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SPerrventil, insbesondere für Druckluftbremsanlaqen
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Sperrventil, insbesondere
für Druckluftbremsanlagen in Kraftfahrzeugen, der im Oberbegriff des Anspruchs 1
genannten Art.
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In Druckluftsystemen für Feststellbremsen werden z.B.
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solche Sperrventile in der Steuerleitung zwischen dem Feststellbremsventil
und dem Federspeicherzylinder eingesetzt, um bei Leitungsbruch, z.B. zwischen dem
Feststellbremszylinder und dem nahe des Federspeicherzylinders angeordneten Sperrventil,
ein ungewolltes Ansprechen der Feststellbremse zu verhindern. Hierzu ist in der
einen Ventilkammer des Sperrventils, in welcher einerseits die vom Feststellbremsventil
kommende Leitung mündet und andererseits die zum Federspeicherzylinder führende
Leitung abzweigt, ein Rück-
schlagventil angeordnet, dessen Ventilschließglied
zusätzlich von dem Steuerkolben betätigt wird. Bei Bruch der Leitung zwischen dem
Sperrventil und dem Feststellbremsventil schließt das Rückschlagventil diesen Leitungsanschluß
und verhindert damit ein Absinken des Drucks in der Ventilkammer des Sperrventils
und damit in dem Federspeicherzylinder, so daß die Feststellbremse geöffnet bleibt.
Beim Bremsvorgang wird die zweite Ventilkammer entlüftet, wodurch sich der Steuerkolben
bei perrwirkung des Einwegventilsentgegen einer Rückstellfeder verschiebt, das Ventilschließglied
des Rückschlagventils vom Ventilsitz abhebt und damit das Rückschlagventil zwangsweise
öffnet. Der Federspeicherzylinder wird entlüftet und die Bremse spricht an. Der
Steuerkolben wird durch die Rückstellfeder wieder zurückge-.
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schoben und das Rückschlagventil schließt sich wieder.
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Zur "Notlösung" der Bremse bei gebrochener Leitung, z.B. zu Reparaturzwecken,wird
die zweite in Durchlaßrichtung des Einwegventils vor diesem liegende Ventilkammer
belüftet. Da in dieser Richtung das Einwegventil die Druckluft ungehindert passieren
läßt, strömt diese in die erste,mit dem Federspeicherzylinder verbundene Ventilkammer
ein und die Bremse wird gelöst.
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Bei einem bekannten Sperrventil dieser Art wird das Einwegventil von
einer in den Steuerkolben eingesetzten Nutringmanschette gebildet, die sich bei
Druckbeaufschlagung in der mit dem Federspeicherzylinder verbundenen Ventilkammer
an die Innenwand des Ventilgehäuses anpreßt und damit die beiden Ventilkammern gegeneinander
abdichtet und bei Druckbeaufschlagung der anderen Ventilkammer von der Innenwand
des Ventil-
gehäuses abhebt und Druckluft in die mit dem Federspeicherzylinder
verbundene Ventilkammer einströmen läßt. Eine solche Ringnutmanschette ist nicht
nur kostenaufwendig in der Herstellung, -sondern auch von relativ geringer Lebensdauer,
insbesondere dann, wenn in das Bremssystem ungenügend gereinigte Druckluft gelangt.
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Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Sperrventil mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß es infolge der Verwendung
eines O-Rings robust und weitgehend schmutzunempfindlich ist und vor allem fertigungstechnisch
sehr kostengünstig hergestellt werden kann. Trotz Verwendung eines O-Rings, der
üblicherweise in beiden Strömungsrichtungen der Druckluft dichtend wirkt, behält
das Einwegventil seine Rückschlagfunktion bei.
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Zeichnung Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Sperrventil, Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung
eines Ausschnitts A des Sperrventils in Fig. 1.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels Das in Fig. 1 im Längsschnitt
zu sehende Sperrventil weist ein Ventilgehäuse 10 auf, in dessen Ventilbohrung 11
ein Steuerkolben 12 entgegen einer Rückstell-
feder 15 axial verschieblich
geführt ist. Der Steuerkolben 12 unterteilt die Ventilbohrung 11 in zwei Ventilkammern
13 und 14, die jeweils über mindestens eine Ventilkammeröffnung wahlweise be- und
entlüftbar sind. Hierzu weist die Ventilkammer 13 eine Anschlußöffnung 16 auf, die
in einem Druckluftsystem für eine Feststellbremse über eine nicht dargestellte Druckluftleitung
mit einem ebenfalls nicht gezeigten Feststellbremsventil verbunden ist. In der Ventilkammer
14 ist eine An'schlußöffnung 17 vorgesehen, die über eine Steuerleitung ebenfalls
mit dem Feststellbremsventil verbunden ist. Die Ventilkammer 13 weist zwei Ausgangsöffnungen
18, 19 auf, an welchen jeweils eine zu einem nicht dargestellten Federspeicherzylinder,
auch Bremszylinder genannt, führende Druckluftleitung angeschlossen ist . Das Sperrventil
ist dabei nahe dem Federspeicherzylinder angeordnet, so daß diese Verbindungsleitungen
sehr kurz sind.
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Zwischen den Ventilkammern 13 und 14 ist ein Einwegventil 20 mit Rückschlagventilfunktion
wirksam, das in der Druckluftströmungsrichtung von Ventilkammer 14 zu Ventilkammer
13 Druckluft hindurchströmen läßt, in umgekehrter Strömungsrichtung jedoch sperrt.
Das Einwegventil ist in den Steuerkolben 12 integriert.Hierzu weist dieser eine
in seiner Außenwand 21 etwa in Querschnittsebene umlaufende Ringnut 22 auf, in welche
ein O-Ring 23 gehalten ist, der dichtend an der Innenwand 24 des Ventilgehäuses
10 in der Ventilbohrung 11 anliegt. Wie insbesondere aus Fig.. 2 zu erkennen ist,
sind im Nutgrund 25 der Ringnut 22 Quernuten 26 vorgesehen, die in Abstand voneinander
quer zur Längsachse der Ringnut 22 verlaufen. Die Anzahl
der Quernuten
26 kann beliebig sein und richtet sich lediglich danach, wie schnell eine "Notlösung"
der Feststellbremse erfolgen soll.
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Die Quernuten 26 stehen mit der Ventilkammer 13 in Verbindung. Hierzu
sind in der einen Seitenwand 27 der Ringnut 22,und zwar in derjenigen Ringseitenwand
27, die der in Durchlaßrichtung des Einwegventils 20 nachfolgenden Ventilkammer,
also der Ventilkammer 13, zugekehrt ist, Nuteinstiche 28 vorgesehen, die im wesentlichen
quer zu den Quernuten 26 ausgerichtet sind und in diese münden.
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Wird die Ventilkammer 13 mit Druckluft beaufschlagt, so preßt sich
der O-Ring an der anderen Nutseitenwand 29, welche die Dichtschulter 30 des Steuerkolbens
12 bildet, und an der Innenwand 2A an und dichtet. Ist hingegen die Ventilkammer
13 entlüftet und wird die Ventilkammer 14 belüftet, so wird der O-Ring 23 durch
die Druckluft von der Dichtschulter 30 gelöst und die Quernuten 26 werden als Luftdurchgang
freigegeben, so daß Druckluft von der Ventilkammer 14 zu der Ventilkammer 13 strömen
kann.
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Der Steuerkolben 12 weist eine Innenbohrung 31 auf, in welcher der
zylindrische Mittelteil eines im Querschnitt T-förmigen Ventilschließgliedes 32
eines Rückschlagventils 33 hineinragt. Das Ventilschließglied 32 sitzt auf einem
die Anschlußöffnung 16 umgebenden Ventilsitz 34 auf und stützt sich mit einer Schraubenfeder
35 am Grund der sackförmigen Innenbohrung 31 im Steuerkolben 12 ab. Zum Öffnen des
Rückschlagventils kann das Ventilschließglied 32 mit seinem zylindrischen Mittelteil
in die Innenbohrung 31 des Steuerkolbens 12 hineingleiten. Die Innenbohrung 31
trägt
nahe ihrer freien Öffnung einen radial vorspringenden Ringbund 36, der hinter einen
ebensolchen Ringbund 37 am zyldrischen Mittelteil des Ventilschließgliedes 32 greift.
Über diese beiden Ringbunde 36,37 wird das Ventilschließglied 32 bei Verschieben
des Steuerkolbens 12 zwangsweise vom Ventilsitz 34 abgehoben und das Rückschlagventil
33 geöffnet.
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Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Sperrventils ist wie
folgt: Bei gelöster Feststellbremse gelangt Druckluft von dem Feststellbremsventil
über das geöffnete Rückschlagventil 33 zu dem Federspeicherzylinder, so daß dieser
mit Druckluft beaufschlagt und die Bremsfeder des Bremszylinders wirkungslos ist.
Bei Bruch der Druckluftleitung zwischen Anschlußöffnung 16 des Sperrventils und
Feststellbremsventil wird diese drucklos, und das Rückschlagventil 33 schließt schlagartig,
so daß der Druck in der Ventilkammer 13 nicht wesentlich abfällt und der Federspeicherzylinder
nach wie vor mit Druckluft beaufschlagt bleibt. Beim Bremsen wird zunächst die Ventilkammer
14 über das Feststellbremsventil entlüftet. Durch den Druck in der Ventilkammer
13 wird der Steuerkolben 12 gegen die Rückstellfeder 15 verschoben, wobei sich der
O-Ring 23 dichtend an die Dichtschulter 30 des Steuerkolbens 12 anlegt. Durch die
Verschiebebewegung des Steuerkolbens 12 wird das Ventilschließglied 32 des Rückschlagventils
33 vom Ventilsitz 34 abgehoben, das Rückschlagventil ist geöffnet, der Federspeicherzylinder
wird entlüftet und die Feststellbremse spricht an. Unter der Wirkung der Rückstellfeder
15 wird der Steuerkolben 12 nach entlüfteter Ventilkammer 13 wieder zurückgeschoben
und das Rückschlagventil 33 schließt.
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Soll die Feststellbremse "notgelöst" werden, z.B.
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zur Reparaturzwecken, so wird die Ventilkammer 14 über die Anschlußöffnung
17 belüftet. Durch die Druckluft in der Ventilkammer 14 wird der O-Ring 23 von der
Dichtschulter 30 des Steuerkolbens 12 weggedrückt. Druckluft kann nunmehr über die
Quernuten 26 und die Nuteinstiche 28 in die Ventilkammer 13 und von dort über die
Ausgangsöffnung 18 bzw. 19 zu dem Federspeicherzylinder strömen. Der Federspeicherzylinder
wird belüftet und die Feststellbremse gelöst.