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Relaisventil für Druckmittel
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Die Erfindung betrifft ein Relaisventil für Druckmittel gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Ein derartiges Relaisventil ist aus der DE-OS 27 03 940 bekannt. Bei
diesem Relaisventil sind in einem Gehäuse eine mit einem Steueranschluß verbundene
Steuerkammer, eine mit einem Druckmittelauslaß verbundene Reaktionskammer, eine
mit einem Vorratsanschluß verbundene Vorratskammer und eine mit der Atmosphäre verbundene
Entlüftungskammer angeordnet. Steuerkammer und Reaktionskammer sind durch einen
Steuerkolben voneinander getrennt. Zwischen Vorratskammer und Reaktionskammer ist
ein Einlaßventil, zwischen Reaktionskammer und Entlüftungskammer ist ein Auslaßventil
angeordnet.
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Bei Beaufschlagung der Steuerkammer mit einem Steuerdruck bewegt sich
der Steuerkolben in die Reaktionskammer hinein. Im Verlaufe der Bewegung schließt
der Steuerkolben zunächst das Auslaßventil und öffnet anschließend das Einlaßventil.
Infolge der nunmehr zwischen Vorratskammer und Reaktionskammer hergestelltenVerbindung
baut sich in der Reaktionskammer ein Druck auf, durch den der Steuerkolben dem Steuerdruck
entgegengesetzt beaufschlagt wird. Im wesentlichen bei Gleichgewicht der durch die
Dicke am Kolben hervorgerufenen Kräfte wird der Kolben entgegen seiner ursprünglichen
Bewegung zurückgeschoben.
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Dabei schließt sich das Einlaßventil, ohne daß sich das Auslaßventil
öffnet. Der Druck in der Reaktionskammer und in den über den Druckmittelauslaß angeschlossenen
Verbrauchern bleibt erhalten. Das Relaisventil ist in einer Abschlußstellung.
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Bei einer (teilweisen oder vollständigen) Entlüftung der Steuerkammer
wird der Steuerkolben weiter entgegengesetzt seiner ursprünglichen Bewegungsrichtung
verschoben, und das Auslaßventil öffnet sich, bis der Druck in der Reaktionskammer
auf einen Wert abgesunken ist, bei dem wieder Kräftegleichgewicht am Steuerkolben
herrscht und das Auslaßventil wieder geschlossen ist. Nunmehr wird der niedrigere
Druck in der Reaktionskammer und in den nachgeschalteten Verbrauchern aufrechterhalten.
Bei einer vollständigen Entlüftung der Steuerkammer werden auch die Reaktionskammer
und die nachgeschalteten Verbraucher vollständig entlüftet.
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Bei einem solchen Ventil steht der am Druckmittelauslaß ausgesteuerte
Druck in einem bauartbedingten (beispielsweise durch das Verhältnis der Flächen
am
Steuerkolben) Verhältnis zum Steuerdruck, welches im wesentlichen
1 oder übersetzend oder untersetzend sein kann.
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Es gibt Einsatzfälle, in denen der ausgesteuerte Druck gegenüber dem
bauartbedingten Wert herabgesetzt sein muß. Es gibt darüber hinaus Einsatzfälle,
in denen das Ausmaß dieser Herabsetzung zwischen zwei Werten veränderbar sein muß.
Für solche Einsatzfälle bedarf ein Relaisventil der eingangs genannten Art der Ergänzung
durch vor-oder nachgeschaltete separate Ventileinrichtungen, wie beispielsweise
Druckminderventile und/oder Umschaltventile. Eine so ausgerüstete Anlage ist aufwendig
und wegen der sich addierenden Ansprechverzögerungen auch bezüglich der Funktion
nachteilig.
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Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein
Relaisventil der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln derart zu verbessern,
daß in Einsatzfällen der geschilderten Art separate Ventileinrichtungen nicht erforderlich
sind.
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Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung
gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind
in den Unteransprüchen angegeben.
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Als Lösungsmittel sieht die Erfindung sinngemäß die Anordnung eines
Druckminderventils in der Steuerkammer vor, wodurch die Steuerfläche des Steuerkolbens
mit einem gegenüber dem Steuerdruck abgesetzten Druck beaufschlagt wird.
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Die Erfindung bietet den Vorteil, daß das erfinduhgs-
gemäß
angeordnete Druckminderventil nicht für den Durchgang des vollen von den Verbrauchern
benötigten Druckmittelvolumens ausgelegt zu sein braucht, sondern nur für das vergleichsweise
geringe Steuerluftvolumen.
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Dadurch werden die Ansprechverzögerungen zusätzlich günstig beeinflußt.
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Ein weiterer Vorteil ist die kompakte Bauweise, die ein erfindungsgemäßes
Relaisventil bietet.
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In vorteilhafter Weise kann das Druckminderventil abschaltbar sein,
wodurch auf einfachem Wege die Umschaltung des erfindungsgemäßen Relaisventils auf
ein anderes Druckverhältnis ermöglicht wird.
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Aufgrund dieser Eigenschaften läßt sich ein erfindungsgemäßes Relaisventil
vorteilhaft in Fahrzeugen mit einer zweikreisigen Druckluftbremsanlage einsetzen,
wenn diese Fahrzeuge in Ländern zum Einsatz kommen, in denen für den einen Bremskreis
ein anderer Bremsdruck erforderlich ist als für den anderen Bremskreis.
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Vorteilhaft läßt sich ein erfindungsgemäßes Relais ventil in solchen
Fahrzeugen darüber hinaus einsetzen, wenn die Vorschrift zu erfüllen ist, daß das
Verhältnis des Druckes in dem einen Bremskreis gegenüber dem Druck in dem anderen
Bremskreis abhängig von gewissen Bedingungen, beispielsweise Einsatz des Fahrzeuges
mit oder ohne Anhänger, zwischen zwei Werten einstellbar sein muß.
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Vorteilhaft kann das Druckminderventil als Regelventil, beispielsweise
mit einem als Doppelventilglied ausgebildeten Ventilkörper, mit einem Einlaß-und
einem Auslaßventil ausgebildet werden, welches von einem als Stufenkolben ausgebildeten
Druckminderkolben
betätigt wird.
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Bei einem derartigen Druckminderkolben läßt sich mittels der Stufe
zwischen dessen Durchmessern die Abschaltung des Druckminderventils leicht realisieren.
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Durch Einwirkung einer Kraft auf die Stufe kann der Druckminderkolben
einfach in eine durch einen Gehäuseanschlag festgelegte Abschaltstellung bewegt
werden.
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Die Kraft auf die Stufe kannZbeispielsweise durch einen magnetbetätigten
Stößel, in vorteilhafter Weise aber auch durch direkte oder ventilgesteuerte Beaufschlagung
einer von der Stufe begrenzten Kammer mit einem Schaltdruck ausgeübt werden.
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Von Vorteil im Hinblick auf die Kompaktheit der Bauweise ist, den
Ventilkörper des Regelventils auf einem mit dem Steuerkolben des Relaisventils verbundenen
Führungsrohr zu führen.
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Eine vorteilhaft billige Bauweise folgt aus der Anordnung des Auslaßventilsitzes
des Regelventils auf dem mit dem Relaiskolben verbundenen Führungsrohr.
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Vorteilhaft ist bei der Erfindung auch, daß als Steuerkolben ein Normalkolben
mit etwa gleich großer Steuer- und Reaktionsfläche oder ein Stufenkolben eingesetzt
werden kann. Im erstgenannten Fall würde sich bei Abschaltung des Druckminderventils
ein Druckverhältnis von 1 zwischen am Druckmittelauslaß ausgesteuertem Druck und
Steuerdruck ergeben, im Zweitfall könnte, je nach Flächenverhältnis am Steuerkolben,
der ausgesteuerte Druck
bei abgeschaltetem Druckminderventil kleiner
oder größer als der Steuerdruck sein.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen, die
in den Zeichnungen dargestllt sind, näher erläutert.
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Es zeigen Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Relaisventil mit
in der Steuerkammer integriertem Druckminderventil, Fig. 2 ein zweikreisiges Steuerventil,
insbesondere Bremsventil, Fig. 3 schematisch ein Kennfeld des Relaisventils nach
Fig. 1 Fig. 4 schematisch ein Kennfeld des zweiten Kreises des Steuerventils nach
Fig. 2.
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Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Relaisventil weist ein Gehäuse
3 auf, in dem ein Steuerkolben 4,8 und darüber ein als ringförmiger Stufenkolben
ausgebildeter Druckminderkolben 5 abgedichtet längsverschiebbar geführt sind.
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Oberhalb des Druckminderkolbens 5 enthält das Gehäuse 3 eine mit einem
Steueranschluß 25 verbundenen Einsteuerkammer 2, welche von der kleinen Fläche des
Druckminderkolbens 5 begrenzt wird. Zwischen der Unterseite des Druckminderkolbens
5, die von dessen großer Flache gebildet wird, und der als Steuerfläche 18 ausgebildeten
Oberseite des Steuerkolbens 4,8 ist eine Minderdruckkammer 19 eingeschlossen. Zwischen
der als Reaktionsfläche 17 ausgebildeten Unterseite des Steuerkolbens 4,8 und dem
Gehäuse 3 ist eine mit einem Druckmittel-
auslaß 16 verbundene
Reaktionskammer 9 eingeschlossen.
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Der Steuerkolben 4,8 weist ein hohles Führungsrohr 4 auf, welches
sich nach oben durch die Minderdruckkammer 19 und den Minderdruckkolben 5 hindurch
in die Einsteuerkammer 2 hinein erstreckt und oben abgeschlossen ist. An seinem
unteren offenen Ende ist das Führungsrohr 4 als Auslaßventilsitz 13 ausgebildet.
Mit diesem unteren Ende erstreckt sich das Führungsrohr 4 in die Reaktionskammer
9 und kann es ein Ventilglied 14 eines aus einem ersten Einlaßventil 14,15 und einem
ersten Auslaßventil 13,14 bestehenden Doppelventils 13,14,15 betätigen.
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Über das Doppelventil 13,14,15 ist die Reaktionskammer 9 wechselweise
mit einem Vorratsanschluß 10 des Gehäuses 3 und, über den hohlen Inneraum des Ventilglieds
14, mit der Atmosphäre oder, bei einem anderen Druckmittel als Luft, mit einem im
wesentlichen drucklosen Sammelbehälter verbindbar.
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Über eine sich am Gehäuse 3 abstützende Schließfeder 12 ist das Ventilglied
14 gegen einen gehäusefesten Einlaßventilsitz 15 des ersten Einlaßventils 14,15
vorgespannt.
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In der Minderdruckkammer 19 ist gehäusefest ein als Ventilsitzträger
ausgebildeter Zwischenboden 6 mit Druckmitteldurchlässen angeordnet, den das Führungsrohr
4 abgedichtet durchdringt und der oberhalb der Abdichtung des Führungsrohrs 4 einen
um das Führungsrohr 4 herumlaufenden Auslaßventilsitz 20 trägt.
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Oberhalb des Zwischenbodens 6 ist in der Einsteuerkammer 2 auf dem
Führungsrohr 4 ein Ventilkörper 24
abgedichtet längsverschiebbar
geführt, der von einer sich zwischen dem Druckminderkolben 5 und dem Ventilkörper
24 abstützenden Schließfeder 1 gegen den Auslaßventilsitz 20 vorgespannt ist.
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In einer nicht dargestellten Ausführungsform stützt sich die Schließfeder
zwischen dem Ventilkörper 24 und dem Gehäuse ab.
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Der Druckminderkolben 5 umfaßt mit seinem Innenumfang den Auslaßventilsitz
20 und ist an diesem Innenumfang als nach oben gerichteter Einlaßventilsitz 23 ausgebildet.
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Der Ventilkörper 24 bildet mit dem Einlaßventilsitz 23 bzw. dem Auslaßventilsitz
20 ein zweites Einlaßventil 23,24 bzw. ein zweites Auslaßventil 20,24, welche gemeinsam
ein Regelventil 20,23,24 bilden.
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Zwischen den jeweiligen Abdichtungen des Ventilkörpers 24 und des
Zwischenbodens 6 zum Führungsrohr 4 und dem zweiten Auslaßventil 20,24 ist eine
Auslaßkammer eingeschlossen, die über einen Durchbruch 11 im Führungsrohr 4 mit
dem Innenraum des Führungsrohres 4 in Verbindung steht, welcher seinerseits über
den Innenraum des Ventilglieds 14 des Doppelventils 13, 14,15 mit der Atmosphäre
bzw. einem Sammelbehälter verbunden ist.
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Oberhalb des Druckminderkolbens 5 bildet das Gehäuse 3 mit der als
Ringfläche ausgebildeten Stufe des Druckminderkolbens zwischen dessen großer und
kleiner Fläche eine mit einem Schaltanschluß 22 verbundene Schaltkammer 21.
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Auf der Oberseite des Zwischenbodens 6 ist ein Anschlag 7 angeordnet,
der eine Abwärtsbewegung des Druckminderkolbens 5 begrenzt.
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Die Funktion des vorstehend beschriebenen Relaisventils soll nachstehend
anhand eines Anwendungsfalles in einer Druckluftbremsanlage eines Kraftfahrzeuges
beschrieben werden.
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In nicht dargestellter-Weise sind der Steueranschluß 25 mit einem
Bremsventil, der Schaltanschluß 22 mit einem Vorratskupplungskopf, der Vorratsanschluß
10 mit einem Vorratsbehälter und der Druckmittelauslaß 16 mit Hinterachsbremsen
verbunden.
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Beim Betrieb des Kraftfahrzeuges mit Anhänger ist die Schaltkammer
21 über den Schaltanschluß 22 vom Vorratskupplungskopf her mit dem zum Anhänger
gelieferten Vorratsdruck beaufschlagt. Der Druckminderkolben 5 wird von diesem Druck
über seine Stufe gegen den Anschlag 7 bewegt und gehalten. Dadurch wird das zweite
Einlaßventil 23,24 des Regelventls 20,23,24 dauernd offengehalten mit der Folge,
daß ein vom Bremsventil gelieferter Steuerdruck in voller Höhe von der Einsteuerkammer
2 zur Minderdruckkammer 19 durchtritt und die Steuerfläche 18 beaufschlagt mit der
weiteren Folge, daß der Steuerkolben 4,8 das Doppelventil 13,14,15 so steuert, daß
sich auch in der Reaktionskammer 9 und über den Druckmittelauslaß 16 in den Hinterachsbremsen
ein dem Steuerdruck im wesentlichen gleicher Druck einstellt.
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Beim Solo-Betrieb des Kraftfahrzeuges ist die Schaltkammer 21 über
den Schaltanschluß 22 und ein Ventil
im Vorratskupplungskopf mit
der Atmosphäre verbunden.
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In diesem Betriebszustand ist das aus dem Regelventil 20,23,24 und
dem Druckminderkolben 5 gebildete Druckminderventil 5,20,23,24 wirksam. Vom Bremsventil
in die Einsteuerkammer 2 eingespeiste Steuerluft kann nur solange über das zweite
Einlaßventil 23,24 des Regelventils 20,23,24 in die Minderdruckkammer 19 übertreten,
bis der Druck in der Minderdruckkammer 19 einen im Verhältnis der wirksamen kleinen
Fläche zur wirksamen großen Fläche des Druckminderkolbens 5 gegenüber dem Steuerdruck
geminderten Wert erreicht.
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Die wirksame kleine Fläche des Druckminderkolbens 5 wird dabei von
der Ringfläche zwischen dem Einlaßventilsitz 23 und dem Außendurchmesser der Abdichtung
der kleinen Fläche des Druckminderkolbens 5 gebildet.
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In entsprechender Weise wird die wirksame große Fläche von der Ringfläche
zwischen dem Auslaßventilsitz 20 und dem Außendurchmesser der Abdichtung der großen
Fläche des Druckminderkolbens 5 gebildet.
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Beim Erreichen des genannten Druckverhältnisses nimmt das Regelventil
20,23,24 eine Abschlußstellung ein.
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Bei steigendem oder fallendem Steuerdruck regelt in diesem Betriebszustand
das Druckminderventil durch vorübergehendes Öffnen oder Schließen des zweiten Einlaßventiles
23,24 bzw. des zweiten Auslaßventiles 20,24 den Druck in der Minderdruckkammer 19
stets entsprechend dem obengenannten Flächenverhältnis.
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Der gegenüber dem Steuerdruck geminderte Druck in der Minderdruckkammer
19 beaufschlagt die Steuerfläche 18 des Steuerkolbens 8. Unter der Einwirkung dieses
Druckes steuert der Steuerkolben 19 das Doppelventil
13,14,15 so,
daß sich in der Reaktionskammer 19 und über den Druckmittelauslaß 16 auch in den
Hinterachsbremsen ein dem geminderten Druck in der Minderdruckkammer 19 im wesentlichen
gleicher Druck einstellt.
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Fig. 2 zeigt ein zweikreisiges Steuerventil, in dessen aus einem Gehäuseoberteil
48, einem Gehäusemittelteil 52 und einem Gehäuseunterteil 54,57 bestehendem druckdichten
Gehäuse 48,52,54,57 als erster Kreis ein einen ersten Druckmittelkreis steuerndes
Steuerventil und als zweiter Kreis ein einen zweiten Druckmittelkreis steuerndes
erfindungsgemäßes Relaisventil vereinigt sind.
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Das Steuerventil ist im Gehäuseoberteil 48 angeordnet, welches eine
mit einem ersten Druckmittelauslaß 77 verbundene Druckkammer 78 und einen ersten
Vorratsanschluß 46 aufweist, und besteht aus einem über einen Abstufungskolben 79,
eine zweistufige Abstufungsfeder 42,43 und ein Druckstück 40,41 mechanisch betätigbaren
Doppelventil 44,45,47 mit einem hohlen Ventilglied 47, über welches die Druckkammer
78 wechselweise mit dem Vorratsanschluß 46 und mit dem Innenraum des Ventilglieds
47 verbindbar ist.
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Das Relaisventil ist gleichachsig zum Ventilglied 47 und zum Abstufungskolben
79 im Gehäusemittelteil 52 und im Gehäuseunterteil 54,57 angeordnet, wobei, jeweils
abgedichtet längsverschiebbar geführt, ein Steuerkolben 49,56 im Gehäuseunterteil
54,57 und oberhalb dessen ein als ringförmiger Stufenkolben ausgebildeter Druckminderkolben
51 im Gehäusemittelteil 52 angeordnet sind.
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Oberhalb des Druckminderkolbens 51 ist zwischen dessen kleinerer Oberseite
und der Unterseite des Gehäuseoberteils 48 eine Einsteuerkammer 75 eingeschlossen,
die über einen als Steueranschluß ausgebildeten Durchlaß 76 in der unteren Wandung
des Gehäuseoberteils 48 mit der Druckkammer 78 in Verbindung steht.
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Der Steuerkolben 49,56 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Stufenkolben
ausgebildet, dessen kleinere oben liegende Fläche als Steuerfläche 55 und dessen
größere unten liegende Fläche als Reaktionsfläche 58 ausgebildet sind.
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Aus Montagegründen weist das Gehäuseunterteil 54,57 einen Einsatz
54 auf, in dem der Steuerkolben 49, 56 mit seinem kleineren Durchmesser geführt
ist. An der Oberseite des Einsatzes 54 ist ein Anschlag 68 zur Begrenzung der Abwärtsbewegung
des Druckminderkolbens 51 ausgebildet.
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Zwischen der größeren unteren Fläche des Druckminderkolbens 51 und
der Steuerfläche 55 ist eine Minderdruckkammer 53 eingeschlossen. Zwischen der Reaktionsfläche
58 und dem Gehäuseunterteil 54,57 ist eine mit einem Druckmittelauslaß 64 verbundene
Reaktionskammer 59 eingeschlossen.
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Der Steuerkolben 59,56 weist ein hohles Führungsrohr 49 auf, welches
nach oben den Druckminderkolben 51 und die Einsteuerkammer 75 durchdringt und mit
seinem oberen offenen Ende abgedichtet längsverschiebbar im Ventilglied 47 geführt
ist. An seinem ebenfalls offenen unteren Ende ist das Führungsrohr 49 als Auslaßventilsitz
66 ausgebildet. Mit diesem unteren Ende erstreckt
sich das Führungsrohr
49 in die Reaktionskammer 59 und kann es ein Ventilglied 65 eines aus einem ersten
Einlaßventil 60,65 uhd einem ersten Auslaßventil 65,66 bestehendes Doppelventil
60,65,66 betätigen.
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Über das Doppelventil 60,65,66 ist die Reaktionskammer 59 wechselweise
mit einem Vorratsanschluß 61 des Gehäuseunterteils 54,57 und über den hohlen Innenraum
des Ventilglieds 65 mit der Atmosphäre verbindbar. Die Verbindung des Innenraumes
des Ventilgliedes 65 mit der Atmosphäre erfolgt über einen Entlüftungskrümmer 63,
der innen im Ventilglied 65 und außen im Gehäuseunterteil 54,57 gelagert ist.
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Über eine sich am Gehäuseunterteil 54,57 abstützende Schließfeder
62 ist das Ventilglied 65 gegen einen im Gehäuseunterteil 54,57 festen Einlaßventilsitz
60 des ersten Einlaßventils 60,65 vorgespannt.
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Eine zwischen der Stufe des Steuerkolbens und dem Gehäuseunterteil
54,57 eingeschlossene Kammer ist über eine Querbohrung 67 im Steuerkolben mit dem
Innenraum des Führungsrohres 49 verbunden.
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Das Führungsrohr 49 weist in dem Bereich, mit dem es den Druckminderkolben
51 durchdringt, einen Durchmessersprung auf einen kleineren Außendurchmesser auf.
Mit diesem kleineren Außendurchmesser setzt sich das Führungsrohr 49 bis zu seinem
oberen Ende fort.
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An dem Durchmessersprung ist ein umlaufender Auslaßventilsitz 70 ausgebildet.
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Auf dem kleineren Außendurchmesser des Führungsrohres 49 ist ein Ventilkörper
71 abgedichtet längsverschiebbar geführt, der von einer sich zwischen dem Druckminderkolben
51 und dem Ventilkörper 71 abstützenden Schließfeder 74 gegen den Auslaßventilsitz
70 vorgespannt ist.
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In einem nicht dargestellten fiisführungsbeipiel stützt sich die Schließfeder
zwischen der Unterseite des Gehäuseoberteils 48 und dem Ventilkörper 71 ab.
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Der Druckminderkolben 51 umfaßt mit seinem Innenumfang den Auslaßventilsitz
70 und ist an diesem Innenumfang als nach oben gerichteter Einlaßventilsitz 50 ausgebildet.
Der Ventilkörper 71 bildet mit dem Einlaßventilsitz 50 bzw. dem Auslaßventilsitz
70 ein zweites Einlaßventil 50,71 bzw. ein zweites Auslaßventil 70,71, welche gemeinsam
ein Regelventil 50,70,71 bilden.
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Zwischen der Abdichtung des Ventilkörpers 71 zum Führungsrohr 49 und
dem zweiten Auslaßventil 70,71 ist eine Auslaßkammer eingeschlossen, die über eine
Querbohrung 69 im Führungsrohr 49 mit dessen Innenraum in Verbindung steht, welcher
seinerseits über den Innenraum des Ventilglieds 65 des Doppelventils 60,65,66 und
den Entlüftungskrümmer 63 mit der Atmosphäre verbunden ist.
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Das Gehäusemittelteil 52 bildet mit der als Ringfläche ausgebildeten
Stufe des D ruckminderkolbens 51 zwischen
dessen großer und kleiner
Fläche eine mit einem Schaltanschluß 72 verbundene Schaltkammer 73.
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Nachstehend wird die Funktion des in Fig. 2 dargestellten Steuerventils
anhand einer Anwendung desselben als Bremsventil in einer Zweikreis-Druckluftbremsanlage
eines Kraftfahrzeuges erläutert.
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Das Druckstück 40,41 ist mit einem nicht dargestellten Bremspedal
verbunden. In nicht dargestellter Weise ist das Steuerventil mit seinem ersten Vorratsanschluß
46 mit einem ersten Vorratsbehälter und mit seinem ersten Druckmittelauslaß 77 mit
den Vorderachsbremsen verbunden.
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In ebenfalls nicht dargestellter Weise ist das Relaisventil mit seinem
Vorratsanschluß 61 mit einem zweiten Vorratsbehälter, mit seinem Druckmittelauslaß
64 mit den Hinterachsbremsen und mit seinem Schaltanschluß 73 mit einem Vorratskupplungskopf
verbunden.
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Bei Betätigung des Bremspedals wird dessen abwärts gerichtete Bewegung
über das Druckstück 40,41 und die Abstufungsfeder 42,43 auf den Abstufungskolben
79 übertragen. Dieser betätigt das Ventilglied 47, wodurch eine Verbindung zwischen
Druckkammer 78 und Innenraum des Ventilglieds 47 geschlossen und eine Verbindung
zwischen dem ersten Vorratsanschluß 46 und der Druckkammer 78 geöffnet wird. Aus
dem ersten Vorratsbehälter kann solange Druckluft in die Druckkammer 78 und über
den ersten Druckmittelauslaß 77 in die Vorderachsbremsen strömen, bis der Druck
in der Druckkammer 78 einen Wert angenommen hat, bei dem die auf die Unterseite
des Abstufungskolben wirkende Druckkraft der vom Bremspedal über das
Druckstück
40,41 und die Abstufungsfeder 42,43 auf dessen Oberseite eingeleiteten Kraft das
Gleichgewicht hält. In diesem Falle ist die Abstufungsfeder 42,43 um den vorherigen
Öffnungshub des Abstufungskolbens 79 zusammengedrückt, wodurch das Doppelventil
44,45,47 eine Abschlußstellung einnimmt. Der sich in der Druckkammer 78 aufbauende
Druck gelangt über den Durchlaß 76 in die Einsteuerkammer 75 des Relaisventils.
Dieser Druck dient für das Relaisventil als Steuerdruck, unter dessen Einwirkung
das Relaisventil in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 beschrieben
funktioniert, wobei in beiden Ausführungsbeispielen einander entsprechende Bauteile
gleiche Wirkungen entfalten, mit der Besonderheit, daß infolge der Ausführung des
Steuerkolbens 49,56 als Stufenkolben im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 der am Druckmittelauslaß
64 zu den Hinterachsbremsen gelieferte Druck auch bei Anhängerbetrieb des Kraftfahrzeuges
gegenüber dem eingesteuerten Steuerdruck, d.h. gegenüber dem am ersten Druckmittelauslaß
77 zu den Vorderachsbremsen gelieferten Druck, gemindert ist.
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Dieses Verhältnis wäre bei einer Ausbildung des Steuerkolbens mit
größerer Steuerfläche als Reaktionsfläche bis zum Durchsteuern des vollen Vorratsdruckes
aus dem zweiten Vorratsbehälter zu den Hinterachsbremsen umgekehrt.
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Bei sinkender bzw. entfallender Pedalkraft werden die Einsteuerkammer
75 und die Druckkammer 78 über die Innenräume von Ventilglied 47, Führungsrohr 49,
Ventilglied 65 und Entlüftungskrümmer 66 und die Reaktionskammer 59 über die Innenräume
von Ventilglied 65 und Entlüftungskrümmer 63 teilweise bzw.
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vollständig entlüftet.
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Wenn bei voll ausgesteuertem Steuerventil, d.h. wenn am ersten Druckmittelauslaß
77 der volle Vorratsdruck des ersten Vorratsbehälters ansteht, das Bremspedal weiter
abwärts bewegt wird, werden der Abstufungskolben 79 und das Ventilglied 47 ebenfalls
abwärts bewegt. Nach dem Aufsetzen des letzteren auf die obere Stirnfläche des Führungsrohres
49 folgt der Steuerkolben 49,56 dieser Bewegung und betätigt das Doppelventil 60,65,66,
wobei sich in der Reaktionskammer 59 und über den Druckmittelanschluß 64 in den
Hinterachsbremsen ein Druck aufbauen kann, dessen Höhe unabhängig von der Schaltstellung
des Druckminderkolbens 51 ist und bis zum vollen Vorratsdruck des zweiten Vorratsbehälters
über die eingeleitete Bremspedalkraft und die Abstufungsfeder 42,43 steuerbar ist.
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Diese Eigenschaft könnte etwa dazu herangezogen werden, in einer Notsituation
die Gesamtbremskraft des Kraftfahrzeuges bis zur Ausnutzung des vollen verfügbaren
Vorratsdruckes des zweiten Vorratsbehälters zu steigern.
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Im Falle eines druckluftbedingten Ausfalles des Steuerventils, d.h.
wenn sich in der Druckkammer 78 und am ersten Druckmittelauslaß 77 kein Druck aufbaut,
werden durch eine Bremspedalbetätigung der Abstufungskolben 79 und das Ventilglied
47 ebenfalls abwärts bewegt. Auch in diesem Falle folgt nach dem Aufsetzen des letzteren
auf die obere Stirnfläche des Führungsrohres 49 der Steuerkolben 49,56 dieser Bewegung
und betätigt das Doppelventil 60,65,66, wobei sich in der Reaktionskammer 59 und
über den Druckmittelanschluß 64 in den Hinterachsbremsen von der ersten Bremspedalbe-
tätigung
an ein Druck aufbauen kann, dessen Höhe unabhängig von der Schaltstellung des Druckminderkolbens
51 ist und über die eingeleitete Bremspedalkraft und die Abstufungsfeder 42,43 steuerbar
ist.
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Fig. 3 zeigt schematisch das Kennfeld des in Fig. 1 dargestellten
Ausführungsbeispiels in dem der Funktionsbeschreibung zugrunde gelegten Anwendungsfall.
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Auf der Ordinate ist der durch PB symbolisierte Druck in den Hinterachsbremsen
eingetragen. Auf der Abszisse ist der durch p5 symbolisierte Steuerdruck am Steueranschluß
25 eingetragen. Parallelen im Abstand Pv zu den Koordinatenachsen kennzeichnen den
Vorratsbehälterdruck Bei gleichen Druckmaßstäben auf Ordinate und Abszisse verläuft
die Linie des Druckverhältnisses 1:1 zwischen FB 0 undp5 auf einer zu beiden Koordinatenachsen
unter 45 geneigten Geraden, welche hier durch die Strecke OA gekennzeichnet ist.
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Die Kennlinie dieses Ausführungsbeispiels beim Anhängerbetrieb des
Kraftfahrzeuges wird durch die Strecke OB beschrieben, die im wesentlichen auf der
Strecke OA liegt.
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Die Kennlinie dieses Ausführungsbeispiels beim Solobetrieb des Kraftfahrzeuges
wird durch die Strecke OC charakterisiert, entlang welcher PB kleiner als der jeweils
zugeordnete p8 ist.
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Beide Kennlinien brechen an den Punkten B, C ab, an denen der Steuerdruck
PS die Höhe des Vorratsbehälterdruckes Pv erreicht.
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Fig. 4 stellt schematisch das Kennfeld des Relaisventils des Ausführungsbeispiels
nach Fig. 2 in der der Funktionsbeschreibung zugrunde gelegten Anwendung dar.
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Auf der Abszisse ist der durch P1 symbolisierte Druck in den Vorderachsbremsen
eingetragen.
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Auf der Ordinate ist der durch p2 symbolisierte Druck in den Hinterachsbremsen
eingetragen.
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Es sind wieder gleiche Druckmaßstäbe auf Ordinate und Abszisse angenommen,
so daß die Strecke OA wieder die Linie des Druckverhältnisses 1:1 darstellt.
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Der durch PV symbolisierte Vorratsbehälterdruck des ersten Kreises
ist im Abstand pV als Parallele zur Ordinate eingetragen.
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Für das Relaisventil dieses Ausführungsbeispiels stellt die Strecke
OD die Kennlinie beim Anhängerbetrieb und die Strecke OE die Kennlinie beim Solo-Betrieb
des Kraftfahrzeuges dar. Infolge der besonderen Ausbildung des Steuerkolbens 49,56
liegt, anders als beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, auch die Kennlinie für den
Anhängerbetrieb unterhalb der 1:1- Geraden.
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In den Punkten B bzw. E erreicht der Druck in den Vorderachsbremsen
die Höhe des Druckes im ersten Vorratsbehälter, weshalb beide Kennlinien in diesen
Punkten abbrechen. Im Falle einer weiterer Bremspedalbetätigung nach dem Aussteuern
des Steuerventils würden in dieser Darstellung beide Kennlinien OD, OE zu einer
Senkrechten im Abstand des Vorratsdruckes des zweiten Kreises von der Ordinate abknicken
und
auf dieser zur 450-Linie OA hochlaufen.
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In nicht dargestellten Ausfilhflungsformen der Erfindung ist der Ventilkörper
des Regelventils des Druckminderventils im Gehäuse geführt oder als durch die Schließfeder
zentrierter Plattenventilkörper ausgebildet. In solchem Fall ergibt sich für den
Steuerkolben die Möglichkeit einer besonders einfachen Ausbildung, in dem der dem
Ventilkörper des Regelventils zugeordnete Auslaßventilsitz direkt auf der die Steuerfläche
bildenden Stirnfläche des Steuerkolbens ausgebildet wird.
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Es ist für den Fachmann offensichtlich, daß diese vorstehend an Einsatzfällen
in Druckluftbremsanlagen erläuterte Erfindung auch in anderen Einsatzfällen und
mit anderen Druckmitteln verwendbar ist, wobei, wie beim Ausführungsbeispiel nach
Fig. 1 sinngemäß bereits angedeutet, je nach Art des Druckmittels gegebenenfalls
anstelle der Verbindungen zur Atmosphäre Rücklaufanschlüsse vorzusehen sind.