DE6803983U

DE6803983U - Druckmittelzufuhrregler mit veraenderlicher charakteristik in abhaengigkeit von der stellung eines beweglichen einstellelementes desselben

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Publication number: DE6803983U
Application number: DE19686803983
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Priority date: 1967-10-25
Filing date: 1968-10-25
Publication date: 1969-04-10
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H. LEINWEBER dipl.ing. H. ZIMMERMANN

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Druckmittelzufuhrregler mit veränderlicher Charakteristik in Abhängigkeit von der Stellung eines beweglichen Einstellelementes desselben

Die Neuerung bezieLt ^ich auf einen Druckmittelzuf-ihrregler mit vercndarlicher Charakteristik in Abhängigkeit von der Stellung eines beweglichen Einstellelementes desselben, wobei dieser Regler besonders aber nicht ausschließlich bestimmt ist zum Steuern der Bremskraft von druckmittel betäxigüen Bremsen eines Fahrzeugs in Abhäng__ekeit von der Größe der von dem Fahrzeug getragenen Last. Insbesondere bezieht sich die Neuerung auf solche Regler der üben erwähnten Art, bei denen das Einstellelement einen verschiebbaren Schwenkpunkt für ein Kippelement aufweist, ias einem Kipphebel gleicht und, während es um den Schwenkpr.nkt schwenkt, dazu dient, Gegenkräfte zwischen zwei oeweglichijn Wänden zu übertragen, d e jeweils eine Druckkammer begrenzen, wobei eine dieser Wände durch

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einen Steuerdruck, der dem Regler zugeführt wird, und die andere durch den Auagangsdruck dee Reglers betätigt wird und wobei der Regler außerdem eine Ventilvorrichtung aufweist, deren Wirkung darch ä\e genannten Gegenkräfte reguliert wird, um eine Änderung des Ausgangsdruckes im Fall von Ungleichgewicht zwischen diesen Kräften hervorzurufen. Diese Änderung kann entweder eine Erhöhung des Ausgangsdruckes durch Hinzufügen von Strömungsmittel vcn einer Druckquelle oder eine Verringerung des Auiägangsdruokes durch eine Abgabe von Strömungsmittel an die Umgebung hervorrufen, und zwar derart, daß daa Gleichgewicht wieder hergestellt wird.

Regler dieser Art sind seit langem bekannt und waren Gegenstand einer ausgedehnten Entwicklungsarbeit, die jedoch zu einer immer komplizierteren Kons'Cruktion und einer erhöhten Empfindlichkeit gegen Störungen führte, was nicht als aufriedenste-uiend bezeichnt weruen kann. Das Hauptziel dieaer Neuerung ist es, einen vereinfachten und verbesserten Regler der erwähnten Art zu aohaffen, der sowohl bxlli^er als auch leichter herzustellen ist infolge einer "^erring3rung der Anzahl der benötigten Teile, nicht zuletzt da der Zusammenbauvorgang vereinfacht wurde, und der infolge seines Aufbaus relativ unempfindlich gegen Betriebsstörungen 'et. Ein weiteres Ziel der Steuerung ist es, eiran Regler zu schaffen, dessen Konstruktion ihn besonders zur Kombination mit verschiedeiien einzelnen Komponenten nach dem Baukaatenprinzip geeignet macht, so daß die neue Komponente oder Einheit auf verschiedene Wege zwischen bekannten Komponenten eingesetzt werden kann, um verschiedene Punktionsarten zu erzielen.

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Das Hauptmerkmal des Reglers gemäß der Neuerung liegt darin, daß das Kippelement von einer Membran getragen wird und an dieser befestigt ist, die infolge ihrer eigenen Neigbarkeit dem Kippelement die notwendige Beweglichkeit gibt und die eine der beiden genannten Wände bildet, die eine Druckkammer begrenzen. Auf diese Weise ist das Kippelement zuverlässig in dem Regler befestigt, ohne daß seine Beweglichkeit durch feste Wellen oder Gelenke eingeschränkt ist, und gleichzeitig ist die Reglerkonstruktion in überraschend großem Ausmaß vereinfacht worden. Trotz der augenscheinlich»- l Einschränkung der Amplitude der Bewegungen des Kippelementes bietet die erhöhte Bewegungsfreiheit des Kippelementes verbesserte Möglichkeiten der Veränderung in bezug auf die Reglerfunkt ionen.

Die Neuerung wird nachfolgend an Hand von einigen Au3führungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieoen. Darin zeigen:

Pig. 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des Reglers;

Pig. 2 einen horizontalen Schnitt entlang der Linie H-II in Pig. 1 ;

Pig. 3 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform des Reglers gemäß der Neuerung;

Pig. 4 eine Abwandlung des Reglers gemäß Pig. 3 und

Pig. 5 eine erweiterte Ausführung des Reglers gemäß Pig. 1.

Es soll bereits jetzt darauf hingewiesen werden, daß alle gezeigten und beschriebenen Regler zum Einbau in pneumatische Bremsanlagen für Fahrzeuge gedacht sind, aber es sollte beachtet werden, daß die Regler auch für andere Druckmittel als Luft und für andere ähnliche Aufgaben verwendet werden können, beispielsweise in festen Einbauten. In allen gezeigten Beispielen hat der Regler eine Öffnung A, durch die ein Teil des Inneren des Rpglergehäuses H in offener Verbindung mit der Umgebung steht, einen Anschluß C für eine Leitung zu Bremszylindern (nicht gezeigt) c^. dgl., die über den Kegler betätigt werden aollen, einen Anschluß F fJ.r eine Druckluftquelle mit ausreichender Leistung zur letätigung der Bremszylinder usw. und einen Anschluß S zum Zuführen eines Steuerdruckes, dessen Aufgabe es ist, die Reglerfunktionen einzuleiten und zu steuern. Es sollte jedoc^v beachtet werden, daß es in bestimmten Einbauten denkbar ist, die Anschlüsse F und S in offene Verbindung miteinander zu bringen, wobei dann der zur Verfügung stehende Maximaldruck am Anschluß F zu jeder Zeit dem Steuerdruck am Anschluß S entspricht und wobei dann beide Drücke mittels eines gesonderten Druckreglerventils reguliert werden, das nich-c gezeigt ist. lie Ausführungsformen gemäß Fig. 4 und 5 weisen außerdem einen weiteren Anschluß M für eine Zufuhrleitung von einer geeigneten Druckmittelquelle auf. Diese Anordnung ist besonders geeignet t'^c Anhänger, wc die Zufuhrleitung dazu dient, ständig den Druck in einem besonderen von dem Anhänger getragenen Verratsbehälter zu ergänzen, und in einem solchen Fall schließt der Regler einen sogenannten Notbremskolben N ein, der durch den Druck am Anschluß M betätigt und solange unwirksam gehalten wird, wie dieser Druck einen

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bestimmten Wert übersteigt, aber in Tätigkeit tritt, um unmittelbar die Bremsen anzulegen, wenn der Druck am Anschluß M abfällt.

In der in Pig. 1 und 2 gezeigten Ausführung ist eine Membran 1 in bekannter Weise in den unteren Teil des Reglergehäuses H eingeklemmt und trägt in der Mitte eine Scheibe 2, die an ihr befestigt ist und deren Unterseite durch eine Druckfeder 3 belastet ist. Die Membran begrenzt eine Druckkammer 4, die über einen Kanal 5 im Reglergehäuse in offener Verbindung mit dem Anschluß C steht. Ein Einstellelement 6 ist gleitend im Reglergehäuse derart geführt, daß es in radialer Richtung relativ zur Membran 1 und zur Scheibe 2 bewegbar ist, und dieses Einstellelement 6 trägt an seinem inneren Ende ein Paar Stützrollen 1, die frei drehbar sind und mit ihren Oberseiten an einer Stützfläche 8 parallel zur Klemmebene der Membran 1 anliegen, während sie mit ihren unteren Seiten mit der Oberseite dir Scheibe 2 zusammenarbeiten. D:'.e Rollen 7 bilden einen Schwenkpunkt für die Scheibe 2, die in Zusammenarbeit mit diesem Schwenkpunkt als Kippelement in Form eines Kipphebels dien- .

In demjenigen Teil der Oberseite der Scheibe 2, der von den Stützrollen 7 abgewandt ist, ist ein becherförmiger Sitz 9 für das untere Ende einer Betätigungsstange 10 vorgesehen, die durch eine Öffnung 11 in einer Trennwand im Gehäuse H hindurchtritt und mit ihrem oberen Ende in einer mittleren Aussparung 12 in einem nach unten gerichteten schaftartigen Aba^. nitt 13 eines Kolbens 14 aufgenommen ist, der vertikal in einem oberen zylindrischen Abschnitt des Reglergehäuses verschiebbar

ist. Die Oberseite des Kclbens 14 begrenzt ein^r zweite Druckkammer 15, die in offener Verbindung mit dem Anschluß S steht, und der Umfang des Kolbens arbeitet mit einer oberen und einer unteren O-Ringdichtung 16 bzw. in den Gehäuse zusammen. Der Kolben 14 dichtet in allen Stellungen gegen die obere O-Ringdichtung 16 ab, während er gegen die untere O-Ringdichtung 17 nur in seiner oberen gezeigten Stellung abdichtet. Zu diesem Zweck ist der Kolben mit einem engeren Mittelstüok 14' versehen, das, wenn sich der Kolben etwas nach unten bewegt hat, freien Durchtritt für die Druckluft von dem Anschluß F zu dem Anschluß C en der Dichtung 17 vorbei ermöglicht. Sobala jedoch dieser Durchtritt geöffnet wird, schließt eine O-Ringdichtung 18 an dem achaftartigen Abschnitt des Kolbens die Öffnung 11 in der Trennwand des Reglergehäuses, und dadurch dient der Kolben 14 auch als ausgeglichene Ventilvorrichtung.

Dem ir dem Anschluß S vorherrschenden Steuerdruck, der auf diese Weise den Kolben 14 nach unten druckt und somit dazu neigt, eine Druckluftzufuhr von dem Anschluß P zu dem Anschluß C hervorzurufen, wirkt der Drrok in dem Anschluß C entgegen. Ea sollte jedoch beachtet werden, daß dieser Druck im Anschluß C auch in der Druckkammer wirksam ist und somit die Membran 1 und damit auch die Scheibe 2 nach objn drückt, so daß der Kolben 14 über die Betätigungsstange 10 betätigt wird. Es sollte offensichtlich sein, daß die Kraft, der der Kolben 14 über die als Kippelement wirkende, von der Membran getragene Scheibe 2 ausgesetzt ist, in hohem Maße abhängig ist von der Stellung der Stützrollen 7, so daß die Wirkung des Breiüdzylinderdruckes am Anschluß C in der Druckkammer A

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allmählich mit der Verkürzung des Abstandes zwischen den Stützroi]en 7 und der Mitte der Scheibe 2 und der Membran abnimmt. Wenn nun das Einstellelement 6 und damit die Stellung der Stützrollen 7 auf geeignete Weise durch einen Mechanismus betätigt wird, der die Fahrzeugbelastung feststellt, kann eine kräftigere Bremswirkung auf an sich bekannte Weise erzielt werden, wenn eine größere Last auf dem Fahrzeug liegt als bei einer kleineren Last.

Statt die Anschlüsse F und S offen zu verbinden, wie es vorher beschrieben wurde, ist es natürlich in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 auch möglich, einfach die obere 0-Ringdichtung 16 fortzulassen, und den oberen Abschnitt des Kolbens H so zu gestalten, daß der geregelte Druck vom Anschluß F zur oberen Seite des Kolbens gelangen und diese beeinflussen kann, wodurch der Anschluß S vollständig entbehrlich wird.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist auf ähnliche Weise eine Membran 1' in einem Reglergehäuse H' eingeklemmt und trägt in der Mitte eine runde Scheibe 2', die an ihr befestigt ist und als Kippelement in Zusammenarbeit mit einer Stützrolle 7' dient, die wiederum als Schwenkpunkt dient und mittels eines Einstellelamentes 6' bewegbar ist. In diesem Fall begrenzt die Membran 1 eine Druckkammer 4' , die in offener Verbindujag mit dem Anschluß S steht. Hier vird die Scheibe 2' nicht durch eine besondere Feder betätigt, sondern sie ist an ihrer Unterseite mit einem becherförmigen Sitz 9' versehen, der das obere Ende einer Stange 10' aufnimmt, die als Betätigungsstange dient und in der Mitte von einer zweiten

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Membran 20 in dem Regler hervorsteht. Diese zweite Membran ersetzt den Kolben 14 in der vorhergehenden Ausführung und hat einen mittleren Abechnitt 22, der von einer Feder 21 betätigt wird, die mit einem doppelt wirkenden Yentilkörper 23 zusammenarbeitet, der abwechselna einen Auslaßkanal zwischen einer Druckkammer 24, die von der Membran 20 und dem inneren Teil des (j-ehäuses begrenzt wird, das mit der Atmosphäre durch die öffnung A in Verbindung steht, oder einen Einlaßkanal für Druckluf : von dem Anschluß F üffnet. Die Druckkammer 24 steht in diesem Fall in offener Verbindung mit dem Anschluß C zu den Bremszylindern.

In diesem Fall steht der Anschluß C normalerweise mit der Atmosphäre durch die öffnung A in Verbindung, solange der dem Regleranschiuß S zugeführte Steuerdruck nicht ausreicht, die Feder 21 über die von der Membran getragene Scheibe 2' zusammenzudrücken, die als Kippelement dient. Wenn der Steuerdruck einen ausreichend hohen Wert erreicht, um die oben erwähnte Funktion zu erfüllen, wobei sich der Wert natürlich in Abhängigkeit von der Stellung der Stützrolle 7' ändert, -wird die Druckkammer 24 und somit der Zylinderanschluß C stattdessen in Verbindung mit dem Druckluftanschluß Έ gebracht, und der Druckanstieg unterstützt jetzt das erneute Auiwärtsdrükken der Membran 20, so daß eine ausgeglichene Ventilfunktion erzielt wird.

Dei Regler gemäß Fig. A unterscheidet sich von dem gemäß Fig. 3 dadurch, daß die von der Membran 1' getragene Scheibe 2' an ihrem rechten Abschnitt durch

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eine Zugfeder 25 betätigt wird, die bestrebt ist, die Membran von der Stutzrolle 7' abzuheben, und dadurch eine Änderung der Reglercharakteristik: hervorruft, und auch dadurch, daß die mit 4er zweiten Membran 20 zusammenarbeitende Ventilvorrichtung als Ventilachieber 26 ausgestaltet ist, der einen Notbremskolben N einschließt. Die von der Membran 20 begrenzte Druckkammer 24 ist noch in offener Ve^oindung mit dem Bremszylinderanechluß C, und die Druckluft zum Betätigen der Bremsen wird dem Regler durch den Vorratsbehälteranschluß I¹ zugeführt, der jedoch mit Ergänzungsdruckluft duich eine Leitung (nicht gezeigt) versorgt wird, die mit dem Anschluß iv. in Verbindung steht. Sobald der DrucK in dieser Zufuhrleitung ausreichend noch ist, um den Notbremskclben gemäß der Zeichnung nach ober, zu drücken, bleibt die Kotbremse unwirksam und bildet nur einen Teil des Ventilschiebers 26, der die A-leitung der Druckluft vom Anschluß C an die Umgebung durch eine Öffnung 27 im unter·en Abschnitt des Reglergehäuses regelt, wenn aber aus irgendeinem Grund der Druck im Anschluß M abfällt, tritt eier Notbremskolben unmittelbar in Aktion, indem er die in der Zeichnung gezeigte Lage 3innimmt. Diese Anordnung

it einer.1 besonderen Notbreraskclben wird vorzugsweise in Anhängern verwendet, um ein unmittelbares Anlegen der Bremse sicherzustellen, wenn sich der Anhänger von dem Zugfahrzeug löst oder unbeabsichtigt von ihm getrennt wird.

Der Regler gemäi?- ?ig. 1 kann auf ähnliche Weise mit einem besonderen Notbremskoiben kombiniert werden, wie es aus Firr. b ersichtlich ist, wo der Notbremskolben als besonderer Zusatz zu dem Gehäuseabschnitt angeordnet

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ist, der den Kolben 14 einschließt. Es sollte bemerkt werden, daß der Juiotbremskolben in diesem Pail durch eine kräftige Feder 30 betätigt wird, die, wenn der Druck in dem Zuführleitungsanschluß M nicht ausreicht, den iiotbremskolben N gemäß der Zeichnung nach links scniebt, so daß er den Einlaß gegen den Anschluß S abdichtet, üin engeres Mittelstück 31 des Notbremskolbens üffnet dann eine freie Verbindung zwischen dem Einlaß i>2 zur Druckkammer 15 und einem in dem Ventilgehäuse vorgesehenen Kanal 33, so daß der Yorratsdruck am Ansohluß P auf die Oberseite des Kolbens 14· einwirken karm, um eine Bremswirkung hervorzurufen. Bei normalem Betrieb, d. h. wenn der Notbi-emskolben N sich in der in der Zeichnung dargestellten Lage befindet, wirkt der Kanal 33 als Ergänzungsleitung, und die Druckluft vom Anschluß M gelangt frei durch eine Dichtungsanordnung 34» d'e um den Notbremskolben herum angeordnet ist und als nicht zurückkehrendes Ventil dient.

Zahlreiche Abwandlungen sind möglich. Beispielsweise braucht die Scheibe 2 oder 2', die von der Membran getragen wi~d und als Kippelement dient, nicht rund zu sein, sondern sie kann z. B. oval 3ein, und unabhängig von der Form kann sie mehr oder weniger exzentrisch relativ zur Membran angeordnet werden, um eine größere Bewegungsfreiheit an der einen Seite zu erhalten als an der anderen. Außerden kann die Scheibe an der Membran auf viele verschiedene und bekannte Weisen befestigt werden.

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Claims

Schutzansprüche :

1. Druckmittelzufuhrregler mit veränderlicher Charakteristik in Abhängigkeit von der Stellung eines beweglichen Einstellelementes desselben, insbesondere zum Steuern der Bremskraft von druckmittelbetätigten Bremsen eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Größe der von dem Fahrzeug getragenen Last, wobei das Einstellelement einen verschiebbaren Schwenkpunkt für ein kipphebelartiges Kippelement aufweist, das während seiner Schwenkung um den Schwenkpunkt dazu dient, Gegenkräfte zwischen zwei beweglichen Wänden zu übertragen, die jeweils eine Druckkammer begrenzen und von denen eine durch einen Steuerdruck betätigt wird, der dem Regler zugeführt wird, und von denen die andere durch den Ausgangsdruck des Reglers betätigt wird, und wobei der Regler außerdem eine Ventilvorrichtung einschließt, deren Arbeitsweise von den Gegenkräften gesteuert wird, um eine Änderung des Ausgangsdruckes im Falle eines Ungleichgewichtes zwischen den Kräften hervorzurufen, dadurch gekennzeichnet, daß das Kippelement (2, 2') von einer Membran (1, 1¹) getragen wird und an ihr befestigt ist, die infolge ihrer eigenen Neigbarkeit dem Kippelement die nötige Beweglichkeit gibt und die eine der beiden Wände bildet, die eine Druckkammer begrenzen.

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1), die das Kippelement (2) trägt, von dem Ausgangsdruck des Reglers (bei C) betätigt wird.

3. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1¹), die das Kippelement (2¹) trägt, von dem Steuerdruck betätigt wird, der dem Regler (bei S) zugeführt wird.

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4· Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kippelement (2, 2') una damit auch die Membran (1, 1') unter der Einwirkung einer exzentrisch angeordneten Feder (3, 25) steht.

5. Regler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (3) das Kippelement (2) und die Membran

(I) gegen den Schwenkpunkt (7) drückt.

6. Regler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (25) das Kippelement (2¹) und die Membrar.

(I^I) von dem Schwenkpunkt (7') fort belastet.

7. Regler nach einem der verhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kippelement (2, 2') die Form einer runden Scheibe oder einer Schale hat, die vorzugsweise im wesentlichen in der Mitte an der Membran (1, 1·) angebracht ist und einen exzentrisch angeordneten Sitz ^f9, 9') für ein Ende einer Betätigungsstange (10, 10') aufweist, deren anderes Ende unter der Wirkung der zweiten beweglichen Begrenzur.gswand (14, 20) des Reglers steht.

8. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkpunkt (7, 7') des Kippelementes (2, 2') in radialer Richtung relativ zu der Membran (1, 1') und u dem Kippelement (2, 2') bewegbar ist und eine große Ausdehnung senkrecht zu dieser Bewegungsrichtung aufweist.

9. Regler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkpunkt (7, 7¹) aus einer oder mehreren koaxialen Rollen besteht, die am Ende einer Stange (6, 6') angeordnet sind, die in dem Reglergehause (II, H¹) geführt ist und als Einstellelement dient.