DE3344841A1

DE3344841A1 - Relaisventil fuer eine druckmittelanlage

Info

Publication number: DE3344841A1
Application number: DE19833344841
Authority: DE
Inventors: Gerhard Ing.(Grad.) 3000 Hannover Fauck; Wolfgang Ing.(grad.) 3008 Garbsen Pohl; Helmut Ing.(Grad.) 3257 Springe Ulrich
Original assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 1983-12-12
Filing date: 1983-12-12
Publication date: 1985-06-13
Anticipated expiration: 2003-12-13
Also published as: US4926907A; US4941510A; DE3344841C2

Description

Hannover, den 02.12.1983 WP 70/83 Ehricke/Gb

WABCO Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH, Hannover Relaisventil für eine Druckmittelanlage

Die Erfindung betrifft ein Relaisventil für eine Druckmittelanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Relaisventil ist aus der DE-OS 27 03 bekannt. Ein Relaisventil dieser Art wird z.B. in Druckluftbremsanlagen für Fahrzeuge zwischen einem Vorratsbehälter und Druckluftverbrauchern, wie beispielsweise Bremszylindern, angeordnet= Bei Beaufschlagung mit einem Steuerdruck,, der beispielsweise von einem Bremsventil geliefert wird₃ wird ein einen Arbeitsanschluß des Ventils mit der Atmosphäre verbindendes Auslaßventil geschlossen und ein einen Vorratsanschluß mit dem Arbeitsanschluß verbindendes Einlaßventil geöffnet, wodurch ei schnelles Belüften der

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Verbraucher erfolgt. Bei Senkung oder Entfall des Steuerdruckes wird das Einlaßventil geschlossen und das Auslaßventil geöffnet, woraufhin die Verbraucher schnell teilweise oder ganz entlüftet werden.

Bei einem solchen Relaisventil stehen der ausgesteuerte Arbeitsdruck und der Steuerdruck in einem bauartbedingten, z.B. durch die Flächenverhältnisse am Relaiskolben vorgegebenen, Druckverhältnis zueinander.

Es gibt Einsatzfälle, in denen die Verbraucher nur in einem begrenzten Steuerdruckbereich mit dem bauartbedingten Druckverhältnis auskommen und darüber hinaus einen abstufbaren schnelleren als durch das bauartbedingte Druckverhältnis vorgegebenen Anstieg des Arbeitsdruckes bis zum verfügbaren Vorratsdruck erfordern.

Ein Beispiel für Verbraucher dieser Art ist in einigen Ländern für Fahrzeuge mit lastabhängigen Bremskraftreglern durch Vorschriften bezüglich der Bremswirkung gegeben. In diesen Ländern wird gefordert, daß in NotSituationen der im Fahrzeug vorhandene Vorratsdruck zu den Bremszylindern abstufbar aussteuerbar sein muß. Übliche lastabhängige Bremskraftregler haben ein Regelverhalten mit einer vorbestimmten Zuordnung von Beladungszustand bzw. dynamischer Achslast und ausgesteuertem Arbeitsdruck (d.h. Bremsdruck) und sind deshalb für Einsatzfälle der geschilderten Art nicht verwendbar.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, ein Relaisventil der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln

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so zu verbessern, daß es in Fällen der geschilderten Art die Verwendung üblicher lastabhängiger Bremskraftregler ermöglicht»

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst«, Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben«,

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist, eine Notsituation durch einen vorbestimmten Wert eines zweiten Steuerdruckes zu definieren und nach Überschreiten dieses Wertes den Arbeitsdruck zu erhöhen und dadurch die bauartbedingte Kennlinie des Relaisventils in Richtung höheren Arbeitsdruckes bis zur Aussteuerung des verfügbaren Vorratsdruckes abzuknicken. Zur Erzielung einer solchen Charakteristik wäre es etwa denkbar, beim Auftreten des die Notsituation definierenden zweiten Steuerdruckes die Steuerfläche des Relaiskolbens zu vergrößern, beispielsweise eine Zusatzfläche hinzuzuschalten.

Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung setzen jedoch in besonders vorteilhafter Weise sinngemäß an dem Einlaßventil und Auslaßventil des Relaisventils bzw, an der Reaktionsfläche des Relaiskolbens an.

Dabei ergibt sich eine vorteilhaft einfache Ausgestaltung der Erfindung, wenn - vereinfacht ausgedrückt ein vorbestimmter Absolutwert des zweiten Steuerdruckes die Notsituation definiert.

Zur Definition der Notsituation kann aber auch vereinfacht ausgedrückt - ein vorbestimmtes Verhältnis

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zwischen zweitem Steuerdruck und Vorratsdruck dienen, wodurch auch bei schwankendem Vorratsdruck stets die Durchsteuerbarkeit des Vorratsdruckes zu den Bremsen sichergestellt ist.
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Als eine bevorzugte Ausführungsform wird sinngemäß vorgeschlagen, nach Eintritt der Notsituation das Einlaß- und das Auslaßventil des Relaisventils durch zweite Betätigungsmittel zu steuern.

Als zweite bevorzugte Ausführungsform wird sinngemäß vorgeschlagen, den Relaiskolben als Differentialkolben mit großer Steuerfläche und kleinerer Reaktionsfläche auszubilden und die Differentialfläche bis zu einem von einem Druckbegrenzungsventil bestimmten Höchstwert mit dem zweiten Steuerdruck zu beaufschlagen. Es ist offensichtlich, d.aß die Erfindung und die bevorzugten Ausführungsformen auch mit bauartbedingt druckübersetzenden oder druckuntersetzenden Ausbildungen des Relaisventils ausführbar sind.

Beim Einsatz des erfindungsgemäßen Relaisventils in einer Druckluftbremsanlage für Fahrzeuge können in vorteilhafter Weise als Steuerdruck der von dem Bremskraftregier geregelte Druck und als zweiter Steuerdruck der dem Bremskraftregler zugeführte ungeregelte Druck herangezogen werden.

Über die sehr vorteilhafte vorstehend erwähnte An-Wendung des erfindungsgemäßen Relaisventils in Druckluftbremsanlagen für Fahrzeuge mit lastabhängigem Bremskraftregler hinaus kann das erfindungsgemäße Relaisventil aber auch in sehr vorteilhafter Weisej wie seine weiter unten beschriebenen Eigenschaften und Kennfelder zeigen, in anderen Einsatzfällen ver-

wendet werden. Beispielsweise wäre zu denken an Werkzeugmaschinensteuerungen oder Bahnschrankensteuerungen,

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Relaisventil mit abknickender Kennlinie mit einer zweiten Steuereinrichtung,

Fig. 2 ein Kennfeld des Relaisventils nach Fig. 1,

Fig. 3 ein weiteres Kennfeld des Relaisventils nach Fig. 1,

Fig. 4 eineDruckluftbremsanlage mit Relaisventil,

Fig. 5 ausschnittsweise das Kennfeld der Druckluftbremsanlage nach Fig. 4,

Fig. 6 ein Relaisventil mit abknickender Kennlinie

mit einem integrierten Druckbegrenzungsventil.

Fig. 1 zeigt ein Relaisventil, in welches eine zweite Steuereinrichtung zur Erzielung einer abknickenden Kennlinie integriert ist.

In einem Gehäuseoberteil 3 eines aus dem Gehäuseoberteil 3, einem Gehäusemittelteil 31 und einem Gehäuseunterteil 23 bestehenden Gehäuses 3, 23, 31 ist ein Relaiskolben 35 abgedichtet verschiebbar geführt. Der Relaiskolben 35 bildet mit dem Gehäuseoberteil 3 eine Steuerkammer 4, welche über einen Steueranschluß 5 mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist. Die der

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Steuerkammer 4 zugewandte Oberseite des Relaiskolbens ist als Steuerfläche 2 ausgebildet. Mit dem Gehäuseoberteil 3 ist auf nicht dargestellte Weise das Gehäusemittelteil 31 abgedichtet verbunden, welches einen Vorratsanschluß 27 und einen Arbeitsanschluß 10 aufweist. Das Gehäusemittelteil 31 weist einen eingegossenen Einsatz auf, in dem eine zweistufige Stufenbohrung 8,14,15 ausgebildet ist, deren kleiner oberer Durchmesser 8 in einer Reaktionskammer 11 der als Reaktionsfläche 33 ausgebildeten Unterseite des Relaiskolbens 35 zugewandt ist. Der große untere Durchmesser der Stufenbohrung 8,14,15 ist dem mit dem Gehäusemittelteil 31 auf nicht dargestellte Weise druckdicht verbundenen Gehäuseunterteil 23 zugewandt. Zwischen dem kleinen Durchmesser 8 und dem großen Durchmesser 15 ist ein mittlerer Durchmesser 14 der Stufenbohrung 8, 14,15 angeordnet. In der Stufenbohrung 8,14,15 ist ein zu der Stufenbohrung komplementär ausgebildeter zweistufiger hohler Stufenkolben 16,24,25 verschiebbar geführt, dessen radial äußere Flächen gegenüber der jeweils zugeordneten Bohrungsfläche abgedichtet sind.

An seinem oberen Ende mit dem kleinen Durchmesser ist der Stufenkolben 16,24,25 durch eine als Stufungsfläche 32 ausgebildete kleine Stirnfläche mit einer kreisförmigen Aussparung abgeschlossen, welche an ihrem zum Innenraum des Stufenkolbens zeigenden unteren Innenumfang als Einlaßventilsitz 7 ausgebildet ist.

Im Innenraum des Stufenkolbens 16,24,25 ist ein rohrförmiges Doppelventilglied 9 angeordnet, welches an seinem dem Einlaßventilsitz 7 zugewandten oberen Ende einen radial äußeren Flansch aufweist, auf dem ein umlaufender Einlaßventilsitz und innerhalb dessen ein gleichachsiger

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umlaufender Auslaßventilsitz angeordnet sind.

Der Stufenkolben 16,24,25 besteht aus einem Außenteil 24, einem Einsatz 16 und einem Führungsring 25. 5

Das Doppelventilglied 9 ist in einer Führungsbohrung des im Innenraum des Außenteils 24 abgedichtet mittels eines AxialSicherungsringes festgelegten Führungsring verschiebbar abgedichtet geführt.

Eine sich zwischen dem Führungsring 25 und dem Flansch des Doppelventilglieds 9 abstützende Schließfeder 13 spannt das Doppelventilglied 9 gegen den Einlaßventilsitz 7 vor. An seinem unteren Ende mit dem großen Durchmesser ist der Stufenkolben 16,24,25 durch den Einsatz 16 abgedichtet abgeschlossen, welcher im Stufenkolben 16,24,25 durch einen Sicherungsring axial festgelegt ist und mit dem der Stufenkolben 16,24,25 eine untere als zweite Steuerfläche 21 ausgebildete große Stirnfläche des Stufenkolbens 26, 24,25 bildet. Vom Stufenkolben 16,24,25 nach unten weisend weist der Einsatz 16 eine hohle Entlüftungshülse 20 auf, mit derer das Gehäuseunterteil 23 abgedichtet durchdringt. Das Gehäuseunterteil 23 weist einen zweiten Steueranschluß 17 auf«, Zwischen der Reaktionsfläche 34 des Relaiskolbens 35, dem Gehäusemittelteil 31 und der Stufungsfläche 32 des Stufenkolbens 16,24,25 ist die mit dem Arbeitsanschluß 10 verbundene Reaktionskammer eingeschlossen.

Der Relaiskolben 35 weist auf der Reaktionsfläche 34 einen Stößel 33 auf, an dessen Stirnfläche ein Auslaßventilsitz 6 ausgebildet ist, der mit dem Auslaßventilsitz des Doppelventilglieds 9 ein Auslaßventil 6, 9 bildet.

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Der Innenraum des Stufenkolbens 16,24,25 und der Innenraum des Doppelventilglieds 9 sind als Entlüftungskammer 19 ausgebildet, die bei geöffnetem Auslaßventil 6,9 mit der Reaktionskammer 11 und über den Hohlraum der Entlüftungshülse 20 und ein im Gehäuseunterteil· 23 angeordnetes gummimembranförmiges Rückschlagventil mit der Atmosphäre verbunden ist.

Bei Einsatz des Relaisventils in Anlagen mit einem anderen Druckmittel als Luft und mit einem geschlossenen Kreislauf ist die Entlüftungskammer 19 mit einem im wesentlichen drucklosen Sammelbehälter verbunden.

Die Stufen zwischen dem kleinen Durchmesser und dem mittleren Durchmesser von Stufenkolben 16,24,25 und Stufenbohrung 8,14,15 schließen eine Ringkammer 28 ein, welches über einen Gehäusedurchlaß 29 mit dem Vorratsanschluß 27 in Verbindung steht.

Im Innenraum des Stufenkolbens 16,24,25 ist zwischen dem Einlaßventil 7,9 und der Außenfläche des Doppelventilglieds 9 eine als Vorratskammer wirkende Kolbenvorratskammer 30 eingeschlossen, die über Durchgänge in der Wand des Stufenkolbens 16,24,25 mit der Ringkammer 28 verbunden ist. Die der Ringkammer 28 zugewandte Stufe des Stufenkolbens 16,24,25 ist als Rückstellfläche 25a ausgebildet. In der Ringkammer 28 ist eine sich zwischen der Rückstellfläche 25a und der der Ringkammer 28 zugewandten Stufe der Stufenbohrung 8,14,15 abstützende Rückstellfeder 26 angeordnet.

In Einsatzfällen ohne besondere Ansprüche an das Ansprechverhalten des Relaisventils kann die Rückstellfeder 26 zur Verbilligung entfallen.

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In einer anderen, nicht dargestellten, Ausführungsform sind die Stufenbohrung 8,14,15 und/oder der Stufenkolben 16,24,25 so ausgebildet, daß der in der Ringkammer 28 anstehende Vorratsdruck in Verschieberichtung des Stufenkolbens 16,24,25 auf diesen keine äußere Kraft ausübt. Für diesen Zweck könnte beispielsweise der Stufenkolben 16,24,25 die Ringkammer 28 mit je einer gleich großen oberen und unteren Stufenfläche begrenzen. In dieser nicht dargestellten Ausführungsform ist zwischen geeigneten Stirn- oder Stufenflächen der Stufenbohrung und des Stufenkolbens eine sich zwischen diese Flächen abstützende einstellbare Regelfeder angeordnet.

Das Gehäuseunterteil 23 schließt mit der zweiten Steuerfläche 21 eine mit dem zweiten Steueranschluß in Verbindung stehende zweite Steuerkammer 18 ein und bildet mit seiner Oberfläche einen Anschlag für den Stufenkolben 16,24,25, der dessen Verschiebbarkeit nach unten begrenzt.

Das Gehäuseoberteil 3 weist einen Anschlag 1 auf, durch den die Verschiebbarkeit des Relaiskolbens aufwärts entgegen der Öffnungsrichtung des Einlaß-Ventils 7,9 begrenzt ist.

Eine an der Stufe vom mittleren vom großen Durchmesser zwischen dem Gehäusemittelteil 31 und dem Stufenkolben 16,24,25 eingeschlossene Kammer ist über einen Querdurchlaß im Stufenkolben 16,24,25 mit der Entlüftungskammer 19 verbunden.

Es liegt auf der Hand, daß die Erfindung auch mit einer einstufigen Ausbildung von Stufenkolben und Stufenbohrung ohne diese Kammer, aber auch mit einer

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mehr als zwei Stufen umfassenden Ausbildung von Stufenkolben und Stufenbohrung ausführbar ist.

Das vorstehend beschriebene Relaisventil funktioniert wie folgt.

Die Ringkammer 28 und die Kolbenvorratskammer 30 sind ständig über den Vorratsanschluß 27 mit dem aus einem nicht dargestellten Vorratsbehälter stammenden Vorratsdruck beaufschlagt. Vom Vorratsdruck, unterstützt durch die Rückstellfeder 26, wird der Stufenkolben 16,24,25 über die Rückstellfläche 25a gegen den Anschlag 22 gehalten.

Der Steueranschluß 5 bzw. der zweite Steueranschluß 17 sind in nicht dargestellter Weise mit einem ersten bzw. einem zweiten Steuerdruckgeber verbunden. Die Steuerdruckgeber können völlig unabhängig voneinander wirken. Sie können aber auch vereinigt und identisch sein, in welchem Fall erster und zweiter Steuerdruck ebenfalls identisch sind.

Die Steuerdruckgeber können auch voneinander abhängig sein, in welchem Falle erster und zweiter Steuerdruck in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen, das auch variabel sein kann. Ein solcher Fall ist beispielsweise gegeben, wenn der Steuerdruck von dem Ausgang eines lastabhängigen Bremskraftreglers stammt und der zweite Steuerdruck von dem dem lastabhängigen Bremskraftregler durch ein Bremsventil zugeführten Druck abgezweigt ist. In diesem Fall stehen die Steuerdrücke in einem vom Regelverhältnis des lastabhängigen Bremskraftreglers abhängigen Verhältnis zueinander, wobei dieses Verhältnis mit dem Beladungszustand und der dynamischen Achslastverlagerung des Fahrzeugs variiert.

Einer der Steuerdrücke kann aber auch ganz entfallen. Im Regelfall werden die Steuerdruckgeber und das Relaisventil von einem gemeinsamen Vorratsbehälter versorgt. Aber auch getrennte Vorratsquellen sind möglich.

Im Ruhezustand ist das Auslaßventil 6,9 geöffnet und Arbeitsanschluß 10 auf dem Wege über die Reaktionskammer 11 und die Entlüftungskammer 19 mit der Atmosphäre verbunden. Das Einlaßventil 7,9 ist geschlossen.

Im Normalfall werden beide Steueranschlüsse gleichzeitig mit dem Steuerdruck bzw. dem zweiten Steuerdruck beaufschlagt. Die Funktion des Relaisventils läuft in diesem Fall in zwei Betriebsphasen ab.

In der ersten Betriebsphase wird der Stufenkolben 16,24,25 von einer Rückstellkraft, die von dem Vorratsdruck und der Rückstellfeder 26 über die Rücksteilfläche 25a und von dem in der Reaktionskammer herrschden Arbeitsdruck über die Stufungsflache 32 erzeugt wird, gegen die von dem zweiten Steuerdruck auf der zweiten Steuerfläche erzeugte zweite Steuerkraft gegen den Anschlag 22 gehalten.

In der nicht dargestellten Ausführungsform, in der der Vorratsdruck auf den Stufenkolben in dessen Verschieberichtung keine freie Kraft ausübt, wird die Rückstellkraft von der Regelfeder und, über die Stufungsflache 32, von dem Arbeitsdruck in der Reaktions kammer 11 erzeugt»

In dieser ersten Betriebsphase wird das Doppelventilglied 9 ausschließlich abhängig vom Kräftegleichge-³^ wicht zwischen der Steuerfläche 2 und der Reaktions-

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fläche 34 des Relaiskolbens 35 betätigt und am Arbeitsanschluß 10 ein im wesentlichen dem ersten Steuerdruck gleicher Arbeitsdruck ausgesteuert. Ein aus dem Einlaßventil 7,9 und dem Auslaßventil 6,9 gebildetes Doppelventil 6,7,9 nimmt dabei eine Abschlußstellung ein.

In druckübersetzenden oder druckuntersetzenden Ausbildungen des Relaisventils steht in dieser ersten XQ Betriebsphase der Arbeitsdruck in einem bauartbedingt vorgegebenen Verhältnis zum Steuerdruck.

Die zweite Betriebsphase setzt mit der Überwindung der Rückstellkraft durch die zweite Steuerkraft ein.

Der Stufenkolben 16,24,25 bewegt sich in diesem Moment von dem Anschlag 22 aufwärts in die Reaktionskammer 11 hinein, wobei das Einlaßventil 7,9 von dem Stößel 33 geöffnet wird. Aus der Kolbenvorratskammer 30 strömt jetzt zusätzliches Druckmittel in die Reaktionskammer 11, wodurch der in der Reaktionskammer 11 von der ersten Betriebsphase her anstehende Arbeitsdruck eine Steigerung erfährt. Dadurch wird das Kräftegleichgewicht am Relaiskolben 35 aufgehoben und der Relaiskolben 35 gegen den Anschlag 1 am Gehäuseoberteil 3 verschoben. Der Stufenkolben 16,24,25 folgt dieser Bewegung bei geöffnetem Einlaßventil 7,9. Das Einlaßventil 7,9 bleibt solange geöffnet, bis am Stufenkolben 16,24,25 wieder ein Kräftegleichgewicht hergestellt ist. Der dazu erforderliche Arbeitsdruck ist aufgrund der Flächenverhältnisse am Stufenkolben 16,24,25 gegenüber dem zweiten Steuerdruck übersetzt und gegenüber dem Arbeitsdruckniveau überhöht, welches dem am Steueranschluß 5 eingesteuerten Steuerdruck entspricht.

Bei Eintritt des Kräftegleichgewichts bewegt sich der Stufenkolben 16,24,25 um den Schließhub des Einlaßventils 7,9 zurück, und das Doppelventil 6,7,9 nimmt eine Abschlußstellung ein, in welcher sowohl das Einlaßventil 7,9 als auch das Auslaßventil 6,9 geschlossen sind.

Bei jeder Steigerung des zweiten Steuerdruckes wiederholt sich der beschriebene Abstufungsvorgang. In der zweiten Betriebsphase wird der ausgesteuerte Arbeitsdruck ausschließlich vom Stufenkolben 16,24,25 bestimmt. Der Steuerdruck bleibt völlig wirkungslos, es sei denn, er nähme einen höheren Wert als den vom Stufenkolben 16,24,25 bestimmten Arbeitsdruck an und dieser Arbeitsdruck läge noch unterhalb des Vorratsdruckes.

Bei Minderung der Steuerdrücke vollzieht sich der vorstehend beschriebene Funktionsablauf in umgekehrter Reihenfolge.

In den Figuren 2 und 3 sind typische Kennlinien des vorstehend beschriebenen Relaisventils in schematischer Form dargestellt.
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Fig. 2 zeigt die Abhängigkeit von ausgesteuertem Arbeitsdruck und Steuerdruck.

Auf der Ordinate ist, mit P_1p symbolisiert, der ausgesteuerte Arbeitsdruck aufgetragen. Auf der Abszisse ist, mit p„ symbolisiert, der Steuerdruck aufgetragen. Parallel zur Abszisse ist der als konstant angenommene, mit P₂₇ sybolisierte Vorratsdruck eingetragen.

Das Betriebsverhalten des Relaisventils ist für mehrere

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konstante Verhältnisse des Steuerdruckes p,. zum zweiten Steuerdruck, welcher durch P₁₇ sybolisiert ist, dargestellt, wobei der
Linienzug OA₃^B₁ ein kleines Pc/P-iyj Linienzug OA₂Dp ein mittleres P₅Zp₁₇ ) Linienzug OA₃D₃ ein größeres p_r/p₁₇ Linienzug OA₁A₂A₃C ein p₅/p_1? = 1 charakterisiert.

Die Strecken OA bezeichnen jeweils die erste Betriebsphase und stellen bei gleichen Druckmaßstäben auf Ordinate und
Geraden dar.

Ordinate und Abszisse unter 45° zu diesen geneigte

In den Punkten A setzt jeweils die zweite Betriebsphase ein. Die jeweilige Kennlinie knickt in diesem Punkt von der 45 -Linie nach oben ab, d.h. P_1n ist in dieser Betriebsphase größer als p,-, P₁ ~ steigt entlang der abgeknickten Geraden AB auf den Vorrats-

2-Q druck Pp₇ (Punkte B) und bleibt bei weiter zunehmenden P₅ auf diesem Niveau.

Die Darstellung zeigt, daß, je größer das Verhältnis PcVp₁ 7 > die erste Betriebsphase sich in Richtung steigender Werte für p₅ ausdehnt und für identische Steuerdrücke (pc/P-i 7=1) i^m wesentlichen überhaupt keine überhöhung des bauartbedingt vorgegebenen Arbeitsdruckes P_{1 n} gegenüber dem Steuerdruck Pt-

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erfolgt, d.h., daß das Ausführungsbeispiel nach Fig. ^Q sich wie ein gattungsgemäßes Relaisventil verhält.

Auch beim Ansteuern des Relaisventils nur mit dem Steuerdruck p,- verhält sich dieses wie ein gattungsgemäßes Relaisventil und steuert einen im wesentlichen dem bauartbedingt vorgegebenen gleichen Arbeitsdruck P₁ (45°-Linie) aus.

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-Ιβ-Im Falle einer Anhebung oder Senkung des Vorratsdruckes würden die Punkte B in entsprechender Weise auf der den neuen Vorratsdruck kennzeichnenden Parallelen zur Abszisse liegen und die Knickpunkte A zu höheren oder niedrigeren Steuerdrücken p_s verlagert sein. Beispielhaft für einen solchen Fall ist gestrichelt ein niedrigerer Vorratsdruck p¹ „„ mit zugeordneten Punkten A¹ -B' in die Figur 2 eingetragen.

Die Lage der Knickpunkte A ist durch das Verhältnis der Steuerdrücke zueinander bzw. durch den Absolutwert des Vorratsdruckes bzw. durch die Flächenverhältnisse am Stufenkolben 16,24,25 bestimmt. Die Steigung des abgeknickten Zweiges der Kennlinie, d.h.

der Geraden AB ist durch das Flächenverhältnis zwischen Stufungsflache 32 und zweiter Steuerfläche 21 des Stufenkolbens 16,24,25 vorbestimmbar und für alle P₁-/ P₇ gleich.

Bei Minderung von p,- gelten die beschriebenen Kennlinien in umgekehrter Richtung.

Fig. 3 zeigt die Abhängigkeit zwischen dem ausgesteuerten Arbeitsdruck und dem zweiten Steuerdruck.

Der Arbeitsdruck ist wieder mit P₁ _r> sybolisiert und auf der Ordinate eingetragen. Der zweite Steuerdruck ist wieder mit ρ.. _ sybolisiert und auf der Abszisse 3Q eingetragen. Eine Parallele zur Abszisse im Abstand des Vorratsdruckes p_?7 bezeichnet wieder den als konstant vorausgesetzten Vorratsdruck.

In dieser Darstellung wird die erste Betriebsphase durch die Strecke OB auf der Abszisse gekennzeichnet,

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d.h. in dieser ersten Betriebsphase wird überhaupt kein Arbeitsdruck ausgesteuert. In der zweiten Betriebsphase steigt P₁₀ aus dem Punkt D heraus entlang der Linie DF an, ist im Schnittpuntk E mit der 45 -Linie dem zweiten Steuerdruck P₁₇ gleich und erreicht bei Punkt F das Niveau des Vorratsdruckes P₂₇ · Bei weiterem Anstieg von p₁₇ bleibt p₁₀ auf dem Niveau des Vorratsdruckes P₂₇-

Unter der Voraussetzung gleicher Druckmaßstäbe entspricht die Steigung der Geraden DF derjenigen der Geraden AB in Fig. 2 und ist in gleicher Weise wie dort beschrieben vorbestimmbar.

Bei abweichendem Vorratsdruck p₂„ verlagern sich in entsprechender Weise die Punkte F auf die Parallele zur Abszisse im Abstand desselben und die Punkte D und E gleichsinnig mit dem Vorratsdruck P₂₇ zu neuen Werten für den zweiten Steuerdruck p.„. Beispielhaft ist in die Fig. 3 gestrichelt der niedrigere Vorratsdruck p¹ ₂„ mit den zugeordneten Punkten D' , E¹ und F¹ eingetragen, wobei die Steigung der Geraden D¹E¹F¹ derjenigen der Geraden DEF gleich ist.

Die Kennlinien nach den Figuren 2 und 3 zeigen, daß im Normalfalle, in dem Relaisventil und Steuerdruckgeber vom gleichen Vorratsbehälter gespeist werden, der Vorratsdruck sicher undjfiach Maßgabe des Flächenverhältnisses zwischen Stufungsflache 32 und zweiter Steuerfläche 21, schnellund. abgestuft als Arbeitsdruck aussteuerbar ist. Für die nicht dargestellte Ausführungsform des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1, in der die Rückstellkraft auf den Stufenkolben durch eine Regelfeder erzeugt wird, gelten die zu den Kennfeldern der Firguren 2 und 3 gemachten Ausführungen

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entsprechend mit der Besonderheit, daß die für den Fall veränderten Vorratsdrucksp_?7 gemachten Aussagen entfallen.

Die Kennlinien geben auch einen Eindruck von den vielfältigen Einsatzmöglichkeiten, die das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 auf vielen Anwendungsgebieten, beispielsweise de^m der Werkzeugmaschinensteuerungen oder dem der Bahnschrankensteuerungen, bietet.

Die aus der Fig. 2 hervorgehende Abhängigkeit des Verhaltens des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 vom Verhältnis der Steuerdrücke untereinander macht dieses Relaisventil besonders geeignet für Einsatsfälle in Druckluftbremsanlagen für Fahrzeuge, in denen, unabhängig vom Regelverhältnis eines lastabhängigen Bremskraftreglers oberhalb eines vorbestimmten Steuerdruckes der verfügbare Vorratsdruck als Bremsdruck aussteuerbar sein muß. In diesem Fall dient der vorbestimmte Steuerdruck zur Definition einer Notsituation bzw. kann er dazu herangezogen werden.

Fig. 4 zeigt schematisch ein^eDruckluftbremsanlage für Fahrzeuge, in der ein erfingungsgemäßes Relaisventil beispielhaft angeordnet ist.

Für gleiche Funktionen werden in Fig. 4 die Bezugszeichen aus Fig. 1 übernommen. Die Darstellung zeigt eine Druckluftbremsanlage mit einem Vorratsbehälter 50, einem Bremsventil 51, einem lastabhängigen Bremskraftregler mit Einsprungeinrichtung (kurz ALB genannt) 53_s Bremszylinder 55 und sinem erfindungsgemäßen Relaisventil 56.

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Der Vorratsbehälter 50 steht einerseits mit einem Vorratsanschluß des Bremsventils 51 und andererseits mit dem Vorratsanschluß 27 des Relaisventils 56 in Verbindung.
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Das Bremsventil 51 steht über einen Bremsanschluß sowohl mit einem Eingang 52 des ALB 53 als auch mit dem zweiten Steueranschluß 17 des Relaisventils 56 in Verbindung.
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Der Ausgang 54 des ALB steht mit dem Steueranschluß des Relaisventils 56 in Verbindung.

Der Arbeitsanschluß 10 des Relaisventils 56 ist mit den Bremszylindern 55 verbunden.

Bei der Beschreibung der Funktion dieser Anlage werden die Wirkungsweisen des Bremsventils 51, des ALB 53, der Bremszylinder 55 und des Relaisventils 56 als bekannt vorausgesetzt.

Ein vom Bremsventil 51 ausgesteuerter Druck gelangt: zum Eingang 52 des ALB 53, wird hier entsprechend dem lastabhängig eingestellten Regelverhältnis gemindert und so dem Relaisventil 56 am Steueranschluß zugeführt.

Ungemindert gelangt der vom Bremsventil 51 ausgesteuerte Druck in das Relaisventil 56 über dessen zweiten Steueranschluß 17.

Unter der Einwirkung dieser Drücke als Steuerdruck bzw. zweitem Steuerdruck läuft die Funktion des Relaisventils 56 wie in den Beschreibungen der Fig. 1 und 2 dargestellt ab.

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Es liegt auf der Hand, daß die Druckluftbremsanlage auch mit einem ALB in einer verbilligten Ausführung ohne Einsprungeinrichtung ausgestattet sein kann.

Das Verhalten der vorstehend beschriebenen Druckluftbremsanlage sei nachstehend anhand der Fig. 5 beschrieben, die schematisch einen Ausschnitt aus dem Kennfeld dieser Druckluftbremsanlage zeigt.

Auf der Ordinate ist der durch p_ß symbolisierte Bremsdruck zu den Bremszylindern 55 eingetragen. Auf der Abszisse ist der durch p_Q symbolisierte, vom Bremsventil ausgesteuerte Druck eingetragen. Eine Parallele zur Abszisse stellt den als konstant vorausgesetzten, durch p„ symbolisierten Vorratsdruck dar. Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf ein erfindungsgemäßes Relaisventil, bei dem in der ersten Betriebsphase bauartbedingt der ausgesteuerte Arbeitsdruck P₁ _ dem Steuerdruck Pj. im wesentlichen gleich ist. Für Ausführungsformen, die in der ersten Betriebsphase eine abweichende Charakteristik zeigen, gelten die folgenden Ausführungen mit entsprechenden j für den Fachmann auf der Hand liegenden Anpassungen.

Die Strecke OH stellt eine Einsprungphase dar. In dieser ist ρ_β mit pg im wesentlichen identisch. Bei gleichen Druckmaßstäben auf Ordinate und Abszisse verläuft die Strecke OH mit einer Neigung von 45° zu beiden Koordinaten.

In einer anschließenden Regelphase sind die Regelkennlinien für das vollbeladene Fahrzeug in Richtung geringerer Wert für p_R von der 45 -Linie mit H als Knickpunkt abgeknickt, wobei die Gesamtheit der

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Regelkennlinien ein Strahlenbündel mit H als Mittelpunkt darstellt.

Beispielhaft für dieses Strahlenbündel sind die Regelkennlinien für das unbeladene Fahrzeug HK., für das teilbeladene Fahrzeug HK„ und für das vollbeladene Fahrzeug HK₃, jeweils ohne Berücksichtigung dynamischer Achslastverlagerungen, dargestellt.

Die Kennlinie HK₃ für das vollbeladene Fahrzeug ist im wesentlichen die Verlängerung der Einsprungkennlinie OH und zeigt, daß jeweils p,-, im wesentlichen voll als Bremsdruck p„ ausgesteuert wird. Der Punkt K₃ ist der Aussteuerpunkt, in dem p_R gleich dem

ic Vorratsdruck p., ist, und über den hinaus p_Q nicht gesteigert werden kann.

In einer auf die Regelphase folgenden Durchsteuerphase werden die lastabhängigen Regelkennlinien HK mit Ausnahme derjenigen des vollbeladenen Fahrzeugs scharf in Richtung höherer Bremsdrücke p_R abgeknickt und laufen auf einer neuen Kennlinie steil zum Aussteuerpunkt K₃. In der Durchsteuerphase ist die Linie K₁K,, die Regelkennlinie für

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das unbeladene Fahrzeug und die Linie K„K„ die Regelkennlinie für das teilbeladene Fahrzeug. Die Kennlinien für das Fahrzeug mit anderen Beladungszuständen knicken in entsprechender Weise ab, wobei die Knickpunkte stets auf der Linie K₁K₃ liegen.

Die Lage der Knickpunkte K ist durch die Flächenverhältnisse am Stufenkolben 16,24,25 des Relaisventils 56 vorbestimmbar und hängt außerdem vom Absolutwert des Vorratsdruckes sowie in einem durch die Steilheit der Linie K₁K- bestimmten Maße vom eingestellten

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Regelverhältnis des ALB 53, mit anderen Worten vom Beladungszsutands des Fahrzeugs, ab. Die Steilheit der Linie K..K„ ist durch die genannten Flächenverhältnisse vorbestimmbar.
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Bei einem Abfall bzw. einem Anstieg des Vorratsdruckes im Fahrzeug verlagert sich der Beginn der Durchsteuerphase zu niedrigeren bzw. höheren Werten für p~ Ein solcher Fall ist beispielhaft für einen abgefallenen Vorratsdruck durch den gestrichelten Linienzug K'.K'pK'g gekennzeichnet. In diesem Falle ist wieder der als konstant vorausgesetzte Vorratsdruck auf einen Wert p'_v abgesunken. Dadurch verlagert sich der Beginn der Durchsteuerphase für das unbeladene Fahrzeug von dem durch den Punkt K- bezeichneten p_Q zu einem durch den Punkt K'.. gekennzeichneten niedrigeren Wert. Die Punkte K¹ der anderen lastabhängigen Regelkennlinien, beispielsweise K'„ und der Aussteuerpunkt K¹ ~, verlagern sich entsprechend.

Die Durchsteuerphase der Druckluftbremsanlage entspricht einer Notsituation. Die Fig„ 5 zeigt deutlich, daß in dieser Notsituation unabhängig vom Regelverhältnis des ALB 53 und unabhängig von dem Absolutwert des Vorratsdruckes schnell, abstufbar und sicher der jeweils vorhandene Vorratsdruck als Bremsdruck zu den Bremszylindern 55 aussteuerbar ist. Für das Kennfeld der nicht dargestellten Druckluftbremsanlage mit einem ALB ohne Einsprungeinrichtung gelten die vorstehenden Erläuterungen entsprechend mit der Besonderheit, daß der Punkt H den Ursprungspunkt des Koordinatensystems bildet.

Für eine Bremsanlage mit einem erfindungsgemäßen Relaisventil 56 der nicht dargestellten Ausführungsform, in der die Rückstellkraft auf den Stufenkolben

durch eine Regelfeder erzeugt wird, gelten die zu dem Kennfeld der Fig. 5 gemachten Ausführungen entsprechend mit der Besonderheit, daß bei sinkendem Vorratsdruck p_v die Knickpunkte K nicht zu geringeren Werten für p_g verlagert werden. Dies bedeutet, daß bei diesen Ausführungen eine Durchsteuerphase nur solange auftritt, wie der Vorratsdruck höher als der dem Knickpunkt der jeweiligen Regelkennlinie zugeordneten Steuerdruck p_s ist. Die Notsituation wird bei einer derartigen Bremsanlage also vom Absolut wert des P₃ definiert.

Fig. 6 zeigt in schematischer Darstellung ein Relaisventil mit am Relaiskolben angreifenden Mitteln zur Einleitung und Steuerung der zweiten Betriebsphase.

Bauteile mit gleicher Funktion sind wieder mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet.

Oberhalb des Relaiskolbens 70 ist die mit dem Steueranschluß 5 verbundene Steuerkammer 4, unterhalb des Relaiskolbens 70 die Reaktionskammer 11 mit dem Arbeitsanschluß 10 angeordnet. Unterhalb des Relaiskolbens 70 ist das Doppelventil 6,7,9 angeordnet.

Der Relaiskolben 70 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Differentialkolben mit einer oben liegenden großen Steuerfläche 71 und einer unten liegenden kleineren Reaktionsfläche 75 ausgebildet. Die den Flächenunterschied zwischen diesen Flächen ausgleichende Differentialfläche 72 liegt ebenfalls unten.

Mit der Reaktionsfläche 75 begrenzt der Relaiskolben 70 die Reaktionskammer 11. Zwischen der Differential-

fläche 72 und dem Gehäuse 73 ist eine Differentialkammer 81 eingeschlossen, die über einen Gehäusedurchlaß 80 und ein Druckbegrenzungsventil 77,78 mit dem zweiten Steueranschluß 17 verbindbar ist.

..

Das Druckbegrenzungsventil 77,78 wird von einem über eine Schließfeder vorgespannten Ventilglied 78 und einem gehäusefesten Ventilsitz 77 gebildet.

Koaxial zum Druckbegrenzungsventil 77,78 ist die Gehäusewandung einer mit dem Vorratsanschluß 27 verbundenen Vorratskammer 77 als Stufenbohrung ausgebildet, in der ein Stufenkolben 76 längsverschiebbar abgedichtet geführt ist. Der Stufenkolben 76 begrenzt mit seiner kleinen Fläche 82 die Vorratskammer 74 und weist mit seiner großen Fläche 79 dem Druckbegrenzungsventil 77,78 zu, dessen Ventilglied 78 er über eine stößelartige Verlängerung betätigen kann.

Die Bewegung des Stufenkolbens 76 in Richtung auf das Druckbegrenzungsventil 77,78 wird durch einen Gehäuseanschlag 75a begrenzt.

Ein Sicherheitsanschlag 80 a in der Steuerkammer 4 begrenzt die Verschiebbarkeit des Relaiskolbens 70 in Richtung nach oben.

Bei der Erläuterung der Funktion des Ausführungsbeispiels nach Fig. 6 sei dieses wieder, wie bei Fig. 1 beschrieben, am Vorratsanschluß 27 mit einem Vorratsbehälter, am Arbeitsanschluß 10 mit Verbrauchern und am Steueranschluß 5 bzw. am zweiten Steueranschluß 17 mit einem ersten bzw. einem zweiten Steuerdruckgeber verbunden.

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Hinsichtlich der vielfältigen Ausbildungsmöglichkeiten der Steuerdruckgeber gilt das zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 Gesagte entsprechend.

Im Ruhezustand sind die Steuerkammer 4, die Reaktionskammer 11 und die Differentialkammer 81 entlüftet. Der Stufenkolben 76 wird vom Vorratsdruck gegen den Gehäuseanschlag 75 a gehalten und hält seinerseits das Druckbegrenzungsventil 77,78 offen.

Beim Ansteuern dieses Ausführungsbeispiels zeigt dieses, je nach dem Verhältnis des Steuerdruckes und des zweiten Steuerdruckes zueinander, unterschiedliche Charakteristiken. Bei deren nun folgender Erläuterung werden wieder die bei der Beschreibung der Fig. 2 und 3 eingeführten Symbole verwendet.

Fehlt der zweite Steuerdruck P₁₇· ist also P₁₇/P₅ = 0> so ist der Arbeitsdruck p_1Q gegenüber dem Steuerdruck P₅ im Verhältnis der Steuerfläche 71 des Relaiskolbens 70 zu dessen Reaktionsfläche 75 übersetzt.

Bei steigendem Verhältnis P₁₇/P₅ wird das Übersetzungsverhältnis zwischen Arbeitsdruck P₁₀ und Steuerdruck P₅ geringer. Für p.„/p₅ = 1 sind Arbeitsdruck p_1Q und Steuerdruck p₅ im wesentlichen gleich groß.

Für P₁₇ > P₅ wird der Arbeitsdruck p_1Q gegenüber dem Steuerdruck p,- gemindert bzw. untersetzt.

Für den Fall, daß nur ein zweiter Steuerdruck P₁₇ angelegt wird, zeigt dieses Ausführungsbeispiel für den Arbeitsdruck p_1Q eine Sperrfunktion. In diesem Fall wird eine unzulässig große Verschiebung in Richtung nach oben des Relaiskolbens 70 durch

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den Sicherheitsanschlag 80 a verhindert.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 hat also eine variable Aussteuercharakteristik, die sich von druckübersetzenden bis zu druckuntersetzenden Kennlinien erstreckt.

Die durch das vorbestimmte Flächenverhältnis am Relaiskolben 70 und das jeweils geltende Druckverhältnis P17/P5 bestimmte Kennlinie knickt in Richtung höherer Arbeitsdrücke p-_n bis zum verfügbaren Vorratsdruck, wenn der zweite Steuerdruck P₁₇ den Begrenzungsdruck des Druckbegrenzungsventils 77,78 erreicht.

In diesem Moment wird die auf die kleine Fläche 82 des Stufenkolbens 76 von dem Vorratsdruck ausgeübte Kraft durch den auf die große Fläche 79 des Stufenkolbens 76 wirkenden zweiten Steuerdruck P₅ überwunden. Der Stufenkolben 76 wird nun von dem Gehäuseanschlag 75a weg und in die Vorratskammer 74 hinein bewegt, wobei sich das Druckbegrenzungsventil 77,78 unter der Einwirkung der Schließfeder schließt. Die Steigung der Kennlinien oberhalb des Knickpunktes wird durch die Flächenverhältnisse am Relaiskolben 70 bestimmt. Bei abfallendem oder ansteigendem Vorratsdruck verlagern sich die Knickpunkte entsprechend zu niedrigeren oder höheren Werten für den zweiten Steuerdruck P₁₇-

Aufgrund der vorstehend beschriebenen vielfältig variierbaren Betriebseigenschaften des Ausführungsbeispiels nach Fig. 6 ist es für den Fachmann offensichtlich, daß auch dieses sich in vielfältiger Weise in verschiedenenAnwendungsgebieten, beispielsweise

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den oben bereits genannten, in vorteilhafter Weise einsetzen läßt.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 läßt sich auch als Relaisventil 56 in der Druckluftbremsanlage nach Fig. 4 einsetzen.

In einem Kennfeld nach Fig. 5 stellt sich die Charakteristik dieses Ausführungsbeispiels so dar, daß, abweichend von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 , der geometrische Ort der Knickpunkte eine Parallele zur Ordinate im Abstand des Begrenzungsdruckes des Druckbegrenzungsventils 77,78 ist. Jede Regelkennlinie läuft von ihrem Knickpunkt mit der durch die Flächenverhältnisse am Relaiskolben 70

bestimmten Steigung zur 45°-Linie hoch und nach Erreichen derselben auf ihr bis zum verfügbaren Vorratsdruck weiter. Das Strahlenbündel bildet also jenseits der Knickpunkte eine Schar paralleler Geraden, die nach dem ;
auf dieser vereinigen.

Geraden, die nach dem Erreichen der 45°-Linie sich

Bei abfallendem oder ansteigendem Vorratsdruck verschiebt sich die den geometrischen Ort aller Knickpunkte bildende Parallele zur Ordinate in Richtung geringerer oder höherer Werte für den Steuerdruck Pe. Von dieser verschobenen Ausgangsbasis ab zeigt die Bremsanlage dann wieder eine der vorstehend beschriebenen entsprechende Charakteristik.

Es liegt für den Fachmann auf der Hand, daß für die Steuerung des Druckbegrenzungsventils 77,78 anstelle des Stufenkolbens 76 auch eine Regelfeder eingesetzt werden kann. In diesem Fall würde bei sich änderndem Vorratsdruck die den geometrischen Ort aller Knick-

punkte bildende Parallele zur Ordinate sich nicht verschieben, ihre Lage wäre also nur vom Absolutwert des Steuerdruckes abhängig.

Es liegt für den Fachmann auf der Hand, daß sowohl die erläuterten Ausführungsbeispiele als auch jede andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Relaisventils auch in Anlagen mit anderen Druckmitteln als Luft Verwendung finden können. 10

In einer nicht dargestellten Ausführungsform des Ausführungsbeispiels nach Fig. 6 ist die Differentialkammer (81) statt mit dem zweiten Steueranschluß (17) über ein Ventil mit der Reaktionskammer 11 verbindbar. Das Ventil wird von einem Stufenkolben gesteuert, der auf seiner großen Fläche von dem zweiten Steuerdruck, auf seiner kleinen Fläche von dem Arbeitsdruck aus der Reaktionskammer 21 und auf der Differenzfläche mit dem

Vorratsdruck beaufschlagt ist.
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Das Ventil und damit die Verbindung zwischen der Differentialkammer 81 und der Reaktionskammer 11 ist solange geöffnet, wie die Summe der Kräfte aus Vorratsdruck und Arbeitsdruck am Stufenkolben die vom zweiten Steuerdruck auf diesen ausgeübte Kraft überwiegt.

Das Ventil und damit die Verbindung zwischen Differentialkammer 81 und Reaktionskammer 11 wird geschlossen, wenn die vom zweiten Steuerdruck auf den stufenkolben ausge- ^ou übte Kraft die Summe der von dem Vorratsdruck und dem Bremsdruck auf den Stufenkolben ausgeübten Kräfte überwindet.

Die zweite Betriebsphase dieser Ausführungsform setzt

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mit dem Schließen des Ventils ein. Für die Charakteristik dieser Ausführungsform gelten die zu den Ausführungsbeispiölen nach den Fig. 1 und 4 sowie zu den in den Fig. 2,3 und 5 dargestellten Kennfeldern gemachten Ausführungen in vollem Umfang entsprechend.

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Claims

Patentansprüche

( 1.)Relaisventil für eine Druckmittelanlage, insbesondere eine Druckluftbremsanlage für Fahrzeuge, mit folgenden Merkmalen:

a) es ist ein Einlaßventil (7„9) vorgesehen, über welches bei Beaufschlagung eines Steueranschlusses (5) mit einem Steuerdruck wenigstens ein Vorratsanschluß (27) mit wenigstens einem Arbeitsanschluß (10) verbunden wird;

b) es ist ein Auslaßventil (6₉9) vorgesehen, über welches der Arbeitsanschluß (10) mit der Atmosphäre verbindbar ist;

c) das Einlaßventil (7_S9) und das Auslaßventil (6,9) sind von einem Relaiskolben (35,70) betätigbar, der in Öffnungsrichtung des Einlaßventils (7,9) und in Schließrichtung des Auslaßventils (6,9) von dem Steuerdruck und in Schließrichtung des Einlaßventils (7_S9) und in Öffnungsrichtung des Auslaßventils (6₃9) von dem Arbeitsdruck in einer mit dem Arbeitsanschluß (10) verbundenen Reaktionskammer (11) beaufschlagt ist_s

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

d) es sind Mittel vorgesehen, die eine abgestufte Erhöhung des Arbeitsdrucks über den dem zugeführten Steuerdruck entsprechenden Wert hinaus bis zum verfügbaren Vorratsdruck ermöglichen;

e) die Mittel sind so angeordnet und so ausgebildet, daß sie oberhalb eines vorbestimmten Wertes eines

zweiten Steuerdrucks wirksam werden.
2. Relaisventil nach Anspruch 1,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

der Relaiskolben (35,70) ist in einem Gehäuse (3,23, 31,73) abgedichtet längs verschiebbar geführt und trennt eine mit dem Steueranschluß (5) verbundene Steuerkammer (4) von der Reaktionskammer (11).
3. Relaisventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: das Einlaßventil (7,9) und das Auslaßventil (6,9) werden von einem Doppelventil (6,7,9) mit einem Doppelventilglied (9) gebildet.
4. Relaisventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:

die Mittel sind in Wirkverbindung mit dem Einlaßventil (7,9) und dem Auslaßventil (6,9) bringbar. 20
5. Relaisventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

als Mittel sind über den zweiten Steuerdruck in Öffnungsrichtung des Einlaßventils (7,9) stellbare und entgegen ihrer Stellrichtung vom Vorratsdruck beaufschlagte zweite Betätigungsmittel für das Einlaßventil (7,9) und das Auslaßyentil (6,9) vorgesehen.
6. Relaisventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Betätigungsmittel folgende Merkmale aufweisen:

a) in einem die Reaktionskammer (11) begrenzenden Gehäuseteil (31) ist eine Stufenbohrung (8,14,15)

mit einem kleinen,, der Reaktionskammer (11) zugewandten Durchmesser (8) und einem der Reaktionskammer (11) abgewandt angeordneten großen Durchmesser (15) angeordnet;
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b) in der Stufenbohrung (8,14,15) ist ein hohler,

in Längsrichtung durch Stirnflächen abgeschlossener Stufenkolben (16,24,25) axial verschiebbar geführt, dessen radial äußere Flächen gegenüber der jeweils zugeordneten Bohrungsfläche abgedichtet sind;

c) an einer Stufe zwischen den Durchmessern ist zwischen Stufenkolben (16,24,25) und Stufenbohrung (8,14_S15) eine mit dem Vorratsanschluß (27) in Verbindung stehende Ringkammer (28) eingeschlossen;

d) die der Reaktionskammer (11) zugewandte kleine Stirnfläche (32) des Stufenkolbens (16,24,25) weist eine kreisförmige Aussparung auf, die an ihrem Innenumfang als Einlaßventilsitz (7) ausgebildet ist;

e) ein als Doppelventilglied (9) ausgebildetes hohles Ventilglied (9) ist im Stufenkolben (16₃24,25) abgedichtet geführt und wird durch eine sich zwischen dem Stufenkolben (1O₅24,25) und dem Ventilglied (9) abstützende Schließfeder (13) gegen den Einlaßventilsitz (7) vorgespannt;

f) im Innenraum des Stufenkolbens (16,24,25) ist zwischen dem Stufenkolben (16,24,25) und dem Ventilglied (9) eine Kolbenvorratskammer (30)

eingeschlossen, die mit der Ringkammer (28) verbunden ist;

g) die der Reaktionskammer (11) abgewandte als zweite Steuerfläche (21) ausgebildete Stirnfläche des Stufenkolbens (16,24,25) begrenzt eine über einen zweiten Steueranschluß (17) mit dem zweiten Steuerdruck beaufschlagte zweite Steuerkammer (18);

h) die als Entlüftungskammer (19) ausgebildeten Innenräume des Stufenkolbens (16,24,25) und des Ventilglieds (9) sind mit der Atmosphäre verbunden;

i) es ist ein gehäusefester Anschlag (22) vorgesehen, gegen den der Stufenkolben (16,24,25) vom Vorratsdruck in der Ringkammer (28) vorgespannt wird;

4sjt) es ist ein zweiter gehäusefester Anschlag (l) vorgesehen, der die Verschiebbarkeit des Relaiskolbens (35) entgegen der Offnungsrichtung des

^{! llJ}~' —' Einlaßventils (7,9) begrenzt.
7. Relaisventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ringkammer (28) eine sich zwischen den Stufen der Stufenbohrung (8,14,15) und des Stufenkolbens (16,24,25) abstützende Rückstellfeder (26) angeordnet ist.
8. Relaisventil nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenbohrung (8,14,15) und der Stufenkolben (16,24,25) zweistufig ausgebildet sind.
9. Relaisventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: als Mittel sind über den zweiten Steuerdruck in Offnungsrichtung des Einlaßventils (7,9) stellbare und entgegen ihrer Stellrichtung von einer voreingestellten Regelfeder vorgespannte zweite Betätigungsmittel für das Einlaßventil (7₉9) und das Auslaßventil (6,9) vorgesehen.
10. Relaisventil nach den Ansprüchen 6 und 9, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Stufenbohrung (8,14,15) und/oder der Stufenkolben (16,24_S25) sind so ausgebildet, daß der in der Ringkammer (28) anstehende Vorratsdruck in Verschieberichtung des Stufenkolbens (16,24,25) auf diesen keine äußere Kraft ausübt;

b) die Regelfeder stützt sich zwischen einer Stirn-

fläche oder einer Stufe des Stufenkolbens (16,24,25) und des Gehäuses (1,23,31) ab.
11. Relaisventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:

die Mittel sind in Wirkverbindung mit dem Relaiskolben (70) bringbar.
12. Relaisventil nach Anspruch H₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel folgende Merkmale aufweisen:

a) der Relaiskolben (70) ist als Differentialkolben mit einer großen Steuerfläche (71) und einer kleineren Reaktionsfläche (75) und einer Differentialflache (72) ausgebildet;

NACHGEREICHT I

b) zwischen der Differentialfläche (72) und dem Gehäuse (73) ist eine über ein Druckbegrenzungsventil (77,78) mit dem zweiten Steuerdruck beaufschlagbare Differentialkammer (81) eingeschlossen;

c) das Druckbegrenzungsventil (77,78) wird von einem auf seiner kleinen Fläche (82) mit dem Vorratsdruck und auf seiner großen Fläche (79) bis zum Schließen des Druckbegrenzungsventils (77,78) mit dem zweiten Steuerdruck beaufschlagten Stufenkolben (76) derart gesteuert, daß der Druck in der Differentialkammer (81) auf einen durch das Flächenverhältnis am Stufenkolben (76) bestimmten Wert begrenzt wird.
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13. Relaisventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) das Relaisventil ist in einer einen lastabhängigen Bremskraftregler (53) enthaltenden Druckluftbremsanlage für Fahrzeuge angeordnet;

b) der Vorratsanschluß (27) ist mit einem Vorratsbehälter (50) des Fahrzeugs verbunden;

c) der Arbeitsanschluß (10) ist mit Bremszylindern (55) des Fahrzeugs verbunden;

der Steueranschluß (5) ist mit dem Ausgang (54) des lastabhängigen Bremskraftreglers (53) verbunden;

der zweite Steueranschluß (17) ist mit dem Eingang (52) des lastabhängigen Bremskraftreglers (53) verbunden bzw. mit dem diesem zugeführten Druck beaufschlagt,

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