DE2703940C2

DE2703940C2 - Relaisventil für Druckluftzylinder

Info

Publication number: DE2703940C2
Application number: DE2703940A
Authority: DE
Inventors: Horst 8060 Garching Roßbach
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1977-01-31
Filing date: 1977-01-31
Publication date: 1982-07-15
Also published as: SE7800664L; FR2378967B1; SE432989B; IT1092332B; FR2378967A1; DE2703940A1; IT7819784A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Relaisventil für die schnelle Be- und Entlüftung eines Druckluftzylinders mit einem Steuerkolben, der auf einer Seite über einen Steuerdruckanschluß des Ventils mit Steuerdruck beaufschlagt ist, auf der anderen Seite mit dem Arbeitsdruck des Druckluftzylinders und mit einem rohrförmigen Ventilkörper mit Dichtkragen, der einen Durchlaß zwischen einem Vorratsdruckanschluß und einem Arbeitsdruckanschluß des Ventils öffnet bzw. verschließt, wobei der Steuerkolben so angeordnet ist, daß er bei einer Stellbewegung unter der Kraft des Steuerdrucks den rohrförmigen Ventilkörper mitnimmt, wodurch der Durchlaß zwischen Vorratsdruckanschluß und Arbeitsdruckanschluß geöffnet wird.

Ein solches Relaisventil ist aus der Druckschrift »Prüfanweisung für Relaisventil 9 73 001« der Firma Westinghouse vom Juni 1969 bekanntgeworden. Solche Relaisventile werden insbesondere für die Arbeitszylinder von Druckluftbremsanlagen bei Nutzfahrzeugen verwendet, in deren Nähe sie installiert sind, um trotz der üblicherweise großen Entfernung zwischen den Arbeitszylindern, den Druckluftvorratsbehältern und der Betätigungseinrichtung die Ansprechzeit (das ist die Zeitdauer zwischen der Betätigung eines Steuerhebels und dem tatsächlichen Reagieren des Arbeitszylinders) geringhalten zu können. Ein Problem dieser Relaisventile besteht nun darin, den sehr fein dosierbaren Steuerdruck, mit dem sie beaufschlagt werden, in einen entsprechend fein dosierten Arbeitsdruck umzusetzen. Besonders die Umsetzung sehr geringer Steuerdrücke in entsprechende Arbeitsdrücke stößt wegen der nicht ausschaltbaren Reibung des Steuerkolbens solcher Relaisventile auf Schwierigkeiten. Als Folge davon ergeben sich unzulässig große Ansprechzeiten der Druckluftbremsanlage. Ein Ausweg aus diesen Schwierigkeiten bestünde darin, die mit dem Steuerdruck zu beaufschlagende Fläche des Steuerkolbens gegenüber bekannten Lösungen zu erhöhen, wodurch Reibungsund Trägheitskräfte dieses Steuerkolbens bereits bei sehr geringen Steuerdrücken überwunden werden könnten. Der Nachteil einer solchen Lösung des anstehenden Problems, nämlich die Vergrößerung des gesamten Relaisventils wiegt aber so schwer, daß bisher lieber der relativ große Ansprechdruck der Bremsanlage in Kauf genommen wurde.

Aus der DE-PS 9 51 681, der AT-PS 2 13 676 und der DF-AS 15 23 581 sind Verstärker bekannt, deren steuerungsaktives Eingangsteil in Form eines Kolbens oder einer Membran steuerdruckseitig zusätzlich mit der Druckkraft einer vorgespannten Feder belastet ist.

Diese Feder dient der Verbesserung des Ansprechverhaltens. Bei den Vorrichtungen der beiden erstgenannten Druckschriften wird das steuerungsaktive Eingangsteil allerdings von beiden Seiten her mit unterschiedlich starken Federn belasteL Bei der Vorrichtung nach der DE-AS 15 23 581 gibt es zwar nur eine auf das steuerungsaktive Eingangsteil wirkende Feder. Diese dient jedoch nicht etwa der Überwindung von Reibungskräften, sondrrn dazu, ein bewegliches Teil an einem Doppelventil in Anlage zu halten. Schließlich sind in den Vorrichtungen der vorgenannten Druckschriften keine Mittel enthalten, die eine besonders feine Dosierung des Arbeitsdruckes in Abhängigkeit vom Steuerdruck ermöglichen würden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein gattungsgemäßes Relaisventil so zu verbessern, daß es bereits bei geringsten Steuerdrücken anspricht und dementsprechend minimale Ansprechzeiten aufweist, ohne daß dabei eine Vergrößerung des gesamten Ventils in Kauf genommen werden muß.

Zur Lösung dieser Aufgabe vr-rd gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, daß der Steuerkolben steuerdruckseitig zusätzlich mit der Druckkraft einer vorgespannten Feder belastet ist und Rückschlagventile aufweist, die einen Luftdurchtritt nur in Richtung zur Steuerdruckseite ermöglichen.

Durch die auf den Steuerkolben mittels der Feder aufgebrachte Vorlast wird erreicht, daß das Relaisventil bereits bei geringsten Steuerdrücken im Bereich von 0,1 bis 0,2 Atmosphären anspricht. Die Rückschlagventile im Steuerkolben dienen einer vollständigen Entlüftung der Arbeitsdruckanschlüsse über den Steuerdruckanschluß. Eine solche vollständige Entlüftung war bei einem gattungsgemäßen Relaisventil über dem rohrförmigen Ventilkörper möglich. Aufgrund der von der Feder aufgebrachten Vorlast liegt jedoch der Steuerkolben am rohrförmigen Ventilkörper an und somit ist die Verbindung zwischen dem Arbeitsdruckanschluß und der Entlüftungsöffnung unterbrochen, weshalb die Entlüftung dann über die Rückschlagventile im Steuerkolben erfolgt.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Rückschlagventile im Steuerkolben in der Weise gebildet werden, daß der Steuerkolben Verbindungsbohrungen zwischen der Arbeitsdruckseite und der Steuerdruckseite aufweist, die mittels einer steuerdruckseitig am Steuerkolben angebrachten Membran abgedeckt sind. Diese Ausbildung der Rückschlagventile hat den Vorteil, daß sowohl das Gewicht, als

auch die räumliche Ausdehnung des Steuerkolbens nahezu unverändert bleibt, und somit sowohl der gesamte, zur Verfügung stehende Stellweg praktisch voll erhalten bleibt, als auch die Massenkraft des Steuerkolbens nicht erhöht wird.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Vorspannung der den Steuerkolben belastenden Feder einstellbar ist Durch eine solche Einstellbarkeit der Vorspannung, die zweckmäßigerweise mittels einer einfachen Einstellschraube erzielt wird, läßt sich der Ansprechdruck für den Steuerkolben sehr genau einstellen. Dadurch kann das Relaisventil auch an unterschiedliche Steuerdruckbereiche angepaßt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert In der Zeichnung ist ein Relaisventil im Schnitt dargestellt Das Relaisventil weist einen Steuerdruckanschluß 5 auf, an dem eine SteuerleitUiig anzuschließen ist, einen Vorratsdruckanschluß K der über nicht dargestellte Leitungen mit Vorratsdruckbehältern in Verbindung steht, und einen Arbeitsdruckanschluß Z, von dem aus eine ebenfalls nicht dargestellte Leitung zu dem bzw. den Arbe.tszyüiidern führt Zwischen dem Vorratsdruckanschluß Kund dem Arbeitsdruckanschluß Z ist ein Durchlaß 4 vorgesehen, der mittels eines rohrförmigen Ventilkörpers 5 geöffnet bzw. verschlossen werden kann. Hierzu ist der rohrförmige Ventilkörper 5 in Vertikalrichtung verschiebbar und weist an seinem Außenumfang einen Dichtkragen 6 auf. Mittels einer Druckfeder 7, die gegen den Dichtkragen 6 wirkt, wird dieser in der gezeigten Schließstellung gehalten.

Koaxial zum rohrförmigen Ventilkörper 5 ist ein Steuerkolben 3 angeordnet, dessen Bewegungsrichtung mit der Bewegungsrichtung des rohrförmigen Ventilkörpers übereinstimmt. Der Raum unterhalb des Steuerkolbens 3 steht mit dem Arbeitsdruckanschluß Z in Verbindung während der Raum oberhalb des Steuerkolbens 3 mit dem Steuerdruckanschluß S in Verbindung steht. An seinem Außenrand ist der Steuerkolben 3 mittels einer Gleitdichtung 2 abgedichtet. Von oben, d. h. also steuerdruckseitig wirkt aul den Steuerkolben 3 eine vorgespannte Feder 13, deren Vorspannung mittels einer Stelle hraube 12 einstellbar ist. Im Steuerkolben 3 sind Verbindungsbohrungen 11 angebracht, die steuerdruckseitig von einer Membran 1 abgedeckt sind. Unterhalb des rohrförmigen Ventilkörpers 5 ist eine Entlüftungsöffnung vorgesehen, cJie mittels einer elastischen Platte 18 von außen her

ίο abgedeckt ist, so daß sie die Funktion eines Rückschlagventil erfüllt, durch das Luft lediglich von der Innenseite des Relaisventils nach außen dringen kann.

Die Wirkungsweise des Relaisventils ist wie folgt: In der gezeigten Stellung ist der Steuerdruckanschluß drucklos, der Durchlaß 4 geschlossen und der Arbeitsdruckanschluß Z entlüftet. Sobald Druckluft von einem Brems- oder Belüftungsventil durch die Steuerleitung zum Steuerdruckanschluß und von dort in den Raum oberhalb des Steuerkolbens 3 strömt, wird dieser nach unten gedruckt und nimmt den rohrförmigen Ventilkörper 5 gegen die Kraft der Druckfeder 7 mit, so daß der Dichtkragen 6 den Durchlaß 4 öffnet uy-.A Druckluft vom Vorratsdruckanschluß V zum Arbeitsdrut-kanschluß Z strömen kann. Der sich dadurch aufbauende Druck unterhalb des Steuerkolbens 3 sucht diesen nach oben zu drücken, sobald dieser Druck etwas größer ist als der Steuerdruck. (Die Fläche der Membran 1 ist größer als die Querschnittsfläcru: der Verbindungsbohrungen 11.) Damit bewegt sich der rohrförmige Ventilkörper 5 wieder nach oben und der Durchlaß 4 wird verschlossen.

Erfolgt eine teilweise Absenkung des Steuerdrucks, so

wird der Steuerkolben 3 vom höheren Arbeitsdruck nach oben bewegt, so daß eine Entlüftung des Arbeitsdruck&nschlusses über die Entlüftungsöffnung

möglich ist. Bei vollständiger Entlüftung der Steuerleitung wird der Arbeitsdruckanschluß Zin gleicher Weise nahezu vollständig entlüftet, jedoch verbleibt aufgrund der Vorspannung der Feder 13 ein geringer Restdruck, der sich über die Verbindungsbohrungen 11 zum Steuerdruckanschluß hin abbauen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Relaisventil für die schnelle Be- und Entlüftung eines Druckluftzylinders mit einem Steuerkolben, der auf einer Seite über einen Steuerdruckanschluß des Ventils mit Steuerdruck beaufschlagt ist, auf der anderen Seite mit dem Arbeitsdruck des Druckluftzylinders und mit einem rohrförmigen Ventilkörper mit Dichtkragen, der einen Durchlaß zwischen einem Vorratsdruckanschluß und einem Arbeitsdruckanschluß des Ventiis öffnet bzw. verschließt, wobei der Steuerkolben so angeordnet ist, daß er bei einer Stellbewegung unter der Kraft des Steuerdrucks den rohrförmigen Ventilkörper mitnimmt, wodurch der Durchlaß zwischen VorratsdruckanschluD und Arbeitsdruckanschluß geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (3) steuerdruckseitig zusätzlich mit der Druckkraft einer vorgespannten Feder (13) belastet ist und Rückschlagventile (1, 11) aufweist, die einen Luftdurchtritt i.ur in Richtung zur Steuerdruckseite ermöglichen.

2. Relaisventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile in der Weise gebildet werden, daß Verbindungsbohrungen (11) zwischen der Arbeitsdruckscite und der Steuerdruckseite in dem Steuerkolben (3) vorgesehen sind, die mittels einer steuerdruckseitig angeordneten Membran (1) abgedeckt sind.

3. Relaisventil nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der den Steuerkolben (3) belastenden Feder (13) einstellbar ist (Stellschraube 12).