DE2805916C2

DE2805916C2 - Druckhalteventil für Druckluftbremsanlagen

Info

Publication number: DE2805916C2
Application number: DE2805916A
Authority: DE
Inventors: Harold Elsie Mich. Durling
Original assignee: Midland Ross Corp
Current assignee: Midland Ross Corp
Priority date: 1977-02-17
Filing date: 1978-02-13
Publication date: 1983-10-13
Also published as: FR2380922A1; MX145871A; SE7801779L; CA1087223A; GB1590189A; JPS53104075A; AR217273A1; BR7800938A; DE2805916A1; US4119351A; FR2380922B1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Druckhalteventil für Druckluftbremsanlagen mit federbetätigten, durch Druckluft gelöst gehaltenen Parkbremsen entsprechend dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einem vergleichbaren Druckhalteventil der gattungsgemäßen Art (DE-AS 14 30 594) wird zwar von der Funktion her gewährleistet, daß der Druck in den Parkbremsen auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird, wenn der von der Druckluftquelle abgegebene Druck bis auf einen vorgegebenen unteren Arbeitsdruck abfällt, und daß der Druck in den Parkbremsen selbsttätig abgelassen wird, wenn der Druck in der Druckluftquelle noch tiefer als der vorgegebene untere Arbeitsdruck abfällt. Das hierzu vorgesehene Druckhalteventil hat jedoch einen komplizierten konstruktiven Aufbau mit zahlreichen steuernden Kolbenabschnitten, Dichtungen und Abfederungen, wozu auch beiträgt, daß dort für den geschilderten Fall, daß die Druckluft aus der Parkbremse bei Absinken unter den vorgegebenen minimalen Arbeitsdruck abgelassen wird, dies durch einen gesonderten, zu steuernden Auslaß im Druckhalteventil geschieht

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein Druckhalteventil der gattungsgemäßen Art zu schaffen, das einen besonders einfachen konstruktiven Aufbau hat und dabei sehr leichtgängig ist

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1.

Die dort gekennzeichnete Ausgestaltung mit der Hohlausbildung des Schaltkolbens und der Umströmungsmöglichkeit der Rückschlagventilscheibe führen dazu, daß dieses Druckhalteventil nur sehr wenige, auch noch massemäßig klein zu haltende Bewegungsteile aufweist, die sehr leichtgängig und damit in besonderem Maße funktionssicher arbeiten können. Es ist ferner erreicht, daß bei Absinken des Druckes der Einlaßseite des Druckhalteventiles unter den vorgegebenen unteren Arbeitsdruck die Druckluft aus den Parkbremsen durch die von den Rippen gebildeten Strömungskanäle und wieder durch den hohlen Schaltkolben hindurch und dann durch den Einlaß des Druckhalteventiles abgegeben v.ird, da diese Situation ja nur im Schadensfall auftritt, also dann, wenn die Druckluftbremsanlage als solche praktisch auf Atmosphärendruck steht. Hierdurch läßt sich das Druckhalteventil in besonderem Maße baulich einfach halten.

Weitere Ausgestaltungen eines derartigen Druckhalteventiles sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Druckhalteventiles wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Druckhalteventil gemäß der Erfindung in Schnittdarstellung, in seiner Normalbetriebsstellung und eingesetzt in eine Druckluftbremsanlage mit federbetätigten, durch Druckluft gelöst gehaltenen Parkbremsen,

F i g. 2 und 3 das Druckhalteventil nach F i g. 1 jeweils in zwei weiteren unterschiedlichen Betriebsstellungen und

F i g. 4 das Druckhalteventil nach F i g. 1 in baulicher Vereinigung mit einem Schneilöseventil.

Das in Fig. 1 dargestellte Druckhalteventil Eist für eine Druckluftbremsanlage bestimmt, die von einem Kompressor A über Leitungen 12 und 14 gespeiste Druckluftspeicher B und C aufweist. Der Speicher B beschickt, gesteuert von dem pedalbetätigten Ventil D, über Leitungen 16,18 und 22 sowie ein Schneilöseventil 20 die Bremsbetätiger 26 der Vorderradbremsen, während der Speicher C über Leitungen 28, 30 und 34, gesteuert von Ventil D, über ein Schneilöseventil 32 die Bremsbetätiger 36 für die Hinterradbremsen beschickt. Die Leitungen 16 und 28 der Speicher B und C sind ferner über Leitungen 38 und 40 mit einem Zweiwege-Rückschlagventil 42 verbunden, das über eine Leitung 44 mit dem Parkbremsventil 46 verbunden ist. Von dem Parkbremsventil 46 führt nun eine Leitung 48 zu der Einlaßseite des Druckhalteventils E, das seinerseits auslaßseitig über eine Leitung 50 und ein Schnellöseventil 52 sowie Leitungen 54 mit den Parkbremsen 60 verbunden ist. Die Parkbremsen 60 sind federbetätigte, durch Druckluft gelöst gehaltene Bremsen. In einem typischen Anwendungsfail wird in den Druckluftkammern der Parkbremsen ein Luftdruck von 5,6 at erzeugt, um die Parkbremse mit Sicherheit gelöst zu halten und ein Schleifen zu verhindern. Das Druckhalteventil E

zwischen dem Parkbremsventil 46 und den Druckluftkammern der Parkbremsen 60 ist so ausgestaltet, daß es Jiesen vorbestimmten Druck von 5,6 at in den Druckluftkammern der Parkbremsen 60 auch dann aufrechterhält, wenn der Druck in der Druckluftbremsanlage im übrigen unter diesen Druckweit absinkt Sinkt dann jedoch einmal der Druck in der Druckluftbremsanlage im übrigen noch tiefer unter einen vorgegebenen unteren Arbeitsdruckwert ab, bewirkt das Druckhalteventil E das Ablassen der Druckluft aus den Druckluftkammern der Parkbremsen 60.

Das Druckhalteventil fhat einen mit der Leitung 48 verbundenen Einlaß 70 und einen mit der Leitung 50 verbundenen Auslaß 72. Das Ventilgehäuse weist zwischen dem Einlaß 70 und dem Auslaß 72 eine Bohrung auf, in der gehäusefest eine Hülse 74 angeordnet ist, deren bodenseitige Stirnfläche 76 eine Mehrzahl von umfangsbeständigen, radialen Rippen aufweist, die zwischen sich Strömungskanäle definieren. Die bodenseitige Stirnfläche 76 sitzt dabei auf den oberen Enden einer weiteren Mehrzahl von umfangsabständig angeordneten, axial verlaufenden gehäuseseitigen Rippen 78, die axiale Strömungskanäle zwischen sich bilden. Am Außenumfang der Hülse 74 ist zur Gehäusebohrung hin eine Umfangsdichtung 80 vorgesehen. Das obere Ende der Hülse 74 liegt dicht an einem Dichtring 82 an, der zwischen der Hülse 74 und einem Verschlußstück 84 liegt.

In der Hülse 74 ist als druckresponsives Element ein hohler Schaltkolben 88 hin- und herbeweglich geführt, wobei das eine Ende des Schaltkolbens 88 einen kreisförmigen Ventilsitz 90 eines Rückschlagventils definiert, der mit einer Rückschlagventilscheibe 92 zusammenwirkt, die hin- und herbeweglich innerhalb der Rippen 78 geführt ist, wobei sie im Normalbetrieb von einer Feder 94 in Richtung vom Auslaß 72 fort auf den Ventilsitz 90 am Ende des Schaltkolbens 88 gedruckt gehalten wird. Die Ventilscheibe 92 befindet sich in dem von den Rippen 78 umschlossenen Hohlraum, so daß die Rippen 78 benachbart zum to Außenumfang der Rückschlagventilscheibe 92 liegen.

In Längsachsenrichtung abständig sind am Außenumfang des Schaltkolbens 88 Dichtungen 102 und 104 angeordnet, wobei der Bereich des Schaltkolbens 88, der von der Dichtung 102 umschlossen ist, größer ist als derjenige Kolbenbereich, der von der Dichtung 104 umschlossen ist. Eine Bohrung 106 durch die Hülse 74 sowie eine weitere Bohrung 108 durch das Ventilgehäuse setzen den Außenmantelbereich des Schaltkolbens 88 zwischen den Dichtungen 102 und 104 in leitende Verbindung zur Atmosphäre.

Im Normalbetrieb, bei unter Betriebsdruck stehender Bremsanlage, befindet sich das Druckhalteventil fin der in F i g. 1 gezeigten Stellung. Der auf den Einlaß 70 wirkende Luftdruck wirkt dabei durch den hohlen Schaltkolben 88 hindurch gegen die Rückschlagventilscheibe 92 und hält diese vom Ventilsitz 90 am Kolbenende fort, so daß Druckluft um die Rückschlagventilscheibe 92 herum durch die Strömungskanäle zwischen den Rippen 78 strömen kann und aus dem Auslaß 72 heraus zu den Druckluftkammern der Parkbremse 60 gelangt. Sinkt dann der Luftdruck in der Bremsanlage und damit am Einlaß 70 auf Arbeitsdrücke ab, die niedriger sind als der vorbestimmte Druck in den Druckluftkammern der Parkbremsen, welcher Druck auch am Auslaß 72 herrscht, nimmt das Druckhalteventil E die in F i g. 2 gezeigte Stellung ein. Jetzt ist der Luftdruck in den Parkbremsen-Druckluftkammern größer als der Arbeitsdruck im Einlaß 70. Die Rückschlagventilscheibe 92 wird jetzt in umgekehrter Richtung mit Druck beaufschlagt und sie wird zusammen mit dem Schaltkolben 88 in Richtung auf den Einlaß 70 zu bewegt. Die Auslegung ist in dem genannten Anwendungsfall so getroffen, daß das Druckhalteventil E eine Rückströmung von den Parkbremsen in die Bremsanlage im übrigen hinein bis zu Arbeitsdrücken von 2,1 at verhindert. Fällt dann aber der Druck am Einlaß 70 noch unter diesen vorgegebenen unteren Arbeitsdruckwert, nimmt das Druckhalteventil £die in F i g. 3 dargestellte Stellung ein, in der sich eine leitende Verbindung vom Auslaß 72 zum Einlaß 70 an der Rückschlagventilscheibe 92 vorbei ausbildet, und zwar durch die Strömungskanäle zwischen den Rippen 78, de;i Rippen an der bodenseitigen Stirnfläche 76 der Hülse 74, durch den Ventilsitz 90 am Schaltkolbenende und durch das Innere des hohlen Schaltkolbens 88 hindurch.

In der in Fig. 2 gezeigten Betriebsstellung des Druckhalteventiles E ist die auf den Schaltkolben 88 nach unten wirkende Kraft gleich dem Bremsanlagendruck am Einlaß 70, multipliziert mit der Differenz der Bereiche des Schaltkolbens 88 einerseits zwischen der Dichtung 102 und andererseits dem vom Ventilsitz 90 umschlossenen Bereich. In dieser Betriebsstellung ist diese nach unten gerichtete Kraft auf den Schaltkolben gleich der nach oben wirkenden Kraft, die aus dem Druck in den Druckluftkammern der Parkbremsen 60 resultiert, multipliziert mit der Differenz zwischen dem Bereich des Schaltkolbens 88, der von der Dichtung 104 umschlossen ist, und dem vom Ventilsitz 90 umschlossenen Bereich. Übersteigt diese nach oben gerichtete Kraft die nach unten gerichtete Kraft, kommt es zur Bewegung des Schaltkolbens 88 in die in F i g. 3 gezeigte Betriebsstellung mit dem Ablassen der Druckluft aus den Druckluftkammern der Parkbremsen. Diese in F i g. 3 gezeigte Betriebsstellung nimmt das Druckhalteventil fdann ein, wenn in der Bremsanlage ein Schaden auftritt, hier der Druck also auf Atmosphärendruck absinkt. Diese Betriebsstellung wird auch eingenommen, wenn das Parkbremsventil 46 betätigt wird, wodurch die Leitung 48 zur Atmosphäre entlüftet wird. Auch dann herrscht im Einlaß 70 Atmosphärendruck.

Das Rückschlagventil 90, 92 ermöglicht einen Druckluftstrom vom Einlaß 70 zum Auslaß 72, wenn vom Einlaß 70 zum Auslaß 72 hin ein Druckabfall vorliegt. Im Normalbetrieb verhindert das Rückschlagventil, wie beschrieben, einen Druckluftrückstrom in umgekehrter Richtung.

In F i g. 4 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem ein Druckhalteventil E nach F i g. 1 mit einem Schneilöseventil 52 gemäß Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 baulich zu einer Ventilanordnung F mit einem gemeinsamen, einstückigen Ventilgehäuse 130 kombiniert sind. Die Gehäusebohrung 108 ist dabei aus Staubschutzgründen durch einen in einer vorgeschalteten Bohrung 136 angeordneten Filter 132, der durch einen Halter 134 festgesetzt ist, abgedeckt.

Im Basisbereich des Ventilgehäuses 130 ist ein Hohlraum 140 vorgesehen, in dem ein Kegelstumpfstück 142 durch Schrauben 144 und einen Montagebügel 146 festgelegt ist. Das Kegelstumpfstück 142 hat für die Funktion des Schnellöseventiles zur Atmosphäre führende Lüftungsdurchlässe 150, die im Normalbetrieb durch eine flexible Gummimembran 152 geschlossen sind. Mit dem Hohlraum 140 steht ferner ein Auslaß 156 zwischen der Membran 152 und dem Keeelstumnfstück

142 in Verbindung. Stehen die Druckluftkammern der Parkbremsen 60 unter Druck, strömt die Druckluft vom Auslaß 72, in dessen Nähe die Membran 152 liegt, am Außenumfang der Membran 152 entlang zum Auslaß 156, der mit der Leitung 54 (siehe Fig. 1) verbunden ist, die zu den Druckluftkammern der Parkbremsen 60 führt. Bei hohem Druckabfall vom Auslaß 72 zum Einlaß 70 hin nimmt zunächst genau wie im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1—3 das Druckhalteventil die in Fig. 3 gezeigte Stellung ein, so daß die Druckluftkam-

mern der Parkbremsen in der vorstehend beschriebenen Weise entlüftet werden. Im Verfolg dessen kommt es dann aber dazu, daß die Membran 152 nicht mehr auf dem Kegelstumpfstück 142 verbleibt, es kommt dann vielmehr dazu, daß die Membran 152 den Auslaß 72 verschließt und quasi das Druckhalteventil abschaltet, so daß dann die Schneilösefunktion einsetzt und die Druckluft aus den Druckluftkammern der Parkbremsen direkt durch die Lüftungsdurchlässe 150 in die Atmosphäre abgelassen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Druckhalteventil für Druckluftbremsanlagen mit federbetätigten, durch Druckluft gelöst gehaltenen Parkbremsen, mit einem zwischen seinem Einlaß und seinem Auslaß angeordneten Rückschlagventil, das im Normalfall einen Luftstrom vom Einlaß zum Auslaß hin ermöglicht, während es eine entgegengerichtete Luftströmung verhindert, und mit einem Schaltkolben, der in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Druckabfall am Einlaß des Ventiles umschaltet und einen Luftstrom zum Auslaß durch das Ventil hindurch freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkolben (88) hohl ausgebildet ist und an seinem dem Auslaß (72) zugekehrten Ende (90) einen Ventilsitz für die federnd angedrückte Ventilscheibe (9?) des Rückschlagventils (90, 92) aufweist, die in einem Hohlraum angeordnet ist, in dessen die Rückschlagventilscheibe (92) umgebenden Seitenwänden Strömungskanäle bildende Rippen (78) vorgesehen sind, daß auf der der Rückschlagventilscheibe (92) zugewandten Stirnfläche (76) einer den Schaltkolben (88) umgebenden, gehäusefesten Hülse (74) radiale, weitere Strömungskanäle bildende Rippen vorgesehen sind und daß der Schaltkolben (88) in der Hülse (74) derart verschieblich ist, daß er sich bei seiner Umschaltbewegung von der Rückschlagventilscheibe (92) fort in Richtung zum Einlaß (70) hin in die Hülse (74) hineinbewegt.

2. Druckhalteventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkolben (88) außenseitig in seiner Längsachsenrichtung voneinander abständige Dichtungen (102 und 104) trägt und sein Außenmantelbereich zwischen diesen beiden Dichtungen durch eine Bohrung (106) in der Hülse (74) sowie eine weitere Bohrung (108) im Ventilgehäuse mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

3. Druckhalteventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es baulich in einem gemeinsamen Ventilgehäuse (130) mit einen Schnelllöseventil (150, 152) vereinigt ist, das eine Membran (152) aufweist, mit der der Auslaß (72) des Druckhalteventils einerseits blockierbar und andererseits für eine leitende Verbindung mit dem Auslaß (156) des Schnellöseventiles freigebbar ist.