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Damit wird eine Zuordnung von zwei Kolben, also eine Kolbenkombination
geschaffen, deren Hübe sich überlappen und die derart relativ zueinander angeordnet
sind, daß bei ordnungsgemäßer Anlage und herangeführtem Druck aus der Luftfeder
der mit der Steuerstange verbundene Kolben die Nullstellung entsprechend der Stellung
»leer« einnimmt, während der auf
der Steuerfeder abgestützte Kolben
den gesamten Bereich der Beladung gegenüber der Steuerfeder aussteuert.
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Andererseits ist aber der Einstellkolben noch von einer Einstellfeder
beaufschlagt, die nur dann in Funktion tritt, wenn der Druck der Luftfeder fehlt.
In diesem Fall sorgt diese Einstellfeder dafür, daß eine definierte Zwischenstellung
eingestellt wird.
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Die beiden Kolben sind vertauschbar, d. h., jeder dieser beiden Kolben
kann einerseits die Funktion des Steuerkolbens und andererseits die Funktion des
Einstellkolbens ausüben. Die Bewegungsrichtungen bei Druckbeaufschlagung der beiden
Kolben sind einander entgegengerichtet. Auch die Steuerfeder einerseits und die
Einstellfeder andererseits sind so angeordnet, daß die von ihnen auf die Kolbenkombination
ausgeübten Kräfte einander entgegengerichtet sind.
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Die Einstellfeder ist in ihrer Vorspannkraft relativ schwach bemessen.
In der Stellung »leer« ist der Druck im Luftfederbalg relativ niedrig, so daß selbst
mit diesem niedrigen Druck durch entsprechende Wahl der Wirkfläche des Einstellkolbens
die Kraft dieser Einstellfeder überwunden werden muß. Andererseits stellt die Einstellfeder
bei fehlendem Luftdruck eine definierte Zwischenstellung ein, die nicht mehr von
dem Brems-bzw. Steuerdruck abhängig ist.
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Die Einstellfeder kann in ihrer Kraft einstellbar ausgebildet sein,
um eine Anpassung an verschiedene Leerdrücke im Luftfederbalg unterschiedlich ausgelegter
Fahrzeuge zu erzielen.
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Der Einstellkolben kann im Steuerkolben begrenzt verschiebbar gelagert
und mit der Steuerstange verbunden sein. Der Einstellkolben weist dann den vergleichsweise
kleineren Hub auf. Umgekehrt ist es aber auch möglich, daß der Steuerkolben im Einstellkolben
begrenzt verschiebbar gelagert ist und dieser mit der Steuerstange verbunden ist.
In diesem zweiten Fall ist der Hub des inneren Kolbens größer als der Hub des äußeren
Kolbens ausgebildet, was durch eine Anordnung von Anschlägen verwirklicht werden
kann. Damit ergibt sich auch der Vorteil, daß eine vergleichsweise größere Wirkfläche
möglich ist, deren Kraft auf die Einstellfeder übertragen wird.
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Sowohl der die Einstellfeder aufnehmende Raum als auch der die Steuerfeder
aufnehmende Raum sind entlüftet ausgebildet, also an die Atmosphäre angeschlossen,
damit eine ordnungsgemäße Funktion gewährleistetist.
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Es ist auch möglich, daß der Steuerkolben über zwei Dichtungen im
Gehäuse geführt ist, wobei zwischen diesen an den Druck der Luftfeder angeschlossenen
Dichtungen eine Bohrung vorgesehen ist, die zu der Einstellkammer führt. Eine weitere
Bohrung führt dann zu dem Steuerraum. Diese Ausführungsform stellt sicher, daß bei
Auftreten des Balgdruckes zunächst die Einstellkammer beaufschlagt wird und erst
dann, wenn der Einstellkolben seinen Hub ausgeführt hat, Druckluft in den Steuerraum
gelangt. Die Stellstange kann zur Entlüftung des die Einstellfeder aufnehmenden
Raumes hohl ausgebildet sein. Auch andere konstruktive Ausführungen sind denkbar.
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Für die Bewegung des Einstellkolbens kann etwa der halbe Hub des
Steuerkolbens vorgesehen sein, so daß eine etwa der Stellung »halb beladen« entsprechende
definierte Zwischenstellung im Defektfall eingestellt wird. Die Einstellung ist
dann genau die gleiche wie im Zustand »halb beladen«, d. h., es ergibt sich die
gleiche Relativlage zwischen den Teilen am Bremsdruckregler.
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Zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung
sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es
zeigt Fig 1 einen Schnitt durch eine Stelleinrichtung in einer ersten Ausführungsform
in Form zweier Halbschnitte und F i g. 2 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform
in Form zweier Halbschnitte.
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Die in F i g. 1 dargestellte Stelleinrichtung weist ein Gehäuse 1
auf, welches eine gestuft ausgebildete zylindrische Bohrung 2 besitzt. Am Gehäuse
1 ist ein Anschluß 3 vorgesehen, an den eine druckluftführende Leitung angeschlossen
ist, die andererseits Verbindung zu dem in einem Balg einer Luftfeder herrschenden
Druck hat.
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In dem Gehäuse 1 bzw. der zylindrischen Bohrung 2 ist ein Steuerkolben
4 gleitend verschiebbar gelagert und auf einer Steuerfeder 5 abgestützt, die andererseits
am Gehäuse 1 aufgelagert ist. Auf der anderen Seite der Steuerfeder 5 besitzt der
Steuerkolben 4 eine Wirkfläche 6, die im Anschluß an einen Steuerraum 7 vorgesehen
ist, so daß der Steuerkolben 4 auf seiner Wirkfläche 6 entgegengesetzt zur Kraft
der Steuerfeder 5 beaufschlagbar ist. Der Steuerkolben 4 ist in der zylindrischen
Bohrung 2 mit Hilfe der Dichtungen 8 und 9 geführt Die Dichtung 8 kann auch entfallen,
so daß dann der Steuerraum 7 direkt über den Anschluß 3 beaufschlagbar ist.
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In dem Steuerkolben 4 ist ein Einstellkolben 10 gleitend und mit
Hilfe der Dichtung 11 dichtend geführt Seine von der Dichtung 11 festgelegte Wirkfläche
12 grenzt an eine Einstellkammer 13 an, die über eine Bohrung 14 mit dem Anschluß
3 in Verbindung steht. Eine weitere Bohrung 15 führt von der Einstellkammr 13 zu
dem Steuerraum 7. Diese Bohrung 15 ist nicht am Anfang des Hubes des Einstellkolbens
10, sondern am Endbereich vorgesehen, damit sichergestellt ist, daß Druckluft in
den Steuerraum 7 erst dann gelangen kann, wenn zuvor der Einstellkolben 10 seinen
Hub ausgeführt hat.
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Wenn die Dichtung 8 weggelassen ist und somit die druckmäßige Verbindung
überbrückt ist, ist dies nicht der Fall.
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Der Einstellkolben 10 ist auf einer Einstellfeder 16 abgestützt,
die sich andererseits an dem Steuerkolben 4 abstützt. Auch hier befindet sich die
Einstellfeder 16 auf der der Wirkfläche 12 des Einstellkolbens 10 abgekehrten Seite.
Mit dem Einstellkolben 10 ist eine Steuerstange 17 verbunden, die mit Hilfe einr
Dichtung 18 dichtend durch den Steuerkolben 4 hindurchgeführt ist. Die Dichtung
18 dient dem Abschluß des Steuerraumes 7, ebenso wie eine am Gehäuse 1 vorgesehene
Dichtung 19.
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Die Steuerstange 17 greift mit ihrem freien, aus dem Gehäuse 1 herausgeführten
Ende an dem entsprechenden Stellglied eines lastabhängigen Bremsdruckreglers an.
Die Hübe des Steuerkolbens 4 und des Einstellkolbens 10 sind aufeinander abgestimmt.
Der Hub des Einstellkolbens 10 ist etwa halb so groß wie der Hub des Steuerkolbens
4. Die genaue Auslegung richtet sich nach der gewünschten definierten Zwischenstellung,
mit der die Stelleinrichtung bei einem Defekt an der Luftfeder eingestellt werden
soll.
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Im unteren Halbschnitt der F i g. 1 ist die Relativlage der Teile
in der Betriebsstellung »leer« dargestellt, während der obere Halbschnitt die Relativlage
der Teile ohne Druckanschluß bzw. bei fehlendem Luftfederbalgdruck zeigt.
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Bei ordnungsgemäßer Druckluftversorgung steht über den Anschluß 3
die Druckluft aus dem Luftfederbalg der Luftfederanlage an. Dieser Druck gelangt
über
die Bohrung 14 in die Einstellkammer 13 und bewirkt eine Beaufschlagung
der Wirkfläche 12, so daß die Einstellfeder 16 zusammengedrückt wird und der Einstellkolben
10 an dem Steuerkolben 4 die im unteren Teil dargestellte Anschlagstellung einnimmt.
Dabei wird die in einem Raum 20, in welchem die Einstellfeder 16 vorgesehen ist,
vorhandene Luft über einen Kanal 21 in der Steuerstange 17 entlüftet. Der Kanal
21 stellt die Verbindung des Raumes 20 zur Atmosphäre dar.
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Sobald der Einstellkolben 10 die Bohrung 15 überfahren hat, gelangt
die Druckluft auch in den Steuerraum 7 und damit auf die Wirkfläche 6 des Steuerkolbens
4.
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Es sei für den unteren Halbschnitt angenommen, daß das Fahrzeug nicht
beladen sei, sich also entsprechend der Stellung »leer« verhält. Dann ist der Druck
im Luftfederbalg und damit auch im Steuerraum 7 so gering, daß die Steuerfeder 5
nicht zusammengedrückt wird.
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Die Steuerstange 17 befindet sich in ihrer linken Endstellung, also
maximal ausgefahren.
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Wird nun das Fahrzeug beladen, so erhöht sich der Luftdruck in den
Bälgen der Luftfederanlage und damit auch in der Einstellkammer 13 und in dem Steuerraum
7.
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Da der Einstellkolben 10 jedoch bereits auf Anschlag am Steuerkolben
4 ist, tritt eine weitere Relativbewegung zwischen diesen beiden Kolben nicht ein.
Der erhöhte Druck wirkt sich nur im Steuerraum 7 und damit auf der Wirkfläche 6
aus, so daß die Steuerfeder 5 mehr oder weniger zusammengedrückt wird, indem die
Kolbenanordnung aus dem Steuerkolben 4 und der Einstellkolben 10 mehr oder weniger
weit nach rechts verfährt Der Hub des Steuerkolbens 4 ist so ausgelegt, daß dabei
die Stellung »voll beladen« erreicht werden kann.
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Im Defektfall, wenn also beispielsweise die Leitungsverbindung zwischen
dem Anschluß 3 und der Luftfeder abreißt, wird der Steuerraum 7 und die Einstellkammer
13 entlüftet, also an die Atmosphäre angeschlossen Dies führt dazu, daß der Steuerkolben
4 seine dargetellte linke Endstellung einnimmt. Die Kraft der Einstellfeder 16 ist
jedoch in der Lage, den Einstellkolben 10, wie im oberen Halbschnitt der Fig 1 dargestellt,
relativ zu dem Steuerkolben 4 zu verschieben, so daß damit die gewünschte definierte
Mittelstellung am Bremsdruckregler eingestellt wird. Es steht somit im Defektfall
eine ausgewogene mittlere Bremskraft zur Verfügung, die ausreicht, das Fahrzeug
mit den möglichen, ganz verschiedenen Beladungszuständen noch hinreichend sicher
abzubremsen, ohne es zu überbremsen.
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In F i g. 2 ist eine zweite Ausführungsform der Stelleinrichtung
dargestellt, die zunächst ohne den Anschlag 22 beschrieben wird. Während die Stelleinrichtung
nach F i g. 1 in ziehender Weise arbeitet, sich also das freie Ende der Steuerstange
17 von links nach rechts bewegt, arbeitet die Stelleinrichtung gemäß F i g. 2 mit
steigender Beladung von rechts nach links, also in drückender Weise. Dies ist dann
der Fall, wenn auch hier, wie dargestellt, der Einstellkolben 10 in dem Steuerkolben
4 gelagert ist Für gleiche bzw. analoge Teile sind mit dem Ausführungssbeispiel
der F i g. 1 übereinstimmende Bezugszeichen gewählt. Der obere Halbschnitt zeigt
die Betriebsstellung bei nicht beladenem Fahrzeug. Der untere Halbschnitt zeigt
die Relativlage der Teile im Defektfall, also bei Ausfall des Luftfederbalgdruckes.
Hieraus ist ersichtlich, daß die Steuerstange 17 bei vollbeladenem Fahrzeug am meisten
aus dem Gehäuse 1 ausgefahren ist, während sie in der Stellung »leer« vergleichsweise
weit in das Gehäuse 1 eingefahren ist.
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Im Defektfall wird auch hier eine Mittelstellung erreicht.
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Es ist ersichtlich, daß bei beiden Ausführungsformen der F i g. 1
und 2 prinzipiell der Steuerkolben 4 mit dem Einstellkolben 10 sowie den jeweils
zugehörigen Federn vertauscht werden kann. Dies ist so zu verstehen, daß der dargestellte
Steuerkolben 4 - freilich unter entsprechender Anpassung seines Hubes und der ihn
belastenden Feder - auch die Funktion des Einstellkolbens 10 übernehmen kann und
umgekehrt. Wird beispielsweise bei der Ausführungsform der F i g. 2 der äußere Kolben
als Einstellkolben benutzt, dann muß nicht nur die ihm zugeordnete Feder die Funktion
der Einstellfeder übernehmen, sondern es muß zur Beschränkung des Hubes des äußeren
Kolbens auf etwa den halben Hub des inneren Kolbens z. B. ein Anschlag 22 vorgesehen
bzw. das Gehäuse 1 entsprechend anders relativ dimensioniert sein.
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Bezugszeichenliste: 1 = Gehäuse 2 = Bohrung 3 = Anschluß 4 = Steuerkolben
5 = Steuerfeder 6 = Wirkfläche 7 = Steuerraum 8 = Dichtung 9 = Dichtung 10 = Einstellkolben
11 = Dichtung 12 = Wirkfläche 13 = Einstellkammer 14 = Bohrung 15 = Bohrung 16 =
Einstellfeder 17 = Steuerstange 18 = Dichtung 19 = Dichtung 20 = Raum 21 = Kanal
22 = Anschlag