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Die Erfindung bezieht sich auf ein lastabhängig arbeiten-
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des Zweileitungs- Anhängerbremsventil, also mit Relaiswirkung und
Notbremseinrichtung, mit einem federnd auf gehängten Ventilkörper, der mit einem
ortsfesten Gehäuse ein Einlaßventil und mit einem Fortsatz des Steuerkolbens des
Relaisventils ein Auslaßventil bildet, nach Patentanmeldung P 29 31 365.3, wobei
der Ventilkörper in der als Notbremskolben ausgebildeten Notbremseinrichtung angeordnet,
der Notbremskolben zwischen dem Steuerkolben und dem Einlaßventil auf einem gehäusefesten
Anschlag entgegen seiner Wirkrichtung vorgespannt und zu diesem Zwecks als Stufenkolben
ausgebildet ist. Damit wird bei einfacher Ausbildung eines Zweileitungs-Anhängerbremsventils
die Vereinigung der wesentlichen Funktionen Relaiswirkung, lastabhängige Beeinflussung
und Notbremswirkung an einem integrierten Ventil erreicht.
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Nach der Patentanmeldung P 29 31 365.3 kann der Notbremskolben zum
Zwecke seiner Vorspannung entgegen seiner Wirkrichtung entweder als Stufenkolben
ausgebildet und/oder mit einer Feder belastet sein. Zur Ausbildung als Stufenkolben
sind beispielsweise zwei verschieden große Innendurchmesser und ein einziger Außendurchmesser
an dem Stufenkolben ausgebildet und mit entsprechenden Dichtungen versehen, so daß
der Stufenkolben auf seiner der Notbremskammer zugewandten Seite eine größere Wirkfläche
als auf seiner der Vorratskammer zugewandten Seite besitzt. Damit ist über diese
unterschiedlichen Flächen eine Ubersetzung erzielt, so daß die Notbremsung nicht
bei jedem Druckluftverbrauch, sondern erst bei einer ganz bestimmten Druckabsenkung
eintritt. Da jedoch die Wirk-flächen auf beiden Seiten des Stufenkolbens infolge
der Wahl zweier unterschiedlicher Innendurchmesser nicht sehr unterschiedlich
ausfallen,
ist die übersetzung nur relativ klein, so daß die Notbremseinrichtung schon bei
einem relativ kleinen Druckabfall in der Vorratsleitung anspricht.
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Diesem Nachteil kann man zwar damit begegnen, daß zusätzlich zu der
Ausbildung des Notbremskolbens als stufenkolben noch eine Feder vorgesehen wird,
die in der Notbremskammer angeordnet ist und den Stufenkolben entgegen seiner Wirkrichtung
zusätzlich belastet. Damit ist jedoch wiederum der Nachteil verbunden, daß sich
die Kraft dieser Feder zu der auf den Wiegekolben einwirkenden Kraft des ausgesteuerten
Bremsdruckes addiert, so daß der maximal auszusteuernde Bremsdruck entsprechend
der Kraft der Feder niedriger liegt. Um diesem Nachteil wieder entgegenzuwirken,
ist es erforderlich, den Außendurchmesser des Notbremskolbens sehr groß zu wählen,
und zwar im Verhältnis zum Außendurchmesser des Wiegekolbens, um auf diese Weise
wieder eine Druckübersetzung zu verwirklichen und letztlich den ausgesteuerten Bremsdruck
damit wieder anzuheben.
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Dabei muß dann zwangsläufig auch die den Stufenkolben in der Notbremskammer
belastende Feder entsprechend stark und groß ausgebildet werden. Dies ist ebenfalls
für die Gesamtabmessungen des Ventils nachteilig.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, das lastabhängig arbeitende Zweileitungs-Anhängerbremsventil
der angegebenen Art so weiterzubilden, daß die Notbremsung erst bei Druckabsenkung
auf einen wesentlich unter dem Druck im Anhängervorratsbehälter liegenden Druck
eintritt, also z.B. bei einem Druckabfall in der Vorratsleitung und Notbemskammer
auf den halben Wert des Vorratsdruckes im Anhängervorratsbehälter bzw. inder Vorratskammer,
und daß trotzdem der Notbremskolben mit relativ zum Wiegekolben kleinem Außendurchmesser
verwirklicht werden kann.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Stufenkolben zwei
unterschiedliche, jeweils mit einer Dichtung versehene Außendurchmesser aufweist
und daß der Raum zwischen den beiden Dichtungen mit der Atmosphäre verbunden ist.
Mit der Anordnung und Ausbildung zweier verschiedener Außendurchmesser ist es sehr
viel wirksamer möglich, bei relativ kleinen Außendurchmessern unterschiedliche Wirkflächen
auf den beiden Seiten des Stufenkolbens anzuordnen, beispielsweise derart, daß die
der Notbremskammer zugekehrte Wirkfläche etwa doppelt so groß wie die Wirkfläche
ist, die der Vorratskammer zugekehrt ist. Eine Feder in der Notbremskammer wird
vorzugsweise nicht angeordnet, so daß bei völliger Entlüftung der Vorratsleitung
keine Kraftkomponente auf der großen Fläche des Notkemskolbens übrig bleibt. Damit
wird die Gestaltung des Notbremskolbens weitgehend unabhängig von der Gestaltung
des Wiegekolbens.
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Der Notbremskolben kann einen oder mehrere Dichtungen auf gleichem
Innendurchmesser aufweisen. Es ist aber auch möglich, daß der Stufenkolben zusätzlich
zwei unterschiedliche jeweils mit einer Dichtung versehene Innendurchmesser aufweist
und daß der Raum zwischen den beiden Dichtungen mit der Atmosphäre verbunden ist.
Auch auf diese Weise kann das Flächenverhältnis, wenn auch nur in kleinem Umfang
- beeinflußt werden.
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Durch die Ausbildung des Stufenkolbens mit zwei abgedichteten Außendurchmessern
ist es nicht sehr möglich, ohne größeren Aufwand die ANströmung in den Anhängervorratsbehälter
mit Hilfe von Uberströmmanschetten aufrechtzuerhalten. Der Stufenkolben weist daher
mindestens eine Durchbrechung zwischen der Notbremskammer und der Vorratskammer
auf, in der ein Rückschlagventil vorgesehen ist. Dieses ist so eingebaut, daß es
in Richtung auf die Vorratskammer öffnet. Damit wird eine sehr einfache Luftführung
zum Anhängervorratsbehälter erzielt.
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Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles
weiter beschrieben, welches einen Längsschnitt durch das Zweileitungs-Anhängerbremsventil
zeigt.
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In einem Gehäuse 1, welches zweckmäßig mehrteilig ausgebildet ist,
ist ein geteilter Steuerkolben 2, 3 verschiebbar und dichtend geführt. Der Steuerkolben
2, 3 besteht aus einem inneren Kolben 2, der auf einer hohlen Steuerstange 4 dichtend
festgelegt ist, während der äußere Ringkolben 3 über eine Feder 5 gefesselt an dem
Kolben 2 gehalten ist.
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Unter dem Steuerkolben 2, 3 ist die Bremskammer 6 angeordnet, die
über den Anschluß 7 ständig mit der Bremsleitung 8 in Verbindung steht.
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Im Mittelteil des Anhängerbremsventils ist der Notbremskolben 9 dichtend
und freifliegend auf der hohlen Steuerstange 4 gelagert. Der Notbremskolben 9 stützt
sich an einem Anschlag 10 der hohlen Steuerstange 4 ab und unterteilt im Gehäuse
1 eine Notbremskammer 11 und eine Vorratskammer 12, wobei am Notbremskolben 9 ein
integriertes Rückschlagventil 13 vorgesehen ist. Im einzelnen besitzt der Notbremskolben
9 mindestens eine ihn von der Notbremskammer 11 bis zur Vorratskammer 12 durchsetzende
Durchbrechung 59, in der eine Überströmmanschette 60 zur Wirkung kommt, so daß damit
insgesamt ein Rückschlagventil 13 gebildet ist. Selbstverständlich können über den
Umfang verteilt mehrere Durchbrechungen 59 vorgesehen sein. Die Durchbrechungen
59 können von einem Filter 61 abgedeckt sein, um auf diese Weise die zum Vorratsbehälter
des Anhängers geleitete Druckluft zu filtern.
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Wesentlich ist, daß der als Stufenkolben ausgebildete Notbremskolben
9 zwei unterschiedlich große Außendurchmesser aufweist, die durch die Dichtungen
62 und 63 bestimmt und festgelegt werden. Es versteht sich, daß das Gehäuse 1 an
dieser Stelle entsprechend abgesetzt ist. Zwischen den beiden Dichtungen 62 und
63 wird ein Raum 64 gebildet, der über einen im Notbremskolben 9 vorgesehenen Kanal
65 an die Atmosphäre bzw. die Entlüftung angeschlossen ist.
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Die Notbremskammer 11 steht über den Anschluß 14 mit der Vorratsleitung
15 in dauernder Verbindung. Die Vorratskammer 12 ist über den Anschluß 16 mit dem
Druckluftvorratsbehälter 17 auf dem Anhänger verbunden. In dem Notbremskolben 9
ist der Ventilkörper 18 mit Hilfe der Feder 19 aufgehängt. Der Notbremskolben 9
ist mit Hilfe der Dichtungen 20 und 21, die entsprechende Innendurchmesser bilden,
versehen. Es ist auch möglich, die Ausbildung so zwEreffen, daß sich die Dichtungen
20 und 21 auf gleichem Durchmesser befinden. Wesentlich ist, daß durch die wählbaren
Außendurchmesser gemäß den Dichtungen 62 und 63 der als Stufenkolben ausgebildete
Notbremskolben 9 zwei möglichst unterschiedlich große Wirkflächen bekommt, die entsprechend
dem erforderlichen Ubersetzungsverhältnis gewählt sind. Damit ist es ohne weiteres
möglich, den Notbremskolben so ausabilden, daß eine Notbremsung bei einem Druckabfall
in der Vorratsleitung auf 3 bis 4 bar zur Auslösung gebrachtird. Selbstverständlich
können auch andere Druckhöhen gewählt werden.
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Die Vorratskammer 12 wird andererseits von einer Gehäusewand 22 begrenzt,
die in einem eingezogenen Gehäuserand 23 endet, der mit dem Ventilkörper 18 das
Einlaßventil 18, 23 bildet.
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Die hohle Steuerstange 4 ist mit Hilfe der Dichtung 20 gedichtet durch
den Notbremskolben 9 hindurchgeführt.
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Es ist ein gehäusefester Anschlag 57 vorgesehen, gegen den der als
Stufenkolben ausgebildete Notbremskolben 9 über den auf ihn einwirkende Druck aus
der Vorratsleitung 15 entsprechendFtark vorgespannt ist.
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Unterhalb der Gehäusewand 22 ist ein Wiegekolben 24 gleitend und dichtend
im Gehäuse geführt. Die Dichtung 25 dichtet zum Gehäuse hin, während die Dichtung
26 an dem Fortsatz 27 entlanggleitet und dort ihre Dichtfunktion erfüllt. Der Fortsatz
27 bildetan seinem oberen Ende mit dem Ventilkörper 18 das Auslaßventil 18,27. Zwischen
der Gehäusewand 22 und dem Wiegekolben 24 ist die Wiegekammer 28 geschaffen, die
über den Anschluß 29 in dauernder Verbindung mit den Bremszylindern 30 steht. Der
Wiegekolben 24 ist mit dem Fortsatz 27 bzw.
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der hohlen Steuerstange 4 über die Feder 31 gekoppelt. Der Fortsatz
27 kann auch einstückig mit der hohlen Steuerstange 4 ausgebildet sein. Die hohle
Steuentange 4 setzt sich nach unten in den Bereich einer Hebelübersetzungseinrichtung
32, die Kräfte übersetzt, fort. Zu diesem Zweck sind an der hohlen Steuerstange
4 rechts und links der Hebelübersetzungseinrichtung 32 je ein Flacheisen 33 befestigt,
die andererseits an dem untersten Hebel 34 angreifen. Der Hebel 34 dreht bm die
gehäusefeste Drehachse 35. Der obere Hebel 36 dreht um die gehäusefeste Drehachse
37, während der mittlere Hebel 38 eine Rolle 39 trägt, deren Relativlage zwischen
den Hebel 34 und 36 veränderbar ist. Die Veränderung wird über ein mechanisches
Gestänge 40, 41 und die Drehachse 42 erreicht.
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Mit der Feststellschraube 43 wird ein Anschlag für den Hebel 41 gebildet,
mit welchem die Übersetzung bei leerem Fahrzeug festgelegt wird.
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Die hohle Steuerstange 4, die als Zugstange ausgebildet ist, besitzt
in ihrem Innern einen Kanal 44, der am unteren Ende
der Steuerstange
in eine Querbohrung 45 übergeht. Zwischen der Steuerstange 4 und dem Fortsatz 27
ist ein Ringraum 46 geschaffen. Der Fortsatz 27 besitzt eine Querbohrung 47, so
daß die Entlüftung über ein Flatterventil 48 gewährleistet ist.
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Unter dem Wiegekolben 24 ist ein Druckstück 49 lose gelagert, welches
sich einerseits an dem Hebel 36 abstützt und andererseits bei Aussteuerung eines
Bremsdruckes und entsprechender Beaufschlagung der Wiegekammer 28 an dem Anschlag
50 des Wiegekolbens 24 anliegt, so daß eine Wiegekraft übertragen wird.
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Das Zweileitungs-Anhängerbremsventil arbeitet wie folgt: Fig. 1 zeigt
die Bremslösestellung. Die Bremsleitung 8 und die Bremskammer 6 sind entlüftet.
Uber die Vorratsleitung 15 ist Druckluft in die Notbremskammer 11 geflossen und
von dort über die Ringmanschette 13 in den Vorratsraum 12.
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Auf diese Weise wirdder Druckluftbehälter 17 auf dem Anhänger mit
Druckluft aufgeladen. Diese Druckluft steht in der Vorratskammer 12 vor dem geschlossenen
Einlaßventil 18, 23 an. Das Auslaßventil 18, 27 ist geöffnet, so daß über die hohle
Steuerstange 4 und deren Kanal 44 nicht' nur die Bremszylinder 30, sondern auch
der Raum oberhalb des Steuerkolbens 2, 3 und der Innenraum des Notbremskolbens 9
an die Atmosphäre angeschlossen sind. Die Hebelübersetzungseinrichtung 32 ist in
diesem Zustand kraftmäßig nicht beaufschlagt, weshalb sich über das Gestänge 40,
41 entsprechend einer Querverschiebung der Rolle 39 ein Übersetzungsverhältnis leicht
einstellt, welches dem Beladungszustand des Fahrzeuges entspricht. Die Fig. 1 zeigt
die Relativstellung bei unbeladenem Fahrzeug.
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Beim Betätigen der Betriebsbremse im Motorwagen gelangt letztlich
ein Steuerimpuls auch in die Bremsleitung 8, so daß der Druck in der Bremskammer
6 steigt und damit der Steuerkolben 2, 3 auf seiner Unterseite beaufschlagt wird.
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Da die gesamte Wirkfläche des Steuerkolbens 2, 3 zur Verfügung steht,
spricht das Ventil schnell an, indem das Auslaßventil 18, 27 geschlossen wird. Die
Steuerstange 4 wirkt dabei als Zugstange. Unmittelbar nachfolgend wird das Einlaßventil
18, 23 geöffnet. Damit wird Druckluft aus der Vorratskammer 12 über die Wiegekammer
28 zu den Bremszylindern 30 ausgesteuert. Der äußere Ringkolben 3 legt sich an einem
Anschlag des Gehäuses 1 an. In der Wiegekammer 28 steigt nun der Druck an, so daß
sich der Wiegelcilben 24 mit seinem Anschlag 50 auf das Druckstück 49 auflegt. Das
Druckstück 49 übt eine Kraft auf den Hebel 36 aus, die vermittels der Hebelübersetzungseinrichtung
32 entsprechend übersetzt und auf die Steuerstange 4 übertragen wird. Diese Kraft
ist bemüht, die hohle Steuerstange 4 und den inneren Kolben 2 entgegen der Kraftin
der Bremskammer 6 nach unten zu ziehen.
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Es tritt eine Druckvoreilung, insbesondre ein Einsprung, auf, dessen
Größe durch die Kraft der Feder 5 festgelegt ist. Es versteht sich, daß die Vorspannkraft
der Feder 5 auch einstellbar ausgebildet sein kann. Bei weiterer Druckaussteuerung
schließlich wird eine Abschlußstellung erreicht, in der die Feder 5 teilweise zusammengedrückt
ist und vor allen Dingen sowohl das Einlaßventil 18, 23 als auch das Auslaßventil
18, 27 geschlossen sind. Durch die kraftmäßige Beaufschlagung der Hebelübersetzungseinrichtung
32 wird eine mechanische Verriegelung der jeweils eingestellten Übersetzung erreicht,
so daß während des Bremsvorganges eine Verstellung der Rolle 29 nicht stattfindet.
In der Folge treten keine Druckänderungen des ausgesteuerten Druckes auf.
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Wird ein noch höherer Steuerdruck in der Bremskammer 6 ausgesteuert,
dann öffnet wiederum das Einlaßventil 18, 23 bis eine neue Abschlußstellung erreicht
ist. Bei Vollbremsung mit vollbeladenem Fahrzeug wird schließlich eine Stellung
erreicht, in der das Einlaßventil 18, 23 offen bleibt, so daß der volle Vorratsdruck
aus dem Behälter 17 in die Bremszylinder 30 ausgesteuert wird.
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Bei einer Beendigung der Bremsung wird die Bremskammer 6 entlüftet,
so daß bei geschlossenem Einlaßventil 18, 23 das Auslaßventil 18, 27 geöffnet wird.
Auf diese Weise werden die Bremszylinder 30 über die Wiegekammer 28 entlüftet, so
daß die Teile wieder die dargestellte Stellung einnehmen.
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Bei einem Bruch der Vorratsleitung 15 tritt eine Notbremsung dadurch
ein, daß die Notbremskammer 11 entlüftet wird. Da der Notbremskolben 9 als Stufenkolben
mit relativ großer der Notbremskammer 11 zugekehrten Wirkfläche und demgegenüber
relativ kleiner der Vorratskammer zugekehrten Wirkfläche ausgebildet ist, spricht
die Notbremse nicht sofort, sondern erst nach einer wesentlichen Druckabsenkung
in der Notbremskammer 11 an. Unter einer solchen wesentlichen Druckabsenkung wird
eine solche verstanden, die jedenfalls bei normalen Bremsungen durch Luftverbrauch
nicht auftritt. Damit hat der Vorratsdruck in der Vorratskammer 12 Gelegenheit,
den Notbremskolben 9 an-zuheben, wodurch über den Anschlag 10 an der Steuerstange
4 das Auslaßventil 18, 27 geschlossen und das Einlaßventil 18, 23 geöffnet wird.
Auch in diesem Falle findet eine ausgewogene Bremsung statt, die dem Beladungszustand
des Fahrzeuges entspricht. Ebenso wird über diese Notbremseinrichtung eine Bremsung
des Anhängers beim Abstellen erzielt.
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Durch ein nicht dargestelltes Rangierventil, welches ggf.
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ebenfalls an dem dargestellten Ventil angeflanscht werden kann, kann
die Bremsung zu Rangierzwecken willkürlich aufgehoben bzw. erneut zur Wirkung gebracht
werden.