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Die Erfindung betrifft ein Brems- und Steuerventil für
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Druckluftbremsanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem Gehäuse, in dem
ein durchbrochener und mit Vorratsluft beaufschlagter Ventilschieber dichtend gleitend
geführt ist, in dem ein eingezogener Rand mit einem daran federnd aufgehängten Doppelventilkörper
vorgesehen ist, der andererseits mit einem Auslaßsitz zusammenarbeitet, und mit
einem mit dem Ventilschieber zusammenwirkenden Betätigungshebel. Der Betätigunshebel
ist oft als Trittplatte zur Fußbetätigung ausgebildet. Derartige Brems-und Steuerventile
werden auch als entlüftende Regelventile bezeichnet, die beispielsweise mit Federspeicherbremszylindern
zusammenarbeiten.
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Es ist ein Brems- und Steuerventil der genannten Gattung bekannt,
bei dem der Steuerschieber dichtend gleitend in dem Gehäuse geführt ist. Der Steuerschieber
ragt mit seinem oberen Teil aus dem Gehäuse heraus md ist hier auf identischem Durchmesser
abgedichtet, so daß er druckentlastet ist. An seinem oberen Ende besitzt der Steuerschieber
eine Kugel, mit der er gegen ein Teil des Betätigungshebels kraftschlüssig anliegt.
Der Ventilschieber wird im Gehäuse zusätzlich von einer Feder beaufschlagt, die
in Betätigungsrichtung wirkend vorgesehen ist. Da bei derartigen Brems- und Steuerventilen
auch eine der Betätigungsrichtung entgegenwirkende Kraft vorgesehen sein muß, die
dem Fahrer ein Gefühl für die Betätigung geben soll, ist hier ein Federungskörper
mit Hilfe einer gefesselten Feder neben dem Gehäuse des Ventils vorgesehen. Die
Feder wirkt über einen Federteller, die an ihrem oberen Ende wiederum eine Kugel
besitzt, auch auf den Betätigungshebel, jedoch auf der anderen Seite seines Drehgelenks,
so daß der Federungskörper einerseits und der Ventilschieber andererseits nach Art
einer Waage über dem Betätigungshebel miteinander
kraftschlüssig
verbunden sind. Die in dem Federungskörper untergebrachte gefesselte Feder muß dabei
eine beachtliche Stärke aufweisen um die aussteuerseitig auf den Ventilschieber
wirkende Druckkraft beim Loslassen des Betätigungshebels zu überwinden. Diese Bauart
ist insbesondere durch die Nebeneinanderanordnung des Gehäuses mit dem Ventilschieber
einerseits und des Federungskörpers mit der gefesselten Feder andererseits aufwendig.
Darüber hinaus ist mit der nur kraftschlüssigen Verbindung die Gefahr verbunden,
daß beispielsweise bei einem Bruch der nur relativ schwach ausgebildeten Ventilfeder,
auf der sich der Ventilschieber abstützt, eine Bremsung nicht mehr möglich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes
der Technik zu beseitigen und ein Brems- und Steuerventil der eingangs beschriebenen
Art zu schaffen, welches bei einem einfacheren Aufbau betriebssicherer gestaltet
ist.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Ventilschieber
mit dem Betätigungshebel formschlüssig verbunden und derart im Durchmesser abgesetzt
ist, daß die ihn beaufschlagende Vorratsluft auf der so gebildeten Wirkfläche als
Gegenkraft beim Bremsen und als Rückstellkraft für den Betätigungshebel genutzt
ist. Die Erfindung geht damit davon aus, die ohnehin vorhandene Vorratsluft in der
Anströmung als Feder bzw. als Kraft zu nutzen und unmittelbar auf den Ventilschieber
zu übertragen. Durch die formschlüssige Verbindung des Ventilschiebers mit dem Betätigungshebel
ist eine Betätigungsmöglichkeit auch dann gegeben, wenn beispielsweise ein Federbruch
od. dgl. vorliegt, zumal der Betätigungshebel in beiden Richtungen geschwenkt werden
kann. Die gesamte Konstruktion wird wesentlich einfacher, weil der Federungskörper
völlig entfällt.
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Durch entsprechende Dimensionierung des Absatzes, d.h.
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Wahl der Größe der Wirkfläche, die von der Vorratsluft anströmseitig
an dem Ventilschieber beaufschlagt wird, kann allein, d.h. ausschließlich die Gegenkraft
und Rückstellkraft realisiert sein. Es ist aber auch möglich, daß in dem durch die
Wirkfläche an dem Ventilschieber begrenzten Raum eine oder mehrere einerseits am
Gehäuse und andererseits am Ventilschieber abgestützte mechanische Federn vorgesehen
sind, die dann zusätzlich zur Wirkung kommen. Die Kraft der mechanischen Federn
oder der Feder ist zweckmäßig mit der auf die Wirkfläche einwirkenden Gegenkraft
gleichgerichtet.
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Die Größe der Wirkfläche wird an den Druck der Brratsluft und die
durchschnittliche Betätigungskraft eines Menschen unter Beachtung des übersetzungsverhältnisses
des Betätigungshebels angepaßt.
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Die formschlüssige Verbindung zwischen Ventilschieber und Betätigungshebel
ist in beiden Richtungen wirksam, so daß der Ventilschieber durch gezielte Betätigung
des Betätigungshebels in beiden Richtungen verschoben werden kann.
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Im einzelnen weist der Betätigungshebel auf seiner Unterseite ein
durchbrochenes U-förmiges Gehäuse auf, welches dem Ventilschieber zugekehrt mit
einem Schlitz versehen ist. An dem aus dem Gehäuse des Bremsventils herausragenden
Teil des Ventilschiebers sind zwei Querbolzen vorgesehen, die die seitlichen Begrenzungswände
des Schlitzes unter- und übergreifen. Dies stellt eine besonders einfache Realisierung
der kraftschlüssigen Verbindung dar, wobei dennoch eine Relativbeweglichkeit zwischen
Betätigungshebel und Ventilschieber gegeben sein muß, weil der Ventilschieber linear
und der Betätigungshebel rotierend bewegt werden
Schließlich läßt
sich die Erfindung auch dann anwenden, wenn außerhalb des Gehäuses des Bremsventils
eine zusätzliche gefesselte Feder vorgesehen ist, die in kraftschlüssiger Verbindung
mit dem Betätigungshebel in Richtung der durch die Wirkfläche an dem Ventilschieber
festgelegten Richtung steht. Es kann also hier eine Aufteilung der Gegenkraft und
Rückstellkraft in eine pneumatische und eine außerhalb des Gehäuses des Bremsventils
angeordnete mechanische Feder erfolgen. Damit erhöht sich aber wieder der bauliche
Aufwand.
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Die Erfindung wird anhand zweier Ausführungsbeispiele weiter beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch das Brems- und Steuerventil in einer ersten
Ausführungsform, Fig. 2 einen Schnitt durch das Brems- und Steuerventil in einer
zweiten Ausführungsform und Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III in Fig.
1.
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Das Brems- und Steuerventil weist ein Gehäuse 1 auf, in dem ein Ventilschieber
2 mit Hilfe der Richtung 3 dichtend und gleitend geführt ist. Der Ventilschieber
2 kann aus mehreren Teilen bestehen. Er besitzt einen eingezogenen Rand 4, der mit
einem Doppelventilkörper 5 zusammenarbeitet, der mit Hilfe der Feder 6 federnd in
ihm aufgehängt ist. Der eingezogene Rand 4 bildet mit dem Doppelventilkörper 5 ein
Einlaßventil 4, 5.
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Der Ventilschieber 2 besitzt in dem Raum 7 eine Wirkfläche 8.
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Er ragt mit einem im Durchmesser reduzierten Teil 9 aus dem
Gehäuse
1 heraus und ist dort mit Hilfe der Dichtung 10 abgedichtet. Die Größe der Wirkfläche
8 ergibt sich aus der Differenz der Durchmesser der Dichtungen 3 und 10. Im Raum
7 herrscht der Vorratsdruck, der über den Verbindungskanal 11 bzw. den Anschluß
12 herangeführt wird. Der Raum 7 ist über die Durchbrechung 13 mit dem Innenraum
14 des Ventilschiebers 2 verbunden.
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Unter dem Ventilschieber 2 und dem Doppelventilkörper 5 ist ein Kolben
15 dichtend gleitend gelagert, der sich auf der Feder 16 abstützt. Der Kolben 15
besitzt einen eingezogenen Rand 17, der mit dem Doppelventilkörper 5 das Auslaßventil
5, 17 bildet. Zwischen dem Kolben 15 und dem Ventilschieber 2 ist der Wiegeraum
18 vorgesehen, der einerseits über die Leitungen 19 zu dem Anschluß 20 führt, an
den beispielsweise ein Federspeicherbremszylinder angeschlossen ist. Andererseits
kann der Wiegeram 18 durch öffnen des Auslaßventiles 5, 17 mit der Entlüftung 21
verbunden werden.
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Das Gehäuse 1 des Brems- und Steuerventils ist auf der Lagerplatte
22 in der gezeigten Art und Weise angeordnet. Auf der Lagerplatte ist mit Hilfe
der Achse 23 der Betätigungshebel 24 schwenkbar gelagert, der über ein auf seiner
Unterseite vorgesehenes U-förmiges Gehäuse 25 mit dem oberen Teil 9 des Ventilschiebers
2 formschlüssig in Verbindung steht. Hierzu sind in dem Teil 9 zwei Querbolzen 26
und 27 vorgesehen, während das Gehäuse 25 einen Schlitz 28 besitzt, wie er insbesondere
aus Fig. 3 deutlich ersichtlich ist. Der Schlitz 28 schafft die seitlichen Begrenzungswände
29 und 30, gegen die sich die beiden Querbolzen 26 und 27 anlegen. Die Anlage ist
so getroffen, daß eine formschlüssige Verbindung entsteht und trotzdem die notwendige
Relativbeweglichkeit gegeben ist,
weil ja der Betätigungshebel
24 um die Achse 23 dreht, während der Ventilschieber 2 mit seinem Teil 9 eine lineare
Bewegung ausübt.
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Aus den obigen Ausführungen ist schon erkennbar, daß die im Raum 7
anstehende Vorratsluft über die Wirkfläche 8 den Ventilschieber 2 nach unten belastet,
so daß das Auslaßventil 5, 17 schließt und das Einlaßventil 4, 5 öffnet und somit
Vorratsluft aus dem Innenraum 14 über den Wiegeraum 18 und den Anschluß 20 beispielsweise
zu einem Federspeicherbremszylinder einer Bremsanlage strömen kann, bis der Federspeicher
gelöst ist und durch die im Wiegeraum 18 auftretende Reaktionskraft einer Abschlußstellung
in Verbindung mit dem Kolben 15 erreicht wird, wie dies Fig. 1 zeigt. Die Bremse
ist also gelöst.
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Soll eine Bremsung eingeleitet werden, also eine Entlüftung des Federspeicherbremszylinders
erfolgen, dann wird der Betätigungshebel 24 in dem gegen den Uhrzeiger gerichteten
Drehsinn betätigt, wobei er damit über den Querbolzen 26 formschlüssig den Ventilschieber
2 nach oben mitnimmt, und zwar gegen die auf der Wirkfläche 8 wirksam werdende Kraft.
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Uber das geschlossene Einlaßventil 4, S.wird das Auslaßventil 5, 17
geöffnet, so daß entsprechend der Betätigung eine Druckerniedrigung im Wiegeraum
18 und damit in dem Federspeicherbremszylinder stattfindet, wobei diese Druckluft
über die Entlüftung 21 abgelassen wird. Der Kolben 15 wird seine Stellung entsprechend
verändern und wiederum zu einer Abschlußstellung führen, sobald ein Gleichgewicht
der Kräfte erzielt ist. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jeder weiteren Betätigung
des Betätigungshebels 24.
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Zur Beendigung einer Bremsung wird der Betätigungshebel 24 entlastet
bzw. losgelassen, so daß jetzt die auf die Wirkfläche 8 einwirkende Kraft der Vorratsluft
Gelegenheit hat, den Ventilschieber 2 nach unten zu bewegen, wodurch bei geschlossenem
Auslaßventil 5, 17 das Einlaßventil 4, 5 geöffnet wird, so daß Vorratsluft überströmen
kann und schließlich eine Abschlußstellung mit gelöster Bremse erreicht wird.
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Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist an sich ähnlich aufgebaut, nur
ist zusätzlich eine Feder 31 in dem Raum 7 vorgesehen, die als Druckfeder einerseits
am Gehäuse bzw.
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einem Gehäuseeinsatz 32 abgestützt ist und andererseits auf einen
Rand 33 einwirkt, der an dem Ventilschieber 2 vorgesehen ist. Die Kraft der Feder
31 ist gleichgerichtet mit der über die Wirkfläche 8 einwirkenden Kraft, so daß
die Gegenkraft bzw. Rückstellkraft aus der Summe dieser beiden Kräfte gebildet wird.
Zusätzlich kann auf der Lagerplatte 22 noch ein gesonderter Federungskörper 34 angeordnet
sein, in dessen Gehäuse 35 eine gefesselte Feder 36 vorgesehen ist, die über eine
Kugel 37 kraftschlüssig auf das Gehäuse 25 des Betätigungshebels 24 einwirkt. Bei
Betätigung addiert sich die Kraft der Feder 36 zu der Kraft der Feder 31 und der
über die Wirkfläche 8 einwirkenden Kraft. Eine solche Konstruktion mit einem gesonderten
Federungskörper 34 ist nur dann erforderlich, wenn sich eine konstruktive Begrenzung
der Größe der Wirkfläche 8 ergibt, so daß die Gegenkraft und Rückstellkraft in der
erforderlichen Höhe nicht mehr aufgebracht werden kann und wenn der Einbau der einen
oder mehreren Federn 31 in dem Raum 7 nicht mehr möglich ist.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 2 ist analog der gemäß
Fig. 1.