DE2427435A1

DE2427435A1 - Kombiniertes belastungsempfindliches anpass- und relaisventil

Info

Publication number: DE2427435A1
Application number: DE19742427435
Authority: DE
Inventors: Naosuke Masuda
Original assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Current assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Priority date: 1973-06-20
Filing date: 1974-06-06
Publication date: 1975-01-16
Also published as: DE2427435B2; GB1446250A; JPS5213277B2; US3927916A; JPS5018868A; DE2427435C3

Description

Meissner & Meissner

PATE NTANWALTS BÜRO

BERLIN — MÜNCHEN

PATENTANWÄLTE

DIPL-ING. W. MEISSNER (BLN) DiPL-ING. P. E. MEISSNER (MCHN) DIPL-ING. H.-J. PRESTING (BLN)

1 BERLIN 33, HERBERTSTR. 22

6. JUN! 1974

JIDOSHA KIKI 00., LTD

10-12, Xoyogi ^-chome, Shibuya-ku, Tokyo, Japan.

Kombiniertes belastungsempfindliches Anpaß- und Relaisventil

Die Erfindung bezieht sich auf ein Relaisventil für Druckluftbremsanlagen, die in schweren Geschäftskraftwagen wie Omnibussen, Zugmaschinen und Lastwagen installiert werden sollen.

Druckluftbremsanlagen an so großen Fahrzeugen sind gewöhnlich von der Art, bei der ein angezeigter Bremsdruck, der vom Bremsventil kommt, das von der Bedienungsperson durch Druck geöffnet worden ist,' an ein Relaisventil und eine Bremse geführt wird, die einen Druck anlegt, der in Übereinstimmung mit dem Befehl des angezeigten Drucks aus einem Luftreservoir über ein Relaisventil an die Bremsbetätigungseinrichtung gelegt wird. Die Belastung der Achsen der Fahrzeuge können mit der Belastung oder der Verzögerung durch das Anlegen der Bremse in weiten Grenzen schwan-

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BORO MÖNCHEN:	TELEX:	TELEGRAMM:	TELEFON:	BANKKONTO:	POSTSCHECKKONTO:
S MÖNCHEN 22		INVENTION	BERLIN	BERLINER BANK AQ.	W. MEISSNER, BLN-W
ST. ANNASTR. 11		BERLIN	030/885 60 37	BERLIN 31	12282-109
			030/886 23 82	3695716000

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ken. Yon diesem Gesichtspunkt aus ist es wichtig, die Beladung in Begriffen, z.B. des Abstandes zwischen dem oberen und dem unteren Ende einer oder mehreren Hängefedern abzutasten und festzustellen und den angezeigten Druck des Bremsventils nach dem so festgestellten Wert zu regeln und dadurch die Bremskraft entsprechend zwischen den Achsen aufzuteilen und ein übermäßiges Bremsen oder Blockieren bestimmter Räder zu verhindern.

In üblichen Druckluftbremsanlagen sind Regelventile, die allgemein als Belastungsanpaßventile bekannt sind, zur Druckregelung entsprechend den Änderungen der Fahrzeughöhe oder der Veränderungen des Abstandes zwischen dem oberen und dem unteren Ende der Hängefedern zwischen dem Bremsventilen und den Relaisventilen so angebracht, daß die angezeigten Drücke an den Bremsventilen geregelt werden, bevor sie an die Relaisventile gelangen. Die Anlage für den angezeigten Druck in einer gewöhnlichen Druckluftbremsanlage enthält ein Bremsventil, ein die Belastung abtastendes Ventil und ein Relaisventil. Die Menge der in der Leitung mit solchen Elementen enthaltene Luft ist nicht gering. Da Luft ein leicht zusammendrückbares Medium ist, führt die große Menge an in der Leitungen zurückgehaltener Luft zu einer Verzögerung des Ansprechens auf den Befehl am Leitungsende. In einer Anlage mit angezeigtem Druck dieses Aufbaues werden die Differentialdrücke, die gewöhnlich zwischen Einlaß und Auslaß des belastungsempfindlichen Anpaßventils und dem Relaisventil erzeugt werden, miteinander addiert. Dadurch wird es unmöglich ein leichtes und genaues Ansprechen des Bremsdruckes auf den Befehl zu erhalten.

Die Hauptaufgabe der Erfindung ist, es ein Relaisventil anzugeben, das schnell anspricht, einen genau dem angezeigten Bremsdruck entsprechenden Bremsbetätiger ermög-

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licht, der sich nahe dem Punkt befindet, an dem das Bremsen ausgelöst wird und, auch in dem Gebiet befindet, in dem der angezeigte Bremsdruck verhältnismäßig niedrig ist, und eine entsprechende Bremskraft zum Ändern der Belastung liefert, so daß die erwähnten Nachteile vermieden werden.

Hierfür besitzt das kombinierte belastungsempfindliche Anpaß- und Relaisventil nach der Erfindung den folgenden Aufbau: Es enthält eine Ventilscheibe die im Ruhezustand geschlossen gehalten wird, und eine Steuerkolbeneinrichtung zum einstellbaren Bewegen der Ventilscheibe zum Öffnen des Ventils entsprechend der Nutzlast oder einer Bremslast. Die Steuerkolbeneinrichtung besteht aus drei koaxial angeordneten druckempfindlichen Kolben, von denen der dritte mit dem ersten aus einem Stück besteht. Der erste druckempfindliche Kolben besitzt einen nach unten gerichteten Vorsprung, der von der Mitte seiner Unterseite ausgeht, und einen Ventilsitz: am unteren Ende des Vorsprungs, der einander gegenüberliegend den Ventilsitz der Ventilscheibe berührt. Der zweite druckempfindliche Kolben steht mit dem ersten Kolben über den dritten Kolben und eine Belastungsfeder in Eingriff. Ein druckreguliertes Steuergerät, das aus einem druckgeregelten Ablaßventil besteht, wird in Ruhezustand offen gehalten, und ein Zuführventil für den angezeigten Druck, das im Ruhezustand geschlossen gehalten wird, ist mit einem Teil des zweiten druckempfindlichen Kolbens versehen, der als Ventilsitz dient. Eine Kammer für den angezeigten Druck befindet sich über dem zweiten Kolben und eine Kammer für den geregelten Druck zwischen der Unterseite des zweiten Kolbens und der Oberseite des dritten Kolbens. Das Ablaßventil für den geregelten Druck, das das Öffnen und Schließen des vom angezeigten Druck gespeisten Ventils und das Ausströmen des geregelten Drucks beherrscht, ist so angeordnet, daß seine Lage nach der

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Nutzlast oder der Bremslast des mit dem Relaisventil ausgerüstetem Fahrzeug eingestellt werden kann.

Andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. In diesen ist:

Figur 1 ein Vertikalschnitt eines Relaisventils nach der Erfindung;

Figur 2 ein Diagramm der Charakteristiken des angezeigten Drucks zum Ausgangsdruck des Relaisventils nach der Erfindung;

Figur 3A ein Schema der Druckluftbremsanlage mit einem üblichen Relaisventil und

Figur 3B ein Schema einer Druckluftbremsanlage mit einem Relaisventil nach der Erfindung.

Figur' 1 zeigt einen Ventilkörper mit einer Ventilscheibe 3, die einen Ablaßkanal 2 besitzt und durch Flansche mit einem Zylindergehäuse 4- verbunden ist. Innerhalb des Zylindergehäuses befindet sich eine Steuerkolbeneinrichtung zum einstellbaren Bewegen der Ventilscheibe 3* um das Ventil zu öffnen.

Die Steuerkolbeneinrichtung besteht aus einem ersten druckempfindlichen Kolben 7 mit einem abwärts gerichtetem Vorsprung 5> der von der Mitte seiner Unterseite ausgeht, und ferner einem dritten druckempfindlichen Kolben 6 an seiner Oberseite, einem Federrückhalter 8, der an das obere Ende des dritten druckempfindlichen Kolbens 6 angepaßt ist, einer Doppellastfeder 9, die auf dem Federrückhalter aufsitzt, und einem zweiten druckempfindlichen Kolben 10,

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der sich an der Belastungsfeder 9 befindet.

An der Oberseite des Zylindergehäuses 4 ist durch Flanschverbindungen ein Zylindergehäusedeckel befestigt. Zwischen der Unterseite des Gehäusedeckels 11 und der Oberseite des zweiten Kolbens 10 befindet sich eine Kammer 12 für den angezeigten Druck, die mit der Einlaßöffnung 13 für den angezeigten Druck in Verbindung steht.

Ein druckregulierter Regler besteht aus einem "Ventil 14 für den angezeigten Druck und einem Ablaßventil I5 für den geregelten Druck die koaxial zueinander verlaufen. Das Ventil 14 ist im Ruhezustand durch eine Feder nach unten gedrückt und sitzt auf dem Ventilsitz I7 auf, der sich an der oberen Fläche des zweiten druckempfindlichen Kolbens 10 befindet.

Das Ablaßventil I5 für den geregelten Druck wird im Ruhezustand offen gehalten. Die Kammer 18 für den geregelten Druck steht mit der Atmosphäre über ein kleines Loch 19» einen Entlüftungskanal 20 und ein weiteres kleines Loch 21 des Ventils 15 in Verbindung. Das Ventil 15 ist wiederum über einen Verbindungsstift 22 an seiner Oberseite mit einem Hubeinsteller 25 und von dort über eine entsprechende Verbindung mit dem unteren Ende einer Hängefeder verbunden. Wenn somit der untere Teil der Feder mit einer Belastungsänderung verschoben wird und demnach die Verbindungsstange 23' des Hubeinstellers auf oder abbewegt wird, dreht sich der Einsteller 23 um einen Schwenkstift 24- mit der Folge, daß das drückgeregelte Ablaßventil 15 im Zuführventil 14 für den angezeigten Druck auf- und abgleitet und eine Verschiebung der Hängefeder in verkleinertem Maßstab reproduziert.

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Der zweite druckempfindliche Kolben 10 bewegt sich nach unten und drückt die Belastungsfeder 9 beim Einführen eines angezeigten Drucks Pi in die zugehörige Kammer 12. Die Elastizität der Feder 16 drückt das V_entil

nach unten bis sein Ventilsitz 25 den Sitz 26 des Ablaßventils 15 berührt, wenn sich dieses schließt.

Bei einem weiteren Heruntergehen des zweiten Kolbens wird, während das Zuführventil 14 für den angezeigten Druck durch das Ablaßventil I5 unbeweglich gehalten wird, der Ventilsitz 17 des zweiten Kolbens aus dem Ventilsitz 25 des Ventils 14 weggedrückt und somit ein Einströmen des angezeigten Drucks Pi in die Kammer 18 für den geregelten Druck ermöglicht.

Um den Hubeinsteller 23 zu halten, während das Ablaßventil* 15 nach unten gedrückt wird, wird eine gewundene Blattfeder 27 um den Stift 24 gelegt. EinStaubdeckel 28 aus elastischem Material bedeckt die verbundenen Teile des Hubeinstellers 23 und das Ablaßventils 15·

Eine Einlaßöffnung 29 ist für den Bremsdruck Pt bestimmt. Die Ventilscheibe 3 wird durch eine Feder 30 nach oben vorgespannt. Mit 31» 32 und 33 sind die Ventilsitze des ersten druckempfindlichen Kolbens 7» der Ventilscheibe bzw. des Ventilkörpers bezeichnet. Eine Ausgangsdruckkammer 34- steht mit einer Auslaßdrucköffnung in Verbindung. Der erste Kolben 7 wird von einer Feder 36 nach oben gedruckt. Ein Luftablaß ist mit 37 bezeichnet.

Die Arbeite- und Ausführungscharakteristik des Eelaisventils nach der Erfindung des beschriebenen Aufbaues ist wie folgt.

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Figur 1 zeigt das Relaisventil im nicht-wirksamen Zustand. Die Hauptventilscheibe 3 ist durch den Druck Pt eines Luftreservoirs, der über die Einlaßöffnung 29 vom Aufwärtsdruck der Feder 30 geliefert. Wenn in diesem Zustand ein angezeigter Druck Pi durch die Einlaßöffnung 13 eingeführt wird, wird der druckempfindliche Kolben 10 nach unten gedrückt, wobei das Zuführventil 14- auf dem Ventilsitz 17 des zweiten Kolbens 10 aufsitzt. Diese Abwärtskraft wird über die Belastungsfeder 9» cLen Federrückhalter 8 und den dritten druckempfindlichen Kolben 6 vollständig auf den druckempfindlichen Kolben 7 übertragen. Folglich bewegt sich der erste Kolben 7 gegen die Feder 36, bis der Ventilsitz 31 des nach unten gerichteten Vorsprungs 5 an den Ventilsitz 32 der Hauptventilscheibe 3 angreift und so das Ventil öffnet. Dadurch kann der Druck Pt des Luftreservoirs von der Einlaßöffnung 29 über den Raum zwischen dem Ventilsitz 32 der Ventilscheibe 3 und dem Sitz 33 des Ventilkörpers in die Kammer 34- für den Ausgangsdruck strömen und dort einen Ausgangsdruck Po erzeugen. Der Ausgangsdruck Po wirkt am ersten Kolben 7 und drückt diesen nach oben. Außer, wenn das Ablaßventil 15 für den regulierten Druck durch das V_entil 14- geschlossen ist, wird ein Ausgangsdruck Po in einer Stellung gehalten, in der die Abwärtskraft, die vom angezeigten Druck erzeugt wird mit der Aufwärtskraft, die vom Ausgangsdruck Po erzeugt wird, ausgeglichen ist. Die Charakteristik des Relaisventils nach der Erfindung wird in diesem Zustand durch die Linie 0-B in Figur 2 dargestellt.

Ein weiteres Heruntergehen des zweiten druckempfindlichen Kolbens 10 drückt den Ventilsitz 25 des Zuführventils 14-in Kontakt mit dem Sitz 26 des Ablaßventils 15 und schließt so dieses Ventil und öffnet darauf das Ventil 14-, Das Offnen des Ventils 14- läßt den angezeigten Druck Pi in die Kammer 18 für den geregelten Druck gelangen und entwickelt

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dort einen geregelten Druck. Da der geregelte Druck eine Aufwärtskraft am zweiten Kolben 10 bewirkt, wird ein geregelter Arbeitsdruck Pc in dem Zustand erhalten, in dem die vom angezeigten Druck erzeugte Abwärtskraft mit der Aufwärtskraft durch den geregelten Druck im-Gleichgewicht ist. Der geregelte Druck Pc, der so erhalten wird, liefert eine Abwärtskraft am dritten Kolben 6. Diese Abwärtskraft plus der Belastung der Feder 9 wird mit der Aufwärtskraft, die vom Ausgangsdruck Pc geliefert wird und am ersten Kolben 7 wirkt, ins Gleichgewicht gebracht. Die Charakteristik des Relaisventils in dem beschriebenen Zustand wird durch die Linie B-C in Figur 2 dargestellt.

Wenn hier der angezeigte Druck Pi abfällt, geht der Abgleich der am zweiten druckempfindlichen Kolben 10 wirkenden Kräfte verloren, so daß der Kolben ansteigt und das druckregulierte Ablaßventil 15 öffnet. Dadurch wird der regulierte Druck durch das Ablaßventil 15 und die kleinen Löcher 21 in die Atmosphäre abgelassen. Auf diese Weise folgt dem Abfall des angezeigten Drucks eine entsprechende Abnahme des regulierten Drucks.

In diesem Fall trägt das Ablaßventil 15 einfach die Abwärtskraft, die das Ventil 14 für den angezeigten Druck wegen dieses Drucks aufnimmt. Der Hubeinsteller 23 ist leicht beeinflußt und das Relaisventil nach der Erfin₌ dung ist in seinem Arbeiten nicht ungünstig beeinträchtigt,

Wenn andererseits das Ablaßventil 15 anfangs durch den Hubeinsteller 23 angehoben gehalten wird, d.h. wenn das Zuführventil 14 für den angezeigten Druck offen ist, während das Ablaßventil 15 geschlossen bleibt, tritt der angezeigte Druck Pi in die Kammer 18 für den geregelten Druck ein und übt eine Aufwärtskraft am dritten Kolben

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aus. Die Relaisventilcharakteristik, die in diesem Zustand auf dem Ausgleich, der am ersten Kolben 7 wirkenden Kräften basiert, wird durch die Linie 0-A in Figur 2 angezeigt.

Der Gradient der Linie 0-B in Figur 2 hängt im wesentlichen vom Verhältnis des Ausgangsdruckgebietes des ersten Kolbens zum Gebiet des angezeigten Drucks' des zweiten Kolbens ab und kann frei gewählt werden, wie es z.B. durch 0-B¹ oder 0-B" dargestellt ist. Auch die Gradienten B-C und 0-A derselben Figur können, wenn gewünscht, in BJ-G¹, B"-C" oder 0-A¹, 0-A" durch Verändern des Verhältnisses des Gebietes des geregelten Drucks des dritten Kolbens zum Gebiet des Ausgangsdrucks des ersten Kolbens geändert werden. Der Punkt B kann nicht nur durch. Ändern des Ortes des Ablaßventils 15 und des Gebietes des angezeigten Drucks des zweiten Kolbens 10, sondern in gleicher Weise auch, durch Verwenden einer Belastungsfeder mit einer anderen Federkonstante verschoben werden.

Sollte ein Bruch oder eine Beschädigung in einem Teil des Gestänges auftreten, das den Hubeinsteller mit einem entsprechenden Punkt einer oder mehrerer Hängefedern verbindet, kann aus dem angezeigten Druck ein hoher Ausgangsdruck, wie es durch die Eingangs- Ausgangscharakteristikslinien 0-D, 0-D¹ oder 0-D" in Figur 2 angezeigt ist, durch Abwärtsbewegen des Ablaßventils 15 erhalten werden, so daß die Bremswirkung erhöht wird. Deshalb ist es zweckmäßig, wie Figur 1 zeigt, die Blattfeder 27 rund um das Gelenk 24 am Zylinderdeckel 27 zu legen und den Hubeinsteller 23 nach, rechts gedreht oder das Ablaßventil 15 abwärtsgedrückt zu halten.

Figur 3 zeigt schematische Darstellungen zweier' vergleichbarer Bremsanlagen mit einem üblichen Relaisventil und dem

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Ventil nach der Erfindung. In Figur 3A, die den ersten Fall zeigt, besteht die Anlage für den angezeigten Druck aus einem Luftrevervoir 38, einem fußbetätigtem Bremsventil 39, einem belastungsempfindlichen Anpaßventil 40 und einem gewöhnlichen "Ventil 41. Der Bremsdruck wird vom Luftreservoir 38 über das Relaisventil 41 an eine Bremse 42 gelegt, die einen Durchhangeinsteller 43 dreht. In Figur 3B, die den zweiten Fall zeigt, enthält die Anlage für den angezeigten Druck nur ein Luftreservoir 38, ein Bremsventil 39 und ein Relaisventil 44 nach der Erfindung. Die Verwendung dieses Relaisventils macht einen einfachen Aufbau der Anlage möglich.

Wie sich aus der Beschreibung ergibt, vereinfacht die Aufnahme des Relaisventils nach der Erfindung nicht nur den Aufbau der Entilanlage, sondern ergibt auch eine größere Bremswirkung. Da die Bremskraft der auftretenden Nutzlast und der Belastungsschwankung beim Bremsen am besten angepaßt werden kann, liefert die Erfindung keinen geringen Beitrag zum sicheren Betrieb schwerer Fahrzeuge.

Zusammenfassung;

Die Erfindung betrifft die Kombination eines belastungsempfindlichen Anpaßventils, das eine Ventilscheibe, die einen Ablaßkanal in der axialen Mitte besitzt und im Ruhezustand geschlossen gehalten wird, und eine Steuerkolbeneinrichtung zum einstellbaren Bewegen der Scheibe zum Öffnen des Ventils enthält und dadurch gekennzeichnet ist, daß die Steuerkolbeneinrichtung aus drei druckempfindlichen Kolben besteht, wobei der dritte Kolben mit dem ersten Kolben aus einem Stück besteht, der erste Kolben einen nach unten gehenden Vorsprung besitzt, der von seiner Unterseite ausgeht, wobei das untere Ende des Vorsprungs

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Claims

Patentansprüche:

y-1 ./Kombiniertes belastungsempfindliches Anpaß- und Re- ^-^ laisventil mit einer Ventilscheibe, die in der axialen Mitte einen Ausströmkanal besitzt und im Ruhezustand geschlossen gehalten wird, und mit einer Kolbeneinrichtung zum einstellbaren Bewegen der Scheibe und somit zum Öffnen des Ventils, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkolbeneinrichtung aus drei druckempfindlichen Kolben (6,7*10) besteht, von denen der dritte Kolben (6) mit dem ersten Kolben C⁷) aus einem Stück besteht, der erste Kolben einen abwärtsgerichteten Vorsprung (5) besitzt, der von seiner Unterseite ausgeht, wobei das untere Ende des Vorsprungs (5) e.ls Ventilsitz dient und gegenüber der Ventilscheibe (3) liegt und mit dieser in Eingriff kommen kann, daß eine Belastungsfeder (9) zwischen den zweiten (10) und den dritten (6) Kolben liegt, daß ein druckgeregelter Regler aus einem druckgeregelten Ablaßventil (15) im Ruhezustand offen gehalten wird und ein Zuführventil (14) für den angezeigten Druck (Pi) im Ruhezu-

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BORO MÖNCHEN: TELEX: TELEGRAMM: TELEFON: BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO: 8 MÖNCHEN 22 INVENTION BERLIN BERLINER BANK AG. W. MEISSNER, BLN-W ST. ANNASTR. 11 BERLIN 030/885 60 37 BERLIN 31 122 82-109 030/886 23 82 3695716000

stand geschlossen gehalten wird, wobei ein Teil des zweiten Kolbens (10) als Ventilsitz dient, eine Kammer (12) für den angezeigten Druck über dem zweiten Kolben (10) angeordnet ist und eine Kammer (18) für den geregelten Druck sich zwischen der Unterseite des zweiten Kolbens (10) und der Oberseite des dritten Kolbens (6) befindet, daß das Ablaßventil (15) für den geregelten Druck das öffnen und Schließen des Zuführventils (14-) und das Ausströmen des regulierten Drucks beherrscht, das so angeordnet ist, daß seine Lage entsprechend der ITutzlast des mit dem Ventil ausgerüstetem Fahrzeug einstellbar ist.
2. V_entil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite druckempfindliche Kolben "!O) ein Druckaufnahmegebiet besitzt, das größer als das des dritten Kolbens (7) ist.
3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß . das Ablaßventil (15) für den geregelten Druck des druckgeregelten Reglers mit einem Hubeinsteller (23) verbunden ist, der wiederum über Verbinder mit dem unteren Teil einer oder mehrerer Hängefedern verbunden ist.
4. Ventil nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet, daß der Hubeinsteller (23) von einem Stift (24·) und das Ablaßventil (15) ^an einem Stift (22) drehbar gehalten wird und'in der Richtung vorgespannt ist, in der es durch die Feder (16) öffnet, die um den Stift (24) gelegt ist.

g. P- E-

Patentanwalt/

i kr

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