DE2457008A1 - COMPRESSED AIR BRAKE SYSTEM WITH AUTOMATIC LOAD-DEPENDENT CONTROL - Google Patents
COMPRESSED AIR BRAKE SYSTEM WITH AUTOMATIC LOAD-DEPENDENT CONTROLInfo
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Description
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Hannover, den 2 6 ο 11.1974 WP 13/74Hanover, 2 6 ο 11.1974 WP 13/74
Wabeο Westinghouse GmbH, HannoverWabeο Westinghouse GmbH, Hanover
Druckluft-Bremsanlage mit automatisch-lastabhängiger RegelungCompressed air braking system with automatic load-dependent control
Die Erfindung "betrifft eine Druckluft-Bremsanlage für luftgefederte Fahrzeuge mit einem automatisch-lastabhängigen Bremskraftregler gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention "relates to a compressed air brake system for air-sprung Vehicles with an automatic load-dependent brake force regulator according to the preamble of claim 1.
Automatisch-lastabhängige Bremskraftregler werden eingesetzt, um den Bremsdruck in den Bremszylindern dem jeweiligen Belastungszustand eines Fahrzeugs anzupassen. Diese Anpassung geschieht selbsttätig, indem der jeweilige von der Achsbelastung abhängige Luftfederbalgdruck den Wert der Bremsdruckminderung oder Bremsdruckerhöhung durch den Bremskraftregler einstellt. Die für jede Fahrzeugtype unterschiedlichen Werte sind dabei von außen einstellbar.Automatic load-dependent brake force regulators are used to adjust the brake pressure in the brake cylinders to the respective load condition of a vehicle. This adjustment takes place automatically, depending on the axle load dependent air bag pressure the value of the brake pressure reduction or brake pressure increase by the brake force regulator adjusts. The different values for each vehicle type can be set externally.
In den meisten Fällen wird nur die Bremskraft der Hinterachse geregelt, wobei der für den Bremskraftregler notwendige Steuerdruck in der Regel von einem der beiden Hinterachsfederbälgen entnommen wird.In most cases, only the braking force of the rear axle is used regulated, whereby the control pressure required for the brake force regulator is usually provided by one of the two rear axle bellows is removed.
Bekannt ist auch, den Steuerdruck von zwei Bälgen abzugreifen und über ein Zweiwegeventil dem Steuerkolben den jeweils höchsten Druck zuzuleiten.It is also known to tap the control pressure from two bellows and to supply the highest pressure to the control piston via a two-way valve.
Unter normalen Umständen haben sich diese Vorrichtungen zum selbsttätigen Einstellen der Bremskraft bei luftgefederten Fahrzeugen bewährt, Bs können jedoch - je nach Einsatzbedingungen der Fahrzeuge - Fälle eintreten, bei welchen die Druck-Under normal circumstances, these devices have been used to automatically adjust the braking force in air-sprung Tried and tested vehicles, but Bs can - depending on the operating conditions of vehicles - cases occur in which the pressure
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höhe.in den beiden Luftfederbälgen so verschieden ist, daß das Fahrzeug - je nachdem von welchem Federbalg der Bremskraftregler angesteuert wird - entweder überbremst oder unterbremst wird.height in the two air bags is so different that the vehicle - depending on which bellows the brake force regulator is controlled by - either over-brakes or is slowed down.
Zum besseren Verständnis werden nachfolgend zwei konkrete Beispiele beschrieben, für welche das oben gesagte zutrifft.For a better understanding, two specific examples are described below to which the above applies.
1. Ein Fahrzeug ist einseitig beladen.1. A vehicle is loaded on one side.
Der Luftfederbalg, welcher sich auf der Fahrzeugseite mit der größeren Belastung befindet, wird mit einem höheren Druck beaufschlagt als der Balg auf der anderen Fahrzeugseite ο Wird nun bei einer Bremsung der Steuerdruck für den Bremskraftregler aus dem mit dem höheren Druck beaufschlagten Federbalg entnommenp so entspricht die Bremswirkung auf dieser Seite den normalen Verhältnissen. Die auf das gegenüberliegende Rad zwangsläufig übertragene gleiche Bremswirkung, welche aufgrund der auf dieser Seite geringeren Achslast zu hoch ist, kann das Rad infolge des geringen Reibungswiderstandes zum Blockieren bringen. Bei Entnahme des Steuerdruckes aus dem mit dem niedrigeren Druck beaufschlagten Federbalg ergibt keine ausreichende Bremswirkung auf der höher belasteten Fahrzeugseite οThe air suspension bellows, which is located on the side of the vehicle with the greater load, is subjected to a higher pressure than the bellows on the other side of the vehicle ο If, during braking, the control pressure for the brake force regulator is taken from the bellows to which the higher pressure is applied, p corresponds to p the braking effect on this side of the normal conditions. The same braking effect that is inevitably transmitted to the opposite wheel, which is too high due to the lower axle load on this side, can cause the wheel to lock due to the low frictional resistance. When the control pressure is taken from the bellows to which the lower pressure is applied, there is no sufficient braking effect on the more heavily loaded side of the vehicle ο
2. Ein Fahrzeug wird in einer Kurve abgebremst.2. A vehicle is braked in a curve.
Das Fahrzeuggewicht verlagert sich infolge der Fliehkraft des in einer Kurve gebremsten Fahrzeuges auf die Seite der Außenkurve. Hier können nun dieselben Folgen wie unter 1.) beschrieben eintreten.The vehicle weight shifts to the side of the vehicle as a result of the centrifugal force of the vehicle braked in a curve Outer curve. The same consequences as described under 1.) can occur here.
Vorstehender Nachteil wird durch eine bekannte Einrichtung derart gelöst, daß zwischen Steuerventil des Reglers und den beiden Luftfederbälgen ein spezielles Zusatzventil eingeschaltet wird, daß aus den Drücken der beiden Luftfederbälge einen Hitteldruck bildet» Dieser Mitteldruck wird dann zur SteuerungThe above disadvantage is solved by a known device such that between the control valve of the regulator and the two air bags a special additional valve is switched on, that one out of the pressures of the two air bags Central pressure creates »This mean pressure then becomes the control
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des ALB-Reglers eingesetzt.of the LSV controller is used.
Diese Lösung ist sehr aufwendig und wegen der Toleranzen und der Hysterese des sogenannten Mitteldruckventils sehr ungenau in der Punktion.This solution is very complex and because of the tolerances and the hysteresis of the so-called medium pressure valve is very imprecise in the puncture.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine einfachere und in. der Punktion genauere Einrichtung zu schaffen.The invention was based on the object of a simpler one and in. the puncture to create a more precise device.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüohen zu entnehmen.The object is achieved according to the invention by the features listed in the characterizing part of claim 1. Expedient refinements of the invention are set out in the subclaims refer to.
Anhand der im Anhang befindlichen Abbildungen wird nachfolgend sowohl der Aufbau als auch die Punktion eines ALB-Reglers mit dem erfindungsgemäßen Tandem-Stufenkolben näher beschrieben.Using the illustrations in the appendix, both the structure and the puncture of a LSV controller with the tandem stepped piston according to the invention described in more detail.
Es zeigen:Show it:
Pig. 1 Das Prinzipbild eines automatisch-lastabhängigen Bremskraftreglers mit der erfindungsgemäßen Neuerung eines,Tandem-Stufenkolbens.Pig. 1 The principle of an automatic load-dependent Brake force regulator with the innovation according to the invention of a tandem stepped piston.
Pig. 2a Das Punktionsschema einer Einkreis-Bremsanlage mit dem erfindungsgemäßen ALB-Regler, gesteuert durch den linken und rechten Luftfederbalgdruck·Pig. 2a The puncture scheme of a single-circuit brake system with the ALB regulator according to the invention, controlled by the left and right air bellows pressure
Pig. 2b Dasselbe Punktionsschema einer Zweikreis-Bremsanlage. Pig. 2b The same puncture scheme for a two-circuit braking system.
Im Gehäuse 1 ist ein Steuerkolben 2 angeordnet; oberhalb desselben befindet sich eine Kammer 3, die über eine öffnung 4 mit der Atmosphäre verbunden ist. Unterhalb des Steuerkolbens 2 be-A control piston 2 is arranged in the housing 1; above it there is a chamber 3 which is connected to the atmosphere via an opening 4. Below the control piston 2
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findet sich eine Kammer 5» die über den Anschluß 6 mit dem Bremsventil 7 verbunden ist. Ein Ventilkörper 8 versperrt in der gezeichneten Stellung einen die Kammer 5 mit einer Kammer 9 verbindenden Einlaßventileitz 10.there is a chamber 5 »which is connected to the brake valve 7 via the connection 6. A valve body 8 blocks In the position shown, an inlet valve 10 connecting the chamber 5 to a chamber 9.
In die Kammer 9 mündet ein an die Bremszylinder 11 führender Anschluß 12 ein. Der Steuerkolben 2 ist mit einer Kolbenstange 13 verbunden, die durch den Ventilkörper 8 abdichtend hindurchgeht und die in einer Ausnehmung 14 eines Kolbens 15 hineinführt.A leading to the brake cylinder 11 opens into the chamber 9 Connection 12 on. The control piston 2 is connected to a piston rod 13 which is sealed by the valve body 8 and which leads into a recess 14 of a piston 15.
Am unteren Ende der Kolbenstange 13 ist eine Gabel 16 befestigt, an deren unterem Ende mittels eines Bolzens 17 ein Hebel 18 angelenkt ist, der außerdem auf einem im Gehäuse befestigten Bolzen 19 schwenkbar ist« Der Hebel 18 bildet zusammen mit einem an seiner Oberseite angeordneten als Rolle ausgebildeten Abstützkörper 20 und einem Hebel 21, der auf einem im Gehäuse 1 befestigten Bolzen 22 schwenkbar ist, eine Übersetzungseinrichtung für die am Steuerkolben 2 und Kolben 15 entstehenden Kräfte»At the lower end of the piston rod 13, a fork 16 is attached, at the lower end by means of a bolt 17 Lever 18 is articulated, which is also pivotable on a bolt 19 fastened in the housing «The lever 18 forms together with a support body 20 arranged on its upper side and designed as a roller, and a lever 21, which on a bolt 22 fastened in the housing 1 is pivotable, a transmission device for the control piston 2 and piston 15 resulting forces »
Der Kolben 15 liegt mit seinem unteren Ende auf der Oberseite des Hebels 21 auf, während sein oberes Ende einen Auslaßventilsitz 23 trägt, der in der dargestellten Stellung am Ventilkörper 8 anliegt. Eine Ringkammer 24 über dem Kolben 15 steht mittels Bohrung 25 mit der Kammer 9 in Verbindung. Eine Kammer 26 unterhalb des Kolbens 15 ist über ein Entlüftungsventil 27 stets mit der Atmosphäre verbunden. Eine Druckfeder verbindet den Kolben 15 mit der Kolbenstange 13 des Steuerkolbens 2.The piston 15 rests with its lower end on the upper side of the lever 21, while its upper end has an outlet valve seat 23, which rests against the valve body 8 in the position shown. An annular chamber 24 is above the piston 15 by means of a bore 25 with the chamber 9 in connection. A chamber 26 below the piston 15 is via a vent valve 27 always connected to the atmosphere. A compression spring connects the piston 15 to the piston rod 13 of the control piston 2.
Der Abstützkörper 20 ist in einer Halterung 29 mit einem Führungsansatz 30 geführt. An der Halterung 29 liegt eine Kolbenstange 31 eines Sandem-Stufenkolbens 32 an, in dessen Kammern 33 und 34 über die Anschlüsse 35 bzw» 36 ein unter lastabhängigem Druck stehendes aus den Luftfederbälgen 37 bzw«The support body 20 is guided in a holder 29 with a guide extension 30. On the bracket 29 is a Piston rod 31 of a Sandem stepped piston 32, in which Chambers 33 and 34 via the connections 35 or "36 a load-dependent pressure from the air suspension bellows 37 or"
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r ύ r ύ
eingesteuertes Druckmittel auf die Ringfläohe 39 des großen Korbens 40 "bzw. auf die KoIbenflache 41 des kleinen Kolbens 42 wirksam istocontrolled pressure medium on the annular surface 39 of the large Korbens 40 "or on the KoIbenflache 41 of the small piston 42 effective iso
Der Führungsansatz 30 mit seinem Anschlag 43 ragt in einen Gehäuseansatz 44 verschiebbar hinein« Innerhalb des Führungsansataes 30 ist zwischen Halterung 29 und einer Verschlußscheibe 45 eine Einetellfeder 46 vorgespannt angeordnet. The guide extension 30 with its stop 43 protrudes into a housing extension 44 slidably inside the guide extension 30, a single-point spring 46 is arranged pretensioned between the holder 29 and a closure disk 45.
Die Punktion des ALB-Reglers mit dem erfindungsgemäßen Tandem-Stufenkolben ist wie folgt:The puncture of the ALB regulator with the tandem stepped piston according to the invention is as follows:
Die bei einer Bremsung vom Bremsventil 7 in die Kammer 5 eingesteuerte Druckluft gelangt am geöffneten Einlaß 10 vorbei in die Kammer 9 und weiter in die daran angeschlossenen Bremszylinder 11. Gleichzeitig hebt sie den Kolben 2 an, der seine Bewegung über die Kolbenstange 13 mit der daran befestigten Gabel 16 und den daran mittels Bolzen 17 angelenkten Hebel 18 auf den Abstützkörper 20 und den Hebel 21 überträgt. Außerdem dringt Druckluft durch die Bohrung 25 in die Ringkammer 24 oberhalb des Kolbens 15 ein und drückt diesen auf den Hebel 21«,The controlled by the brake valve 7 in the chamber 5 when braking Compressed air passes the open inlet 10 into the chamber 9 and further into the chamber connected to it Brake cylinder 11. At the same time it lifts the piston 2, which its movement over the piston rod 13 with the attached to it Fork 16 and the lever 18 articulated thereon by means of bolts 17 to the support body 20 and the lever 21. In addition, compressed air penetrates through the bore 25 into the annular chamber 24 above the piston 15 and presses it on lever 21 «,
Von der Stellung des Abstützkörpers 20, die von der durch die Luftfederbalgdrücke über die Anschlüsse 37 und 38 gesteuerte Bewegung des Steuerkolbens 32 bestimmt ist, hängt es nun ab, wann der Kolben 15 in der Lage ist, die Gegenkraft des vom Kolben 2 gesteuerten Hebels 18 zu überwinden· Sobald dies der Fall ist, bewegt sich der Kolben 15 nach unten« Der nachfolgende Ventilkörper 8 verschließt den Einlaß 10, und die in Fig. 1 dargestellte Bremsabschlußstellung ist erreicht.From the position of the support body 20, which is controlled by the air suspension bellows pressures via the connections 37 and 38 Movement of the control piston 32 is determined, it now depends on when the piston 15 is able to counter the force of the Piston 2 controlled lever 18 to overcome · As soon as this is the case, the piston 15 moves down «The following Valve body 8 closes the inlet 10, and the braking position shown in Fig. 1 is reached.
Bei teilweiser Aufhebung der Bremsung öffnet der nun höhere Druck der Bremszylindern 11 ein Rückschlagventil zwischenWhen the braking is partially canceled, the now higher pressure of the brake cylinders 11 opens a check valve between
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Kammer 9 und Kammer 5, so daß der überschüssige Druck durch die Kammer 5 und das angeschlossene Bremsgerät entweicht. Falls der Bremsdruck in Kammer 5 nicht mehr vorhanden ist, so wird dementsprechend der Kolben 2 entlastet» Seine gegen den Abwartsdruck des Kolbens 15 wirkende Kraft geht verloren, worauf der Kolben 15 von dem noch vorhandenen Druck in Kammer 24 weiter nach unten bewegt wird. Dadurch öffnet sich Auslaß 23 und die Bremszylinder werden durch eine Bohrung im Kolben 15 und über die Entlüftung 27 entlüftet. Da auch die Kammer 24 drucklos wird, geht der federbelaetete Kolben 15 wieder nach oben, hebt den Ventilkörper 8 an und öffnet so den Einlaß 10.Chamber 9 and chamber 5, so that the excess pressure escapes through chamber 5 and the connected braking device. If the brake pressure in chamber 5 is no longer present, the piston 2 is correspondingly relieved of pressure against it the downward pressure of the piston 15 acting force is lost, whereupon the piston 15 is moved further downwards by the pressure still present in chamber 24. This opens up The outlet 23 and the brake cylinders are vented through a bore in the piston 15 and via the vent 27. There too the chamber 24 is depressurized, the spring-loaded piston 15 goes up again, lifts the valve body 8 and opens so the inlet 10.
Der Bremskraftregler befindet sich wieder in der ursprünglichen Lösestellung.The brake force regulator is back in the original release position.
Der in der vorstehenden Aufbau- und Punktionsbeschreibung nur kurz erwähnte erfindungsgemäße Tandem-Stufenkolben 32, welcher aus einem großen Kolben 40 und einem kleinen Kolben besteht und dessen Aufgabe es ist, die beiden unterschiedlichen Federbalgdrücke in einen Mittelwert umzuwandeln, wird nachfolgend im Aufbau und in der Funktion ausführlich beschrieben: The tandem stepped piston 32 according to the invention, which is only briefly mentioned in the above construction and puncture description, which consists of a large piston 40 and a small piston and the task of which is to make the two different The structure and function of converting bellows pressures into an average value is described in detail below:
Der Stufenkolben teilt die Kolbenkammer in eine Ringkammer des großen Kolbens 40 und in eine Kammer 34 des kleinen Kolbens 42. Die Kammer 33 ist über den Anschluß 35 und die Leitung 47 mit dem Federbalg 37 und Kammer 34 über Anschluß und Leitung 48 mit dem Federbalg 38 verbunden» Je nach Belastungshöhe der verbundenen Bälge wird nun Druck in unter-· schiedlicher Höhe (siehe Beispiele 1 u. 2 Seite 2) in die Ringkammer 33 und in die Kammer 34 eingesteuert. Die durch die Drücke beaufschlagten, in ihrer Größe gleichen Kolbenflächen - beim großen Kolben 40 ist es die Ringfläche 39 und beim kleinen Kolben 42 die Gesamtfläche 41 - sind so großThe stepped piston divides the piston chamber into an annular chamber of the large piston 40 and into a chamber 34 of the small piston 42. The chamber 33 is connected via the connection 35 and the line 47 with the bellows 37 and chamber 34 via connection and line 48 connected to the bellows 38 »Depending on the load of the connected bellows is now pressure at different levels (see Examples 1 and 2, page 2) in the Annular chamber 33 and controlled into the chamber 34. The piston areas that are acted upon by the pressures and are of the same size in terms of their size - with the large piston 40 it is the annular surface 39 and with the small piston 42 the total surface 41 - are so large
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bemessen, daß die Summe der aus den Flächenbelastungen resultierenden Kräfte ein Druck-Mittelwert ergibt mit welchem der Stufenkolben der tatsächlichen Achslast entsprechend angesteuert wird, auch dann, wenn durch den Einfluß von einseitiger Beladung oder Kurvenfahrt sich die Luftfederdrücke zwischen linker und rechter Fahrzeugseite unterscheiden.dimensioned that the sum of the surface loads resulting forces results in a mean pressure value with which the stepped piston corresponds to the actual axle load is controlled, even if the influence of one-sided loading or cornering changes the Air spring pressures between the left and right side of the vehicle differentiate.
609824/0-4 U2609824 / 0-4 U2
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