt, wird insbesondere der Kolben 122 durch die Feder 130 nach oben bewegt werden und in Berührung mit dem Ventilkörper 144 kommen, so daß die Verbindung zwischen der Kammer 118 und dem Entlüftungskanal 72 unterbrochen wird. Der Flansch 134 am unteren Abschnitt des Kolbens 122 kippt dabei die Betätigungsstange 120 mit dem Ventilkörper 108, so daß dieser öffnet und der Druck aus

ρ der mit der Leitung 33 für die vorderen Betriebsbremsen verbundenen Leitung 112 an die Schulter 84 de: Kolbens 64 gelangt. Wie zuvor beschrieben worden ist wird der Kolben 64 danach die Verminderung de; Drucks in der Kammer 42 der Federspeicher·Bremsbe tatigungseinrichtung 40 entsprechend dem Druckan stieg in der Leitung 112 modulieren. Somit werden mi zunehmender Betätigung der vorderen Betriebsbrem sen die mit den hinteren Bremsen verbundene! Federspeicher- BremsbeliUigungseinrichiungen Φ

to ebenfalls zunehmend betätigt, so daß dus Fahrzeug trot Druckabfalls im HauptvorratsbehäUer wirksam abgc bremst werden kann. Selbstverständlich kann b< Abnahme des Steuerdrucks in der Leitung 112 de Kolben 64 das Ventilelemcnt 62 in Schließstellun bringen und das Ventil 38,60 öffnen, so daß die Kamme 42 der Federspeicherbremse durch den vom Nebenvo ralsbehälter Ki zur Verfügung stehenden Druck über d Leitung 102, das geöffnete Ventil 100 und die Leitung ί

wieder aufgefüllt werden kann. Somit bewirken für die Steuerung des Luftdrucks innerhalb der Haltekammern das Ventilglied 60 und der Kolben 64 eine Umkehrung des Steuerdrucks aus der Leitung 112, um eine modulierte und stufenweise erfolgende Betätigung und Lösung der Federspeicherbremsen sicherzustellen.

Aus dem Vorausgegangenen ist ersichtlich, daO das Relaisventil 46 eine kontrollierte Betätigung der Federspeicherbremsen in einer Situation ermöglicht, in der der zur Abbremsung zur Verfugung stehende

Luftdruck auf einen relativ niedrigen Wert unterhalb der Sicherheitsgrenze gefallen ist. Zusätzlich wird mit dem Relaisventil 46 der Aufbau des Strömungsmitteldrucks in den Kammern der Federspeicherbremsen über einen zum Lösen der Federspeicherbremse benötigten Wert hinaus verhindert. Weiterhin ist zwangsläufig sichergestellt, daß eine Betätigung der Federspeicherbremsen solange nicht stattfandet, bis der Vorratsbehälterdruck auf einen vorgegebenen niedrigen Wert unterhalb der Sicherheitsgrenze gefallen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Relaisventil zur Begrenzung und Steuerung des Luftdrucks in einer Federspeicher-Bremsbetätigungneinrichtung einer Zweikreis-Druckluftbremsanlage, mit zwei die Ventilbewegung steuernden Kolben, wobei eine Strömungsmittelverbindung zwischen einer Einlaßöffnung, einer Ablaßöffnung und einer Entlüftungsöffnung entsprechend der Verschiebung eines am ersten Kolben angeordneten Ventilelements gesteuert wird, welches einerseits durch den ersten Kolben stets auf den Druck an der Ablaßöffnung und andererseits auf den in den. ersten Bremskreis eingesteuerten Druck anspricht, sobald bei Etremsbetätigung im zweiten Bremskreis ein Druckausfall vorliegt, und wobei der erste Kolben auf der der Ablaßöffnung abgewandten Seite von einer Feder beaufschlagt ist, deren Federkraft derart eingestellt ist, daß bei normalem Druck im zweiten Bremskreis das Ventilelement den Druck an der Ablaßöffnung auf einen vorgegebenen Wert begrenzt, der zum Lösen der Bremsen ausreicht, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kolben (122) andauernd dem Vorratsdruck im zweiten Bremskreis (Leitung 126) ausgesetzt ist und betriebsmäßig mit einem Hilfsventil (108, 114) verbunden ist, das den Druckanschluß an den ersten Bremskreis (Leitung 112) steuert und solange geschlossen bleibt, solange ein normaler Betriebsdruck im zweiten Bremskreis den zweiten Kolben (122) gegen die Kraft einer elastischen Einrichtung (Feder 130) beaufschlagt, und daß der erste Kolben (64) eine Fläche (Schulter 84) aufweist, die bei geöffnetem Hilfsventil (108, 114) dem in den ersten Bremskreis eingesteuerten Druck ausgesetzt ist, wobei dieser Druck zusammen mit dem an der Ablaßöffnung (50) herrschenden Druck gegen die Kraft der einstellbaren Feder (80) wirkt.

2. Relaisventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das am ersten Kolben (64) angeordnete Ventilelement (62) an einem Ventilglied (60) angreift, das an einem rohrförmigen Körper (70) angeordnet ist, und daß eine an dem ersten Kolben (64) befestigte Schraube (66) sich durch den rohrförmigen Körper (70) erstreckt, wobei die einstellbare Feder (80) zwischen einem feststehenden Teil (Anschlag 82) und einer an dem Kopf (78) der Schraube (66) gelagerten Scheibe (82') vorgespannt ist.

3. Relaisventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsverbindung zwischen dem zweiten Kolben (122) und dem Hilfsventil (108, 114) eine an dessen Ventilkörper (108) angeordnete Betätigungsstange (120) aufweist, die sich in das Ventilgehäuse erstreckt, sowie einen ringförmigen Flansch (134) am zweiten Kolben (122), der an dieser Betätigungsstange (120) angreift.

4. Relaisventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der am Hilfsventil (108,114) gelegene Bereich des Ventilgehäuses mit der Entlüftungsöffnung (74) über Kanäle (136, 138, 140 und 142) in dem ersten und zweiten Kolben (64; 122) in Verbindung steht und daß eine Einrichtung (Ventilkörper 144) zum Verschließen dieser Kanäle vorgesehen ist, sobald ein Druckabfall im zweiten Bremskreis (Leitung 126) auftritt.

5. Relaisventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kolben (122) als verschiebbar auf dem ersten Kolben (64) sitzender Hohlkolben ausgebildet ist.