DE3609113A1 - Drosselventil - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Drosselventil für eine druckmittelbetätigte Mehrkreisbremsanlage der im Oberbe­ griff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Bei einem bekannten Drosselventil dieser Art (DE-OS 25 44 767) besteht die Drosselstelle aus einer Bohrung und einem in die Bohrung eintauchbaren Drosselstößel, der mit dem Steuerkolben verbunden ist. Die Steuerfeder hält bei Druckgleichheit in den beiden Steuerkammern den Steuerkolben in einer solchen Stellung, in welcher der Drosselstößel außerhalb der Bohrung liegt. Damit kann Druckmittel von einem fahrzeugseitigen Druckmittel­ speicher ungehindert in einen anhängerseitigen Druck­ mittelspeicher strömen. Sinkt während eines Bremsvor­ gangs jedoch der Druck in der zweiten Steuerkammer, z. B. infolge eines Bruchs in der Anhängerbremsleitung, ab, so verschiebt der in die erste Steuerkammer eingesteuerte Betriebsbremsdruck den Steuerkolben derart, daß der Drosselstößel in die Bohrung eintaucht. Dadurch wird der Durchgang in der Verbindungsleitung zwischen den beiden Druckmittelspeichern gedrosselt und ein Nachfüllen des anhängerseitigen Druckmittelspeichers über die Verbindungs­ leitung verhindert, so daß das Anhängerbremsventil zuver­ lässig ausgelöst wird.

Bei einer solchen Ausbildung der Drosselstelle kann der Drosselquerschnitt nicht genau genug vorgegeben werden, da der Drosselquerschnitt sowohl von der Toleranz des Drosselstößels als auch von der Toleranz der Bohrung mit­ bestimmt wird. Eng tolerierte Drosselquerschnitte sind aber für die zuverlässige Funktion des Anhängerbremsventils im Falle der Notauslösung von wesentlicher Bedeutung.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Drosselventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß die Drossel­ stelle mit eng toleriertem Querschnitt ausgeführt werden kann. Der Drosselquerschnitt wird ausschließlich von dem Bohrungsdurchmesser der kalibrierten Drosselbohrung be­ stimmt, die mit nur sehr geringer Toleranz hergestellt werden kann.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnah­ men sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Drosselventils möglich.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dabei aus Anspruch 6. Durch diese Maßnahmen sind Betätigungsstößel und Steuerkolben im Bereich der beiden Steuerkammern einstückig ausgeführt und somit hier keine zusätzlichen Dichtstellen erforderlich. Die zur Montage notwendige Trennung der Baueinheit Betriebsstößel, Steuer­ kolben und Schließkopf erfolgt zwischen dem Schließkopf und dem Betätigungsstößel im Auslaßbereich des Ventilge­ häuses.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestell­ ten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschrei­ bung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1-3 jeweils einen Längsschnitt eines Drossel­ ventils gemäß dreier Ausführungsbei­ spiele.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die in Fig. 1-3 im Längsschnitt zu sehenden Varianten eines Drosselventils sind für den Einsatz in einer pneu­ matischen Mehrkreisbremsanlage eines Nutzfahrzeuges be­ stimmt, das für den Anhängerbetrieb ausgerüstet ist. Die Einbindung eines solchen Drosselventils in die pneuma­ tische Mehrkreisbremsanlage ist ausführlich in der DE-OS 24 19 755 beschrieben, so daß insoweit hierauf Bezug ge­ nommen wird. Die Anschlüsse des Drosselventils in der Bremsanlage sind in Fig. 1-3 mit Pfeilen symbolisiert. Dabei bedeutet Pfeil 10 den Anschluß an das Betriebsbrems­ ventil der Bremsanlage, Pfeil 11 den Anschluß an die An­ hängerbremsleitung, die von dem Anhängersteuerventil der Bremsanlage zu einem Bremskupplungskopf führt, Pfeil 12 den Anschluß an einen zum fahrzeugseitigen Druckluft­ speicher führenden ersten Vorratsleitungszweiges und Pfeil 13 den Anschluß an einen zu dem Vorratskupplungs­ kopf führenden zweiten Vorratsleitungszweiges. Die bei­ den Vorratsleitungszweige bilden zusammen die Vorrats­ leitung, die den Druckluftspeicher des Fahrzeugs mit dem Vorratskupplungskopf verbindet, an welchen bei Anhänger­ betrieb ein anhängerseitiger Druckluftspeicher ange­ schlossen wird. Die Anschlüsse 10-13 sind als Gehäuse­ anschlüsse am Gehäuse 14 des Drosselventils ausgeführt, wobei lediglich in Fig. 1 alle Gehäuseanschlüsse 10-13 im Gehäuse 14 zu sehen sind.

Die Drosselventile gemäß Fig. 1-3 sind prinzipiell gleichartig aufgebaut und unterscheiden sich ausschließ­ lich durch konstruktive Details. Sie weisen einen in einer Axialbohrung 15 im Gehäuse 14 verschiebbar geführten Steuerkolben 16 auf, der eine erste Steuerkammer 17 von einer zweiten Steuerkammer 18 trennt. In der ersten Steuer­ kammer 17 mündet der mit dem Betriebsbremsventil verbun­ dene Anschluß 10 und in der zweiten Steuerkammer der mit der Anhängerbremsleitung verbundene Anschluß 11. An dem Steuerkolben 16 greifen an zwei einander axial gegenüber­ liegenden Seiten zwei Steuerfedern 19, 38 an, die sich an Federtellern 20, 39 abstützen. Die Steuerfedern 19, 38 sind so bemessen, daß sie in Verbindung mit den in den Steuer­ kammern 17, 18 eingesteuerten Steuerdrücken ein Kräfte­ gleichgewicht am Steuerkolben 16 herstellen.

Der von dem Anschluß 12 gebildete Gehäuseeinlaß und der von dem Anschluß 13 gebildete Gehäuseauslaß des Drossel­ ventils sind durch eine Verbindungsbohrung 21 miteinander verbunden. In dieser Verbindungsbohrung 21 ist eine Dros­ selstelle angeordnet, die von dem Steuerkolben 16 in zwei Endstellungen überführbar ist, wobei in der einen End­ stellung die Drosselwirkung gänzlich aufgehoben und in der anderen Endstellung voll wirksam ist. Bei allen Drosselventilen in Fig. 1-3 ist zur Realisierung der Drosselstelle ein Sperrventil 22 vorgesehen, das in be­ kannter Weise eine von einem Ventilsitz 23 umgebene Ven­ tilöffnung 24 aufweist, die von einem Ventilschließglied 25 gesteuert wird. Das Ventilschließglied 25 ist mit dem Steuerkolben 16 fest verbunden und weist eine eng tole­ rierte Drosselbohrung 26 auf, die im Schließzustand des Sperrventils 22 zur Wirkung kommt und eine Drosselung des Druckluftstromes zwischen Gehäuseeinlaß (Anschluß 12) und Gehäuseauslaß (Anschluß 13) herbeiführt.

Bei dem Drosselventil in Fig. 1 sind Ventilöffnung 24 und Ventilsitz 23 in einer Dichtungsplatte 27 angeordnet, die koaxial zum Steuerkolben 16 in der Verbindungsbohrung 21 am Gehäuse 14 befestigt ist. Das Ventilschließglied 25 weist einen mit dem Ventilsitz 23 zusammenwirkenden Schließkopf 28 auf, dessen der Ventilöffnung 24 zugekehrte Stirnseite eine mit der Ventilöffnung 26 koaxiale Vertiefung 29 trägt. Die Drosselbohrung 26 ist als Radialbohrung ausge­ führt und mündet einerseits in dieser Vertiefung 29 im Schließkopf 28 und andererseits am Außenumfang des Schließ­ kopfes 28. Der Schließkopf 28 ist einstückig mit einem Be­ tätigungsstößel 30 verbunden, auf welchem der Steuerkolben 16 abgedichtet aufgespannt ist. Zwischen Schließkopf 28 und Steuerkolben 16 ist der Betätigungsstößel durch eine Dichtungsmanschette 31 hindurchgeführt, welche die zweite Steuerkammer 18 von dem Gehäuseauslaß (Anschluß 13) druck­ dicht trennt.

Das in Fig. 2 dargestellte Drosselventil unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen Drosselventil nach Fig. 1 in zweierlei Hinsicht. Zum einen ist der Steuer­ kolben 16 und der Betätigungsstößel 30 einstückig ausge­ bildet, wobei der Betätigungsstößel 30 durch eine die Steuer­ kammer 18 von dem Gehäuseauslaß (Anschluß 13) trennende Gehäusewand abgedichtet hindurchgeführt ist. Der Schließ­ kopf 28 des Ventilschließgliedes 25 ist mittels einer Bolzenschraube 32, die in die Stirnseite des Betätigungs­ stößels 30 eingeschraubt ist, fixiert und durch eine An­ druckfeder 33 auf die Stirnseite des Betätigungsstößels 30 aufgepreßt. Die Andruckfeder 33 stützt sich an einem an dem Schraubenkopf der Bolzenschraube 32 gehaltenen Federteller 34 ab.

Zum anderen sind hier Ventilöffnung 24 und Ventilsitz 23 in einem Ventilkörper 35 angeordnet, der in der Verbin­ dungsbohrung 21 zwischen Gehäuseeinlaß (Anschluß 12) und Gehäuseauslaß (Anschluß 13) koaxial mit dem Ventilschließ­ glied 25 und axial verschieblich angeordnet ist. Der im Querschnitt T-förmig ausgebildete Ventilkörper 35 ist in einer Dichtungsmanschette 36, die im Gehäuse 14 befestigt ist, hindurchgeführt und stützt sich auf dieser über eine konische Druckfeder 37 ab. Diese konstruktiven Maßnahmen führen zu einem nachgiebigen Ventilsitz 23 des Sperrven­ tils 22 mit dem Vorteil einer geringeren Flächenpressung am Ventilsitz 23.

Das in Fig. 3 dargestellte Drosselventil unterscheidet sich von dem in Fig. 1 wiederum dadurch, daß der Steuer­ kolben 16 und der Betätigungsstößel 30 wiederum ein­ stückig ausgebildet sind. Der Betätigungsstößel ist durch die Dichtungsmanschette 31 hindurchgeführt, welche den zweiten Steuerraum 18 von dem Gehäuseauslaß (Anschluß 13) trennt. Durch die einstückige Ausbildung von Steuerkolben 16 und Betätigungsstößel 30 im Bereich der Steuerkammern 17, 18 werden zusätzliche Dichtungsmittel zwischen Be­ tätigungsstößel 30 und Steuerkolben 16, wie diese bei dem Drosselventil in Fig. 1 erforderlich sind, überflüssig. Die für die Montage erforderliche Trennung von Steuer­ kolben 16 und Steuerventil 22 erfolgt in der Verbindungs­ bohrung 21 dadurch, daß der Schließkopf 28 des Ventil­ schließgliedes 25 an der Stirnseite des durch die Dich­ tungsmanschette 31 bis in die Verbindungsbohrung 21 hineinragenden Betätigungsstößels 30 mittels einer Imbus­ schraube 37 angeschraubt ist.

Die Wirkungsweise des in Fig. 1-3 in drei verschiedenen Varianten dargestellten und vorstehend beschriebenen Drosselventile ist wie folgt:

Im gewöhnlichen Fahrbetrieb sind die beiden Steuerkammern 17, 18 drucklos und das Sperrventil 22 wird durch die Steuerfeder 38, deren Funktion bei dem Drosselventil in Fig. 2 von der Andruckfeder 33 übernommen wird, in Offen­ stellung gehalten. Aus dem fahrzeugseitigen Druckmittel­ speicher gelangt Vorratsdruck über den Anschluß 12, dem offenen Sperrventil 22 und dem Anschluß 13 zu dem Vorrats­ kupplungskopf des Fahrzeugs und von da aus zu dem Vorratsbehälter auf dem Anhänger. Wird gebremst, so gelangt von dem Betriebsbremsventil über den Anschluß 10 ein Steuer­ druck in die erste Steuerkammer 17 und von dem Anhänger­ steuerventil ein gleich großer Steuerdruck über den An­ schluß 11 in die zweite Steuerkammer 18. Auf beiden Seiten des Steuerkolbens 16 herrscht damit Druckgleichheit und das Sperrventil 22 bleibt geöffnet. Bricht jedoch die An­ hängerbremsleitung zwischen Zugfahrzeug und Anhänger, so wird gefordert, daß durch den Druckabfall in der Anhänger- Vorratsleitung eine Notbremsung in der Anhängerbremsanlage ausgelöst wird. Zur Notbremsauslösung ist dabei ein schnel­ ler Druckabfall, innerhalb von 2 Sekunden erforderlich. Das Drosselventil verhindert in diesem Falle, daß der Druckabfall in der Anhängervorratsleitung durch zu starkes Nachströmen von Vorratsluft aus dem fahrzeugseitigen Vor­ ratsbehälter verlangsamt wird. Beim Bruch der Anhänger­ bremsleitung fällt auch der Druck in der mit der Anhänger­ bremsleitung verbundenen Steuerkammer 18 rasch ab. Unter dem in der Steuerkammer 17 eingesteuerten Betriebsbrems­ druck bewegt sich der Steuerkolben 16 in Fig. 1-3 nach unten, und das Ventilschließglied 25 setzt sich auf den Ventilsitz 23 auf. Vorratsluft kann nunmehr nur noch sehr stark gedrosselt von dem Anschluß 12 über die Drosselboh­ rung 26 des Ventilschließgliedes 25 zu dem Anschluß 13 ge­ langen.

Das Drosselventil 22 kann - wie dies in der DE-OS 24 19 755 dargestellt ist - als separates Bauteil in der Fahrzeug- Bremsanlage angeordnet werden. Es kann jedoch auch mit dem Anhängersteuerventil zu einer Baueinheit verbunden werden.

Claims (7)

1. Drosselventil für eine druckmittelbetätigte Mehrkreis­ bremsanlage von mit Anhängern koppelbaren Nutzfahrzeu­ gen, mit einem Gehäuse, mit einem Gehäuseanschluß zum Anschließen eines von einem fahrzeugseitigen Druck­ mittelspeicher kommenden ersten Vorratsleitungszweiges und mit einem Gehäuseauslaß zum Anschließen eines zu einem Anhängerkupplungskopf führenden zweiten Vorrats­ leitungszweiges, mit einer zwischen Gehäuseein- und -auslaß angeordneten gesteuerten Drosselstelle, mit einem die Drosselwirkung der Drosselstelle einstellen­ den oder aufhebenden Steuerkolben, der eine erste Steuerkammer mit einem Anschluß für eine Betriebsbrems­ leitung der Bremsanlage und eine zweite Steuerkammer mit einem Anschluß für eine Anhängerbremsleitung von­ einander trennt, und mit mindestens einer an dem Steuerkolben angreifenden Steuerfeder, die bei Druck­ gleichheit in den Steuerkammern den Steuerkolben in einer die Drosselwirkung der Drosselstelle aufhebenden Grundstellung hält, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drosselstelle ein Sperrventil (22) mit eine Ventilöffnung (24) umgebendem Ventilsitz (23) und Ventilschließglied (25) aufweist und daß das Ventilschließglied (25) mit dem Steuerkolben (16) fest verbunden ist und eine durchgehende, eng tolerierte Drosselbohrung (26) aufweist, die im Schließzustand des Sperrventils (22) eine Verbindung zwischen dem Ge­ häuseein- und -auslaß (12, 13) herstellt.

2. Drosselventil nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Ventilöffnung (24) und Ventilsitz (23) in einer im Gehäuse (14) fest ange­ ordneten Dichtungsplatte (27) angeordnet sind.

3. Drosselventil nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Ventilöffnung (24) und Ventilsitz (23) in einem Ventilkörper (35) angeordnet sind, der zwischen Gehäuseein- und -auslaß (12, 13) gleichachsig mit dem Ventilschließglied (25) in Axial­ richtung federnd gehalten ist.

4. Drosselventil nach einem der Ansprüche 1-3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Ventil­ schließglied (25) einen mit dem Ventilsitz (23) zu­ sammenwirkenden Schließkopf (28) aufweist, auf dessen der Ventilöffnung (24) zugekehrten Stirnseite eine mit der Ventilöffnung (24) koaxiale Vertiefung (29) ange­ ordnet ist, und daß die Drosselbohrung (27) als Radial­ bohrung ausgeführt ist, die einerseits in der Vertie­ fung (29) und andererseits am Außenumfang des Schließ­ kopfes (28) mündet.

5. Drosselventil nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schließkopf (28) ein­ stückig auf einem Betätigungsstößel (30) sitzt, auf wel­ chem der Steuerkolben (16) abgedichtet aufgespannt ist (Fig. 1).

6. Drosselventil nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schließkopf (28) an der Stirnseite eines Betätigungsstößels (30), vorzugs­ weise durch Einschrauben, befestigt ist und daß der Steuerkolben (16) einstückig mit dem Betätigungsstößel (30) ausgebildet ist (Fig. 2 und 3).

7. Drosselventil nach einem der Ansprüche 4-6, da­ durch gekennzeichnet, daß der zweite Steuerraum (18) von dem Gehäuseauslaß (13) durch einen in dem Gehäuse (14) eingespannten Dichtungsring (31) ge­ trennt ist, durch welchen der Betätigungsstößel (30) hindurchgeführt ist.