DE2538505A1

DE2538505A1 - Sperrventil fuer federspeicherbremsanlagen

Info

Publication number: DE2538505A1
Application number: DE19752538505
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl Ing Pechaty; Waldemar Schuster
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1975-08-29
Filing date: 1975-08-29
Publication date: 1977-03-03
Also published as: FR2322037A1; HU174023B; IT1066446B; DE2538505C2

Description

21.B.1975 TP-hä

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KNORR-BREMSE GMBH, 8000 München 40, Moosacher Straße

Sperrventil für Federspeicherbremsanlagen

Die Erfindung betrifft ein Sperrventil für Federspeicherbremsanlagen von Kraftfahrzeugen, mit drei Säumen, deren erster an ein Feststellbremsventil, deren zweiter an einen Federspeicherbremszylinder und deren dritter an eine Sperrleitung angeschlossen ist, wobei die Sperrleitung in der Bremsstellung des Feststellbremsventils entlüftet, zum Notlösen an eine Hilfsdruckluftquelle angeschlossen und ansonsten aus der Betriebsdruckluftquelle aufgeladen ist, mit einem Ventil zwischen dem ersten und dem zweiten Raum, dessen Verschlußglied in Ventilöffnungsrichtung vom Druck im ersten Raum belastet ist, und mit einem das Ventil betätigenden Kolben, der in Ventilöffnungsrichtung vom Druck im zweiten Raum entgegen dem Druck im durch ihn von diesem abgetrennten dritten Raum beaufschlagt ist.

Aus der DT-OS 2 120 113 ist ein Sperrventil der erwähnten Art bekannt. Das Ventil ist hierbei als entgegen Federkraft in Strömungsrichtung zur zweiten Kammer

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öffnendes ßücksohlagventil ausgebildet, dessen Verschlußglied über eine Schleppkupplung mit dem Kolben gekoppelt ist, und der Kolben ist durch eine in der dritten Kammer angeordnete Druckfeder belastet, die stärker als die das Ventil belastende Feder ist. Hierdurch ergibt sich, daß der Kolben bei einem die Kraft der Druckfeder übersteigenden Beaufschlagungsüberschuß aus der zweiten Kammer das Rückschlagventil geöffnet hält. Weiterhin ist das bekannte Sperrventil mit einer den Kolben durchsetzenden Düse zum Aufladen der Sperrleitung versehen und die Kolbenmanschette ist als in Strömungsrichtung zum zweiten Kaum öffnendes Rückschlagventil ausgebildet.

Diesesbekannte Sperrventil benötigt zu seiner betriebssicheren Funktion zwei Federn; sollte eine dieser Federn erlahmen oder brechen, kann es seine Schutzfunktion nicht mehr erfüllen: Ein Bruch der das Ventil belastenden Feder oder der den Kolben belastenden Druckfeder führt zu einem Entleeren des zweiten Raumes bei einem ungewollten Druckabbau im ersten Raum, beispielsweise infolge eines Bruches der zu dieser führenden Leitung und zu einem überraschenden und ungewollten Einbremsen des Fahrzeuges.

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Ein weiterer Nachteil des bekannten Sperrventils ergibt sich aus dessen Federbelastung für den Kolben dadurch, daß beim Betätigen des Feststellbremsventils der zweite Raum über das Ventil nur bis zu einem .Restdruck entleert wird, anschließend sich das Ventil unter der Federbelastung schließt und der .Restdruck durch die Düse stark gedrosselt über die Sperrleitung allmählich abgebaut wird. Entsprechend diesem Druckverhalten gibt auch der Federspeicherbremszylinder anfänglich eine normal, dann jedoch sehr langsam bis auf einen Endwert ansteigende Bremskraft ab. Schließlich bewirkt die Federbelastung des Ventils eine Druckrück-haltung, wodurch in den zweiten Baum und damit den Federspeicherbremszylinder nicht die volle, am Feststellbremsventil und im ersten .Raum anstehende Druckhöhe einspeisbar ist. Da bei gleicher Speicherfederkraft der Kolben des Federspeicherbremszylinders entsprechend größer ausgebildet werden muß, wird hierdurch der Bauaufwand und der Luftverbrauch der Federspeicherbremse gesteigert.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein baulich einfaches Sperrventil der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß es die erwähnten Mangel vermeidet, also keine bei Bruch oder Erlahmen die Sicherheitsfunktion gegen ungewolltes Einbremsen bei Bruch der zum ersten Raum

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führenden Leitung gefährdende Feder aufweist, ein gesteuertes, vollständiges und rasches Entleeren des zweiten Raumes und damit desl'ederspeicherbremszylinders ermöglicht und keine Rückhaltung und Minderung des Lösedruckes für den Federspeicherbremszylinder bewirkt.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Kolben als Differentialkolben ausgebildet ist, dessen kleinere Kolbenfläche vom Druck im zweiten Raum, dessen größere Kolbenfläche vom Druck im dritten Raum und dessen Differentialfläche vom Atmosphärendruck beaufschlagt ist.

Hierdurch wird bei entsprechender Abstimmung der Differentialfläche, die im allgemeinen klein gewählt werden muß, erreicht, daß bei Drucklufteinspeisung in den ersten Raum das Ventil geöffnet wird und die Druckluft ungehindert auch in den zweiten Raum und den Federspeicherbremszylinder einströmt, so daß in beiden Räumen gleiche Druckhöhe herrscht. Nach Beendigung der Drucklufteinspeisung verschiebt sich der Differentialkolben bei Erreichen eines Druckausgleiches zwischen dem zweiten und dem dritten Raum mit geringer, durch die Differentialfläche bestimmterKraft, wobei das Verschlußglied des Ventils auf seinen Sitz aufgelegt wird. Erst bei einem

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Bruch der vom i'eststellbremsventil zum ersten Raum führenden. Leitung wird das Verschlußglied pneumatisch fest und dichtend auf seinen Sitz gepreßt, so daß der Druck im zweiten Baum erhalten bleibt. Das Ventil bedarf somit zu seiner Steuerung keiner unerwünschte Druck-Rückhalte wirkung en zeitigenden,bruchgefährdeten federn.

Nach der weiteren Erfindung ergibt sich bei sehr geringem Bauaufwand eine besonders vorteilhafte Steuerung des Ventils, wenn dessen Dichtungsdurchmesser kleiner als die kleinere Kolbenfläche des Differentialkolbens und sein Verschlußglied starr mit dem Differentialkolben verbunden ist.

Um ein. rasches Notlösen der Federspeicherbremse zu ermöglichen, ist bei dem erwähnten, bekannten Sperrventil die Düse von einem aus der Kolbendichtung gebildeten Rückschlagventil überbrückt. Da die Elastizität der

Kolbendichtung jedoch stark temperaturabhängig ist, ersieh
gibt'hierdurch ein hinsichtlich seines Rückhaltedruckes stark temperaturabhängiges Rückschlagventil. Um bei niedrigem Bauaufwand das den vorstehenden, erfindungsgemäßen Merkmalen entsprechende Sperrventil mit einer temperaturunabhängigen, rasch wirkenden Notlöseeinrichtung zu versehen, wird nach der weiteren Erfindung vorgeschlagen, den Kolbenboden des Differentialkolbens mit einer

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Durchbrechung zu versehen, die von einem in Strömungsrichtung zum zweiten Raum öffnenden Rückschlagventil überwacht ist, dessen Verschlußkörper einen in einer Sackbohrung des Verschlußgliedes verschieblich geführten Führungsstift aufweist und von einer andererseits gegen das Verschlußglied abgestützten Feder belastet ist.

eine

In der Zeichnung ist f nur schematisch angedeutete Federspeicherbremse mit einem nach der Erfindung ausgestalteten, im Schnitt gezeigten Sperrventil dargestellt.

Von einer nicht gezeigten Druckluftquelle führt eine Rohrleitung 1 über ein Schutzventil 2 zu einem als Betriebsdruckluft quelle dienenden Luftbehälter 3 und einem als HilfsdruckluftquelIe dienenden, zweiten Luftbehälter 4-. Vom Luftbehälter 3 führt eine Leitung 5 zu einem Feststellbremsventil 6, welches je nach seiner Einstellung eine zum Sperrventil 7 führende Leitung 8 absperrt, mit der Leitung 3 verbindet oder in die Atmosphäre entleert. Vom Luftbehälter 4 führt eine Leitung zu einem als ETotlöseventil dienenden Absperrventil 10 und von diesem als Sperrleitung 11 zum Sperrventil 7 und zum Feststellbremsventil 6, welches die Sperrleitung 11 in seiner Bremsstellung zusammen mit der Leitung 8 entlüftet, ansonsten abgesperrt hält.

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Das Sperrventil 7 weist drei Bäume 12, 13 und 14 auf; die Leitung 8 mündet in den ersten Raum 12, an den zweiten Kaum 13 ist ein Federspeicherbremszylinder 15 angeschlossen und in den Baum 14 mündet die Sperrleitung 11. Zwischen den .Räumen 12 und 13 befindet sich ein tellerartiges Verschlußglied 16, welches zusammen mit einem gehausefesten, die Einmündung der Leitung 8 umgebenden Ventilsitz 17 ein die Verbindung der Bäume und 13 überwachendes Ventil 16,17 bildet. Die Bäume und 14 sind durch einen Differentialkolben 18 voneinander getrennt, dessen größere Kolbenfläche 19 dem Baum 14 und dessen kleinere, in ihrem Durchmesser den Ventilsitz 17 übertreffende Kolbenfläche 20 dem Baum zugewandt ist. Die Differentialfläche des Differentialkolbens 18 ist über einen mittels eines Kanals 21 an die Atmosphäre angeschlossenen Bingraum 22 ständig mit Atmosphärendruck beaufschlagt. Das Verschlußglied 16 ist über nahe seinem Band angeordnete Stege 23 starr mit dem Differentialkolben 18 verbunden.

Der Kolbenboden des Differentialkolbens 18 ist von einer Düse 24 und einer zu dieser großquerschnittigen Durchbrechung 25 durchsetzt. Auf Seiten des Baumes 13 ist die Durchbrechung 25 von einem Verschlußkörper 26 abgedeckt, der zusammen mit dieser ein in Strömungsrichtung zum Baum 13 öffnendes Bückschlagventil 25,26

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bildet. Der Verschlußkörper 26 ist mit einem Führungsstift 27 versehen, der verschieblich in einer Sackbohrung des Verschlußgliedes 16 geführt ist. iSine schwache Feder ist zwischen das Verschlußglied 16 und den Verschlußkörper 26 eingespannt.

Zum Aufladen bzw. Lösen der Federspeicherbremse wird bei geschlossenem Absperrventil 10 das JTeststellbremsventil 6 in seine Lösestellung gebracht, in welcher es die Leitungen 5 und 8 verbindet sowie die Sperrleitung 11 abgesperrt. Aus dem Luftbehälter 3 strömt Druckluft durch die Leitungen 5 und 8 in den .Raum 12 des Sperrventils 7 ein, hebt das Verschlußglied 16 vom Ventilsitz 17 ab und gelangt in den Haum I3 sowie den Federspeicherzylinder 15. Das Ventil 16,17 wird dabei, unterstützt durch die einseitig stark überwiegende Beaufschlagung des Differentialkolbens 18 auf der Kolbenfläche 2O,weitestmöglichst geöffnet, so daß zwischen den Räumen 12 und 13 ein höchstens vernachlässigbar kleiner Druckabfall auftritt. Gleichzeitig strömt über die Düse 24 gedrosselt Druckluft in den Raum 14- und die Sperrleitung 11 ein und bewirkt dort einen allmählichen Druckaufbau.

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Nach Erreichen der vollen Druckhöhe im Raum 13 und dem hierdurch in seine Lösestellung gebrachten, gespannten Federspeicherbremszylinder 15»gleicht sich über die Düse 24 der Druck im .Raum 14 allmählich an; bei Erreichen der Druckgleichheit zwischen den Räumen 14 und

13, damit auch zum Raum 12, bewirkt die etwas größere Kolbenfläche 19 ein Verschieben des Differentialkolbens 18 bis zum Auflegen des Verschlußgliedes 16 auf den Ventilsitz 17.

Zum Einbremsen werden mittels des Feststellbremsventils 6 die Sperrleitung 11 völlig und die Leitung 8 Je nach Bremsstufe teilweise oder ebenfalls völlig entleert. Infolge Entleerung des .Raumes 14 bewegt sich der Differentialkolben 18 unter Öffnen des Ventils 16,17 rasch in .Richtung zu diesem und aus dem Federspeicherbremszylinder 15 und dem Kaum 13 strömt Druckluft durch die Leitung 8 und das Feststellbremsventil 6 ab. Die Federspeicherbremse wird betätigt.

Bricht bei gelöster Federspeicherbremse die Leitung 8, so wird der Haum 12 entleert und die einseitig auf dem Verschlußglied 16 lastende, pneumatische Beaufschlagung durch den Raum I3 drückt dieses dicht gegen den Ventilsitz 17 an. Erst bei einer Entleerung auch des Raumes

14, gesteuert durch das Feststellbremsventil 6, öffnet

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der Differentialkolben 18 das Ventil 16,17, der Baum 13 und der Federspeicherbremszylinder 15 entleeren sich und die Federspeicherbremse wird betätigt.

Zum Notlösen werden durch öffnen des Absperrventils 10 die Sperrleitung 11 und der Raum 14 aus dem Luftbehälter 4· wieder mit Druckluft gefüllt; der Differentialkolben 18 schließt das Ventil 16,17 und über das ich öffnende Rückschlagventil 25, 26 strömt zum Lösen des Feder speicherbrems Zylinders 15 Druckluft in diesen und den Raum 13 ein.

Bricht bei gelöster Federspeicherbremse die Sperrleitung 11, so öffnet der Differentialkolben 18 das Ventil 16,17 und das Sperrventil 7 verliert seine Schutzfunktion. Das Rückschlagventil 25,26 verhindert ein Entleeren des Raumes 13 durch die Sperrleitung 11·, der geringe Druckluftverlust über die Düse 24 wird durch Nachspeisung aus dem Luftbehälter 3 ersetzt.

Zum raschen Lösen der eingebremsten Federspeicherbremse kann zusätzlich zum Einstellen des Feststellbremsventils 6 in dessen !»ösestellung das Absperrventil 10 für eine gewisse Zeitspanne geöffnet werden: Der Federspeicherbremszylinder 15 wird dann über die Leitung 8 und das Ventil 16,17 und gleichzeitig über die Sperrleitung 11 und das Rückschlagventil 25,26 rasch gefüllt und gelöst.

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Das Sperrventil 7 wird gemäß vorstehenden Erläuterungen rein pneumatisch gesteuert und bedarf zur Betätigung des Ventil 16,1? keiner bruch- oder erlahmungsgefährdeter,
eine Druckrückhaltung bewirkenderJfedern.

In Abänderung vom dargestellten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, das Absperrventil 10 in das Feststellbremsventil 6 einzugliedern und/oder in diesem eine der Tüse 24 entsprechende, gedrosselte und in der Lösestellung wirksame Fülleinrichtung für die Sperrleitung 11
und den Kaum 14 unterzubringen.

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Claims

21.6.1975 - 12 - TP-hä

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Patentansprüche

Jj Sperrventil für Federspeicherbremsanlagen von Kraftfahrzeugen, mit drei Räumen, deren erster an ein Feststellbremsventil, deren zweiter an einen Federspeicherbremszylinder und deren dritter an eine Sperrleitung angeschlossen ist, wobei die Sperrleitung in der Bremsstellung des Eeststellbremsventils entlüftet, zum Notlösen an eine Hilfsdruckluftquelle angeschlossen und ansonsten aus der Betriebsdruckluftquelle aufgeladen ist, mit einem Ventil zwischen dem ersten und dem zweiten Raum, dessen Verschlußglied in Ventilöffnungsrichtung vom Druck im ersten Raum belastet ist, und mit einem das Ventil betätigenden Kolben, der in Ventilöffnungsrichtung vom Druck im zweiten Raum entgegen dem Druck im durch ihn von diesem abgetrennten dritten Raum beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben als Differentialkolben (18) ausgebildet ist, dessen kleinere Kolbenfläche (20) vom Druck im zweiten Raum (13), dessen größere Kolbenfläche (19) vom Druck im dritten Raum (14) und dessen Differentialfläche vom Atmosphärendruck beaufschlagt ist.

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2. Sperrventil nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsdurchmesser des Ventils (16,17) kleiner als die kleinere Kolbenfläche (20) des Differentialkolbens (18) und das Verschlußglied (16) des Ventils starr mit dem Differentialkolben verbunden ist.
3. Sperrventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenboden des Differentialkolbens (18) eine Durchbrechung (25) aufweist, die von einem in Strömungsrichtung zum zweiten fiaum (13) öffnenden Rückschlagventil (25,26) überwacht ist, dessen Verschlußkörper (26) einen in einer Sackbohrung des Verschlußgliedes (16) verschieblich geführten fführungsstift (27) aufweist und von einer andererseits gegen das Verschlußglied abgestützten Feder (28) belastet ist.

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