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Sperrventil far Federspeicherbrems
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anlagen Die Erfindung bezieht sich auf ein Sperrventil fUr Federspeicher
bremsanlagen von Kraftfahrzeugen, mit vier Räumen, deren erster über eine Bremsleitung
an ein Handbremsventil, deren zweiter an einen Federspeicherbremszylinder, deren
dritter an eine Sperrlei tung und deren vierter an die Atmosphäre angeschlossen
ist, wobei die Sperrleitung in der Bremsstellung des Handbremsventils entlüftet,
gegebenenfalls zum Notldssn an eine Hilfsdruckluftquelle anschlieBbar und ansonsten
aus der auch die Bremeleitung beaufschlagenden Betriebsdruckluftquelle aufgeladen
ist, mit einem Ventil zwischen dem ersten und dem zweiten Raum, dessen VerschluI3glied
in Ventilöffnungsrichtung vom Druck im ersten Raum belastet ist, und mit einem das
Ventil betätigenden Differentielkolben, dessen kleinere KolbenflSche größer als
die Sperrfläche des Ventils ist und in Ventil5ffnungsrichtung vom Druck im zweiten
Raum, dessen gröbere Kolbenfldche entgegengesetzt vom Druck im dritten Raum und
dessen Differentialfläche zwischen den beiden Kolbenfiächen vom Atmosphärendruck
im vierten Raum beaufschlagt ist, und wobei in der Verbindung vom Handbremsventil
Uber die Bremaleitung zum Federspsicherbremszylinder eine DruckreduziervorrichtunQ
eingeordnet und gegebenenfalls dem Federspeicherbremszyllnder ein
Schnellentlflftungsventil
zugeordnet ist.
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Aus der DE-OS 25 38 505 ist ein mit Ausnahme der Druckreduziervorrichtung
und des Schnellentliiftungsventils den vorstehend genannten Merkmalen entsprechendes
Sperrventil bekannt. Bei diesem bekannten Sperrventil ist die DifferentialflFche,
d.h. die Differenz zwischen der größeren und der kleineren Kolbenfläche, klein ausgebildet,
da sie lediglich eine Schließkraft für das zwischen dem ersten und dem zweiten Raum
eingeordnete Ventil ohne Zuhilfenahme von Federn erzeugen soll. Eine Druckreduzierung
der vom ersten Raum Uber das Ventil und den zweiten Raum zum Federspeicherbremezylinder
strömenden Druckluft wird hierbei nicht erzielt.
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In Federspeicherbremsanlagen mit Sperrventilen beliebiger Konstruktion,
beispielsweise auch der aus der DE-OS 25 38 505 bekannten Bauart, ist es bekannt,
in die Bremsleitung zwischen dem Handbremsventil und dem Sperrventil ein Druckreduzierventil
einzuordnen, welches zur Anpassung des normalen Betriebsdruckes der Bremsanlage
an den Lösedruck des Federepeicherbremszylinders den vom Hsndbrsiaventil in die
Bremeleitung eingesteuerten Druck in einem bestimmten übsraetzungsverhältnis reduziert
Ober das Sperrventil zum Federspeicherbremszylinder leitet. Weiterhin ist es bekannt,
dem Federspeicherbremszylinder ein SchnellentlUftungsventil zuzuordnen, welches
ein schnelles, unmittelbares Entlüften des Fsderspeicherbremszylinders zur Atmosphäre
ermöglicht, Das
Druckreduzierventil und gegebenenfalls das SchnellentlUftungeventil
stellen zusätzliche Ventileinheiten dar, welche gesondert in die Leitungen der Druckluftbremsanlage
einzuordnen sind und welche somit nicht nur durch ihr Vorhandensein, sondern rauch
durch vergrößerten Montageaufwand die Bremeanlage verteuern und komplizieren.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, das Sperrventil derart auszubilden,
daß in der es enthaltenden Druckluftbremsanlage gesonderte Druckreduzierventile
und gegebenenfalls Schnellentlüftungsventile entfallen können, Diese Aufgabe wird
nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Druckreduziervorrichtung und gegebenenfalls
das Schnellentluftungsventil in das Gehäuse des Sperrventils integriert angeordnet
sind. Sowohl die Schaltung wie der Bauaufwand und die Montagearbeiten werden hierdurch
vereinfacht und verbilligt.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung stehen bei an sich bekannter
Beaufachlagung dee dritten Raumes über eine DOse aus dem zweiten Raum die grßara
Kolbenfläche F1 und die kleinere Kolbenfläche F2 des Differentialkolbens sowie die
Sperrfläche F4 des Ventile in folgender Abhangigkeit zum Druckverhältnis des vom
Handbremeventil in die Bremaleitung ausgesteuerten Druckes P1 zum den FederspeichErbrEmszylinder
bsufschlagenden Druck P2:
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das Schnellentiüftungsventil dadurch
in einfacher Weise in das Sperrventil integriert werden, daß in eine großquerschnittige
Verbindung vom zweiten zum vierten Raum ein vom Differentialkolben nur bei Oberwiegender
Druckbeaufschlagung seiner kleineren Kolbenfläche sich öffnendes Absperrventil eingeordnet
ist.
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Die nach weiteren Merkmalen der Erfindung vorteilhafte Ausgestaltung
des Sperrventils kann den weiteren Unteransprüchen entnommen werden.
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In der Zeichnung ist ein nach der Erfindung ausgebildetes Sperrventil
im Schnitt beispielsweise dargestellt.
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Das Sperrventil 1 weitet ein Ventilgehäuse 2 auf, in welchem sich
aneinander snschlieSend vier Räume 3, 4, 5 und 6 befinden. Der erste, im wesentlichen
als Rohranechluß ausgebildete Raum 3 ist Uber eine Bremeleitung 7 an das über eine
Leitung 8 in nicht weiter dargestellter Weise mit Druckluft versorgte Hendbremsventil
9 angeschlossen. Eine ßffnung des ersten Raumes 3 zum zweiten Raum 4 ist von einem
gehausefesten Ventilsitz 10 umgeben, der eine Fläche von der GrõBe F4, im weiteren
Sperrfläche genannt, umschlieflt. Der
zweite Raum 4 steht über
Rohrleitungen 11 mit Federspeicherbremszylindern 12 in Verbindung, von welchen nur
einer dargestellt ist. Im zweiten Raum 4 befindet sich ein pilzartig geformter Verschlußkörper
13, dessen Ringabechnitt 14 dem gehäusefesten Ventilsitz 10 gegenübersteht und,
zusammen mit diesem, ein Ventil 10, 14 mit der Sperrfläche F4 bildet. Die andersseitige
Stirnfläche 15 am Stamm 16 des Verschlußkörpers 13 steht einem eine Sperrfläche
F3 umschließenden Ventilsitz 17 gegenüber, der sich an einem Differentialkolben
18 befindet. Der Differentialkolben 18 begrenzt mit seiner kleineren KolbenflSche
19 mit der Grobe F2 den zweiten Raum 4 und mit seiner größeren Kolbenfläche 20,
welche die Größe F1 aufweist, den dritten Raum 6. Zwischen den beiden Kolbenflffchen
19 und 20 befindet sich der die Differentialfläche des Differentialkolbens 18 beaufschlagende,
ringförmige vierte Raum 5, der Uber eine Gehäusebohrung 21 und gegebenenfalls ein
nicht dargestelltes Entlüftungsventil ständig mit der Atmosphase in Verbindung steht.
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Der Differentialkolben 18 ist mit einer oeffnung 22 versehen, welche
einerseits zentrisch in der kleineren Kolbenfläche 19, vom Ventilsitz 17 umgeben,
endet und welche andererseits Ober einen Querkanal 23 atindig mit dem vierten Raum
5 verbunden ist. Exzentrisch hierzu fahrt von der kleineren Kolbenfläche 19 ein
Ka-Al 24 zu einem nahe der grõMeren Kolbenfiäche 20 im Differentielkolben 18 engsordneten
Raum 25, in welchem sich ein federbelasteter Röckschlagventllkörper 16 befindet,
der eine Durchbrechung 27 in
der den Raum 25 vom dritten Raum 6
trennenden, die größare Kolbenflache 20 bildenden Wandung des Differentialkolbens
18 verschließt.
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Eine ständig geöffnete Düse 28 überbrückt das aus der Durchbrechung
27 und dem Rückschlagventilkörper 26 gebildete Rückschlagventil Der dritte Raum
6 ist über eine Sperrleitung 29 mit dem Handbremsventil 9 verbunden.
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Die Funktion des Sperrventils entspricht im grundsätzlichen derjenigen
des Sperrventils nach der DE-OS 25 38 505.
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Bei gelöster Bremse speist das Handbremsventil 9 in die Bremeleitung
7 sowie den ersten Raum 3 den Druck P1 ein, wShrend im zweiten Raum 4, dem Federspeicherbremszylinder
12 und Uber die DOse 28 im dritten Raum 6 und der hierbei im Hsndbremaventii 9 abgesperrten
Sperrleitung 29 der niedrigere Druck P2 herrscht. Dabei gilt tolgen-P1 F1 - F2 de
Beziehung: P2 = 1 + F4 ; d.h., das Sperrventil 1 weist eine von den Abmessungen
seines Differentialkolbens 18 und seines Ventils 10, 14 abhängige Druckreduzierung
auf.
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Zum Lösen der Brea wird Ober das Handbrmaventil 9 aus der Leitung
8 in die Bremsleitung 7 die Druckhffhe P1 eingespeist, weiche im allgemeinen dem
Regeldruck der Druckluftbremsanlage entspricht.
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Ober das sich öffnende Ventil 10, 14 strömt bei geschlossenem Absperrventil
15, 17 Druckluft in den zweiten Raum 4 und den Federspeicherbremazylinder
12
sowie über die Düse 28 in den dritten Raum 6 sowie die auf Seiten des Handbremsventila
9 abgesperrte Sperrleitung 29 ein, bis in diesen Räumen der um das vorgesehene Druckreduzierverhältnis
niedrigere, auf den fflr den Federspeicherbremazylinder 12 erforderlichen LBsedruck
abgestellte Druck P2 erreicht ist. Anschließend schließt sich bei weiterhin geschlossenem
Absperrventil 15, 17 auch das Ventil 10, 14.
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Zum Betätigen der Federspeicherbremse werden mittels des Handbremsventils
9 die Sperrleitung 29 und die Bremsleitung 7 in die Atmosphäre entlüftet, wodurch
der im zweiten Raum 4 anstehende Druck bei in Ruhe verbleibendem Verschlußkörper
13 den Differentialkolben 18 anhebt und durch das sich hierbei öffnende Absperrventil
15, 17, die Oeffnung 22, den Kanal 23 und die Gehäusebohrung 21 rasch zur Atmosphäre
entweicht. Bei nur teilweiser Entlnttung der Bremelsitung 7 und der Spsrrlsitung
29 - letztere kann nach Absperrung im Handbremsventil 9 Ober die DOse 28 auf den
nun verminderten Druck wiedersufgeladen werden - ergibt sich eine Teilbremsung,
wobei jedoch des Druckverhlltnis zwischen den im ersten und zweiten Raum 3 und 4
herrschenden DrOckiierhalten bleibt. Es ist also gestuftes Bremsen und auch Leisen
möglich.
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Bei Bruch der Sperrisitung 29 hebt sich der Differentielkolben 18
mitsamt dem Verschlußkdrper 13 bei geschlossenem Absperrventil 15, 17 an,und das
Ventil 10, 14 öffnet sich. Die Drucketeuerung ror den
Federspeicherbremszylinder
12 erfolgt nun durch das Handbremsventil 9 und die Bremsleitung 7, so daß willkürliches
Bremsen und Ldsen möglich ist.
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Bei Bruch der Bremsleitung 7 behält das Sperrventil 1 seine Stellung
mit geschlossenem Absperrventil 15, 17 und geschlossenem Ventil 10, 14 bei, so daß
auch in diesem Fall der im Federspeicherbremszylinder 12 herrschende Druck erhalten
bleibt und kein ungewolltes Bremsen eintritt. Zum Bremsen wird die Sperrleitung
29 Ober das Handbremsventil 9 ganz oder teilweise entlUftet, wodurch der Differentialkolben
18 durch andauerndes oder nur kurzzeitiges Öffnen des Absperrventils 15, 17 den
Druck im Federspeicherbremazylinder 12 entsprechend absenkt und somit ein volles
oder teilweises Betätigen der Federepeicherbremse bewirkt. Das Ventil 10,14 bleibt
hierbei geschlossen.
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Zum nachfolgenden Losen bei gebrochener Bremsleitung 7 kann ein an
eine Hilfsdruckluftquslle, den Behälter 30, angeschlossenes Ventil 31 vorgesehen
sein, welches bei seinem tffnen Druckluft in die Sperrleitung 29 einspeist. Diese
Druckluft gelangt durch das sich õffnenos RNckschlagventil 26, 27 zum Federspelcherbremszylinder
12, der hierdurch in seine LHsestellung gelangt. Das Ventil 10, 14 bleibt auch hierbei
geschlossen.
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Die Große der Sperrfläche F3 des Absperrventils 15, 17 ist unproblematisch;
zweckmäßig wird sie kleiner als die Sperrflächa F4 gewthit,
jedoch
so groß, daß ein rasches Entlüften des Federspeicherbremezylinders 12 möglich ist.
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Als nicht wesentliche, jedoch konstruktiv vorteilhafte Funktionsteile
des Sperrventils 1 sind am Differentialkolben 18 angeordnete, in den zweiten Raum
4 vorspringende und den Stamm 16 mit Spiel seitlich teilweise umfassende Führungsansätze
32 zu erwähnen. Es sind wenigstens drei gleichmäßig verteilt angeordnete FührungsansStze
32 zum Führen des Verschlußkarpers 13 vorgesehen. Weiterhin begrenzt im ein/Ventilgehäuse
2 befindlicher Anschlag 33 die Bewegung des Differentialkolbens 18 in Bewegungsrichtung
zum zweiten Raum 4 in einer Stellung, in der das Ventil 10, 14 und das Absperrventil
15, 17 geschlossen sind. Die genannten Ventile werden hierdruch von übermsßig hohen
Schließkräften entlastet.
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