DE2457543A1

DE2457543A1 - Lastabhaengig gesteuertes druckbemessungs-relaisventil

Info

Publication number: DE2457543A1
Application number: DE19742457543
Authority: DE
Inventors: Isao Suzuki; Itiro Yanagawa
Original assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Current assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Priority date: 1973-12-06
Filing date: 1974-12-03
Publication date: 1975-06-12
Also published as: DE2457543C3; DE2457543B2; JPS5085771A; GB1460394A; US3937975A; JPS5228194B2

Description

10-12, Yoyogi 2-chome, Shibuya-ku, Tokoi/Japan

Lastabhängig gesteuertes Druckbemessungs-Relaisventil

Die Erfindung betrifft ein lastabhängig gesteuertes Druckbemessungs-Relaisventil für eine Druckluft-Bremsanlage von Schwerlastfahrzeugen.

Ziel und Zweck der Erfindung ist es, ein mit einem lastabhängig gesteuerten Bemessungssteuerventil kombiniertes Relaisventil zu schaffen, das den Brems-Zuleitungsdruck, wenn dieser, aus welchem Grund auch iuimer, .vom modulierten Druck überstiegen werden sollte, unmittelbar auf das Niveau des letztgenannten Druckes reduziert und.

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dabei einen Abfall des Ventilausgangs vermeidet und eine konstante Bremskraft gewährleistet. Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ergibt sich aus dem beigefügten Ansprach.

V/eitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie aus beigefügter Zeichnung. Hierbei zeigen:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein Relaisventil gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine graphische Darstellung mit den Charakteristiken des Relaisventils und .

Fig. 3 ein Schaltbild eines Druckluft-Bremskreises mit dem erfindungsgemäßen Ventil.

Gemäß Fig. 1 umfaßt ein Relaisventil gemäß der Erfindung ein Gehäuse 3, welches einen mit einer axialen Austrittsbohrung 1 versehenen Ventilteller 2, eine Steuerkolbenanordnung zur steuerbaren Bewegung des Ventiltellers 2 zur Öffnung des Ventils und eine modulierte Druck-Steuerventileinheit 4 zur Einführung eines modulierten Druckes aufweist, um die Nutzlast oder den Bremslastzustand des Fahrzeuges auf die Steuerkolbenanordnung anzupassen. Die Steuerkolbenanordnung umfaßt drei auf Druck ansprechende Kolben, nämlich einen ersten Kolben 5, einen zweiten Kolben 6 und einen dritten Kolben 7-

Der erste auf Druck reagierende Kolben 5 weist mittig einen nach unten gerichteten Fortsatz 8 auf, an dessen unterem Ende ein mit dem Ventilteller 2 in Wirkverbindung stehender Ventilsitz 9 ausgebildet ist. Der Kolben 5 " weist ferner einen nach oben gerichteten Fortsatz 10 auf, der sich in den zweiten auf Druck ansprechenden Kolben 6 hinein erstreckt, wobei der Kolben 5 über einen an seinem oberen Ende ausgebildeten Stopper (Vorsprung) 11 mit dem zweiten Kolben 6 in Wirkverbindung steht. Zwischen

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dem Gehäuse 3 und dem oberen Ende des .zweiten Kolbens ist eine Druckfeder 42 angeordnet. Der dritte auf Druck ansprechende Kolben 7 ist mit dem zweiten Kolben 6 mit Hilfe seiner sich nach oben erstreckenden, an einem am zweiten Kolben 6 oberseitig ausgebildeten Anguß 13 befestigten Stange 12 verbunden.

Zwischen dem ersten Kolben 5 und dem,zweiten Kolben 6 ist eine indizierte Druckkammer 14 zur Aufnahme des über Einlaß 15 einströmenden indizierten Druckes Pi angeordnet . Unterhalb des dritten Kolbens 7 ist eine modulierte Druckkammer 16 zur Aufnahme eines durch einen Durchlaß 17 von der Steuerkolbeneinheit 4 einströmenden modulierten Druckes Pm ausgebildet.

Am Ventilteller 2 in geöffneter Stellung strömt Brems-Speisedruck Pt vorbei und tritt in eine Ausgangsdruckkammer 18 ein, während gleichzeitig ein Teil des Druckes durch einen Durchlaß 19 in die modulierte Druck-Steuerventileinheit 4 geführt wird.

Die Einheit 4 umfaßt einen im Gehäuse hin- und herbewegbaren Druckkolben 20, ein Sub-Ventil, das in seiner Mitte eine axiale Austrittsbohrung 22 aufweist und in einer in einem mittigen Anguß des Kolbens 20 ausgebildeten Speisedruckkammer 21 angeordnet ist, eine an der Atmosphärenseite des Druckkolbens 20 angeordnete Ausgleichsfeder 24 sowie eine Austrittsventilstange 26, die an ihrem dem Sub-Ventil anliegenden Ende mit einem Austrittsventilsitz 25 versehen ist.

Das andere Ende der Stange 26 trägt eine Rolle 27 und einen mit einer Nockenplatte 30 versehenen Hubversteller 31. Die Nockenplatte 30 weist eine mit der Rolle 27 in Berührung stehende Arbeitsnockenfläche 28 auf. Eine außer Eingriff stehende Nockenfläche 29 ist am Gehäuse mit Hilfe eines Bolzens 32 schwenkbar angebracht.

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Als ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist ein Sperrbzw. Rückschlagventil (check valve) 33 nach Art eines Kugelventils vorgesehen, das mit Hilfe einer Feder 34 in normalerweise geschlossener Stellung gehalten wird. Die Einlaßseite dieses Ventils 33 steht über eine Ausgangsdruckkammer 35 und den Durchlaß 17 mit der modulierten Druckkammer 16 in⁵Verbindung, während die Auslaßseite des Ventils 33 über einen im Druckkolben 20 ausgebildeten radialen Durchlaß 36 und Durchlaß 19 mit einem Speisedruckeinlaß 37 verbunden ist.

Eine Feder 38 hält die Austrittsventilstange 26 derart unter Vorspannung, daß die am vorderen Ende der Stange angeordnete Rolle 27 in Kontakt mit der Nockenscheibe 30 gehalten ist. Es ist ferner eine andere Feder 39 vorgesehen, welche die Nockenscheibe 30 im Uhrzeigersinn dreht, wenn immer der Hubversteller 31 aus irgendeinem Grunde einmal nicht sauber funktionieren sollte.

Die Wirkungsweise des in der beschriebenen V/eise aufgebauten Relaisventils gemäß der Erfindung ist folgende: Wenn das (hier nicht dargestellte) Bremssteuerventil vom Fuß des Fahrers niedergedrückt und geöffnet wird, wird dementsprechend ein indizierter Druck Pi durch den Einlaß 15 in die indizierte Druckkammer 14 eingeleitet. Solange, wie dort kein modulierter Druck Pm vorhanden ist (d. h., während das Fahrzeug in beladenem-Zustand ist), wird der erste auf Druck ansprechende Kolben 5 in der untersten Stellung gehalten durch eine Kraft, die gleich ist dem Betrag, der sich aus der Multiplikation der dmickaufnehmenden Fläche des ersten Kolbens mit dem indizierten Druck ergibt, so daß der Ventilteller 2 vom am unteren Ende des nach unten gerichteten Fortsatzes 8 ausgebildeten Ventilsitz 9 aufgedrückt wird. Andererseits findet ein Speisedruck Pt seinen Weg durch den hohlen Ventilteller 2 in die Ausgangsdruckkammer 18,

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um darin einen Ausgangsdruck Po zu ergeben. Der Druck Po wirkt gegen die Unterseite des ersten auf Druck reagierenden Kolbens 5, um diesen anzuheben. Die Stelle, wo der Ausgangsdruck Eo mit der von dem auf den Kolben 5 wirkenden indizierten Druck Pi herrührenden, nach unten gerichteten Kraft ausgeglichen ist, wird als Bremsanlegedruck festgelegt. Der Druck Po wird dann durch die Auslaßöffnung 41 zu den (hier nicht dargestellten) Bremsverstellern geführt.

Wenn die Nutzlast des Fahrzeuges abgeladen ist, dreht der Hubversteller 31 in entgegengesetztem Uhrzeigersinn, bringt die Wirknockenfläche 28 an der Rolle 27 zur Anlage und drück dabei die Stange 26 nach rechts. Folglich schließt der Austrittsventilsitz 25 die Austrittsbohrung 22 und öffnet das Sub-Ventil 23. . Dies ermöglicht es dem Speisedruck Pt durch die Durchlässe 19, 36 und den Raum zwischen einem Speiseventilsitz 40 und dem Subventil 23 in die Ausgangs druckkammer 35 zu strömen. Ein auf diese Weise in der Kammer 35 hervorgerufener modulierter Druck Pm wird über den Durchlaß 17 in die modulierte Druckkammer 16 geleitet. Vom modulierten Druck wird eine nach oben gerichtete Kraft auf den dritten auf Druck ansprechenden Kolben 7 ausgeübt und damit auch der zweite Kolben 6 mittels der sich nach oben erstreckenden Stange 12 und des mit dieser verbundenen Angusses 13 nach oben bewegt. Die nach oben gerichtete Kraft entspricht etwa der Vorspannung der Druckfeder Wie aus vorstehender Beschreibung zu ersehen ist, bewegt sich die Steuerkolbenanordnung nach unten mit einer Kraft, die gleich ist dem Unterschied zwischen der nach unten gerichteten Kraft, mit welcher der indizierte Druck Pi auf den auf Druck ansprechenden Kolben 5 wirkt, und der nach oben gerichteten, auf den zweiten Kolben 6 wirkenden Kraft. Das Ventil 2 wird nach oben gedruckt, bis ein entsprechender Ausgangsdruck Po eingeführt wird.

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Während das Fahrzeug in einem belasteten Zustand ist, liegt die Rolle 27 an dem Abschnitt der Wirknockenfläche 28 an, welcher der Nutzlast entspricht; Demgemäß wird die Stange 26 nach rechts verschoben und hält dabei das Sub-Ventil 23 offen. Der Druck aus der Ausgangsdruckkammer 35 dient dazu, den Druckkolben 20 nach rechts zu drücken und das Sub-Ventil 23 zu schließen. Der modulierte Druck Pm wird festgesetzt an der Stelle, wo er mit der Kraft der Ausgleichsfeder 24 ausgeglichen ist. Auf diese Weise wird ein der Position der Stange 26 oder der vom Fahrzeug getragenen Nutzlast entsprechender modulierter Druck erzielt. Auf diese Weise wird ein der Nutzlast entsprechender Ausgangsdruck Po durch die Verbindung zwischen dem zweiten Kolben 6 und dem dritten Kolben 7 geführt.

Normalerweise wird der Speisedruck Pt höher gewählt als der modulierte Druck Pm. Wenn aus irgendeinem Grunde der Speisedruck Pt abfällt und der modulierte Druck relativ hoch wird, hat das zur Folge, daß, wie aus vorstehenden Ausführungen zu ersehen ist, ein niedriger Ausgangsdruck Po auf die Bremsversteller wirkt. Wenn dies der Fall ist, öffnet sich bei der hier beschriebenen Ausführungsform der Erfindung das im Druckkolben 20 der modulierten Druck-Steuerventileinheit 4 eingebaute Kugeltyp-Sperrventil 33, um den modulierten Druck Pm auf ein Maß zu reduzieren, das dem Speisedruck Pt entspricht. An dem Punkt, an dem das offene Sperrventil 33 den modulierten Druck Pm auf ein bestimmtes Maß herabgesetzt hat, ist der Kräfteausgleich zwischen dem Druckkolben 20 und der Ausgleichsfeder 24 verlorengegangen. Somit kann die Feder 24 den Kolben 20 unter Beibehaltung eines ausreichenden Spaltes zwischen dem Speiseventilsitz 40 und dem Sub-Ventil 23 (gemäß Fig. 1 nach links) drücken, um eine Verbindung zwischen der vom Druck Pm beaufschlagten Seite und der vom Speisedruck Pt beaufschlagten Seite herzustellen und damit diese beiden Drucke vollkommen auszugleichen.

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Wie oben festgestellt, kann bei dem erfindungsgemäßen Relaisventil der modulierte Druck Pm unter keinen Umständen den Speisedruck Pt übersteigen und es besteht keine Gefahr einer unzureichenden Bremskraft, unabhängig vom Nutzlastzustand des Fahrzeugs.

Die Wirkungsweise des Relaisventils mit den vorstehend erwähnten Merkmalen ist in Fig. 2 graphisch dargestellt. Die Linie O-D ist die Ausgangscharakteristik des an einem belasteten Fahrzeug angeordneten Ventils. Die Linie 0-A ist die Charakteristik in einem unbelasteten Zustand. Hier besteht für den modulierten Druck Pm2 das Verhältnis PmK Pm2. Wenn der Speisedruck Pt absinkt, wenn der Bremsausgangsdruck PoE am Punkt E auf Linie 0-A ist, d. h. um ΔP von Pm2 absinkt, dann verändert sich der modulierte Druck vom Wert Pm2 zum Betrag Pm2 -ΔΡ, wie aus vorstehender Erläuterung zu ersehen ist. Der Abfall des Druckes Pt reduziert demzufolge den indizierten Druck aus dem Bremsventil auf den Betrag Pi - ΔΡ. Somit ist der Ventilausgangsdruck PoE am Punkt E verschoben auf den Druck PoF bei F. Dieses Beispiel zeigt den Fall, daß Pi=Pt=Pm2. Der Ausgangsunterschied PoF -PoG stellt die Zunahme des Bremszuführdruckes dar, der mit Hilfe des erfindungsgemäßen Relaisventils erzielt wird.

Fig. 3 zeigt schematisch eine typische Anordnung.eines Druckluft-Bremskreises, bei dem das erfindungsgemäße Relaisventil verwendet"wird. Das System zur Lieferung des indizierten Druckes Pi weist einen Druckluftbehälter AR, ein Bremsventil BV und ein Relaisventil RV gemäß der Erfindung auf. Der vom indizierten Bremssystem gesteuerte Ausgangsdruck Po wird dann vom Relaisventil RV zu einer Kraftkammer (einem Druekzylinder) PC geführt, welche wiederum eine Gestängenachstellvorrichtung SA betätigt. Der modulierte Druck Pm wird durch Steuerung mit einem Hubversteller SC gemäß der Nutzlast des Fahrzeuges erzielt.

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Wie vorstehend erläutert, bietet das lastabhängig gesteuerte Ventil gemäß der Erfindung eine zusätzliche Sicherheit für das Bremsen von Fahrzeugen, da das Verhältnis von Ausgangsdruck zu indiziertem Druck unabhängig von der Nutzlast unverändert bleibt, sogar dann, wenn der Druck im Druckluftbehälter abnormal verringert sein sollte.

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Claims

Patentanspruch

Lastabhängig gesteuertes, in einem Relaisventil angeordnetes Druckbemessungs-Relaisventil, gekennzeichnet durch einen eine mittige, axial angeordnete Austrittsbohrung (1) aufweisenden, normalerweise geschlossenen Ventilteller (2), durch eine Steuerkolbenanordnung zur steuerbaren Bewegung des Ventiltellers (2) in geöffnete Stellung, durch eine modulierte Druck-Kontrollventileinheit (4) zur Zuführung von in Abhängigkeit von der Nutzlast oder •Bremslast des Fahrzeuges moduliertem Druck (Pm) zur Steuerkolbenanordnung, die aufweist

einen ersten auf Druck ansprechenden Kolben (5) mit einem daran ausgebildeten, nach unten gerichteten Fortsatz (8), der an seinem unteren Ende mit einem mit dem Hauptventilteller (2) in Berührung bringbaren Ventilsitz (9) versehen ist,

einen zweiten auf Druck· ansprechenden Kolben (6), der über einen am oberen Ende eines aufwärts gerichteten Fortsatzes (10) des ersten Kolbens (5) ausgebildeten Stopper (11) mit dem ersten Kolben (5) in Wirkverbindung steht,

eine am oberen Ende des zweiten Kolbens (6) angeordnete Druckfeder (42), einen, dritten auf Druck ansprechenden Kolben (7), der mit dem zweiten Kolben (6) über ihre Fortsätze (12,13) derart in Wirkverbindung steht, daß er mit Unterstützung des modulierten Druckes (Pm) den zweiten Kolben (6) entgegen der Wirkung der Feder (42) anhebt,

eine zwischen der Oberseite des ersten Kolbens (5) und der Unterseite des zweiten Kolbens (6) ausgebildete in- . dizierte Druckkammer (14) und

eine unterhalb des dritten Kolbens (7) ausgebildete modulierte Druckkammer (16),

wobei die Einheit (4) in der Nähe der modulierten Druckkammer (16) und mit dieser in Verbindung stehend angeordnet und normalerweise in geschlossener Stellung gehalten

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ist derart, daß sie zur Einleitung modulierten Druckes (Pm) zur Druckkammer (16) von einem Hubversteller (31) geöffnet wird, wenn es die Fahrzeugnutzlast oder -bremslast zuläßt, und wobei die Einheit (4) ein zwischen ihrer vom Speisedruck (Pt) beaufschlagten Seite und der modulierten Druckkammer (16) angeordnetes Sperrventil (33) aufweist, mit dessen Hilfe der modulierte Druck (Pm) im Falle eines etwaigen Absinkens des Speisedwuckes (Pt) unterhalb des modulierten Druckes (Pm) auf die Höhe des Speisedruckes (Pt) reduzierbar ist.

. Dip!.-!PQ· P. F. Mesner

; Pat^r.

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L e e r s e i t e