DE2457793A1

DE2457793A1 - Ventil zur steuerung eines druckmittels

Info

Publication number: DE2457793A1
Application number: DE19742457793
Authority: DE
Inventors: Naosuke Masuda; Isao Suzuki; Itiro Yanagawa
Original assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Current assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Priority date: 1973-12-06
Filing date: 1974-12-06
Publication date: 1975-06-19
Also published as: US3945690A; GB1457372A; DE2457793C3; DE2457793B2

Description

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

Ventil zur Steuerung eines Druckmittels

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für ein Druckmittel zum Regulieren eines von einem zweier Druckluftbehälter zugeführten, auf die Nutzlast eines Fahrzeuges abgestimmten Zuleitungsdrucks und zum Einspeisen des regulierten Drucks in Steuerdruckkammern von in geteilten (Zweikreis-) Druckluftbremsanlagen installierten Druckbemessungs-Relaisventilen, insbesondere für Bremsanlagen von Schwerlastfahrzeugen.

Bevor das erfindungsgemäße Ventil näher erläutert wird, wird die Bauweise eines typischen geteilten Druckluftbremssystems dargestellt, das ein Regulierventil und von diesem mit Steuerdruck gespeiste Relaisventile

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umfaßt. Gemäß Fig. 1 der in der Anlage beigefügten Zeichnung ist eine schematische Darstellung der Anlage dargestellt, wobei der indizierte Druckkreis in der ersten Hälfte des Systems einen ersten Druckluftbehälter AR₁, eine Leitung A_Q,'ein Bremssteuerventil BV, eine Leitung A₁, eine Leitung A₂", ein Relaisventil RV₁ für die Vorderräder, eine Leitung A₁" und ein Druckbemessungs-Relaisventil RV^ für die Hinterräder .aufweist. Der Bremsdruck wird vom ersten Druckluftbehälter AR₁ über Leitung A '" zum Relais RV₁ geleitet und von diesem über die Leitungen Ap zu den Vorderrad-Bremsverstellern BA₁ geführt, um diese zur Betätigung der Gestängenachstellvorrichtungen (slack adjusters) SA₁ zu' veranlassen. Zu gleicher Zeit wird Druck aus der gleichen Quelle über Leitung Aq^! zum Relaisventil RV^ und über Leitungen Ap¹ zu den Bremsverstellern BA^ für die hinteren Hinterräder, um die Gestängenachstellvorrichturig SA^ zu betätigen. Andererseits umfaßt der indizierte Druckkreis in der zweiten Hälfte des Systems einen zweiten Druckluftbehälter ARp, eine Leitung B_Q,' ein Bremssteuerventil BV, eine Leitung B₁ und ein Druckbemessungs-Relaisventil RVp für die vorderen Hinterräder. Der Bremsdruck vom zweiten Druckluftbehälter AR₂ strömt durch die Leitung Bq¹ zum Relaisventil RV₂ und von dort über die Leitungen Bp zu den für die vorderen Hinterräder bestimmten Bremsversteller BAp, um diese zur Betätigung der Gestängenachstellvorrichtung SA₂ zu veranlassen.

Das erfindungsgemäße Druckregulierventil PRV liefert einen gesteuerten Druck zu den Druckbemessungs-Relaisventilen RV₂, RV₃. Das Ventil steht mit den Leitungen A_Q' und Bq¹ über die Leitungen Aq" bzw. Bq" in Verbindung. Ein dem Belastungszustand entsprechender, vom Ventil gesteuerter Druck wird den Relaisventilen RV₂ und RV, über die Leitungen C und C· zugeführt.

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Wie nachfolgend noch beschrieben wird, weist das erfindungs gemäße Druckregulierventil die zusätzlichen Funktionen eines Doppelrückschlagventils (double check valve) auf, so daß es den höheren Druck der Bremsspeisedrücke, die vom ersten oder zweiten Druckluftbehälter zur Verfügung stehen, aufnimmt und einen Steuerdruck der gleichen Intensität zu den beiden Relaisventilen RVp, RV-, übermittelt. Bei einem derartigen geteilten Druckluftbremssystem kann bei Auftreten eines Fehlers bei einem Druckluftbehälter der andere Behälter das System mit Druckluft beliefern und das Fahrzeug zum Stehen bringen.

Die Lösung der sich aus vorstehenden Erläuterungen ergebenden Aufgabe der Erfindung ergibt sich aus den in der Anlage beigefügten Ansprüchen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie aus beigefügter Zeichnung. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines typischen geteilten Druckluftbremssystems mit einem Druckregulierventil gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch ein typisches Relaisventil, dem der Ausgangsdruck aus dem Druckregulierventil gemäß der Erfindung als ein Steuerdruck zugeführt wird;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Druckregulierventil gemäß der Erfindung;

Fig. 4 eine Einzelheit des Anmeldungsgegenstandes in geschnittener Darstellung, in Pfeilrichtung A in Fig. 3; Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 6 eine der Fig. 1 entsprechende schematische Darstellung eines Druckluftbremssystems, in dem jedoch an Stelle des Regulierventils PRV und des Relaisventils RVp das in Fig. 5 gezeigte Ventil angeordnet ist.

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In Folgendem werden die Funktionen der Druckbemessungs-Relaisventile RVp und RV^, in Fig. 1 zur Aufnahme des Steuerdruckes aus dem erfindungsgemäßen Druckregulierventil an Hand der Fig. 2 erläutert. Fig. 2 zeigt die typische Konstruktion eines derartigen Relaisventils. Das Ventil umfaßt im wesentlichen einen mit einer koaxialen Austrittsbohrung versehenen, normalerweise mit Hilfe des Speisedruckes und einer Federkraft in geschlossener Stellung gehaltenen Ventilteller 1 sowie eine Steuerkolbenanordnung, die einen ersten auf Druck ansprechenden Kolben 2 und einen zweiten auf Druck reagierenden Kolben

3 aufweist. Die beiden Kolben 2 und 3 stehen über einen am vorderen Ende eines nach oben gerichteten Fortsatzes des zweiten Kolbens 2 ausgebildeten Stopper (Absatz)

4 in gegenseitiger Wirkverbindung. Zwischen den beiden Kolben 2 und 3 ist eine indizierte Druckkammer 5 ausgebildet. Zwischen der Oberseite des zweiten Kolbens 3 und der Innenwand des Ventildeckels 6 ist eine Steuerdruckkammer 7 vorgesehen. In die entsprechenden Kammern 5-, 7 werden ein indizierter Druck Pi und ein Steuerdruck Pc durch Einlasse 8 bzw. 9 zugeleitet.

Die Einführung eines indizierten Druckes Pi in die Kammer 5 hat zur Folge, daß der erste Kolben 2 sich entgegen der Wirkung einer Feder 2¹ nach unten bewegt, wobei sein nach unten gerichteter Fortsatz den Ventilteller 1 nach unten drückt. Wenn der Ventilteller 1 zur Öffnung des Ventils nach'unten gedrückt wird, strömt ein durch einen Einlaß 10 eingeleiteter Speisedruck Ps in eine Aus gangs druckkanmier 11 ein und ruft auf diese Weise in der Kammer 11 einen Ausgangsdruck Po hervor. Der Ausgangsdruck Po erfüllt seinen Zweck in dem Zustand, wo seine Neigung, den ersten Kolben 2 nach oben zu drücken, gegenüber der Kraft ausgeglichen ist, mit welcher der Ventilteller 1 in der beschriebenen Weise nach unten gedrückt wird.

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Wenn ein in Abhängigkeit von der Nutzlast des Fahrzeugs geregelter Steuerdruck Pc in die Steuerdruckkammer 7 eingeleitet wird, wirkt dieser gegen die Oberseite des zweiten Kolbens 3 und drückt diesen nach unten. Diese nach unten gerichtete Kraft wird durch die vom indizierten Druck Pi hervorgerufene, gegen die Unterseite des zweiten Kolbens wirkende,nach oben gerichtete Kraft ausgeglichen. Auf diese Weise wird die tatsächliche nach unten gerichtete Kraft des ersten Kolbens 2 durch die Nutzlast des Fahrzeuges geregelt, wobei sich ein entsprechender Ausgangsdruck Po in der Ausgangsdruckkammer 11 ergibt.

Die Erfindung befaßt sich mit einem druckmittelgeregelten Ventil zur Einleitung eines Steuerdruckes in Abhängigkeit von der Nutzlast des Fahrzeugs zu den Druckbemessungs-Relaisventilen in geteilten (Zweikreis-) Bremssystemen. Insbesondere ist es Ziel und Zweck der Erfindung, ein einfach konstruiertes Druckregulierventil zu schaffen, das betriebssicher funktioniert und leicht herstellbar ist.

Das Wesen der Erfindung ergibt sich noch deutlicher aus nachfolgender Beschreibung unter Einbeziehung der beigefügten Zeichnungen, insbesondere der in den Fig. 3 und dargestellten Ausführungsform der Erfindung.

Der Ventilkörper 15 umfaßt in seinem Mittelteil ein langgestrecktes zylindrisches Gehäuse 16, das wiederum eine Ventilanordnung zur Regelung des aus einem Durchlaß 17 einströmenden Speisedruckes gemäß der Nutzlast des Fahrzeugs aufweist. Die Ventilanordnung umfaßt einen in Längsrichtung bewegbaren, die Wände des Gehäuses gleitbar berührenden Druckkolben 18, ein in einer in einem mittigen Anguß des Kolbens 18 ausgebildeten Speisedruckkammer 19 angeordnetes

-en
Speiseventil 20, ein/Ende an Ende mit dem Speiseventil zusammenwirkenden Austrittsventilsitz 21 sowie ein Austrittsventil 24. Das zuletzt erwähnte Ventil 24 weist einen

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nach oben gerichteten Fortsatz 22 auf, der mit einer als Austrittsdurchlaß 51 dienenden zentralen Bohrung versehen ist, die wiederum eine zur axialen Mitte des Speiseventils 20 hin offene Austrittsbohrung 23 aufweist. Der Druckkolben 18 ist an seinem Außenumfang mit einer ringförmigen Ausnehmung 25 versehen, so daß der aus Durchlaß 17 in die Ausnehmung 25 einströmende Speisedruck von dort zur Speisedruckkammer 19 geleitet wird, und zwar über einen in radialer Richtung ausgebildeten, durch den Kolben 18 von seinem Außenumfang aus zur Kammer .19 führenden Durchlaß 26. Das Speiseventil 20 ruht auf einem Sitz 27 und wird normalerweise von einer zwischen dem Ventilkörper 15 und einem Haltering 28 angeordneten Feder 29 in geschlossener Stellung gehalten. Das Austrittsventil 24 steht unter Druck einer Feder 30, die zwischen dem Ventil 24 und dem Ventilkörper 15 angeordnet ist, um das Speiseventil 20 nach oben zu drücken.

Eine Ausgangsdruckkammer 31 wird von der Unterseite des Druckkolbens 18 und der Innenwand des Ventilkörpers 15 umschlossen. Die Kammer 31 dient dazu, einen Speisedruck nach Öffnung des Speiseventils 20 aufzunehmen und einen Ausgangsdruck hervorzurufen, der dann über einen Ausgangsdruckauslaß 32 als Steuerdruck zur Steuerdruckkammer 7 des Druckbemessungs-Relaisventils gemäß Fig. 2 geleitet wird. Der Raum über dem Druckkolben 18 steht über eine in der Deckplatte 33 ausgebildete kleine Öffnung 34 mit der Atmosphäre in Verbindung und ist zum Ausgleich der gegen die Unterseite des Kolbens 18 wirkenden, nach oben gerichteten Kraft mit einer Ausgleichsfeder 35 versehen.

Der nach oben gerichtete Fortsatz 22 wird mit seinem oberen Ende gegen die Unterseite eines axial bewegbaren Plungerkolbens gedrückt, der von einem in der oberen Mittelöffnung der Deckplatte 33 angeordneten Gleitlager 37 hin- und herbewegbar geführt ist. Am oberen Ende dieses Plungers

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36 ist mit Hilfe eines Bolzens 39 eine Rolle 38'angebracht.

Gemäß Fig. 3 ist an der linken Seite des Ventilkörpers 15 eine an dieser einstückig ausgebildete und mit dieser über den Speisedruckdurchlaß 17 in Verbindung stehende Ventileinheit ausgebildet. Die als Doppelrückschlagventil dienende Ventileinheit weist einen ersten Durchlaß 40 -und einen zweiten Durchlaß 41 auf, wobei beide Durchlässe eine gemeinsame Achse aufweisen* In einem zwischen den beiden Durchlässen 40, 41 angeordneten zylindrischen Raum" 42 ist ein Gleitventil 43 hin- und herbewegbar angeordnet. Der erste Durchlaß 40 steht mit dem ersten Druckluftbehälter AR. in Verbindung, während der zweite Durchlaß 41 an den zweiten Druckluftbehälter ARp angeschlossen ist. Ein zum Mittelteil des zylindrischen Raumes 42 hin offener dritter Durchlaß 44 steht mit dem Speisedruckdurchlaß 17 in Verbindung.

Am oberen Ende eines nach oben gerichteten Fortsatzes

45 der Deckplatte 33 ist ein Bolzen 47 befestigt, an dem schwenk- bzw. drehbar ein Gestänge 46 gelagert ist. Der Bolzen 47 trägt eine Feder 48, womit das Gestänge.

46 derart beaufschlagt ist, daß es in-entgegengesetztem Uhrzeigersinn dreht. Das untere Ende des Gestänges 46 weist die Form einer Nocke auf, die mit der Rolle 38 des Plungerkolbens 36 in Wirkverbindung steht. Die Nockenkontur umfaßt eine Nockenwirkfläche 49 und eine Totgangfläche (lost motion face) 50 auf. Ein Wechsel der Nutzlast des Fahrzeugs wird in Form einer Veränderung des Abstandes zwischen den oberen und unteren Enden der Aufhängung auf den (hier nicht dargestellten) oberen Teil des Gestänges 46 zur Betätigung desselben übertragen. Bei Anwachsen der Nutzlast dreht sich das Gestänge 46 im Uhrzeigersinn.

Die Wirkungsweise des nach vorstehenden Erläuterungen konstruierten Druckregulierventils gemäß der Erfindung wird nun beschrieben.

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Es wird vorausgesetzt, daß von den beiden Leitungsdrücken des mit den Durchlässen 40, 41 verbundenen Druckluft-Bremssystems der Druck höher ist, der an den ersten Durchlaß 40 angeschlossen ist. Dann beaufschlagt der Druck aus der ersten Leitung das Gleitventil 43 derart, daß es den zweiten Durchlaß 41 schließt. Über den zylindrischen Raum 42, den dritten Durchlaß 44 und den Durchlaß 17 gelangt ein Speisedruck in den ringförmigen Raum 25 und von dort über den im Druckkolben 18 radial angeordneten Durchlaß 26 in die Speisedruckkammer 19.

Infolge Belastung des Fahrzeugs wird das Gestänge 46 in entgegengesetztem Uhrzeigersinn gedreht, der Plungerkolben 36 und mit diesem das Austrittsventil 24 unter Wirkung der Feder 30 angehoben und das Speiseventil 20 von seinem Sitz 27 abgehoben. Der Speisedruck strömt dann durch den Raum zwischen dem Speiseventil 20 und dem Ventilsitz 27 in die Ausgangsdruckkammer 31, um in dieser einen Ausgangsdruck zu ergeben. Der sich ergebende Druck wiikfc gegen die Unterseite des Druckkolbens 18, um diesen nach oben zu drücken, bis das Speiseventil 20 am Ventilsitz 27 zur Anlage gelangt ist. Auf diese Weise wird ein der Position des Plungers 36 oder des Speiseventils 20 entsprechender Ausgangsdruck hervorgerufen und als Steuerdruck Pc zur Steuerdruckkammer 7 des Druckbemessungs-Relaisventils geleitet.

Eine zusätzliche Belastung des Fahrzeugs dreht das Gestänge 46 weiter im Uhrzeigersinn, womit der Plunger 36 zu einem höheren Niveau angehoben und das Speiseventil 20 in noch größerem Maße geöffnet werden. Daraus ergibt sich ■ ein höherer Ausgangsdruck oder ein dem Relaisventil zuzuleitender Steuerdruck Pc, um eine stärkere Bremswirkung auf die Bremsversteller auszuüben.

Im Falle eines Druckabfalls oder anderer Schwierigkeiten mit dem ersten Druckluftbehälter AR,., aus welchem Grunde auch immer, wird der zweite Leitungsdruck relativ hoch und drückt das Gleitventil 43 nach oben, um den ersten

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Durchlaß 40 zu schließen. Der Speisedruck fließt dann vom zweiten Durchlaß 41 über den zylindrischen Raum 42, den dritten Durchlaß 44 und den Durchlaß 17 in die Ventilanordnung ein, um die Anordnung in die Lage zu versetzen, in der gleichen Weise zu funktionieren,-wie sie oben beschrieben ist.

Wenn das Fahrzeug unbelastet oder auf andere Weise von der Last befreit ist, dreht sich das Gestänge _s 46 im Uhrzeigersinn und drückt den Plunger 36 nach unten und mit diesem den Austrittsventilsitz 21 vonL· Ventil weg. Daraufhin wird der Druck aus der Ausgangsdruckkammer 31 über die Austrittsbohrungen 23, 51 und die kleine Bohrung 34 in der Abdeckplatte 33 in die Atmosphäre abgelassen, womit der Steuerdruck im Relaisventil reduziert wird.

Sollte das Gestänge 46 zur Feststellung der Fahrzeugnutzlast gebrochen oder anderweitig nicht in Ordnung sein, wird es von der Sicherheitsfeder 48 im entgegengesetzten Uhrzeigersinn gedreht. Folglich wird der Plunger 36 und mit diesem das Speiseventil 20 vom Ventilsitz 37 abgehoben, womit eine adäquate Zuführung von Ausgangsdruck gewährleistet ist.

Fig. 5 zeigt ein kombiniertes lastabhängig gesteuertes Druckbemessungs-Relaisventil gemäß der Erfindung mit einem Relaisventil 101, mit einem an dessen Seite angeordneten Druckregulierventil 102 und mit einem in der Nähe des Relaisventils angeordneten Doppelrückschlagventil 103.

Das Relaisventil 101 weist einen eine koaxiale Austrittsbohruüg aui v/eisenden Ventilteller 104 und eine Steuerkolbenanordnung 7/ur Bewegung des Ventiltellers 104 auf, um das Ventil geinä'3 der Nutzlast des Fahrzeugs zu öffnen. Die Steuerkol'r-^»anordnung um:£"a.jt einen mit einem nach unten

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gerichteten Fortsatz versehenen und. mit dem Ventilteller 104 über einen am unteren Ende des Portsatzes ausgebildeten Austrittsventilsitz in Wirkverbindung stehenden ersten auf Druck ansprechenden Kolben 105 sowie einen mit dem . ersten Kolben 105 über einen am oberen Ende eines nach oben gerichteten Fortsatzes des ersten Kolbens 105 ausgebildeten Stopper 106 zusammenwirkenden zweiten auf Druck ansprechenden Kolben 107. Ein Ring (washer) 108 ist mit Hilfe eines Schnappringes im unteren Teil der zentralen Bohrung 109 des zweiten Kolbens 107 derart angebracht, daß der Stopper 106 des ersten Kolbens 105 gegenüber Herausgleiten aus der zentralen Bohrung 109 des zweiten Kolbens 107 gesichert ist.

Zwischen der Oberseite des ersten Kolbens 105 und der Unterseite des zweiten Kolbens 107 ist eine indizierte Druckkammer 110 ausgebildet, die über einen Durchlaß

111 einen ixidizierten Druck aufnimmt. Zwischen der Oberseite des zweiten Kolbens 107 und der Innenwand des Gehäuses des Q^uckregulierventils ist eine Steuerdruckkammer

112 ausgebildet, um über eine Öffnung 113 aus dem Druckregulierventil 112 als Steuerdruck den Ausgangsdruck aufzunehmen.

Der Ventilteller 104 wird von einer Feder 115 und vom aus dem Durchlaß 114 einströmenden Speisedruck nach oben gedrückt, wodurch das Ventil normalerweise geschlossen wird. Nach Einleitung eines indizierten Druckes in die indizierte Druckkammer 110 infolge Betätigung des Bremsventils wird die Steuerkolbenanordnung nach unten gedrückt mit einer Kraft, die gleich ist dem Unterschied zwischen den druckaufnehmenden Flächen der beiden auf Druck reagierenden Kolben 105, 107, multipliziert mit dem indizierten Druck. Daraus ergibt sich, daß der Ventilteller 104 durch den nach unten gerichteten Fortsatz des ersten Kolbens 105 aufgedrückt wird. Wenn der Ventilteller 104 aufgedrückt ist und der

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Speisedruck in die Ausgangsdruckkammer 116 einströmt, wird darin ein Ausgangsdruck erzeugt, der gegen die Unterseite des ersten Kolbens 105 wirkt, um diesen nach oben zu drücken. An der Stelle, wo die nach unten gerichtete, vom indizierten Druck erzeugte Kraft ausgeglichen ist mit der nach oben gerichteten, vom Ausgangsdruck erzeugten Kraft, ergibt sich ein Arbeitsausgangsdruck oder Bremsbetätigungsdruck.

Wenn nun ein der Fahrzeugnutzlast" entsprechender Steuerdruck vom Druckregulierventil 102 über die Öffnung 113 in die Steuerdruckkammer 112 eingeleitet wird, wird gegen die Oberseite des zweiten Kolbens 107 eine nach unten gerichtete Kraft ausgeübt, die von der vom indizierten Druck erzeugten, nach oben gerichteten Kraft ausgeglichen wird. Hierdurch wird die effektive Druckkraft der Steuerkolbenanordnung und damit auch die Kraft, mit welcher der Ventilteller geöffnet wird, erhöht. Auf diese Weise wird ein der Nutzlast entsprechender ausreichender Ausgangsdruck für ein adäquates Bremsen des belasteten Fahrzeugs bereitgestellt.

Das Druckregulierventil 102 weist eine Ventilanordnung zur Regelung des Speisedruckes und einen Verschiebemechanis-

-keit mus zur Steuerung der Ventilanordnung in Abhängig/von der Nutzlast des Fahrzeugs auf. Die Ventilanordnung umfaßt einen entlang der Innenwand des Ventilgehäuses 117 hin- und herbewegbaren Druckkolben 118, ein in einer Speisedruckkammer 119 im Kolben 118 angeordnetes und auf einem Speiseventilsitz 120 ruhendes Speiseventil 121, ein Austrittsventill 125, das mit einem einen Austrittsventilsitz 122 zum Zusammenwirken mit dem Speiseventil 121 sowie mit einem axial angeordneten Austrittsdurchlaß 147 versehenen, nach oben gerichteten Fortsatz 123 ausgebildet ist, wobei sich letzterer durch eine zum Speiseventil 120 koaxial angeordnete Austrittsbohrung 124 erstreckt, eine das Speiseventil 121 über das Austrittsventil 125 in geöffnete Stellung bewegende Druckfeder 126 sowie eine an der

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Atmosphärenseite des Druckkolben 118 angeordnete Ausgleichsfeder 127. Die Verschiebungs-Übermittlungseinheit umfaßt einen mit dem nach oben gerichteten Fortsatz 123 des Austrittsventils 125 in Berührung stehenden Plunger sowie ein Gestänge 130, das eine mit einer am Plunger 128 angebrachten Rolle 129 in Wirkverbindung bringbare Nockenscheibe aufweist. Das (hier nicht dargestellte) rechts gelegene Ende des Gestänges 130 kann durch Veränderung der Nutzlast des Fahrzeugs verschoben werden, derart, daß dadurch das Gestänge 130 als Ganzes um einen Bolzen 131 gedreht wird. Die Nockenscheibe weist eine Nockenwirkfläche 132 und eine Totgang-Nockenfläche (lost motion cam face) 133 auf. Bei Erhöhung der Fahrzeugnutzlast wird das Gestänge 130 im entgegengesetzten Uhrzeigersinn gedreht, bis die Rolle 120 an der Nockenwirkfläche 132 zur Anlage gelangt.

Ein Speisedruck strömt entweder aus dem Speisedruckeinlaß 114 oder einem Hilfsspeisedruckeinlaß 134 über einen im Relaisventilkörper ausgebildeten Durchlaß 135, eine an einem oberen Flansch des Ventilkörpers ausgebildete Ringnut 136, einen im Druckregulierventilkörper ausgebildeten Durchlaß 137» einen um den Außenumfang des Druckkolbens 118 herum ausgebildeten ringförmigen Raum 138 und einen im Druckkolben 118 radial verlaufenden Durchlaß 139 und tritt schließlich in die Speisedruckkammer 119 ein. Da das Speiseventil 121 über das Austrittsventil 125 von der Feder 126 offengehalten ist, gelangt der Druck über den Raum zwischen dem Speiseventil 121 und dessen Ventilsitz 120 in eine Ausgangsdruckkammer 140, um in dieser einen Ausgangsdruck hervorzurufen. Der Ausgangsdruck wirkt gegen die linkeiJHand angeordnete druckaufnehmende Fläche des Druckkolbens 118 und drückt diesen entgegen der Wirkung der Ausgleichsfeder 127 nach rechts, bis der Spalt zwischen dem Speiseventil 121 und dem Ventilsitz 120 wieder geschlossen ist. Auf diese Weise wird ein dem Betrag der öffnung des Speiseventils 121 entsprechender

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Ausgangsdruck hervorgerufen, der als Steuerdruck über die Öffnung 113 in die Steuerdruckkammer 112 des Relaisventils eingeleitet wird. Das,Maß der Öffnung des Speiseventils 121 wird mit Hilfe des .Austrittsventils 125, des Plungers 128 und des Gestänges 130 unter Zugrundelegung der Fahrzeugnutzlast vorherbestimmt. Daher wird der Ausgangsdruck oder der auf das Relaisventil wirkende Steuerdruck gemäß dem Belastungszustand des Fahrzeugs gesteuert.

Um eine sichere Arbeitsweise des Bremssystems zu gewährleisten, ist es wünschenswert, daß das Speiseventil des. Druckregulierventils voll geöffnet ist, wenn der Verschiebungs-Übertragungsmechanismus gebrochen ist oder anderweitige Mangel aufweist. Diese Forderung wird durch die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform durch eine am Bolzen 131 des Gestänges 130 angebrachte und das Gestänge 130 in entgegengesetztem Uhrzeigersinn drückende Sicherheitsfeder 141 erfüllt. Normalerweise wird die Nutzlast eines Fahrzeugs in Form des Abstandes zwischen dem oberen und unteren Ende der Aufhängung festgestellt und als solcher auf das Gestänge 130 übertragen. Wenn der Ubertragungsmechanismus gebrochen ist, dreht das Gestänge im entgegengesetzten Uhrzeigersinn und zieht den Plunger unter Wirkung der Druckfeder 126 über das Austrittsventil 125 nach rechts, bis die Rolle 129 an der Nockenwirkfläche 132 zur Anlage gelangt. Durch die Bewegung des Plungers 128 nach rechts wird das Speiseventil 121 geöffnet, um der Druckkammer Speisedruck zuzuführen. -Wie bereits erläutert, wird durch Verwendung der Sicherheitsfeder 141 die Betriebssicherheit des Bremskreises erhöht.

Das Doppelrückschlagventil 103 ist in dem kombinierten Bauteil zwischen dem Speisedruckeinlaß 114 und dem Hilfsspeisedruckeinlaß 134 des Relaisventils 101 angeordnet. Ein erster Durchlaß 142 steht mit dem Speisedruckeinlaß

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in Verbindung, während ein zweiter Durchlaß 143 am Hilfsspeisedruckeinlaß 134 angeschlossen ist. Zwischen den beiden Durchlässen 142, 143 ist ein zylindrischer Raum 144 vorgesehen, der ein Gleitventil 145 aufweist. Ein dritter Durchlaß 146 wird von der inneren Seitenwand des zylindrischen Raumes 144 gebildet und steht mit dem Durchlaß 135 in Verbindung. In der schematischen Darstellung gemäß Fig. 1 steht' beispielsweise der Speisedruckeinlaß 114 über Leitung Bq' mit dem zweiten Druckluftbehälter ARp in Verbindung, während der Hilfsspeisedruckeinlaß 134 über die Leitungen Aq', Aq" gemäß Fig. 6 an den ersten Druckluftbehälter AR₁ angeschlossen ist.

Wenn nun der Druck in der mit dem zweiten Druckluftbehälter ARp verbundenen Leitung höher ist als in der Leitung des ersten Druckluftbehälters AR₁, bewegt sich das Gleitventil 145 nach rechts, um den zweiten Durchlaß 143 zu schließen. Somit kann der Speisedruck dem Druckregulierventil 102 über den Speisedruckeinlaß 114, den ersten Durchlaß 142, den zylindrischen Raum 144, den dritten Durchlaß 146 und den Durchlaß 135 zugeführt werden. Wenn jedoch der Druck in der Leitung des ersten Druckluftbehälters AR₁ höher ist, wird das Gleitventil 145 nach links bewegt, um den ersten Durchlaß 142 zu schließen. Der Speisedruck wird dann von der vom ersten Druckluftbehälter AR₁ führenden Leitung über den Hilfsspeisedruckeinlaß 134, den zweiten Durchlaß 143, den zylindrischen Raum 144, den dritten Durchlaß 146 und den Durchlaß 135 zum Druckregulierventil 102 geführt.

Obwohl der Anmeldungsgegenstand an Hand der Komponenten des kombinierten lastabhängig gesteuerten Druckbemessungs-Relaisventils gemäß der Erfindung, nämlich an Hand des Relaisventils 101, des Druckregulierventils 102 und des Doppelrückschlagventils 103, beschrieben worden ist, wird mit Nachdruck darauf hingewiesen, daß die beschriebenen

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Ausführungsformen nur der Erläuterung des Anmeldungsgegenstandes dienen,und daß selbstverständlich auch zahlreiche Veränderungen und Abwandlungen möglich sind, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Wie bereits erwähnt, zeichnet sich das Druckregulierventil gemäß der Erfindung nicht nur durch seine sichere Arbeitsweise aus, sondern es ist auch leicht herzustellen, da alle Komponenten der Ventilanordnung kreisförmige oder zylindrische Gestalt und koaxiale Bohrungen aufweisen. Das Doppelrückschlagventil ist mit dem Regulierventilkörper ohne Zwischenschaltung einer Leitung, wie dies bei herkömmlichen Anordnungen der Fall ist, verbunden, sondern es ist einstückig mit letzterem gefertigt. Hierdurch werden mögliche Schwierigkeiten infolge gebrochener Leitungen beseitigt. Darüber hinaus vereinfacht die Weglassung von Rohrleitungen die Konstruktion, woraus sich entsprechende Einsparungen von Herstellungskosten und von Platz- bzw. Raumbedarf ( infolge Fehlens der Rohrleitungen) ergeben.

Ein weiteres wichtiges Merkmal des erfindungsgemäßen Gegenstandes beruht darin, daß das Druckregulierventil starr an dem Relaisventil angebracht ist, wobei ihre arbeitenden Achsen zueinander im rechten Winkel angeordnet sind. Ein anderes Merkmal besteht in der Anordnung des in das kombinierte Bauteil eingebauten Doppelrückschlagventils im Bereich des Speisedruckeinlasses des Relaisventilkörpers. Der Anmeldungsgegenstand weist schließlich die Besonderheit auf, daß drei Einheiten der Kombination, und zwar das Relaisventil, das Druckregulieryentil und das Doppelrückschlagventil, durch Bohrungen, Durchlässe und im Ventilkörper ausgebildete Nuten miteinander verbunden sind. Zusammen mit den soeben genannten erfindungswesentlichen Merkmalen weist der Anmeldungsgegenstand noch viele weitere Vorteile auf, von denen nachfolgend einige aufgezählt werden:

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1. Das Ventil kann in seiner Gesarathöhe und seiner
kompakten Bauweise auf einen kleinstmöglichen Raumbedarf begrenzt werden.

2. Die Steuerdruckkammer 112 kann eine große Kapazität aufweisen, die sich mit der Wirkung der Öffnung 113 verbindet, was die Kammer in die Lage versetzt, erfolgreich als Dämpfer zu dienen.

3. Es gibt keine möglichen Schwierigkeiten mit gebrochenen Leitungen.

4. Das Ventil kann kostengünstig hergestellt werden.

5. Die Arbeitsrichtung des Druckregulierkörpers, in der der die Fahrzeughöhe feststellende Hebel angebracht ist, kann frei oberhalb des Flansches des Relaisventilkörpers gegenüber dem -Relaisventilkörper um die Achse A-A in Fig. 5 verändert werden.

6. Das kombinierte Bauteil kann in die Komponenteneinheiten des Relaisventils und des Druckregulierventils geteilt werden durch Abdecken des oberen Flansches
des Relaisventilkörpers und Schließen der Öffnung
des Druckregulierventils, so daß die Einheiten auch separat in einem Fahrzeug anbringbar sind.

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Claims

' " -ft OtI 19/4 Paterrtansprüciie

1. Steuerventil für ein Druckmittel zum Regulieren eines von einem zweier Druckluftbehälter zugeführten, auf die ίlutzlast eines Fahrzeuges abgestimmten Speisedruckes und zum Einspeisen des regulierten Druckes in eine in einem Druckbemessungs-Relaisventil angeordnete Steuerdruckkammer, gekennze ichnet

durch eine Ventilanordnung zur Steuerung des Speisedruckes, wobei die Anordnung umfai3t

einen im Ventilkörper (15) hin- und herbewegbar angeordneten und mit einem die Wand an einer Seite durchsetzenden Luftdurchlaß (26) ausgebildeten Druckkolben (18), ein innerhalb des Drucikolbens (18) in einer Speisedruckkamiiier (19) angeordnetes und auf einem am unteren Ende der Speisedruckkammer (19) vorgesehenen Ventilsitz (27) ruhendes Speiseventil (20) und

ein Austrittsventil (24) mit einem mit dem Speiseventil (20) in Wirkverbindung bringbaren Austrittsventilsitz (21) und mit einem nach oben gerichteten Fortsatz (22), der sich durch eine koaxial im Speiseventil (20) ausgebildete Austrittsbohrung hindurch erstreckt,

, durch eine zwischen der Unterseite des Druckkolbens (18) und der Innenwand des Ventilkörpers (15) angeordnete Ausgangsdruckkammer (31),

durch eine oberhalb des Druckkolbens (18) angeordnete, mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Ausgleichsfeder (35), die die vom Ausgangsdruck erzeugte, nach oben gerichtete Kraft ausgleicht und den Druckkolben (18) anhebt, sowie durch eine unterhalb des Austrittsventils (24) angeordnete Druckfeder (30), um das Speiseventil (20) über das Austrittsventil (24) in geöffnete Stellung zu bewegen, wobei der nach oben gerichtete Fortsatz (22) des Austrittsventils (24) mit seinem Ende an einem in Abhängigkeit von der Fahrzeugnutzlast bewegbaren Gestänge (46) angelenkt ist.

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2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Ventilkörper (15) eine mit dem Austrittsventil (24) koaxiale zylindrische Bohrung aufweist und in der Bohrung einen Plunger (36) umfaßt, dessen unteres Ende mit dem nach oben gerichteten Fortsatz (22) des Austrittsventils (24) in Berührung steht und dessen oberes Ende eine Rolle (38) trägt, und
daß. das Ventil ferner umfaßt

ein um einen am nach oben gerichteten Fortsatz (45) des Ventilkörpers (15) angeordneten Bolzen (47) drehbar gelagertes Gestänge (46),

eine am unteren Ende des Gestänges (46) angeordnete, die Rolle (38) gleitbar berührende Nockenscheibe (49, 50) sowie eine am Bolzen (47) des Gestänges (46) angebrachte Sicherheitsfeder (48), die das Gestänge (46) derart beaufschlagt, daß sie den nach oben gerichteten Fortsatz (22) des Austrittsventils (24) anhebt.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Ventil drei Durchlässe (40, 41·, 44) aufweist und mit dem Ventilkörper (15) an einer Seite desselben einstückig ausgebildet und im Ventilkörper (15) mit einem zylindrischen Raum (42) versehen ist, daß ein hin- und herbewegbares Gleitventil (43) in dem zylindrischen Raum (42) angeordnet ist, welcher an seinem einen Ende über einen ersten Durchlaß (40) mit dem.ersten Druckluftbehälter (AR^ ) verbunden ist, der mit seinem anderen Ende über einen zweiten Durchlaß (41) am zweiten Druckluftbehälter (ARp) angeschlossen ist und der mit der Ventilanordnung des Druckmittelregulierventils über einen in der Mitte der Seitenwand des zylindrischen Raumes (42) einmündenden dritten Durchlaß (44) in Verbindung steht.

4. Lastabhängig gesteuertes Druckbemessungs-Relaisventil, gekennzeichnet

durch einen Ventilteller (104) mit einer in diesem koaxial ausgebildeten Austrittsbohrung,

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durch eine Steuerkolbenanordnuiig, welche den die Brenisversteller (BA,., BAp, BA^) betätigenden Ausgangsdruck (Po) steuert, und

durch ein Druckregulierventil, welches den die Steuerkolbenanordnung steuernden Steuerkolben beschickt, wobei die Steuerkolbenanordnung umfaßt einen ersten auf Druck ansprechenden Kolben (105) und einen zweiten auf Druck ansprechenden Kolben (107), wobei der erste Kolben (105) einen am unteren Ende seines nach unten gerichteten Fortsatzes ausgebildeten Ventilsitz zum Zusammenwirken mit dem Ventilteller (104) sowie einen am oberen Ende seines nach oben gerichteten Fortsatzes ausgebildeten, mit einem vergrößerten Durchmesser versehenen Stopper (106) aufweist,

wobei zur Aufnahme des Stoppers (106) am unteren Ende einer am unteren Mittelteil des zweiten Kolbens (107) ausgebildet ten Bohrung (109) ein Ring- (washer) (108) angeordnet ist, welcher den Stopper (106) gegen Herausrutschen sichert, wobei zwischen der Oberseite des ersten Kolbens (105) und der Unterseite des zweiten Kolbens (107) eine indizierte Druckkammer (110) angeordnet ist, wobei über dem zweiten Kolben (107) eine Steuerdruckkammer (112) angeordnet ist und

wobei das Druckregulierventil (102) am Relaisventilkörper (101) derart angebracht ist, daß es einen über im Relaisventilkörper (101) und Druckregulierventilkörper (102) ausgebildete Durchlässe (146, 135, 137) durch einen Einlaß (114, 134) des Relaisventils (101) einströmenden Speisedruck aufnimmt und mit Hilfe eines gemäß der Nutzlast eines E'ahrzeugs arbeitenden Verschieburigs-Übertragungsmechanismus die Öffnung eines Speiseventils (121) regelt dergestalt, daß der Süeuerdruckkammer (112) ein der Nutzlast entsprechender Steuerdruck zuführbar ist.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Iiackregulierventil (102) eine Ventilanordnung

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zur Regulierung des Speisedruckes und einen Verschiebungs-Übertragungsmechanismus zur Steuerung der Ventilanordnung in Abhängigkeit von der Fahrzeugnutzlast aufweist, daß die Ventilanordnung aufweist

einen mit einem sich durch eine Seitenwand radial erstreckenden Durchlaß (139) ausgebildeten und im Gehäuse

(117) hin-.und herbewegbar angeordneten Druckkolben (118), aux einem

ein/am .Boden der Bohrung des Druckkolbens (118) hervortretenden Ventilsitz (122) ruhendes Speiseventil (121), ein Austrittsventil (125), das einen mit dem Austrittsventil (125) in Wirkverbindung bringbaren Ventilsitz (122) sowie einen sich durch eine koaxial im Speiseventil (121) ausgebildete Austrittsbohrung hindurch erstreckenden, nach oben gerichteten Fortsatz (123) aufweist, eine .das Speiseventil (121) über das Austrittsventil (125) in geöffnete Stellung drückende Feder (126) und eine am Druckkolben (118) angeordnete Ausgleichsfeder (127), daß der Verschiebungs-Übermittlungsmechanismus aufweist ein in Abhängigkeit von einer Nutzlastveränderung bewegbares bzw. schwenkbares Gestänge (130),

einen mit einem Ende mit einer am Gestänge (130) ausgebildeten Nockenfläche (132, 133) in Wirkverbindung bringbaren und den nach oben gerichteten Fortsatz (123) des Austrittsventils (125) berührenden Plunger (128) sowie eine an einem Bolzen (131) des Gestänges (130) angebrachte Sicherheitsfeder (141), die das Gestänge (130) in der Richtung beaufschlagt, in der die Druckfeder (126) den Plunger (128) nach oben drückt, und daß das die Ventilanordnung und den Verschiebungs-Übertragungsmechanismus aufweisende Druckregulierventil (102) am den Ventilteller (104) und die Kolbenanordnung aufweisenden Relaisventil (101) angebracht ist, wobei die Achse des Regulierventilkörpers (102) zur Achse des Relaisventilkörpers (101) rechtwinklig angeordnet ist.

6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerdruckeinlaß (114, 134) zur Einführung eines Speisedruckes in das Druckregulierventil (102) einen

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mit einem ersten Druckluftbehälter (AR₁) verbundenen zweiten Durchlaß (143) und einen mit einem zweiten Druckluftbehälter (AR₂) verbundenen ersten Durchlaß (142) aufweist, wobei zwischen den beiden Durchlässen (142, 143) ein zylindrischer Raum (144) ausgebildet ist, in dem ein Gleitventil (145) hin-und herbewegbar angeordnet ist, daß im Mittelteil einer Seitenwand des zylindrischen Raumes (144) ein dritter Durchlaß (146) einmündet, der über im Relaisventilkörper (101) und Regulierventilkörper (102) ausgebildete Durchlässe (135, 136, 137) mit dem Druckkolben (118) des Druckregulierventils (102) in Verbindung steht derart, daß der höhere Druck der in den Druckluftbehältern (AR,., AR₂) herrschenden Drücke selektiv dem Druckregulierventil zugeführt wird, wobei meiner der mit den Druckluftbehältern (AR,., AR₂) verbundenen Durchlässe (142, 43) ein Speisedruckeinlaß des Relai3ventils (101) ist.

DipI.-IngJP. E. Meissner

Patentanwalt

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