DE2949434C2

DE2949434C2 - Druckregler für die selbsttätige Regelung eines Betriebsdruckes insbesondere des Betriebsdruckes von durch Druckluft betätigbaren Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2949434C2
Application number: DE2949434A
Authority: DE
Inventors: Hans 8044 Unterschleissheim Unger
Original assignee: Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 1979-12-08
Filing date: 1979-12-08
Publication date: 1984-01-12
Also published as: FR2471630B1; IT8050326A0; DE2949434A1; NL8006537A; IT1146947B; SE442455B; SE8008557L; FR2471630A1; HU181237B; BR8007990A

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckregler nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Bekannt sind Druckregler der gattungsgemäßen Art (DE-AS 1248 987) bei welchen ein Abströmventil mit Hilfe eines Steuerkolbens bei Erreichen eines Solldrukkes geöffnet wird, um bei einem derartigen Druck die dem Druckregler zugeordnete Druckiuffförderanlage zu entlasten. Der Steuerkolben derartiger Druckregler wird in Abhängigkeit von der Position einer durch eine Membran bewegbaren Steuerstange beaufschlagt: die Membran spricht auf den am Druckmittelauslaß des Druckreglers bestehenden Druck an und wird bei Erreichen des Solidruckes gegen die Kraft einer verhältnismäßig stark dimensionierten Federanordnung ve^rschoben. derart, daß zunächst ein Entlüftungsventil geschlossen und dann ein Einlaß- oder Belüftungsventil mit dem St~uerkolben geöffnet wird. Hieroe' kommt ein

!0 aufwendig aufgebauter Dreifachdichtkörper i.sr Anwendung, welcher bei einer verhältnismäßig Ianghubigen Bewegung der Steuerstange zunächst in dieser befindliche, zur Entlüftung dienende Querbohrungen abdichtet, und welcher nachfolgend unter Flächenzu-

•s schaltung von einem Ventilsitz abhebt, um die Druckmittelverbindung zwischen dem Druckmittelauslaß und dem das Abström- bzw. Sicherheitsventil öffnenden Steuerkolben freizugeben. Die Schaltspanne, weiche sich im wesentliehen aus der Zeitdifferet / von Abschaltdruck zu Einschaltdruck ergibt, ist bei derartigen Druckreglern verhältnismäßig groß, da der auf die Membran einwirkende Druck nach Öffnen des Dreifachdichtkörpers und der sich hierbei ergebenden Flächenzuschaltung um ein der Flächenzuschaltung entsprechendes Ausmaß stärker abfallen muß. bevor der Dreifachdichtkörper wieder auf seinem Ventilsitz aufsitzt. Die auf die Membran einwirkende Federanordnung, gegen welch* der Steuerdruck einwirkt, kann nicht beliebig klein gestaltet werden, sie ist vielmehr auf ein bauliches Mindestmaß beschränkt, da die Ventilanordnung im Bereich des Dreifachdichtkörpers und der innerhalb ihm geführten Steuerstange gleichfalls nur auf ein bauliches Mindestmaß beschränkbar ist Auch ist hierdurch die Exaktheit der Schaitvorgänge nicht ausreichend sichergestellt, sei es durch die verhältnismäßig stark dimensionierte Federanordnung, sei es durch die verhältnismäßig kl< ·:ι dimensionierten, in der Steuerstange befindlicher. Querbohrungen und deren Relativlage zum Dreifachdichtkörper, welcher seinerseits durch eine Schließfeder in Richtung des Ventilsitzes anpreßbar ist. Als Folge davon sind Druckregler der gattungsgemäßen Art nicht für hohe Drücke geeignet, da sich die Probleme der Flächenzuschaltung bzw. der daraus resultierenden Schaltspannen in zunehmendem Maße vergrößern.

Auch bei weiteren bekannten Druckreglern der in Rede stehenden Art (DE-AS 1242 216 und 12 47 716) existieren vergleichbare Probleme der sich bei einem vorbestimmten Steuerdruck einstellenden Flächenzuschaltung und daraus resultierender großer Schaltspanne.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Druckregler der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß bei kompakter Bauform der verwendeten Bauteile, also auch der gegenüber dem

Steii^rkolb^n u'irkpnHpn FpHprannrHnunc pinp pxakfp

Bestimmung der Schaltspanne möglich ist. Es sollen hierdurch exakte Schaitvorgänge erreicht werden, deren Genauigkeit im wesentlichen unbeeinflußt ist vom Schaltdruck. Dies soll den Druckregler befähigen, auch im Hochdruckbetrieb zu arbeiten, ohne daß Schaltungenauigkeiten in Kauf genommen werden müßten. )_ Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale*; nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1.

Durch die gegenläufigen Bewegungen des Kolbenschaftes und des den Kolbenschaft umgebenden, gegen die Kraft der verhältnismäßig weichen Feder bewegbaren ersten Kolbens werden exakte Schaltvorgänge,

auch bei höheren Drücken, erreicht: die Schaltspanne zwischen Abschalt- und Einschalldruck wird infolge dieses Aufbaues wegabhängig gesteuert, also ohne riächenzuschaltung. wobei der Weg durch den Hub des den Kolbenschaft tragenden zweiten Kolbens, auch Abschaltkolben genannt, gegeben ist. Da die Federanordnung unbeeinflußt ist von der jeweiligen Schaltphase, also nicht gegen einen erhöhten Abschaltdruck — verglichen mit dem Einschaltdruck — zu wirken hat. kann sie verhältnismäßig weich und demnach baulich kompakt und klein gewählt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren Patentansprüchen aufgeführt

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeic^Oung erläutert.

F i g. 1 ist eine Schnittansicht des Druckreglers:

Fig. 2—5 sind vergrößerte Einze'schnittdarstellungen. in welchen unterschiedliche "--Mtionen des Ablaßventils witdergegeben sind.

Der in der Zeichnung im Lzu^ -schnitt dargestellte Druckregler weist ein Gehäuse 1 mu einem Drucklufteinlaß 3 und einem Druckluftauslaß 5 auf. im Inneren des Gehäuses ist zwischen dem Drucklufteinlaß 3 und dem Druckluftauslaß 5 eine Kammer 7 vorgesehen, an deren offener Unterseite ein Filter 9 in Form eines Lochbleches vorgesehen ist. Der Drucklufteinlaß 3 steht über die Unterseite des Filters 9 mit der ringförmigen Kammer 7 in Verbindung, welche ihrerseits über einen Kanal 11 an den Druckluftauslaß 5 angeschlossen ist. Der aus einem billigen Lochblechteil gefertigte Filter 9 stützt sich gemäß Darstellung an einem Ventilteller 13 ab, welcher unter Abdichtung im Gehäuse befestigt ist und gegenüber einer ringförmigen Dichtung 15 wirkt. Der Ventiketier 13 und die Dichtung Ϊ5 sperren oder öffnen den an der Unterseile befindlichen, mit der Außenlufl in Verbindung stehenden Ablaßstiitzen 17. wie nachfolgend ausführlich dargelegt ist. Die Dichtung 15 ist mittels eines Halteringes 19 an dem gemäß Darstellung unteren Ende eines Kolbens 21 befestigt, welcher unter Abdichtung in einer Kammer 23 hin- und herbewegbar ist. Der Kolben 21 ist durch eine Feder 25 verspannt, welche an ihrem gemäß Darstellung unteren Ende auf einer Tragscheibe 27 aufliegt und sich am entgegengesetzten Ende im Inneren des Kolbens 21 nhstiit?!

Eine Bohrung 29 mündet strörm-ngsabwärts eines Rückschlagventils 31 in den DrucklufiauslaP 5 und steht im Gehäuse 1 mit einer Kammer 33 in Verbindung. Die Kammer 33 befindet sich an der Unterseite eines Kolbens 35. welcher in einer Bohrung 37 des Gehäuses verschiebbar ist und an seiner Oberseite einen Federteller 39 trägt, an welchem sich eine Feder 41 abstützt. Das entgegengesetzte Ende der Feder 41 besitzt ein Widerlager in Form eines weiteren Fedcrtellers 43, welcher durch eine Stellschraube 45 nositinnsveränderlich gehalten ist. Der Kolben 35 ist mitteU einer Dichtung 47 gegenüber der Bohrung 37 abgedichtet und trägt an seiner Unterseite, angrenzend zur Kammer 33. eine Scheibe 49. Im Inneren der Scheibe ist ein Nutring 51 vorgesehen, welcher gegenüber einem sowohl die Scheibe 49 als auch den Kofben 35 axial dü'rchsetzendeniund mit denr Kolben 21 verbundenen ■Kolbenschaft 53 abdichtet. Eine die Scheibe 49 durchsetzende Bohrung 55 stellt die Verbindung zwischen der Rückseite des Nulringes 51 und der an die Bohrung 29 angeschlossenen Kammer 33 her. Der Kolbenschaft 53 ist hohl ausgebildet und an seiner Oberseite verschlossen, wobei die Wandung des Kolbenschaftes im Bereich des oberen Endes durch eine kadialbohrung 57 durchsetzt ist, während eine weitere Radialbohrung 59 im Bereich des Obergange: des Kolbenschaftes zum Kolben 21 ausgebildet ist

Die Wirkungsweise des Druckreglers ist wie folgt:
Wenn der Drucklufteinlaß 3 mit Druckluft beschickt wird, so aus einem Kompressor, so kann diese nach Passieren des Filters 9 in die Kammer 7 gelangen und wird von dieser über den Kanal 11 und über das Rückschlagventil 31 in den Druckluftauslaß 5 abgeleitet. Gleichzeitig strömt diese Druckluft durch die Bohrung 29 in die Kammer 33 ein und wirkt demgemäß an der Unterseite der Scheibe 49 und somit am Kolben 35. Da die Rückseite des Nutringes 51 über die Bohrung 55 mit dem anstehenden Druck beaufschlagt ist. dichtet der Nutring absolut sicher gegenüber der Außenwand des Kolbenschaftes 53. Durch die Kraft der Druckluft in der Kammer 33 wird der Kolben 35 gegen die Kraft der Feder 4i gemäß Darstellung nach obe» gericht·..·· verlagert, bis der Nutring 51 in der aus Fig. 3 ersichtlichen Lage die Radialbohrung ü7 im Kolbenschaft 53 überstreicht, derart, daß die Dru iuft in die Bohrung 61 des Kolbenschaftes 53 gelangt und '"her die an der Unterseite des Koibenschaftes bestehenden Radialbohrungen 59 auch in der Kammer 23 an steht. Infolge der Druckbeaufschiagung wird der den Kolbenschaft 53 traj :nde Kolben 21 nach unten gerichtet verschoben, so daß schließlich die Dichtung 15 vom Ventilteller 13 abhebt, d.h. die Verbindung aus dem Drucklufteinlaß 3 in den Ablaßstutzen 17 wird freigegeben. Die Anordnung aus Kolben 21. Dichtung ?5 und Ventilteller 13 wirkt somit als Sicherheitsventil, da die vom Kompressor kommende Luft bei Erreichen eines bestimmten Ansprechdrückcs über den Abkiifctüizen 17 ins Freie abströmen kann.

Wenn der Druck der Druckluft im Druckluftauslaß 5 kleiner wird, wenn also beispielweise Druckluft in der Anlage verbraucht wird, dann baut sich dieser Druck entsprechend in der Kammer 33 ab, und der Kolben 35 bewegt sich infoige der Einwirkung durch die Feder 41 wieder nach unten, bis der Nutring 51, ausgehend aus der in f ι g. 4 dargestellten Lage wieder die Radialbohrung 57 überstreicht. Gleichzeitig bewegt sich der Kolbenschaft 53 gegenläufig nach oben, da au:-h der Druck in der Kammer 23 reduziert wird und die Kraft der Feder 25 zu überwiegen beginnt, d. h. die Feder 25 schiebt den Kolben 21 nach oben gerichtet. Ausgehend von der in Fig.4 dargestellten Position bei geöffnetem

ίο Ablaßventil vollzieht sich also eine gegenläufige Schließbewegung zwischen Kolbenschafi 53 und Kolben 35. bis die Schließposition nach Fig.2 wieder erreicht ist. In der in F ι g. ? und 5 dargestellten Position entlüftet die Kammer 23 über die Bohrung 61 und die Radi?lbo!.rung 57 und die oberhalb der Radialbohrung zwischen ά·.·η\ Kolbenschaft und dem Kolben 35 bestehende Undichtigkeit (F i g. 2 und 5).

Der sogenannte Ansprech- oder Abschaltdruck i" bei gegebener Federkonstante der Feder 41 mit Hilfe der

6ö positionsveränderlichen Stellschraube 45 einstellbar, in gleicher V/eise ist es -nöglich. die Charakteristik des Druckregfers durch Verwendung unterschiedlicher Federn 25 zu beeinflussen. ■;■-■ '

Bezugszcichenlisie

Gehäuse

Drucklufteinlali

Druckluftauslaß

7 =	Kammer
9 =	Filler
Jf =	Kanal
13 =	Venlilicller
15 =	Dichiiing
17 =	Abl;ißstul/.CM
19 =	Hiillcring
21 =	Kolben
23 =	Kammer
25 =	Feder
27 =	Tragscheibe
29 =	Bohrung
31 =	Rückschlagventil
33 =	Kammer

29 49 434	Kolben
35 =	Bohrung
37 =	Federt cllcr
39 =«	Feder
41 =	Fedcrtcllcr
5 43 =	Stclischraubc
45 =	Dichtung
^! 47 =	Scheibe
49 =	Nutring
51 =	Kolbcnschaft
IO 53 =	Bohrung
55 =	Radialbohrung
57 =	Radialbohrung
59 =	Bohrung
61 =	Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

29 4 J 4' Patentansprüche:

1. Druckregler für die selbsttätige Regelung eines Betriebsdruckes, insbesondere des Betriebsdruckes von durch Druckluft betätigbaren Brems:inlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem im Gehäuse des Druckreglers gegen die Kiaft einer Feder verschiebbaren ersten Kolben, dessen Wirkfiäche eine erste Kammer begrenzt und über eine Verbindung vom zu regelnden Besriebsdruck beaufschlagbar ist. mit einem ein Abströmventil des Druckreglers betätigenden zweiten Kolben, dessen Wirkfiäche eine zweite Kammer begrenzt und welcher bei Verschiebung des ersten Kolbens durch den Betriebsdruck beaufschlagbar ist, so daß bei Erreichen des Reglerabschaltdruckes die am Druckregler von einem Kompressor anstehende Druckluft über das Abslröriweniii in die Außemufi abströmt, und mit einer Ventileinrichtung, weiche entsprechend Verschiebung i'«s ersten Kolbens zur Belüftung der zweiten Kammer mit dem Betriebsdruck als auch zur Entlüftung der zweiten Kammer vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolben (35) verschiebbar auf einem an seinem Ende geschlossenen und mit dem zweiten Kolben (21) verbundenen Kolbenschaft (53) geführt ist, und daß die erste Kammer (33) über ein bei Relativverschiebung zwischen dem ersten Kolben (35) und dem Kolbenschaft (53) öffnendes Ablaßventil und über eine Bohrung (61) im inneren des Kolbenschaftes an die zweite Kammer (23) anschließbar ist.

2. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbensoiaft (53) im Bereich seines vom ersten Kolben (3!, umschlossenen Endes von einer Radialbohrung (57) durchsetzt ist, und daß in die den Kolbenschaft aufnehmende Bohrung des ersten Kolbens (35) ein Dichtelement eingesetzt ist. welches bei Überschleifen der Radialbohrung (57) die Verbindung zwischen der ersten Kammer (33) und der mit der zweiten Kammer (23) in Verbindung stehenden Bohrung (61) des Kolbenschaftes (53) freigibt.

3. Druckregler nach Anspruch 2; dadurch gekennzeichnet, daß das Dich'.ä.'emsnt aus einen! Nuiring (51) besteht, welcher mittels einer die erste Kammer (33) begrenzenden Scheibe (49) am ersten Kolben (35) gehalten ist, wobei sich der Nutring bei geschlossenem Ablaßventil entsprechend der Relativlage der beiden Kolben (35, 2J) zwischen der Radialbohrung (57) des Kolbenschafies und der ersten Kammer (33) befindet.

4. Druckregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kammern (33, 23) durch eine Gehäusewand