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Die Erfindung bezieht-sich auf einen Druckregler, der im
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Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art, wie er für Bremsanlagen
von Kraftfahrzeugen eingesetzt wird.
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Ein derartiger Druckregler mit einem Auslaßventil für die gezielte
Entlüftung des Schaltraumes des Schaltkolbens ist aus der DE-PS 12 48 987 bekannt.
Der Steuerkolben ist dort in Form einer Membran realisiert. Mit der Membran ist
eine Steuerstange verbunden, die in diesem Bereich hohl ausgebildet ist und an deren
dem Schaltkolben zugekehrten Ende eine Verdickung vorgesehen ist, die in Verbindung
mit einem die Steuerstange umgebenden Ventilkörper das Auslaßventil bildet, während
das Einlaßventil zwischen dem gleichen Ventilkörper und einem Vorsprung am Gehäuse
gebildet ist. Der bekannte Druckregler besitzt eine Ventilsteuerung, die als Folgesteuerung
zwangsläufig und eindeutig ausgebildet ist, d.h. eine Öffnung des EinlaBventiles
ist erst dann möglich, wenn zuvor das Auslaßventil beim Ansprechen des Steuerkolbens
geschlossen worden ist. Zwitterstellungen werden somit mit Sicherheit vermieden.
Der Druckregler besitzt aber neben der Einstellfeder noch zwei bewegliche Teile,
nämlich den Steuerkolben mit der Steuerstange einerseits und den Ventilkörper andererseits.
Da die Verdickung einen größeren Durchmesser aufweist als die Steuerstange im übrigen
Bereich, wird der Ventilkörper während Lastlaufphase auf den Einlaßsitz gedrückt,
während er in der Leerlaufphase auf den Auslaßsitz gedrückt wird. Da der Einlaßsitz
und der Auslaßsitz unmittelbar benachbart an dem Ventilkörper zur Wirkung kommen,
kann insbesondere bei höheren Drücken, also Verwendung des Druckreglers in Verbindung
mit einer Hochdruckanlage von beispielsweise 20 bar eine Beeinträchtigung des Gummis
des Ventilkörpers auftreten.
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Aus der DE-OS 28 32 076 ist ebenfalls ein Druckregler bekannt, der
einen Doppelventilkörper besitzt, welcher mit einem Vorsprung am Gehäuse das Einlaßventil
und mit einer Büchse das Auslaßventil bildet. Vorteilhafterweise besitzt dieser
Druckregler nur ein einziges bewegliches Teil neben seiner Einstellfeder. Zwitterstellungen
lassen sich jedoch in nachteiliger Weise nicht vermeiden, da das Auslaßventil erst
nach dem öffnen des Einlaßventils schließt. Um das Schalten des Druckreglers einhalten
zu können, muß der Hub des Ventilkörpers möglichst klein gestaltet werden. Hierzu
ist die einen Teil des Auslaßventiles bildende Büchse axial verstellbar im Gehäuse
des Druckreglers angeordnet. Trotzdem lassen sich damit Zwitterstellungen nicht
vermeiden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckregler der eingangs
beschriebenen Art so auszubilden, daß er auch ein exaktes Schalten bei höheren Drücken
garantiert, Zwitterstellungen vermeidet und möglichst wenig Verschleiß an seinen
beweglichen Teilen zeigt.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Steuerkolben ein
hülsenförmiger, axial geschlossener Steuerschieber ist, dessen dem Schaltkolben
zugekehrtes Teil an oder in einem Vorsprung des Gehäuses geführt und dort das Einlaßventil
gebildet ist, während der dem Federraum zugekehrte Teil des Steuerschiebers an oder
in einer im Gehäuse axial verstellbar angeordneten Buchse gelagert und dort das
Auslaßventil oder eine Drossel gebildet ist. Der neue Druckregler verläßt die Bauart
der Ventilsteuerungen, wobei hierunter all solche konstruktiven Ausbildungen verstanden
werden, bei welchen ein Ventilsitz in geöffnetem Zustand radial überströmt wird.
Der Stuerschieber wirkt im Bereich des Einlaßventiles und des Auslaßventiles oder
einer dort vorgesehenen
Drossel immer so, daß eine mehr oder weniger
radial geführte Bohrung von einer Gummidichtung od. dgl. üverfahren wird.
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Die Ausbildung des Steuerkolbens als Steuerschieber selbst bringt
den Vorteil mit sich, daß das Einlaßventil einerseits und das Auslaßventil oder
die Drossel andererseits einwandfrei dimensioniert und positioniert werden können.
Damit kann ohne weiteres die Anordnung so getroffen werden, daß Zwitterstellungen
vermieden werden. Andererseits wird aber durch die Freiheit in der Durchmesserwahl
am Einlaßsitz einerseits und am Auslaßsitz andererseits eine Differenzfläche geschaffen,
deren Größe in Verbindung mit dem vorgesehenen Druck die Schaltspanne festlegt.
Die Schaltspanne ergibt sich durch die Differenz zwischen Einschaltdruck und Ausschaltdruck.
über die einstellbare Feder kann in bekannter Weise der Druck eingestellt werden,
bei welchem das Einlaßventil öffnet, d.h. von der Lastlaufphase in die Leerlaufphase
umgeschaltet wird. Der Steuerschieber stellt nur noch ein einziges bewegliches Teil
dar, welches relativ einfach herstellbar ist und eine geringe Bauhöhe aufweist.
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Der Steuerschieber kann den Dichtring des Einlaßventiles tragen, wobei
im Vorsprung eine damit zusammenwirkende Bohrung vorgesehen ist. Dabei tritt der
Vorteil auf, daß der Dichtring durch den Druck bei geschlossenem Einlaßventil in
seine Nut hineingedrückt wird, so daß bei einem Hub des Steuerschiebers nicht die
Gefahr besteht, daß der Dichtring in eine Bohrung im Vorsprung eingedrückt wird,
wodurch der Verschleiß des Dichtringes wesentlich gemindert wird. Ebenso kann der
Steuerschieber den Dichtring des Auslaßventiles tragen, wobei in der Büchse eine
damit zusammenwirkende Bohrung vorgesehen ist. Hier tritt ein ähnlicher Vorteil
auf.
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Beim Schließen des Auslaßventiles ist der Dichtring dem Atmosphärendruck
unterworfen, während er beim öffnen des Auslaßventiles
vom Differenzdruck
in seine Nut gedrückt wird.
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Die Büchse und mit ihr die Bohrung des Auslaßventiles oder der Drossel
können relativ zum Steuerschieber axial verstellbar angeordnet sein. Damit ist es
möglich, Fertigungstoleranzen auszugleichen und das Schließen des Auslaßventiles
relativ zum Öffnen des Einlaßventiles so einzustellen, daß erst nach dem Schließen
des Auslaßventiles das Einlaßventil geöffnet werden kann. Damit ist auch der Hub
des Steuerschiebers einstellbar.
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Zwischen der Büchse und dem Steuerschieber kann eine zweite einstellbare
Feder vorgesehen sein, die in der Regel bereits grundsätzlich den Abschaltdruck
festlegt, der im übrigen durch die erste einstellbare Feder noch fein eingestellt
werden kann.
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Der Steuerschieber kann zweigeteilt ausgebildet sein, weil er ja einmal
mit dem Vorsprung am Gehäuse und zum anderen mit der axial verstellbaren Buchse
zusammenarbeitet. Fluchtfehler werden durch eine zweigeteilte Ausbildung des Steuerschiebers
wirkungslos und können das ordnungsgemäße Arbeiten des Steuerschiebers nicht mehr
beeinträchtigen. Der Steuerschieber kann entgegen der ersten einstellbaren Feder
von einer Rückholfeder belastet sein. Dies ist aber meist nur sinnvoll, wenn der
Steuerschieber zweigeteilt ausgebildet ist.
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Zwischen dem Steuerschieber und dem Vorsprung können Anschläge zur
Hubbegrenzung vorgesehen sein. Diese Anschläge legen den Hub fest, nach welchem
das Einlaßventil öffnet. Auch zwischen der Büchse und dem Gehäuse können Anschläge
zur Vermeidung der Einstellmöglichkeit im Bereich einer Zwitterstellung vorgesehen
sein. Diese Anschläge verhindern, daß
durch unsachgemäße Fehleinstellung
eine Zwitterstellung erreichbar ist.
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Einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den
Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Druckregler in
einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch einen Druckregler
in einer zweiten Ausführungsform, Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch einen Druckregler
in einer dritten Ausführungsform und Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch eine weitere
Ausführungsform des Druckreglers.
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Der in Fig. 1 dargestellte Druckregler besitzt ein mehrteiliges Gehäuse
1, in welchem ein Förderkanal 2 untergebracht ist, der von einem Anschluß 3 in Richtung
auf einen Anschluß 4 durchströmt wird. Auf der Seite des Anschlusses 3 ist üblicherweise
der Kompressor vorgesehen, während der Anschluß 4 zu einem Mehrkreisschutzventil
bzw. zu den Druckluftvorratsbehältern führt. In dem Förderkanal 2 ist ein Rückschlagventil
5 abströmseitig vorgesehen. Nach diesem Rückschlagventil 5 zweigt ein Verbindungskanal
6 ab, der zu einem Steuerraum 7 eines Steuerkolbens 8 führt, der hier als Steuerschieber
9 ausgebildet ist. Der Steuerschieber 9 ist als hülsenförmiger Körper axial geschlossen
ausgebildet und teilt auf der anderen Seite einen Federraum 10 ab, in welchem-eine
einstellbare
Feder 11 für den Sollwert zum Abschalten des Druckreglers
gelagert ist. Über eine Einstellschraube 12 kann die Vorspannung der Feder 11 entsprechend
eingestellt werden. Der Federraum 10 ist vermittels einer gegen Schmutz abgedeckten
Bohrung 13 an die Atmosphäre angeschlossen.
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Der Steuerschieber 9 besitzt axial gesehen eine geschlossene Wand
14, die den Steuerraum 7 von dem Federraum 10 abtrennt.
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Am Gehäuse 1 ist ein Vorsprung 15 ausgebildet, an welchem der Steuerschieber
9 gelagert und geführt ist. Der Steuerschieber 9 trägt hier im Bereich des Innendurchmessers
eine Dichtung 16, die mit einer oder mehreren Bohrungen 17 zusammenarbeitet und
das Einlaßventil 16, 17 bildet. Die Bohrungen 17 haben Anschluß an den Steuerraum
7 bzw. den Verbindungskanal 6. Im anderen Teil besitzt der Steuerschieber 9 auf
einem Außendurchmesser eine Dichtung 18, die mit einer oder mehreren Bohrungen 19
in einer Büchse 20 das Auslaßventil 18, 19 bilden. Die Büchse 20 selbst ist mit
Hilfe eines Gewindes 21 axial verstellbar im Gehäuse geführt und über einen Dichtring
22 abgedichtet. Wie ersichtlich kann mit Hilfe des Gewindes 21 die relative Lage
der Bohrung 19 zu dem Dichtring 18 bzw. auch zum Einlaßventil 16, 17 eingestellt
und verstellt werden. Gleichzeitig wirkt sich diese axiale Einstellung auch auf
eine zweite einstellbare Feder 23 aus, die zwischen der Büchse 20 und dem Steuerschieber
9 vorgesehen ist. Um den Steuerschieber 9 herum ist ein Druckraum 24 gebildet, der
über einen Kanal 25 dauernd mit einem Schaltraum 26 des Schaltkolbens 27 in Verbindung
steht.
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Der Schaltkolben 21R ist in bekannter Weise über eine Feder am Gehäuse
abgestützt und trägt ein in die Atmosphäre führendes Abströmventil. Dieser Teil
des Druckreglers ist bekannt.
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Die Wirkungsweise des Druckreglers gemäß Fig. 1 ist Folgende: Beim
Auffüllen einer ganzen oder teilweise entleerten Anlage strömt Druckluft vom Kompressor
über den Anschluß 3 über den Förderkanal 2, wobei sich das Rückschlagventil 5 öffnet
und die geförderte Druckluft in die am Anschluß 4 nachfolgenden Teile der Anlage
freigibt. Es wird insbesondere der Vorratsbehälter aufgefüllt. Gleichzeitig gelangt
diese Druckluft über den Verbindungskanal 6 in den Steuerraum 7 unter dem Steuerschieber
9. Das Einlaßventil 16, 17 ist geschlossen und das Auslaßventil 18, 19 ist geöffnet.
Das Abströmventil ist geschlossen. Wird der Sollwert zum Abschalten durch den Druck
erreicht, der durch die Vorspannung der Federn 11 und 23 eingestellt ist, so bewegt
sich der Steuerschieber 9 nach oben, während bei dieser Bewegung zunächst das Auslaßventil
18, 19 geschlossen und nachfolgend das Einlaßventil 16, 17 geöffnet wird. Durch
das Schließen des Auslaßventils 18, 19 wird der Schaltraum 26 von der Atmosphäre
getrennt und es gelangt über das geöffnete Einlaßventil 16, 17 Druckluft in diesen
Schaltraum 26 und damit auf die Oberseite des Schaltkolbens 27. Eine Zwitterstellung
wird vermieden. Durch mehr oder weniger weites Verdrehen der Buchse 20 im Gewinde
21 kann die Bohrung 19 relativ zu der Dichtung 18 verstellt werden, so daß die Lage
des Auslaßventiles relativ zum Einlaßventil ver- und eingestellt wird. Dies wirkt
sich auf ein exaktes Schalten des Steuerschiebers günstig aus.
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Ist durch Druckluftverbrauch der Druck am Anschluß 4 entsprechend
abgesunken, so daß dieser Druck zu einer Bewegung des Steuerschiebers 9 in umgekehrter
Richtung führt, so daß das Einlaßventil 16, 17 geschlossen und nachfolgend das Auslaßventil
18, 19 geöffnet wird, wird hierdurch die Lastlaufphase wieder eingeschaltet. Es
erfolgt dann das Auffüllen des
Während gemäß Fig. 1 der Steuerschieber
9 einteilig ausgebildet ist, zeigt Fig. 2 eine zweiteilige Ausbildung mit den Teilen
28 und 29, die beide eine geschlossene Wand 14 bzw.
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30 besitzen und lediglich aneinander anliegen. Um diese Anlage immer
zu gewährleisten, ist eine Rückholfeder 31 vorgesehen. Während gemäß Fig. 1 der
Steuerschieber 9 am Vorsprung 15, also diesen umschließend, vorgesehen ist, zeigt
Fig. 2 eine Ausbildung, bei welcher der Steuerschieber 9 bzw. dessen Teil 28 in
dem Vorsprung 15 gelagert und angeordnet ist. In beiden Fällen sind Anschläge 32
und 33 zur Hubbegrenzung des Steuerschiebers 9 vorgesehen bzw. zur Festlegung des
Abstandes zwischen den Teilen des Einlaßventiles 16, 17. Weitere Anschläge 34 und
35 begrenzen die Herausschraubbarkeit der Buchse 20 und verhindern damit die Möglichkeit,
ungewollt eine Zwitterstellung einzustellen. Andererseits läßt aber das Gewinde
21 eine feinfühlige Einstellung des Auslaßventiles 18, 19 zu.
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Fig. 3 zeigt eine Ausbildungsform, bei welcher der Steuerschieber
9 einteilig ausgebildet ist, einerseits im Vorsprung 15 und andererseits in der
Buchse 20 geführt und gelagert ist. Man sieht weiterhin, wie hier auf das Auslaßventil
18, 19 verzichtet ist. Die Bohrung 19 bildet hier zweckmäßig mit der oberen umlaufenden
Kante eine Drossel 36.
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Auch diese Drossel 36 ist über das Gewinde 21 verstellbar.
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Die Ausbildungsmöglichkeit des Druckreglers gemäß Fig. 4 zeigt einen
einteiligen Steuerschieber 9, der einerseits im Vorsprung 15 und andererseits an
der Buchse 20, diese umgebend geführt und gelagert ist. Selbstverständlich ist es
auch möglich, bei allen gezeigten Ausführungsformen den Steuerschieber 9 jeweils
zweiteilig auszubilden, wie dies anhand von Fig. 2 dargestellt worden ist.
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Bezugszeichenliste: 1 = Gehäuse 2 = Förderkanal 3 = Anschluß 4 = Anschluß
5 = Rückschlagventil 6 = Verbindungskanal 7 = Steuerraum 8 = Steuerkolben 9 = Steuerschieber
10 = Federraum 11 = Feder 12 = Einstellschraube 13 = Bohrung 14 = geschlossene Wand
15 = Vorsprung 16 = Dichtung 17 = Bohrung 18 = Dichtung 19 = Bohrung 20 = Büchse
21 = Gewinde 22 = Dichtring 23 = Feder 24 = Druckraum 25 = Kanal 26 = Schaltraum
27 = Schaltkolben 28 = Teil 29 = Teil 30 = Wand
31 = Rückholfeder
32 = Anschlag 33 = Anschlag 34 = Anschlag 35 = Anschlag 36 = Drossel 16, 17 = Einlaßventil
18, 19 = Auslaßventil