DE3938101A1 - Regelventileinrichtung - Google Patents

Description

Stand der Technik
Die Erfindung bezieht sich auf ein Drucksteuerventil, insbesondere für Antiblockiereinrichtungen von druckluftbetätigbaren Fahrzeug­ bremsanlagen nach der Gattung des Patentanspruchs.

Derartige Drucksteuerventile sind bekannt (DE-OS 33 45 697). Ein solches Drucksteuerventil weist eine über einen Druckmitteleingang mit einer Druckmittelquelle verbindbare Druckmitteleingangskammer und eine mit einem Verbraucher, zum Beispiel dem Radbremszylinder eines Fahrzeugs, verbundene Druckmittelausgangskammer auf.

Die Druckmittelausgangskammer ist einerseits über ein steuerbares Einlaßventil mit der Druckmitteleingangskammer und andererseits über ein Auslaßventil mit der Atmosphäre verbindbar. Ein zur Betätigung des Auslaßventils dienender Betätigungskolben begrenzt mit einer ersten Wirkfläche die Druckmittelausgangskammer und mit einer der ersten Wirkfläche entgegengerichteten zweiten Wirkfläche eine Steu­ erkammer. Die Steuerkammer ist über ein Steuerventil wahlweise mit der Atmosphäre oder mit der Druckmitteleingangskammer verbindbar.

Der Betätigungskolben wird vom Druck in der Druckmittelausgangskam­ mer in Öffnungsrichtung des Auslaßventils und vom Druck in der Steu­ erkammer in Schließrichtung des Auslaßventils beaufschlagt.

Die Druckeinsteuerung in den Verbraucher erfolgt von einer Druckmit­ telquelle über ein als kombiniertes Einlaß- und Auslaßventil ausge­ bildetes Ventil, zum Beispiel ein Bremsventil, und das geöffnete Einlaßventil des Drucksteuerventils bei gleichzeitiger Beaufschla­ gung der dem Auslaßventil des Drucksteuerventils zugeordneten Steu­ erkammer mit dem Druckmittel in der Druckmitteleingangskammer be­ ziehungsweise mit dem Druckmittel in der mit dem Druckmitteleingang verbundenen Druckmittelleitung.

Der Druckabbau im Verbraucher erfolgt ebenfalls über das in der Of­ fenstellung befindliche Einlaßventil des Drucksteuerventils sowie die Druckmitteleingangskammer und das Auslaßventil des dem Druck­ steuerventil vorgeschalteten kombinierten Einlaß- und Auslaßventils.

Die Steuerkammer des Auslaßventils des Drucksteuerventils wird über das zugeordnete Steuerventil ebenfalls über die Druckmitteleingangs­ kammer beziehungsweise die zu dieser führenden Druckmittelleitung entlüftet.

Lediglich dann, wenn ein geregelter Druckabbau im Verbraucher erfol­ gen soll, wird durch Ansteuerung des dem Auslaßventil des Drucksteu­ erventils zugeordneten Steuerventils der Druck im Verbraucher über das Auslaßventil des Drucksteuerventils abgesenkt.

Bei nicht geregeltem Druckabbau im Verbraucher erfolgt die Entlüf­ tung des Verbrauchers also stets über das dem Drucksteuerventil vor­ geschaltete Bremsventil oder auch über ein vorgeschaltetes Relais­ ventil, d. h., das Drucksteuerventil stellt in einem solchen Fall nur einen Durchgang dar.

Von Nachteil ist bei dieser bekannten Regelventileinrichtung, daß der Entlüftungsvorgang des Verbrauchers relativ lang ist.

Vorteile der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelventileinrich­ tung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit welcher sich kür­ zere Entlüftungszeiten erzielen lassen, auch bei nicht geregeltem Druckabbau.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem gattungsgemäßen Drucksteuerventil durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentan­ spruches gelöst.

Dadurch erfolgt der Druckabbau im Verbraucher zumindest überwiegend auf kürzestem Weg über das Auslaßventil des Drucksteuerventils zur Atmosphäre hin.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Es ist ein Drucksteuerventil für eine Antiblockiereinrichtung einer druckluftbetätigbaren Fahrzeugbremsanlage zu erkennen.

Das Drucksteuerventil hat ein Gehäuse 1 in dem ein steuerbares Ein­ laßventil angeordnet ist. Dieses besteht aus einem Ventilkörper 47 und einem gehäusefesten Ventilsitz 2, und in demselben Gehäuse 1 ist ein Auslaßventil vorgesehen, das aus einem Ventilkörper 10 und einem gehäusefesten Ventilsitz 9 besteht.

Das Einlaßventil 47, 2 ist von einem als Membran 43 ausgebildeten Betätigungskolben betätigbar, welcher mit seinem äußeren Randbereich im Gehäuse 1 befestigt ist und eine zentrisch angeordnete, den Ven­ tilkörper 47 tragende metallische Armierung 45 aufweist. In gleicher Weise ist das Auslaßventil 9, 10 von einem als Membran 11 ausgebil­ deten Betätigungskolben betätigbar, welcher mit seinem äußeren Rand­ bereich im Gehäuse 1 befestigt ist und eine zentrisch angeordnete, den Ventilkörper 10 tragende metallische Armierung 14 aufweist.

Die Membran 43 begrenzt mit ihrer dem Ventilkörper 47 des Einlaßven­ tils 47, 2 zugewandten Wirkfläche eine Druckmitteleingangskammer 48 und mit ihrer der Druckmitteleingangskammer 48 abgewandten zweiten Wirkfläche eine Steuerkammer 44.

Eine sich an eine die Steuerkammer 44 begrenzenden Gehäusewand ab­ stützende Feder 46 beaufschlagt die Membran 43 in Schließstellung des Einlaßventils 47, 2.

In gleicher Weise begrenzt die dem Auslaßventil 9, 10 zugeordnete Membran 11 mit ihrer dem Ventilkörper 10 des Auslaßventils 9, 10 zu­ gewandten ersten Wirkfläche eine Druckmittelausgangskammer 3, 7 und mit ihrer der Druckmittelausgangskammer 3, 7 abgewandten Wirkfläche eine Steuerkammer 13. Die Druckmittelausgangskammer 3, 7 ist in eine erste Teilkammer 3 und eine zweite Teilkammer 7 unterteilt.

Über den im Gehäuse 1 angeordneten Druckmitteleingang 39 sowie an diesen angeschlossene Druckmittelleitung 36 ist die Druckmittelein­ gangskammer 48 mit einem als Bremsventil 37 ausgebildeten kombinier­ ten Einlaß- und Auslaßventil verbindbar, welches wiederum mit einer Druckmittelquelle in Verbindung steht.

Die zweigeteilte Druckmittelausgangskammer 3, 7 ist mit ihrem Aus­ gangsteil über einen Druckmittelausgang 4 und eine Druckmittellei­ tung 5 mit einem als Bremszylinder 6 ausgebildeten Verbraucher ver­ bunden.

Eine sich an einer die Steuerkammer 13 begrenzenden Wand abstützende Feder 12 beaufschlagt die Membran 11 in Schließrichtung des Auslaß­ ventils 9, 10.

Eine vom Auslaßventil 9, 10 gegen die Druckmittelausgangskammer 3, 7 absperrbare Kammer 8 im Gehäuse 1 ist über einen im Gehäuse 1 vorge­ sehenen Kanal 15 mit einem zur Atmosphäre hin führenden Entlüftungs­ raum 16 verbunden. Im Entlüftungsraum 16 ist zentrisch ein gehäuse­ fester Zapfen 19 angeordnet, an welchem eine den Entlüftungsraum 16 abdeckende als Rückschlagventil ausgebildete elastische Klappe 17 vorgesehen ist, die an der freien Stirnseite des Zapfens 19 mittels Niete 18 befestigt ist und in Richtung auf die Atmosphäre zu in die Offenstellung bringbar ist.

In einer Ausnehmung des Gehäuses 1 sind zwei als Steuerventile für das Einlaßventil 47, 2 und das Auslaßventil 9, 10 dienende Elektro­ magnetventile angeordnet.

Das erste Steuerventil für das Einlaßventil 47, 2 der Regelventilan­ ordnung setzt sich aus einer Spule 49, einem zentrisch in der Spule 49 angeordneten und in Richtung der Längsachse der Spule 49 verlau­ fenden Ankerführungsrohr sowie einem im Ankerführungsrohr gegen die Kraft einer Feder 33 verschiebbar angeordneten Anker 31 zusammen, der an seinen einander abgewandten Stirnseiten je einen Ventilkörper 34 und 30 trägt. Der eine Ventilkörper 34 bildet mit einem ersten Ventilsitz 35 ein Einlaßventil 34, 35 und der andere Ventilkörper 30 bildet mit einem zweiten Ventilsitz 29 ein Auslaßventil 29, 30.

Das zweite Steuerventil für das Auslaßventil 9, 10 der Regelventil­ einrichtung setzt sich ebenfalls aus einer Spule 26, einem Ankerfüh­ rungsrohr sowie einem im Ankerführungsrohr gegen die Kraft einer Fe­ der 23 verschiebbar angeordneten Anker 22 zusammen, der an seinen einander abgewandten Stirnseiten je einen Ventilkörper 24 und 20 trägt. Der eine Ventilkörper 24 bildet mit einem ersten Ventilsitz 25 ein Einlaßventil 24, 25 und der andere Ventilkörper 20 bildet mit einem zweiten Ventilsitz 21 ein Auslaßventil 20, 21.

Über einen im Gehäuse 1 angeordneten Kanal 40 ist die Steuerkammer 44 für das Einlaßventil 47, 2 des Drucksteuerventils mit dem ersten Steuerventil verbunden. Ein Kanal 28 verbindet den Entlüftungsraum 16 ebenfalls mit dem ersten Steuerventil.

Über das zweite Steuerventil, welches der Steuerkammer 13 für das Auslaßventil 9, 10 des Drucksteuerventils zugeordnet ist, ist die Steuerkammer 13 wahlweise mit der Atmosphäre oder über einen Kanal 27 mit der Druckmitteleingangskammer 48 verbindbar.

Am Ende der ersten Teilkammer 3 der Druckmittelausgangskammer 3, 7 ist eine als Rückschlagventil ausgebildete, zusätzliche Ventilein­ richtung 50 vorgesehen. Diese Ventileinrichtung 50 kann entweder als reines Rückschlagventil oder als Drossel-Rückschlagventil ausgebil­ det sein. Als Rückschlagventil ist die Ventileinrichtung 50 nur in einer Druckrichtung, das ist von der ersten Teilkammer 3 zu der zweiten Teilkammer 7 der Druckmittelausgangskammer 3, 7 durchlässig. Dabei ist der gesamte Druck im Bremszylinder 6 über den Entlüftungs­ raum 16 entlastbar, auch bei langsamem Druckabbau.

Bei Ausführung als Drossel-Rückschlagventil ist die Ventileinrich­ tung 50 beispielsweise so ausgebildet, daß eine Ventilplatte 42 in Rückströmrichtung nicht den gesamten Ventildurchgang verschließt, sondern eine Drosselöffnung 43 frei läßt. Bei Verwendung einer sol­ chen Bauart baut sich bei langsamer Entlüftung der Bremszylinder­ druck zu einem kleinen Teil über den nicht verschlossenen Durchgang zur Druckmitteleingangskammer 48 und von dort zum Bremsventil 37 hin ab. Vorteil: feine Stufbarkeit. Bei schneller Entlüftung des Brems­ zylinders 6 bewirkt die Stauwirkung eine größere Druckdifferenz vor und hinter der Ventileinrichtung 50, so daß sich dann auch, ähnlich wie bei Verwendung eines reinen Rückschlagventils, der Bremsdruck über das Auslaßventil 10 zur Außenluft abbaut. Vorteil: Die eingangs genannten kürzeren Entlüftungszeiten nach Art eines Schnellöseven­ tils.

Die als Steuerventile dienenden Elektromagnetventile sind über elektrische Anschlüsse 32 ansteuerbar. Die Funktion des im vorste­ henden beschriebenen Drucksteuerventils wird nachstehend näher er­ läutert.

Bei einem Bremsvorgang wird von dem Bremsventil 37 über die Druck­ mittelleitung 36 und den Druckmitteleingang 39 Druckmittel in die Druckmitteleingangskammer 48 eingesteuert. Über die Druckmittelein­ gangskammer gelangt das Druckmittel zum Einlaßventil. Gleichzeitig gelangt Druckmittel über den als Steuerleitung dienenden Kanal 27 und das sich in der Offenstellung befindliche Einlaßventil 24, 25 des zweiten Steuerventils als Steuerdruck dienendes Druckmittel in die Steuerkammer 13 des Auslaßventils 9, 10 des Drucksteuerventils. Das Auslaßventil 20, 21 des zweiten Steuerventils befindet sich in der Schließstellung.

Das Einlaßventil 34, 35 des ersten Steuerventils befindet sich in der Schließstellung und das Auslaßventil 29, 30 dieses Steuerventils befindet sich in der Offenstellung.

Der sich in der Druckmitteleingangskammer 48 aufbauende Druck bela­ stet die Membran 43 des Einlaßventils 47, 2 gegen die Kraft der Fe­ der 46 in Öffnungsrichtung des Einlaßventils 47, 2 und bringt so das Einlaßventil 47, 2 in die Offenstellung. Von der Druckmittelein­ gangskammer 48 gelangt jetzt Druckmittel durch das geöffnete Ein­ laßventil 47, 2 in die erste Teilkammer 3 der Druckmittelausgangs­ kammer 3, 7 und von dieser über die Ventileinrichtung 50 in die zweite Teilkammer 7 der Druckmittelausgangskammer, sowie durch den Druckmittelausgang 4 und die mit dem Druckmittelausgang 4 verbundene Druckmittelleitung 5 in den Bremszylinder 6.

Der Druck in der Druckmittelausgangskammer 3, 7 belastet die Membran 11 des Auslaßventils 9, 10 in Öffnungsrichtung des Auslaßventils 9, 10. Da die Höhe des sich in der Steuerkammer 13 des Auslaßventils 9, 10 aufbauenden Steuerdruckes gleich ist der Höhe des sich in der zweiten Teilkammer der Druckmittelausgangskammer 3, 7 aufbauenden Verbraucherdruckes, die der Steuerkammer 13 zugewandte Wirkfläche der Membran 11 jedoch größer ist als die der Druckmittelausgangs­ kammer 3, 7 zugewandte Wirkfläche der Membran 11, verbleibt das Aus­ laßventil 9, 10 in der Schließstellung.

Wird zwecks Entlüftens der Arbeitskammer des Bremszylinders 6 das Bremsventil 37 umgeschaltet, so werden die Druckmittelleitung 36 sowie der mit dieser verbundene Druckmitteleingang über das Auslaß­ ventil des Bremszylinders 37 zur Atmosphäre hin entlüftet.

Da bei diesem Vorgang eine Druckdifferenz zwischen dem Druck in der zweiten Teilkammer 7 und dem Druck in der ersten Teilkammer 3 der Druckmittelausgangskammer 3, 7 entsteht, gelangt die Ventileinrich­ tung 50 in die Schließstellung. Aus der Steuerkammer 13 des Auslaß­ ventils 9, 10 des Drucksteuerventils strömt Steuerdruckmittel durch das geöffnete Einlaßventil 24, 25 des zweiten Steuerventils sowie den Kanal 27 zur Einlaßkammer 48 hin und von dieser weiter durch den Druckmitteleingang 39 und die Druckmittelleitung 36 sowie das Brems­ ventil 37 zur Atmosphäre.

Die dabei auftretende Druckdifferenz zwischen dem sich abbauenden Steuerdruck in der Steuerkammer 13 und dem in der Druckmittelaus­ gangskammer 3, 7 anstehenden Verbraucherdruck bewirkt, daß die Mem­ bran 11 des Auslaßventils 9, 10 vom Verbraucherdruck in der Druck­ mittelausgangskammer 7 in Richtung auf die Steuerkammer 13 zu bewegt wird und so das Auslaßventil 9, 10 in die Offenstellung gebracht wird.

Die Arbeitskammer des Bremszylinder 6 wird über die Druckmittelaus­ gangskammer 7 das geöffnete Auslaßventil 9, 10 sowie die Kammer 8 und den zum Entlüftungsraum 16 hin führenden Kanal 15, welcher über das Rückschlagventil 17 mit der Atmosphäre verbindbar ist, entlüftet.

Ist der Druck im Bremszylinder 6 und somit auch der Druck in der Teilkammer 7 der Druckmittelausgangskammer 3, 7 und in der Druckmit­ teleingangskammer 48 soweit abgesunken, daß er in etwa die Höhe des Atmosphärendruckes hat, so gelangt das Auslaßventil 9, 10 durch die Kraft der Feder 12 in die Schließstellung. Desgleichen gelangt das Einlaßventil 47, 2 mittels der Kraft der Feder 46 in die Schließ­ stellung.

Soll bei einem Bremsvorgang der Druck im Bremszylinder 6 geregelt werden, so erfolgt dies in bekannter Weise durch Ansteuern der als Elektromagnetventile ausgebildeten Steuerventile.

Zwecks Druckhaltens im Bremszylinder 6 wird das der Steuerkammer 44 des Einlaßventils 47, 2 zugeordnete erste Steuerventil angesteuert, das Einlaßventil 34, 35 des ersten Steuerventils in die Offenstel­ lung und das Auslaßventil 29, 30 dieses Steuerventils in die Schließstellung gebracht, und über den Kanal 40 Steuerdruckmittel in die Steuerkammer 44 des Einlaßventils 47, 2 eingesteuert. Der sich in der Steuerkammer 44 aufbauende Steuerdruck bewirkt eine Bewegung der Membran 43 in Richtung auf die Druckmitteleingangskammer 48 zu, wodurch das Einlaßventil 47, 2 in die Schließstellung gebracht wird.

Soll ein geregelter Druckabbau im Bremszylinder 6 erfolgen, so wird das der Steuerkammer 13 des Auslaßventils 9, 10 zugeordnete, als Elektromagnetventil ausgebildete zweite Steuerventil in der Weise angesteuert, daß das Einlaßventil 23, 25 dieses Steuerventils in die Schließstellung gelangt und gleichzeitig das Auslaßventil 20, 21 des Steuerventils geöffnet wird. Der in der Steuerkammer 13 des Auslaß­ ventils 9, 10 befindliche Steuerdruck wird über das geöffnete Aus­ laßventil 20, 21 des zweiten Steuerventils und den Entlüftungsraum 16 zur Atmosphäre hin abgesenkt. Die dabei auftretende Druckdiffe­ renz zwischen dem Druck in der Steuerkammer 13 und dem Druck in den Druckmittelausgangskammer 7 bewirkt ein Öffnen des Auslaßventils 9, 10 des Drucksteuerventils.

Claims (4)

1. Drucksteuerventil, insbesondere für Antiblockiereinrichtungen von druckluftbetätigten Fahrzeugbremsanlagen, mit einer Druckmittelein­ gangskammer, die über einen Druckmitteleingang mit einer Druckmit­ telquelle verbunden ist, mit einer Druckmittelausgangskammer, die über einen Druckmittelausgang mit einem Verbraucher verbunden ist, und mit einem Einlaßventil, über das die Druckmitteleingangskammer mit der Druckmittelausgangskammer verbindbar ist, und mit einem Aus­ laßventil, über das die Druckmittelausgangskammer mit einer Entla­ stungsstelle verbindbar ist, ferner mit einem Betätigungskolben, der zur Betätigung des Auslaßventils bestimmt ist, der in Schließrich­ tung des Auslaßventils von einem Druck in einer Steuerkammer beauf­ schlagbar ist, die über ein Steuerventil wahlweise mit der Entla­ stungssstelle oder mit der Druckmitteleingangskammer verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Einlaßventil (2, 47) eine in Richtung Druckmittelausgang (4) öffnende und in umgekehrter Richtung schließende Ventileinrichtung (50) vorgesehen ist.

2. Drucksteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zu dem Druckmittelausgang (4) führende Druckmittelauslaßkammer (3, 7) durch die Ventileinrichtung (50) in zwei Teilkammern (3 und 7) unterteilt ist.

3. Drucksteuerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (50) als Rückschlagventil ausgebildet ist.

4. Drucksteuerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (50) als Drosselrückschlagventil ausge­ bildet ist.