DE2918032A1 - Relay valve for unit and trailer brakes - has split control faces on piston separated by pressure control - Google Patents
Relay valve for unit and trailer brakes - has split control faces on piston separated by pressure controlInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Relaisventil, ins-The invention relates to a relay valve, in particular
besondere Druckuntersetzerrelais, für druckmittelbeaufschlagte Bremsanlagen an Kraftfahrzeugen und Anhängerfahrzeugen, mit einem in einem Gehäuse beweglichen Steuerkolben, der einen Teil des Auslaßventiles bildet und anströmseitig eine vom Steuerdruck beaufschlagbare Steuerfläche und abströmseitig eine vom aus gesteuerten Druck beaufschlagbare Wiegefläche aufweist.special pressure reducer relay, for pressurized brake systems on motor vehicles and trailers, with a movable in a housing Control piston, which forms part of the exhaust valve and on the inflow side one of the Control surface that can be acted upon by control pressure and on the downstream side one controlled by the Has pressure loadable weighing surface.
Ein derartiges Relaisventil ist aus der DE-PS 1 605 986 bekannt. Dieses Relaisventil ist gleichzeitig bereits als Druckuntersetzer ausgebildet, weil ein Steuerkolben Verwendung findet, dessen anströmseitig vorgesehene Steuerfläche kleiner ist als die abströmseitig vorgesehene Wiegefläche. Wesentlich ist, zu erkennen, daß es sich bei diesem Relaisventil um ein solches handelt, bei dem der Steuerkolben einen Teil des Auslaßventiles bildet oder anders gesagt, bei dem das Einlaßventil für die Vorratsluft jedenfalls nicht am Steuerkolben angeordnet ist, sondern außerhalb desselben beispielsweise am Gehäuse. Dieses bekannte Relaisventil mit Druckuntersetzung besitzt eine relativ große Ansprechstufe, da grundsätzlich die Steuerfläche relativ klein gegenüber der abströmseitigen Wiegefläche ist. Die zwischen den beiden Dichtungen des Differenzialkolbens vorgesehene Differenzialfläche wird zu Steuer- oder zu Wiegebewegungen nicht herangezogen, sondern dient lediglich der Entlüftung.Such a relay valve is known from DE-PS 1 605 986. This Relay valve is also designed as a pressure reducer because a Control piston is used whose control surface provided on the inflow side is smaller is used as the weighing surface provided on the downstream side. It is essential to recognize that this relay valve is one in which the control piston forms part of the exhaust valve or, in other words, in which the intake valve for the supply air is in any case not arranged on the control piston, but outside same for example on the housing. This well-known relay valve with pressure reduction has a relatively high response level, since the control surface is basically relative is small compared to the weighing surface on the downstream side. The one between the two seals The differential area provided for the differential piston becomes control or weighing movements not used, but only serves for ventilation.
Die DE-OS 2 004 227 zeigt ein Relaisventil in seiner Ausbildung als lastabhängig arbeitender Bremsdruckregler.DE-OS 2 004 227 shows a relay valve in its design as load-dependent brake pressure regulator.
Auch dabei bildet der Steuerkolben einen Teil des Aus daß ventiles. Das Einlaßventil und die Zuführung der Vorratsluft zu dem Relaisventil geschieht in dem Stellkolben, der-mit dem mechanischen Gestänge des lastabhängigen Reglers verbunden ist. Die Anordnung und Ausbildung des Steuerkolbens ist hier so getroffen, daß die veränderliche Wirkfläche anströmseitig vorgesehen ist, also von dem Steuerdruck jeweils beaufschlagt wird. Damit ist anströmseitig je nach Einstellung zwar eine verschiedene, aber jeweils nur eine einzige Steuerfläche vorhanden. Die Ansprechstufe dieses Relaisventils ist sehr unterschiedlich, je nach dem gerade vorhandenen Beladungszustand.Here, too, the control piston forms part of the valve from that. The inlet valve and the supply of the supply air to the relay valve happens in the actuating piston that-with the mechanical linkage of the load-dependent Controller is connected. The arrangement and design of the control piston is the same here made that the variable effective area is provided on the inflow side, so from the control pressure is applied in each case. This means that the inflow side depends on the setting although a different, but only a single control surface is available. the Response level of this relay valve is very different, depending on the current situation existing load condition.
Dieses Relaisventil weist anströmseitig kein Druckbegrenzungsventil auf, weil die Anordnung eines Druckbegrenzungsventils bei nur einer einzigen anströmseitig vorgesehenen Steuerfläche unsinnig erscheint.This relay valve has no pressure relief valve on the upstream side because the arrangement of a pressure relief valve with only a single upstream side provided control surface seems nonsensical.
Die DE-AS 26 43 296 zeigt ein Relaisventil in der Ausbildung als lastabhängiger Bremskraftregler, wobei jedoch im Gegensatz zu der anmeldungsgemäßen Gattung der Steuerkolben einen Teil des Einlaßventils für die Vorratsluft bildet. Die Vorratsluft wird damit in dem Steuerkolben zur Verfügung gestellt. Der Steuerkolben besitzt anströmseitig zwei Teilflächen, in deren Verbindungsleitung ein Druckbegrenzungsventil eingeschaltet ist. Dieses Druckbegrenzungsventil läßt sich jedoch nicht koaxial zu dem Steuerkolben anordnen, sondern nur in relativ komplizierter Bauweise seitlich versetzt, weil der Innenraum des Steuerkolbens durch die Anordnung des Einlaßventiles für die Vorratsluft bereits belegt ist.DE-AS 26 43 296 shows a relay valve in the training as a load-dependent Brake force regulator, but in contrast to the genus according to the application Control piston forms part of the inlet valve for the supply air. The supply air is thus made available in the control piston. The control piston has Two partial surfaces on the upstream side, in the connecting line of which there is a pressure relief valve is switched on. However, this pressure relief valve cannot be coaxial to arrange the control piston, but only laterally in a relatively complicated design offset because the interior of the control piston by the arrangement of the inlet valve is already occupied for the supply air.
Der besondere Nachteil der Anordnung der Vorratsluftzuführung in dem Steuerkolben ist darin zu sehen, daß die beiden dauernd vom Vorratsdruck beaufschlagten Dichtungen an dem Steuerkolben seine Reibung erheblich vergrößern, so daß eine präzise leichtgängige Einsteuerung nicht möglich ist.The particular disadvantage of the arrangement of the supply air supply in the The control piston can be seen in the fact that both of them are constantly exposed to the supply pressure Seals on the control piston increase its friction considerably, so that a precise smooth steering is not possible.
Die US-PS 2 980 469 zeigt ein Relaisventil mit einem Uberströmventil, welches in eine Umgehungsleitung abströmseitig von dem Steuerkolben eingeschaltet ist. Mit diesem Relaisventil ist jedoch eine Druckuntersetzung nicht erreichbar.The US-PS 2 980 469 shows a relay valve with an overflow valve, which is switched into a bypass line downstream of the control piston is. With this relay valve, however, a pressure reduction cannot be achieved.
Es werden zwei Druckbereiche geschaffen. In dem unteren Druckbereich findet eine Druckübersetzung statt. Im oberen Druckbereich ergibt sich eine Druckübersetzung von 1 : 1.Two pressure areas are created. In the lower pressure area a pressure translation takes place. There is a pressure boost in the upper pressure range from 1: 1.
Der dort eingesetzte Steuerkolban wird nicht als Differenzialkolben verstanden. Er besitzt zwar eine Wiegekammer aber keine Bremskammer.The control piston used there is not used as a differential piston Understood. It has a weighing chamber but no braking chamber.
Das DE-GM 1 920 916 zeigt einen lastabhängigen Bremskraftregler in durchsteuernder Bauart, also kein Relaisventil.DE-GM 1 920 916 shows a load-dependent brake force regulator in control type, so no relay valve.
Anströmseitig an dem Steuerkolben sind zwei Teilflächen ausgebildet, wobei in die Verbindungsleitung zwischen den beiden Teilflächen ein Druckbegrenzungsventil eingeschaltet ist. Dieses Druckbegrenzungsventil verhindert die Beaufschlagung der zweiten Teilfläche mit einem höheren Steuerdruck als er durch das Druckbegrenzungsventil vorgesehen ist. Auch hier läßt sich das Druckbegrenzungsventil nicht koaxial an dem Steuerkolben anordnen, weil in dem Steuerkolben bereits der Ventilkörper des Einlaßventiles für die durchsteuernde Druckluft vorgesehen ist.On the upstream side of the control piston, two partial surfaces are formed, a pressure relief valve in the connecting line between the two partial surfaces is switched on. This pressure relief valve prevents the application of the second sub-area with a higher control pressure than the pressure relief valve is provided. Here, too, the pressure relief valve cannot be activated coaxially arrange the control piston because the valve body of the Inlet valve is provided for the controlled compressed air.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Relaisventil der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß es eine möglichst kleine Ansprechstufe aufweist, auch bei den unterschiedlichsten Druckuntersetzungsverhältnissen. Darüber hinaus muß der Steuerkolben des Relaisventils besonders leichtgängig und präzise arbeitend im Gehäuse vorgesehen sein. Bereits bei einem relativ kleinen eingesteuerten Druck soll eine Steuerwirkung erreicht werden.The invention is based on the object of providing a relay valve of the initially introduced described type so that it is as small a response level as possible has, even with the most varied of pressure reduction ratios. About that In addition, the control piston of the relay valve must move particularly smoothly and precisely be provided working in the housing. Even with a relatively small controlled Pressure should have a control effect.
Außer der kleinen und konstanten Ansprechstufe soll im Teilbremsbereich eine Druckübersetzung ausströmseitig erfolgen, um auf diese Weise den vorhandenen Nachteilen nachgeschalteter Bremsaggregate entgegenzuwirken.In addition to the small and constant response level, im Partial braking range a pressure increase take place on the outflow side in order to reduce the existing Counteract disadvantages of downstream brake units.
Erfindungsgemäß wird dies bei dem eingangs genannten Relaisventil dadurch erreicht, daß die Steuerfläche aus mindestens zwei Teilflächen besteht und zwischen der ersten und der zweiten Teilfläche ein Druckbegrenzungsventil angeordnet ist. Damit wird es möglich, in Teilbremsbereichen zunächst eine sehr große Steurfläche mit dem Steuerdruck zu beaufschlagen und auf diese Weise eine Schließung des Auslaßventiles und eine Öffnung des Einlaßventils herbeizuführen. Das Relaisventil wirkt in der Folge mit einer ttbersetzung, weil die Wiegefläche auf jeden Fall kleiner gestaltet ist als die Summe der beiden Teilflächen auf der Anströmseite. Durch die Verwendung des Druckbegrenzungsventils ist es jedoch möglich, diese Druckübersetzung zu beenden und im folgenden entweder ohne übersetzung zu arbeiten oder aber eine Untersetzung anzuwenden.According to the invention, this is the case with the relay valve mentioned at the beginning achieved in that the control surface consists of at least two partial surfaces and A pressure relief valve is arranged between the first and the second partial surface is. This makes it possible to initially use a very large control surface in partial braking areas to apply the control pressure and in this way a closure of the exhaust valve and cause the intake valve to open. The relay valve acts in the Follow with a translation, because the weighing surface is definitely smaller is the sum of the two partial areas on the upstream side. By using of the pressure relief valve, however, it is possible to terminate this pressure intensification and in the following either to work without a translation or a reduction apply.
Besonders vorteilhaft kann das Druckbegrenzungsventil auf dem Steuerkolben vorgesehen sein, dann nämlich, wenn der Steuerkolben selbst einen Teil des Auslaßventils bildet.The pressure limiting valve on the control piston can be particularly advantageous be provided, namely when the control piston itself is part of the exhaust valve forms.
Auf diese Weise wird der Innenraum des Steuerkolbens für die Anordnung des Ventilkörpers des Druckbegrenzungsventils frei. Der Steuerkolben weist dann einen eingezogenen Rand auf, der mit dem Ventilkörper des Druckbegrenzungsventils ein Absperrventil für die Verhinderung einer weiteren Beaufschlagung der zweiten Teilfläche bildet. Damit wird der Umkehrpunkt zwischen der Druckübersetzung der der Druckuntersetzung ermöglicht. Der Ventilkörper des Druckbegrenzungsventils ist auf einer am Steuerkolben gelagerten Feder abgestützt. Diese Feder ist insbesondere einstellbar ausgebildet, um die relative Lage des Umkehrpunktes zwischen Druckübersetzung und Druckuntersetzung einzustellen. Es ergeben sich genügend konstruktive Möglichkeiten, das einstellbare Federauflager zugänglich zu halten bzw. zu machen.In this way, the interior of the control piston is used for the arrangement the valve body of the pressure relief valve free. The control piston then points a drawn-in edge, which with the valve body of the pressure relief valve a shut-off valve to prevent further exposure to the second Forms partial area. This is the turning point between the pressure translation of the the pressure reduction enables. The valve body of the pressure relief valve is on one mounted on the control piston Spring supported. This feather is designed in particular adjustable to the relative position of the reversal point to be set between pressure intensification and pressure reduction. There are enough constructive possibilities to keep the adjustable spring support accessible or to make.
Es ist weiterhin möglich, den Ventilkörper des Druckbegrenzungsventils vom Steuerdruck zu entlasten; dabei ist zwischen der zweiten und der ersten Teilfläche der Steuerfläche ein Rückschlagventil vorgesehen, damit der Ventilkörper des Druckbegrenzungsventils nach Abschluß einer Bremsung wieder öffnen kann.It is still possible to use the valve body of the pressure relief valve to relieve the control pressure; there is between the second and the first partial area the control surface a check valve is provided so that the valve body of the pressure relief valve can open again after braking.
Die Erfindung läßt sich nicht nur bei Relaisventilen, insbesondere bei Druckuntersetzerrelais allgemein anwenden, sondern auch dann, wenn derartige Relaisventile als einstellbare Druckuntersetzer oder als lastabhängig einstellbare Bremsdruckregler ausgebildet werden. Dann ist aber auf jeden Fall die veränderliche Wirkfläche an dem Steuerkolben abströmseitig vorgesehen, damit die Möglichkeit besteht, anströmseitig zwei Teilflächen zu bilden und das Druckminderventil hier einzuschalten. Der Ventilkörper des Einlaßventiles für die Vorratsluft kann in einem Stellkolben mit zwei Dichtungen für die Vorratsluft angeordnet sein. Diese beiden Dichtungen befinden sich damit nicht am Steuerkolben und behindern somit nicht die Leichtgängigkeit dieses Steuer- und Relaiskolbens. In der Ausbildung als lastabhängig einstellbarer Bremsdruckregler ist der Stellkolben zugleich der Stößel, der von dem mechanischen Anlenkgestänge entsprechend der Fahrzeugbeladung verstellt wird.The invention can be applied not only to relay valves, in particular apply to pressure reducer relays in general, but also when such Relay valves as adjustable pressure reducers or as load-dependent adjustable ones Brake pressure regulators are formed. But then there is definitely the changeable one Effective area provided on the control piston on the downstream side so that there is the possibility of Form two partial areas on the inflow side and switch on the pressure reducing valve here. The valve body of the inlet valve for the supply air can be in an actuating piston be arranged with two seals for the supply air. These two seals are therefore not located on the control piston and thus do not hinder the ease of movement this control and relay piston. In the training as load-dependent adjustable Brake pressure regulator, the actuating piston is also the tappet, which is operated by the mechanical Linkage is adjusted according to the vehicle load.
Bei derartigen Weiterbildungen weist der Stellkolben unterhalb der untersten Dichtung für die Abdichtung der Vorratsluft noch eine weitere Dichtung mit dem Durchmesser der Abdichtung des Ventilkörpers des Einlaßventiles auf und der so gebildete Druckraum ist über eine Leitung an den ausgesteuerten Bremsdruck angeschlossen. Bei derartigen Weiterbildungen des Relaisventils wird auf diese Weise der auf den Stellkolben verursachten-Reaktionskraft des ausgesteuerten Druckes derart entgegengewirkt, daß während einer Bremsung eine Rückverstellung nicht stattfindet.In such developments, the actuating piston has below the Bottom seal for sealing the supply air still another seal with the diameter of the seal of the valve body of the inlet valve and the pressure space formed in this way is connected to the controlled brake pressure via a line connected. In such developments of the relay valve is in this way the reaction force of the pressure exerted on the actuating piston in this way counteracts the fact that a reset does not take place during braking.
Besonders sinnvoll ist es, den ausgesteuerten Bremsdruck zu verwenden, wenngleich auch der eingesteuerte Druck des Relaisventiles benutzt werden kann; dann muß jedoch eine übersetzung berücksichtigt werden. Wird der ausgesteuerte Bremsdruck benutzt, dann kann die Leitung in besonders einfacher Weise eine den Stellkolben axial durchsetzende Bohrung sein.It is particularly useful to use the controlled brake pressure, although the pressure set in the relay valve can also be used; however, a translation must then be taken into account. Is the applied brake pressure is used, then the line can in a particularly simple manner a control piston be axially penetrating bore.
Zur Realisierung einer Druckübersetzung in Teilbremsbereichen ist die Steuerfläche aus der Summe der zwei Teilflächen größer als die vom ausgesteuerten Druck beaufschlagte Wiegefläche. Zur Realisierung eines Druckuntersetzers ist die erste Teilfläche der Steuerfläche größer als die vom aus gesteuerten Druck beaufschlagte Wiegefläche.To implement a pressure boost in partial braking areas is the control surface from the sum of the two partial surfaces is greater than that of the controlled Weighing surface under pressure. To implement a pressure reducer, the first partial area of the control surface larger than that acted upon by the pressure controlled from Weighing surface.
Will man auch bei einem als lastabhängigen Bremsdruckregler ausgebildeten Relaisventil in Teilbremsbereichen eine Druckübersetzung erreichen, dann kann der die Wiegefläche begrenzende Wiegeraum gegenüber der Bremskammer abgedichtet sein und zwischen Bremskammer und Wiegekammer ist ein überströmventil einzuschalten, wie dies in der DE-OS 2 708 941 beispielsweise bei einem lastabhängig arbeitenden Druckuntersetzer in durchsteuernder Bauart gezeigt und beschrieben ist.If you want to be trained as a load-dependent brake pressure regulator Relay valve achieve a pressure boost in partial braking areas, then the the weighing space delimiting the weighing surface must be sealed off from the brake chamber and an overflow valve must be connected between the brake chamber and the weighing chamber, like this in the DE-OS 2 708 941, for example, with a load-dependent working pressure reducer is shown and described in through-controlling type.
Verschiedene Ausführungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Relaisventils sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden weiter beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Längs schnitt durch ein Relaisventil mit Druckübersetzung in Teilbremsbereichen und einer relativen Druckuntersetzung in höheren Bremsbereichen, Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Relaisventil, welches von Hand auf verschiedene Druckuntersetzungsverhältnisse einstellbar ist, Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Relaisventil in der Ausbildung als lastabhängig arbeitender Bremsdruckregler, Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine ähnliche Ausführungsform wie Fig. 3, Fig. 5 eine weitere Ausbildungsmöglichkeit eines Relaisventils als lastabhängig arbeitender Bremsdruckregler, Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein Relaisventil mit besonders gestalteter Kennlinie, Fig. 7 ein Diagramm des Relaisventils gemäß Fig. 1, Fig. 8 ein weiteres Diagramm des Relaisventils gemäß Fig. 1, Fig. 9 ein Diagramm des Relaisventils als lastabhängiger Bremsdruckregler gemäß Fig 3 und Fig. 10 ein Diagramm des Relaisventils gemäß Fig. 6.Various possible embodiments of the relay valve according to the invention are shown in the drawings and are further described below. They show: Fig. 1 a longitudinal section through a relay valve with pressure intensification in partial braking areas and a relative pressure reduction in higher braking areas, Fig. 2 is a longitudinal section through a relay valve which is manually operated on different Pressure reduction ratios is adjustable, Fig. 3 shows a longitudinal section a relay valve in training as a load-dependent brake pressure regulator, 4 shows a longitudinal section through an embodiment similar to that in FIGS. 3, 5 a further training option for a relay valve as a load-dependent one Brake pressure regulator, Fig. 6 is a longitudinal section through a relay valve with special designed characteristic curve, Fig. 7 is a diagram of the relay valve according to 1 and 8 show a further diagram of the relay valve according to FIGS. 1 and 9 Diagram of the relay valve as a load-dependent brake pressure regulator according to Fig. 3 and Fig. 10 is a diagram of the relay valve according to FIG. 6.
Das Relaisventil gemäß Fig. 1 besitzt ein mehrteiliges Gehäuse 1, 2, in welchem der Steuerkolben 3 dichtend geführt ist. Am Gehäuse 1 ist ein Anschluß 4 vorgesehen, über welchen Steuerdruck zu dem Relaisventil geleitet werden kann. Der Steuerkolben 3 besitzt anströmseitig im Anschluß an die Steuerkammer 5, die mit dem Anschluß 4 in dauernder Verbindung steht, eine erste Teilfläche 6, die den Durchmesser D1 besitzt. Anströmseitig ist weiterhin eine zweite Steuerkammer 7 vorgesehen sowie an dem Steuerkolben 3 eine zweite Teilfläche 8 gebildet, die den Durchmesser D2 aufweist. Der Steuerkolben 3 ist damit als Differenzialkolben ausgebildet. Er besitzt aber weiterhin auf seiner Abströmseite die Wiegefläche 9, die an die Wiegekammer 10, die hier gleichzeitig Bremskammer ist, anschließt. Die Wiegefläde 9 besitzt den Durchmesser D3. Die Wiegefläche 9 ist größer gestaltet als die erste Teilfläche 6. Andererseits ist die Summe der Teilflächen 6 und 8 wiederum größer als die Wiegefläche 9. Soll ein Ventil mit Gleichlauf gestaltet werden, dann wird die Wiegefläche 9 gleichgroß mit der ersten Teilfläche 6 ausgebildet. Auf der Rückseite des Steuerkolbens 3 ist eine Entlüftungskammer 11 vorgesehen, die über Verbindungskanäle 12 und 13 in allen Betriebszuständen an die atmosphäre angeschlossen ist. Die Wiegekammer 10 bzw. Bremskammer steht vermittels des Anschlusses 14 und der Leitung 15 mit dem oder den Bremszylindern 16 in Verbindung.The relay valve according to Fig. 1 has a multi-part housing 1, 2, in which the control piston 3 is sealingly guided. On the housing 1 is a connection 4 provided, via which control pressure can be passed to the relay valve. The control piston 3 has on the inflow side in connection with the control chamber 5, the with the terminal 4 is in permanent communication, a first partial surface 6, which the Has diameter D1. A second control chamber 7 is also provided on the upstream side and on the control piston 3, a second partial surface 8 is formed which has the diameter D2 has. The control piston 3 is thus designed as a differential piston. He but still has the weighing surface 9 on its outflow side, which is attached to the weighing chamber 10, which is also the brake chamber here, connects. The weighing platform 9 has the diameter D3. The weighing surface 9 is designed to be larger than the first partial surface 6. On the other hand, the sum of the partial areas 6 and 8 is again greater than the weighing area 9. If a valve is to be designed with synchronism, the weighing surface is 9 designed to be the same size as the first partial surface 6. On the back of the control piston 3, a ventilation chamber 11 is provided, which via connecting channels 12 and 13 is connected to the atmosphere in all operating states. The weighing chamber 10 or brake chamber is by means of the connection 14 and the line 15 with the or the brake cylinders 16 in connection.
Der Steuerkolben 3 ist darüber hinaus hohl gestaltet und besitzt in seinem Inneren einen Hohlraum 17, der einerseits über den Verbindungskanal 13 auch dauernd mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Andererseits ist in dem Hohlraum 17 der Ventilkörper 18 eines Druckbegrenzungsventils 19 dichtend geführt und gelagert. Dr Ventilkörper 18 ist über eine Feder 20 an dem Federauflager 21 abgestützt, welches wiederum auf einer Einstellschraube 39 ruht, die zu Verstellzwecken über den Auslaß her zugänglich ist. Damit kann also die Vorspannung der Feder 20 und damit das Ansprechen des Druckminderventils 19 eingestellt werden. Das Druckminderventil 19 besitzt eine Ventilplatte 22, die durch einen eingezogenen Rand 23 an dem Steuerkolben 3 durchreicht und mit dem Ventilkörper 18 in Verbindung steht. Die Ventilplatte 22 und der eingezogene Rand 23 bilden ein Absperrventil 22, 23, welches normalerweise, d.h. bei keinem oder geringen Steuerdrücken offensteht und erst bei einer gewissen Steuerdruckhöhe schließt. In die Verbindungsleitung 24 zwischen der ersten Steuerkammer 5 und der zweiten Steuerkammer 7 ist dieses Absperrventil bzw. das Druckminderventil 19 eingeschaltet.The control piston 3 is also designed to be hollow and has in its interior a cavity 17, which on the one hand via the connecting channel 13 also is in constant contact with the atmosphere. The other hand is in the cavity 17 of the valve body 18 of a pressure relief valve 19 guided and stored in a sealing manner. The valve body 18 is supported by a spring 20 on the spring support 21, which in turn rests on an adjusting screw 39, which for adjustment purposes via the outlet is accessible from here. So that the bias of the spring 20 and thus the response can of the pressure reducing valve 19 can be set. The pressure reducing valve 19 has a Valve plate 22 which extends through a drawn-in edge 23 on the control piston 3 and is in communication with the valve body 18. The valve plate 22 and the retracted Edge 23 form a shut-off valve 22, 23 which normally, i.e. none or low control pressures and only at a certain control pressure level closes. In the connecting line 24 between the first control chamber 5 and the second control chamber 7, this shut-off valve or the pressure reducing valve 19 is switched on.
Am Gehäuse 2 ist ein weiterer Anschluß 25 vorgesehen, über den vermittels einer Leitung 26 Druckluft aus einem Vorratsbehälter 27 ansteht. ueber die Einlaßkammer 28 steht diese Druckluft an einem eingezogenen Rand 29, der hier ortsfest angeordnet ist und mit einem federnd aufgehängten Ventilkörper 30 das Einlaßventil 29, 30 für die Vorratsluft bildet. Der Steuerkolben 3 trägt einen Absatz 31, der mit dem Ventilkörper 30 das Auslaßventil 30, 31 bildet.On the housing 2, a further connection 25 is provided, via the mediating a line 26 compressed air from a reservoir 27 is available. over the inlet chamber 28, this compressed air is at a drawn-in edge 29, which is arranged here in a stationary manner is and with a resiliently suspended valve body 30, the inlet valve 29, 30 for the Forms supply air. The control piston 3 has a paragraph 31, which forms the outlet valve 30, 31 with the valve body 30.
Unterhalb des Ventilkörpers 30 ist vermittels eines Deckels 32 ein Ausgleichsraum 33 geschaffen, der über eine Bohrung 34 mit der Bremskammer und dem ausgesteuerten Druck in Verbindung steht. Die Dichtung 35 und die Dichtung 36 gestalten eine Reaktionsfläche 37, die der Fläche zwischen dem eingezogenen Rand 29 und dem Absatz 31 entspricht. Auf diese Weise wird der Ventilkörper 30 druckentlastet.Below the valve body 30 is a cover 32 by means of a cover Compensation space 33 created, which has a bore 34 with the brake chamber and the controlled pressure is in connection. Shape the seal 35 and the seal 36 a reaction surface 37, which is the area between the indented edge 29 and the Paragraph 31 corresponds. In this way, the valve body 30 is relieved of pressure.
Die Funktion und Wirkungsweise des Relaisventils gemäß Fig. 1 wird am besten anhand der Fig. 7 und 8 erläutert.The function and mode of operation of the relay valve according to FIG. 1 is best explained with reference to FIGS. 7 and 8.
In diesen beiden Diagrammen ist auf der Abszisse der eingesteuerte Druck P1 und auf der Ordinate der ausgesteurte Druck P3, also der Druck in der Brems- bzw. Wiegekammer 10 wiedergegeben. Der Druck P2 stellt den Druck dar, der in der zweiten Steuerkammer 7 wirken kann. Bei Einsteuerung eines Steuerdruckes über den Anschluß 4 gelangt muß zunächst die Ansprechstufe °-P10 überwunden werden. Druckluft strömt über den Anschluß 4 in die Steuerkammer 5 und von dort über das geöffnete Druckbegrenzungsventil 19 auch in die zweite Steuerkammer 7. Es wird also hier eine relativ große Steuerfläche beaufschlagt, so daß die Ansprechstufe relativ klein gestaltet ist. Der Steuerkolben 3 bewegt sich nach unten und daß Auslaßventil 30, 31 wird geschlossen. Durch nachfolgendes öffnen des Einlaßventiles 29, 30 und mit relativ großer übersetzung strömt Druckluft aus dem Vorratsbehälter 27 in die Wiegekammer 10 und von dort zu dem Bremszylinder 16. Der Druck P3 steigt relativ stark an, und zwar so lange, bis der eingestellte Begrenzungsdruck des Druckbegrenzungsventils 19 erreicht ist. Zu diesem Zeitpunkt schließt das Absperrventil 22, 23, so daß eine weitere Druckerhöhung in der zweiten Steuerkammer 7 nicht mehr, sondern nur noch in der ersten Steuerkammer 5 erfolgen kann. Infolge dessen ergibt sich ein Abknickpunkt in der Kennlinie, der oberhalb der 450-Linie liegt. Bis zu diesem Abknickpunkt hat das Relaisventil mit Druckübersetzung gearbeitet. Bei weiterer Erhöhung des Steuerdruckes wird es je nach seiner besonderen Ausbildung arbeiten. Es ergibt sich beispielsweise die Möglichkeit, die Wiegefläche 9 gleichgroß mit der ersten Teilfläche 6 zu gestalten. In einem solchen Fall verläuft die Kennlinie oberhalb des Abknickpunktes parallel zu der 45°-Kennlinie. In der Regel wird jedoch eine relative Druckuntersetzung stattfinden, d.h. die Teilfläche 6 kleiner als die Wiegefläche 9 gestaltet sein, so daß die Druckübersetzung bei höheren Steuerdrücken nachfolgend zurückgenommen wird. Dieser Fall ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt. Gemäß Fig. 7 ist die Ausbildung so gewählt, daß letztlich bei einem maximalen Einsteuerdruck P1 max.The abscissa of these two diagrams is the controlled Pressure P1 and on the ordinate the exhausted pressure P3, i.e. the pressure in the brake or weighing chamber 10 reproduced. The pressure P2 represents the pressure in the second control chamber 7 can act. When applying a control pressure via the If connection 4 is reached, the response level ° -P10 must first be overcome. Compressed air flows through the connection 4 into the control chamber 5 and from there through the open Pressure relief valve 19 also in the second control chamber 7. So there is a A relatively large control surface is applied, so that the response level is relatively small is designed. The control piston 3 moves downwards and that the outlet valve 30, 31 is closed. By subsequently opening the inlet valve 29, 30 and with Compressed air flows from the storage container 27 into the weighing chamber with a relatively large transmission 10 and from there to the brake cylinder 16. The pressure P3 increases relatively sharply, and although so long until the set relief pressure of the pressure relief valve 19 is reached. At this time, the shut-off valve 22, 23 closes, so that a no further increase in pressure in the second control chamber 7, but only can take place in the first control chamber 5. As a result, there is a kink point in the characteristic that is above the 450 line. Has up to this kink point the relay valve worked with pressure intensification. If the control pressure is increased further it will work depending on its particular training. It arises, for example the possibility of making the weighing surface 9 the same size as the first partial surface 6. In such a case, the characteristic curve runs parallel above the kink point to the 45 ° characteristic. As a rule, however, there will be a relative pressure reduction, i.e. the partial surface 6 can be designed smaller than the weighing surface 9, so that the pressure transmission is subsequently withdrawn at higher control pressures. This case is in the 7 and 8 shown. According to FIG. 7, the design is chosen so that ultimately at a maximum control pressure P1 max.
auch der Druck ausgesteuert wird als Druck P3 max.' der eine Übersetzung von 1 : 1 in diesem Abschlußpunkt bei Vollbremsung realisiert. Man kann allerdings den Kurven aus der Kennlinie auch so legen, wie dies Fig. 8 zeigt, bei dem also das Relaisventil in dem Bereich von Vollbremsung letztlich einen untersetzten Bremsdruck aussteuert, um eine Uberbremsung zu vermeiden. In den Diagrammen sind zur weiteren Verdeutlichung noch einige Bedingungen und Formeln angegeben, die aber aus sich selbst heraus verständlich sind.the pressure is also controlled as pressure P3 max. ' the one translation of 1: 1 realized at this termination point with full braking. You can, however also place the curves from the characteristic as shown in FIG the relay valve in the area of full braking ultimately a reduced brake pressure modulates to avoid overbraking. In the diagrams are further To clarify, some conditions and formulas are given, but they are self-contained are understandable by themselves.
Wird der Steuerdruck nach einer beendeten Bremsung weggenommen, so wird die Kennlinie rückwirkend durchlaufen, wobei zunächst die Steuerkammer 5 teilentlüftet wird bis der Abknickpunkt erreicht wird. Zu diesem Zeitpunkt öffnet dann wieder das Absperrventil 22, 23 des Druckbegrenzungsventils 19, so daß die weitere Entlüftung der Steuerkammern 5 und 7 parallel geschieht.If the control pressure is removed after braking has ended, so the characteristic curve is run through retrospectively, the control chamber 5 initially being partially vented until the kink point is reached. At this point it opens again the shut-off valve 22, 23 of the pressure relief valve 19, so that further venting the control chambers 5 and 7 happens in parallel.
Fig. 2 zeigt eine zweite Realisierungsmöglichkeit der Erfindung. Bei diesem Relaisventil ist der Steuerkolben 3 abströmseitig mit einer verändelichen Wirkfläche 38 ausgestattet, die gleichzeitig die Wiegefläche 9 darstellt.Fig. 2 shows a second implementation of the invention. at This relay valve is the control piston 3 on the outflow side with a variable Active surface 38, which at the same time represents the weighing surface 9.
Diese veränderliche Wirkfläche 38 ist so ausgebildet, wie dies an sich beispielsweise bei durchsteuernden lastabhängigen Bremsdruckreglern bekannt ist. Sie muß daher nicht im einzelnen beschrieben werden. Der Ventilkörper 30 des Einlaßventiles 29, 30 ist hier nicht im Gehäuse 2 sondern in einem gesonderten Stellkolben 40 vorgesehen, der auch die Einlaßkammer 28 für die Vorratsluft trägt.This variable effective surface 38 is designed as shown is known, for example, in the case of load-dependent brake pressure regulators that control through is. It does not therefore need to be described in detail. The valve body 30 des Inlet valve 29, 30 is not in the housing 2 but in a separate actuating piston 40 is provided, which also carries the inlet chamber 28 for the supply air.
Der Stellkolben 40 kann über ein Gewinde 41 relativ zu dem Gehäuse 2 verstellt werden und durch eine Kontermutter 42 gesichert werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Übersetzung einzustellen, also die veränderliche Wirkfläche 38 und damit die Wiegefläche 9 einzustellen bzw. festzulegen. Auch dieses Relaisventil besitzt im Anschluß an das Auslaßventil 30, 31 den Kanal 43, der zur Atmosphäre führt und über den die Entlüftung der Bremszylinder 16 stattfindet.The adjusting piston 40 can be relative to the housing via a thread 41 2 can be adjusted and secured by a lock nut 42. In this way it is possible to set the translation, i.e. the variable effective area 38 and thus the weighing surface 9 to be set or determined. This relay valve too has the channel 43 following the outlet valve 30, 31, which leads to the atmosphere leads and through which the ventilation of the brake cylinder 16 takes place.
Fig. 3 zeigt das Relaisventil in der Ausbildung als lastabhängig arbeitender Bremsdruckregler. Der Stellkolben 40 ist hier Bestandteil des sog. Stößels, der beispielsweise über eine Nockenscheibe 44 und ein Betätigungsgestänge 45 im Gehäuse 1, 2 verstellt wird. Ansonsten ist die Ausführung analog den zuvor gezeigten Ausführungsformen, weshalb auch die gleichen Bezugszeichen gelten. Zusätzlich zu einer Wiegekammer 10 kann hier jedoch noch eine Bremskammer 46 unterschieden werden, obwohl die Bremskammer 46 mit der Wiegekammer 10 in dauernder Verbindung steht. Der Ausgleichsraum 33 ist unterhalb des Stellkolbens 40 vorgesehen. Es ist gehäuseseitig eine weitere Dichtung 47 angeordnet, die zweckmäßig so ausgebildet ist, daß sie bei Druckbeaufschlagung des Ausgleichsraums 33 eine relativ große Reibung erzeugt, während sie in drucklosem Zustand eine relativ leichte Verstellung des Stellkolbens 40 zuläßt. Dies läßt sich durch besondere Ausbildung der lichtung 47, beispielsweise als Lippendichtung od. dgl. erreichen. Auf diese Weise kann die Anordnung des Ausgleichsraumes 33 nicht nur dazu benutzt werden, einen kräftemäßigen Ausgleich an dem Stellkolben 40 zu erzielen, sondern zusätzlich noch im Sinne einer Bremsung oder einer Feststellung des Stellkolbens 40 wirken, die sich während einer Bremsung einstellt, so daß dann Federbewegungen des Fahrzeuges in nochgeringerem Maße zu Verstellbewegungen des Stellkolbens 40 führen können.Fig. 3 shows the relay valve in the training as a load-dependent working Brake pressure regulator. The actuating piston 40 is part of the so-called ram, the for example via a cam disk 44 and an actuating linkage 45 in the housing 1, 2 is adjusted. Otherwise the execution is the same as before Embodiments shown, which is why the same reference numerals apply. Additionally However, a brake chamber 46 can also be distinguished here from a weighing chamber 10 although the brake chamber 46 is in permanent communication with the weighing chamber 10 stands. The compensation space 33 is provided below the actuating piston 40. It is on the housing side, a further seal 47 is arranged, which is expediently designed in this way is that when pressure is applied to the compensation chamber 33, there is a relatively large amount of friction generated, while in the depressurized state a relatively easy adjustment of the Adjusting piston 40 allows. This can be achieved by the special design of the opening 47, For example, as a lip seal or the like. Achieve. In this way the arrangement of the compensation space 33 can not only be used to provide a force-wise compensation to achieve on the actuating piston 40, but also in the sense of braking or a determination of the actuating piston 40 act, which are during braking adjusts, so that then spring movements of the vehicle to an even smaller extent Adjustment movements of the actuating piston 40 can lead.
Das Diagramm gemäß Fig. 9 zeigt die Kennlinie des Relaisventils gemäß Fig. 3. Es ist auch hier ersichtlich, daß das Druckbegrenzungsventil 19 zu einer kleinen Ansprechstufe beiträgt. Da die Summe der ersten Teilfläche 6 und der zweiten Teilfläche 8 jedoch im wesentlichen gleichgroß wie die Wiegefläche 9 ist, findet eine Druckübersetzung, also eine Überschreitung der 450-Linie nicht statt. Das Ventil übersetzt in diesem Teilbremsbereich 1 : 1. Bei Erreichen des über die Feder 20 eingestellten Druckes des Druckbegrenzungsventils 19 findet die Auffächerung der Kennlinien statt, und zwar je nach dem Beladungszustand des Fahrzeuges über die relative Einstellung der veränderlichen Wirkfläche 38.The diagram according to FIG. 9 shows the characteristic of the relay valve according to FIG Fig. 3. It can also be seen here that the pressure relief valve 19 to a contributes to a small response level. Since the sum of the first partial area 6 and the second Partial area 8, however, is essentially the same size as the weighing area 9 a pressure translation, i.e. exceeding the 450 line, does not take place. The valve gear ratio in this partial braking range 1: 1. When reaching the over the spring 20 set Pressure of the pressure relief valve 19 finds the Fanning out of the characteristic curves instead, depending on the load condition of the vehicle via the relative setting of the variable effective area 38.
Die Ausführungsform des Relaisventils als lastabhängiger Bremsdruckregler gemäß Fig. 4 gleicht derjenigen nach Fig. 3, und zwar in Aufbau und Wirkungsweise. Lediglich das Druckbegrenzungsventil 19 ist hier etwas anders ausgebildet, und zwar ist der Ventilkörper 18 nach Art eines Kolbens in dem Hohlraum 17 geführt. Außerdem ist das Druckbegrenzungsventil 19 vom Steuerdruck druckentlastet ausgebildet. Zu diesem Zweck ist ein Entlastungsraum 48 am Steuerkolben 3 gebildet, der über die Bohrung 49 und die Verbindungsbohrung 13 dauernd mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Bei dieser druckentlasteten Ausbildung des Druckminderventils 19 ist es erforderlich, ein Rückschlagventil 50, beispielsweise in Form einer in einer Richtung wirksamen überströmmanschette zwischen die zweite Steuerkammer 7 und die erste Steuerkammer 5 zu schalten, damit das Druckminderventil 19 nach beendeter Bremsung wieder in seiner Offenstellung zurückgehen kann.The embodiment of the relay valve as a load-dependent brake pressure regulator 4 is similar to that of FIG. 3, namely in structure and mode of operation. Only the pressure limiting valve 19 is designed somewhat differently here, namely the valve body 18 is guided in the cavity 17 in the manner of a piston. aside from that the pressure relief valve 19 is designed to be relieved of pressure from the control pressure. to For this purpose, a relief space 48 is formed on the control piston 3, which via the Bore 49 and the connecting bore 13 are constantly in communication with the atmosphere stands. In this pressure-relieved design of the pressure reducing valve 19, it is necessary a check valve 50, for example in the form of a one-way valve Overflow sleeve between the second control chamber 7 and the first control chamber 5 to switch so that the pressure reducing valve 19 is back in its open position can go back.
In herstellungsmäßig besonders einfacher Weise ist die Bohrung 34, die die Bremskammer 46 mit dem Ausgleichsraum 33 verbindet, in dem Stellkolben 40 untergebracht.In a particularly simple manner in terms of production, the bore 34, which connects the brake chamber 46 with the compensation space 33, in the actuating piston 40 housed.
Funktion und Wirkungsweise dieses Relaisventils läuft gemäß dem Diagramm aus Fig. 9 ab.The function and mode of operation of this relay valve is as shown in the diagram from Fig. 9.
Die Ausführungsform der Fig. 5 des Relaisventils kommt den Ausführungsformen gemäß Fig. 3 und 4 sehr nahe. Das Druckbegrenzungsventil 19 ist hier nicht druckentlastet ausgebildet und arbeitet ansonsten mit einer Membran. Der Ausgleichs raum 33 beaufschlagt hier eine vergleichsweise kleinere Fläche an dem Stellkolben 40, weil zur Beaufschlagung nicht der ausgesteuerte Bremsdruck aus der Bremskammer 46, sondern über eine Leitung 51 der Steuerdruck aus der ersten Steuerkammer 5 herangeleitet wird. Da der Steuerdruck bei untersetzend arbeitendem Ventil höher sein kann als der ausgesteuerte Druck, ist diese Anpassung sinnvoll. Arbeitet das Ventil ohne Übersetzung, dann überwiegt die Kraft auf den Stellkolben 40, die aus der Bremskammer 46 und dem ausgesteuerten Bremsdruck resultiert, so daß dann auf jeden Fall der Stellkolben 40 in dauernder Anlage an der Exzenterscheibe 44 gehalten wird. Eine übersetzung, also eine Überschreitung der 450-Linie ist mit diesem Ventil jedoch nicht möglich.The embodiment of FIG. 5 of the relay valve comes from the embodiments according to FIGS. 3 and 4 very close. The pressure relief valve 19 is not relieved of pressure here educated and otherwise works with a membrane. The compensation space 33 is applied here a comparatively smaller area on the actuating piston 40, because it is exposed to it not the output brake pressure from the brake chamber 46, but via a line 51 the control pressure is derived from the first control chamber 5. Because the control pressure can be higher than the output pressure when the valve is working under pressure, this adjustment makes sense. If the valve works without translation, then predominates the force on the actuating piston 40, which comes from the brake chamber 46 and the controlled Brake pressure results, so that then in any case the actuating piston 40 in permanent Plant on the eccentric 44 is held. A translation, i.e. a transgression however, the 450 line is not possible with this valve.
Um auch eine Übersetzung in Teilbremsbereichen zu ermöglichen, kann die Ausbildung des Relaisventils so getroffen werden, wie dies in Fig. 6 dargestellt und in dem zugehörigen Diagramm der Fig. 10 aufgezeichnet ist. Als wesentlicher Unterschied zu den zuvor genannten Ausführungsformen ist hier die Wiegekammer 10 und die Bremskammer 46 durch die Anordnung der Dichtung 52 getrennt, die mit einem Fortsatz des Steuerkolbens 3 zusammenarbeiten.In order to enable a translation in partial braking areas, can the design of the relay valve can be made as shown in FIG and is recorded in the associated diagram of FIG. As essential The difference to the previously mentioned embodiments is the weighing chamber 10 here and the brake chamber 46 separated by the arrangement of the seal 52, which is connected to a Extension of the control piston 3 work together.
Es ist eine Umgehungsleitung 53 vorgesehen, in die ein Überströmventil 54 eingeschaltet ist, welches erst bei Erreichen eines bestimmten einstellbaren Druckes in der Bremskammer 46 Druckluft in die Wiegekammer 10 läßt.A bypass line 53 is provided into which an overflow valve 54 is switched on, which only when a certain adjustable Pressure in the brake chamber 46 lets compressed air into the weighing chamber 10.
Selbstverständlich ist auch hier das Druckbegrenzungsventil 19 vorgesehen, so daß auch bei dieser Ausführungsform die Ansprechstufe klein und konstant ist. Nach Erreichen der Ansprechstufe wird jedoch eine Auswiegung zunächst verhindert, so daß der ausgesteurte Bremsdruck P3 sehr schnell ansteigen kann. Dieser Anstieg erfolgt über die 450-Linie hinaus, also findet eine Übersetzung statt.Of course, the pressure relief valve 19 is also provided here, so that in this embodiment too the response level is small and constant. However, once the response level has been reached, weighing is initially prevented. so that the exhausted brake pressure P3 can increase very quickly. This rise is beyond the 450 line, so translation is taking place.
Wird der an dem überströmventil 54 eingestellte Druck erreicht, so daß der Ventilkörper 55 des überströmventils 54 erstmalig öffnen kann, dann findet eine Abknickung der Kennlinie statt. Bei weiterer Erhöhung des eingesteuerten Druckes und unter weiterer Erhöhung des aus gesteuerten Druckes öffnet und schließt das überströmventil 54 in der Folge bis die 450-Linie erreicht ist. Die Übersetzung wird also zurückgenommen. Wie ersichtlich, besitzt der Ventilkörper 55 eine Differenzfläche zwischen seinen beiden Dichtungen. Beim Erreichen der 450-Linie, die in Fig. 10 durch die Angabe des Druckes P3 gekennzeichnet ist, verbleibt der Ventilkörper 55 in der Offenstellung, so daß nachfolgend weder eine übersetzung noch eine Untersetzung, sondern ein gleichlauf der 450-Linie erreicht wird. Die Bremskammer 46 steht dann mit der Wiegekammer in dauernder Verbindung. Wird bei weiterer Steuerdruckerhöhung dann der eingestellte Wert an dem Druckbegrenzungsventil 19 erreicht (P2 max)' dann schließt das Druckbegrenzungsventil 19, so daß eine weitere Steuerdruckerhöhung sich nur auf der ersten Teilfläche 6 bzw. in der ersten Steuerkammer 5 auswirken kann. Dann arbeitet das Relaisventil je nach dem Beladungszustand gemäß den aufgefächerten Linien nach Fig. 10.If the pressure set at the overflow valve 54 is reached, then that the valve body 55 of the overflow valve 54 can open for the first time, then takes place a kink in the characteristic curve takes place. If the applied pressure is increased further and with a further increase in the controlled pressure, the opens and closes Overflow valve 54 in the sequence until the 450 line is reached. The translation is therefore withdrawn. As can be seen, the valve body 55 has a differential area between its two seals. Upon reaching the 450 line shown in Fig. 10 is characterized by the specification of the pressure P3, the valve body 55 remains in the open position, so that subsequently neither a translation nor a reduction, but a parallel to the 450 line is achieved. The brake chamber 46 is then in constant communication with the weighing chamber. If the control pressure increases further then the set value at the pressure relief valve 19 is reached (P2 max) 'then closes the pressure relief valve 19, so that a further increase in control pressure have an effect only on the first partial surface 6 or in the first control chamber 5 can. Then the relay valve works according to the fanned out depending on the loading condition Lines according to Fig. 10.
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