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Anhängerbremsventil
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Dio Erfindung betrifft ein Anhängerbremavsntil für Zweileitunge-Druckluftbremesnlagen
von Fshrzeugsnhängern mit den im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 genannten
Merkmalen.
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Anhägerbremsventils der vorstehend genannten Art sind bekennt (PT-PS
1 131 535). Bei diesen weist zwar der Notbremskolben eine vom Druck in der Uorratoleitung
bsaufochlagto Ringfllche auf, die größer ist als die entgegenwirkende, vom Druck
im Vorratsbehälter beaufschlagte Ringfläche, so daß erst nach Überschreiten eines
bestimmten Druckabfalles in der Vorratsleitung eine Notbremsung durch den Notbremskolben
eingeleitet wird. Jedoch ist die wirksame Kolbenfläche des Notbremskolbens,die von
Bremszylinderdruck belastet ist und die sich als Ringfllche zwischen dem Einlaßventilsitz
und der kleinsten der drii Kolbenführungen darstellt, sehr kloin gehalten. Bei einer
vollständigen Entleerung der Vorratsleitung ergibt eich daher ein Druck ausgleich
zwischen Vorratsbehälter und Bremszylinder, der Bremszylinderdruck steigt also bis
auf vollen Vorratsbehälterdruck an. Insbesondere bei nasser oder rutschige Fahrbahn
kann hierdurch eine unvorhersehrbare, plötzliche Überbremsung des Anhängers mit
ihren gefährlichen Folgen auftreten. Außerdin ist in dn bekannten Anhängerbremsventil
ein gesondertes, teueres Rückschlagventil zum Füllen des Vorratsbehältere aus der
Vorratsleitung vorgesehen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Anhängorbremaventil der eingangs
genannten Art mit einfachen Mitteln so auszubilden, daß es bei völliger Entleerung
der Vorratsisitung den in die Bremszylinder einzusteuernden Druck auf einen unterhalb
des Vorratsdrucks liegenden Wert begrenzt, so daB Überbremaungen vermieden werden.
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Dies Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die wirksame
Kolbenflsche des Kolbenteils größer als diejenige der zweiten Ringfläche bemessen
wird.
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Ein beim Entleeren der Vorratsleitung gleichmäßiges, ruckfreies Einbremsen
des Anhängers kann in weiterer Ausbiödung der Erfindung dadurch erzielt werden,
daß die wirksame Kolbenfläche des Kolbenteiles des Natbremskolbans zumindest gleich
derjenigen der ersten Ringfläche ist, Weitere, vorteilhafte Ausbildungsmöglichkeiten
des erfindungagemäßen Anhängerbremsventils können den weiteren Unteransprüchen entnommen
werden.
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In dar Zeichnung Fig 1 bis 3 sind drei unterschiedliche AustUhrungsbeispiels
für nach der Erfindung ausgestaltete Anhängerbremeventile dargestellt, wobei einander
entsprechende Teile mit gleichen Bezugezeichen versehen sind.
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Nach Fig 1 ist in einem Gehäuse 1 ein ringartiger Uoreilkolben 2 abgedichtet
verschieblich gelagert, in welchem ein als Differentialkolben mit kleiner Differenzfläche
ausgebildeter Steuerkolben 3 geführt ist. Der einerseits vom Gehüusedockel 4, andererseite
vorn Uoreiikolben 2 und der kleineren Flache des St.uerkolbens 3 begrenzte Raum
5 ist mit einem Rohrstutzen 6 verbunden, an welchem eine eine dem Bremsdruck des
nicht dargestellten Triebfahrzeugee entsprechende Druckhöhe führende,nicht gezeigte
Anhängerbremsleitung anzuschließen ist. Andererseits ist der Woreilkolben 2 von
einer Rückstellfeder 7 belastet, die sich in einem mit der Atmosphäre verbundenen
Ring raum 8 befindet. Im Ringra- 8 ist ein den Hub des Voreilkolbens 2 begrenzender,
gehäusefester Anschlag 9 angerodnet. Der Voreilkolben 2 ist mit einem medial einwärts
ragenden Ringflansch 10 versehen, der Bohrungen 11 aufweist, durch welche dem Steuerkolben
3 zugehörende Anschlage 12 zum Zylinderdeckel 4 ragen. Andererseits ist der Steuerkolben
3 durch einen im Voreilkolben 2 angeordneten Sicherungsring 13 abgefangen. Der die
Differenzfläche des Steuerkolbens 3 beaufschlagende Ring saum 14 steht über eine
Bohrung 15 im Voreilkolben 2 ständig mit dem Ring raum 8 und damit der Atmosphäre
in Verbindung. Auf der dem Raum 5 abgewandten Saite ist der Steuerkolben 3 vom Druck
in einem Raum 16 belastet, an welchen über einen Rohrstutzen 17 die nicht dargestellten
Brinezylinder des Anhängers anzuschließen sind.
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Der Steuerkolben 3 ist mit einem zentrichen,rohrartigen Ansatz 18
versehen, in welchen dicht eine verstellbare, einen Federteller 19 tragende Schraube
20 eingeschraubt ist. Zwischen den Ringflansch 10 und den Federteller 19 ist eine
Voreilfeder 21 eingespannt. Im Raum 16 ragt dar Ansatz 18 mit radialem Spiel in
eine Öffnung 22 eines Notbremskolbens 23 und endet mit einem auslaßventilsitz 24
vor einem Ventilverschlußkörper 25, dessen zweite Dichtfläche mit einem den Innenrand
der Öffnung 22 umgebenden Einlsßventilsitz 26 zusammenwirkt.
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Der Notbremskolbsn 23 ist als dreistufiger, im Gehause 1 geführter
Differentialkolben ausgebildet; sein dem Steuerkolben 3 zugewandtes, die öffnung
22 aufweisendes Ende ist als Kolbenteil 27 mit kleinstem Durchmesser ausgebildet.
In seinem mittleren Abschnitt 28 weist der Notbramskolban 23 seinen größten Durchmesser
auf und der die erste Ringfläche 29 zwischen kleinstem und größtem Durchmesser beaufschlagende
Raum 30 steht über einen Rohrstutzen 31 mit der nicht gezeigten, zum Triebfahrzeug
führenden Anhengervorratsleitung in Verbindung.
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Das einen mittleren Durchmesser aufweisende, zweite Ende des Notbremskolbens
23 begrenzt einen über ein übliches Entlüftungsventil mit der Atmosphäre verbundenen
Raum 32. Die zweite Ringfläche 33 zwischen diesem Endo und dem mittlzrzn Abschnitt
28 des Notbremskolbens ist vom Druck in einem Ringraum 34 beaufschlagt, der einerseits
über einen Rohrstutzen
35 mit dem nicht gezeigten Vorratsbehälter
des Anhängers und andererseits über Radialbohrungen 36 mit dem Innenraum 37 des
Notbremskolbens 23 verbunden ist. Die Kolbendichtung an mittleren Abschnitt 28 des
Notbremskolbens 23 ist als Nutringdichtung 38 ausgebildet, welche in Strömungsrichtung
vom Raum 30 zum Ring raum 34 rückschlagventilartig umströmbar ist.
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Die Ringflächen 29 und 33 das Notbremskolbuns 23 sind kleiner als
die sich von außen bis zum Durchmesser des Auslsßventilsitzes 24 erstreckende, wirksame
Kolbenfläche des Kolbenteile 27.
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Der Ventilverschlußkörper 25 weist einen Rohrkörpar 39 auf, der an
seiner den Ventil sitz an 24 und 26 zugewandten Stirnseite einen Ventildichtring
40 trägt, welcher mit dem Einlaßventilsitz dem 26 ein EinlaBventilteil 26, 40 und
annähernd in einer Ebene bsfindlichen Auslaßventilsitz 24 ein Auslaßventilteil 24,40
eines Doppelventlls 24,26,40 bildet. Der Rohrkörper 39 ist in seinem mittleren Abschnitt
mit einem dem Durchmesser des EinlaB-ventilsitzes 26 und nahe seines des Ventildichtring
40 abgewandten Endes mit einem dem Durchmesser des Auslaßventil@sitzes 24 entsprechendem
Durchmesser im Notbremskolben 23 abgedichtet verschieblich gelagert. Vom Raum 41
zwischen diesen Lagerungen führt eine Bohrung 42 des Rohrteiles 39 zu dem Ringspalt
zwischen Ein- und Auslaßgentilsitz 24 und 26. Eine Feder 43 belastet den Uentilverschlußteil
25 in Andrückrichtung an die
Ventilsitze 24 und 26. Die das Rohrteil
39 durchsetzende Längsbohrung 44 endet einerseits radial innerhalb des Ventildichtringes
40 und mündet andererseits in dsn Raum 32.
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Bei betriebebereiter, gelöster Bremse nehmen die Teils des Anhdngerbremsventils
die aus Fig 1 ersichtliche Lage ein: Der Voreil- und der Steuerkolben 2 und 3 befinden
sich unter der Kraft der Feder 7 in ihrer oberen, durch Anlage der Anschläge 12
am Gehäusedeckel 4 bestimmten Endlags, der Raum 5 ist Ober die Anhängerbremaleitung
entlesrt. In den Räumen 30 und 34 herrscht Uorrstsdruck und die größere erste Ringfläche
29 helt den Notbremskolben 23 somit in seiner unteren Stellung. Das Einlaßventil
26, 40 ist unter der Kraft der Feder 43 geschlossan und das Auslsßventil 24,40 ist
geöffnet. Der Raum 16 ist somit durch die Bohrung 44 und den Raum 32 entlüftet.
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Zum Bremsen wird über den Anschlußstutzen 6 der Raum 5 mit Druckluft
entsprechend der gewünschten Bremsatärke gefüllt. Der Voreil- und der Steuerkolben
2 und 3 werden dabei abwärts gedrückt.
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Der Voreilkolben 2 spannt dabei bis zu seiner Anlage am Anschlag 9
die Voreilfeder 21, wodurch die auf den Steuerkolben 3 abwärtsgerichtet einwirkende
Kraft verstärkt und der Steuerkolben 3 beaonders rasch abwärts gedrückt wird. Das
Doppeluentil 24,26,40 wird umgesteuert, und bei nun geschlossenem Auslaß- und geöffnetem
Einlaßvsntilteil kann Druckluft aus dem Vorratsbehälter durch den Innenraum 37 in
den Raum 16 und damit die Anhängerbremazylinder
einströmen. Der
sich aufbauende Bremszylinderdruck drückt bei Erreichen eines bestimmten Wertes
den Steuerkolben 3 bis zum Schließen des EinlsBventilteiles hoch. Der hierzu nötige
Bremszylinderdruck ist im wesentlichen durch den Druck im Raum 5, die Spannung der
Voreilfeder 21 und die Flächendifferenz das Steuerkolbens 3 bestimmt.
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Die aus dem Vorratabehilter verbrauchte Druckluft wird aus der Vorratsleitung
durch nachströmende, die Nutringdichtung 28 umströmende Druckluft ersetzt.
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Beim Lösen wird der Druck im Raum 5 abgesenkt, der Steuerkolben 3
hebt sich n, öffnet das Auslaßventil 24, 4o und aus der Raum 16 strömt Druckluft
zur Atmosphäre ab.
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Sinkt, ausgehend von gelöster Bremse, der Druck in der Vorrateleitung
und demit im Raum 30, sperrt die Nutringdichtung 28 ein Überströmen von Druckluft
aus dem Ringraum 34 in den Raum 30.
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Bei Erreichen einer bestimmten, durch die Differenz der Ringflächen
29 und 33 bestimmten Druckdifferenz wird der Notbra.skolben 23 angehoben und das
Doppelventil 24, 26, 40 umgeschaltet, so daß Druckluft in den Raum 16 einströmt.
Sobald im Raum 16 eine bestimmte, von den Drücken in den Räumen 30 und 34 sowie
den Flächenverhältnissen am Notbremskolben 23 abhängige Druckhöhe erreicht ist,
senkt sich der Notbremskolben 23 bis zum
Schließen des Einlaßventilteiles
26,40 ab.
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Es ist zweckmäßig, die wirksame Kolbenfläche des Kolbenteils 27 gleich
odor größer als die Ringfläche 29 zu gestalten; hierdurch ist ein besonders weiche,
ruckfreies Einsetzen der Anhangerbremsung bei begrenzter Druckabsenkung in der Vorratsleitung
mglich.
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Der Steuerkolben 3 bleibt während dieser Vorgänge infolge seiner Abstützung
am Gehäusedeckel 4 in Ruhe.
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Entleert sich der Raum 3U beispislewaise durch einen Bruch der Vorratsleitung
vollstandig, so schließt infolge der im Vergleich zur zweiten Ringfläche 36 größeren,
wirksamen Fläche des Kolbenteils 27 der Notbremskolben 23 durch Abwärtsbewegsn das
Einlaßventilteil 26,4G, wenn ein dem Flächenverhältnis der genannten Flächen zum
Vorratsdruck verhältnisgleicher Druck in den Raum 16 eingespeist ist. Es tritt also
kain Druckauaglelch zwischen den Vorratsbehälter und den Anhänperbranazylindem auf,
was leicht zu einer starken Ubarbramsung dos Anhängers führen könnte; die Anhängerbremezylinder
werden vielmehr auch in diesem Fell mit einer begrenzten, eine Überbremsung ausschließenden
Druckhöhe beaufschlagt.
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Bei Wiederkehr des Druckes in der Vorratsleitung und damit im Raum
30 kehrt das Anhängerbremsventil in die dargestellte Schaltetellung zurUck und die
Anhängerbremes wird durch Entleeren
des Haumes 16 gelöst.
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Die besondere Lagerung des Ventilverschlußkörpers 25 sowie die durch
die Bohrung 42 erfolgende Bsaufachlagung des Raumes 41 mit dem im Heum 16 herrschenden
Bremazylinderdruck ergibt eine völlige pneumatische Entlastung, so daß das Anhängerbramsuentil
eine nur geringe, druckunabhängige Hysterese aufweist.
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Nach Entfernen des als Membranventil 45 ausgebildeten Entlüftungsventils
für den Raum 32 kann durch die Bohrung 44 hindurchgreifend die Schraube 20 und damit
die Vorspannung der Voreilfeder 21 eingestellt werden. Die Druckvoreilung des Anhängerbremsventils
bei Bremsbeginn ist damit in einfacher Weise einstellbar.
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Nach Fig 2 ist es auch möglich, den Steuerkolben 3' einfach auszubilden
und im Gehäuse 1' zu lagern. Zum Erzielen einer Differentialwirkung des Steuerkolbens
3 ist dabei an der Schraube 20 beispielsweise durch loses Einrollen drehbar ein
Kolbenstöpsel 46 gehalten, der im Gehäusedeckel 4' geführt ist, dessen Innenraum
47 mit dem Druck der Anhängerbremaleitung beaufschlagt und dessen Oberseite durch
eine Bohrung 48 mit Atmosphärendruck belastet ist. Bei dieser im übrigen der Anordnung
nach Fig 1 in Funktion und Aufbau entsprechenden Ausführung ergibt sich ein geringerer
Bearbeitungsaufwand bei der Herstellung, da weniger bearbeitete Bohrungen nötig
sind. Auch die durch die Dichtelemente
am Steuerkolben 3' mit
Kolbenstöpsel 46 wirkenden Reibungen sind geringer, da eine Dichtung wesentlich
kleiner ausgeführt ist.
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Zun Vereinfachen des Justierens der Voreilteder 21 ist es nach Fig
3 such möglich, den Ansatz 18' das Steuerkolbens 3' nach oben rohrartig, wie unter
dem Bezugazeichen 49 dargestellt, zu verlängern und auf dieser eine Zwischenwand
50 abgedichtet verschieblich durchsetzenden Verlängerung 49 den einfach ausgebildeten
Voreilkolben 2' verschieblich zu lagern. Mit dem oberen Ende der Verlängerung 49
ist ein hutartiger Federsteller 19' sinstallbar verschraubt, der mit einem durch
den Gehausedeckel 4'' greifenden Einstellbolzen 52 verbunden ist. Die Räume 5 und
5' oberhalb' des Voreil- bzw. des Steuerkolbens 2' und 3' sind durch eins Längsbohrung
53 in der Verlängerung 49 und Querbohrungen 54 bzw. 55 in der Verlängerung 49 bzw.
dem Federteller 19 mitsinander verbunden. Der Raum 8' zwischen dem Vorailkolban
2' und der Zwischenwand 50 ist durch eine Bohrung 56 entlüftet.
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Im übrigen entspricht die Anordnung im Aufbau und in ihrer Funktion
der Ausführung nach Fig 1.
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In Abänderung der in Fig 1,2 und 3 dargestellten Ausführung ist es
schließlich auch möglich, am Notbremskolben die zweite Ringfläche zu entfernen,
am einfachsten dadurch, daß der mittlere und der untere Abschnitt des Notbremskolbene
gleichen Durchmesser erhalten.
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Im Raum 32 ist dann etne Feder anzuordnen, die den Notbremskolben
nach oben drückt. Bei Entleeren der Vorratsleitung und des Raumes 30 bestimmt hierbei
das Hraftgleichgewicht zwischen dieser Feder und der Beaufschlagung des oberen Kolbanabschnittes
27 den in die Anhängerbremszylinder bei Notfällen ernsteuerbaren, maximalen Druck.
Bei dieser Ausführung ergibt sich weiterhin ein Ansprechen des Anhängerbremsventils
bei Absinken das Drucks in der Vorratsleitung auf einen bestimmten Druckwert und
ist sorbit unabhängig von im Vorratsbehälter augenblicklich herrschendem Druck.
Es ist zweckmäßig, die erwähnte Feder durch eine Einstellschraube einstellbar anzuordnen,
wodurch der Ansprechdruck und auch der maximal den Bremazylindern zuführbare Druck
einstellbar sind.
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L e e r s e i t e