DE971748C

DE971748C - Steuerventil fuer Druckluft-Bremsanlagen in Kraftfahrzeugen oder Kraftfahrzeuganhaengern

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Publication number: DE971748C
Application number: DEM780A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1947-05-17
Filing date: 1949-12-06
Publication date: 1959-03-19
Also published as: FR966228A

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für Druckluft-Bremsanlagen in Kraftfahrzeugen oder Kraftfahrzeuganhängern.

Es ist bereits ein Steuerventil mit vier Kammern bekannt, bei dem die Steuerluftkammer, die Bremsluftkammer, die Vorratskammer und die Füllkammer in dieser Reihenfolge hintereinander augeordnet sind. Die Steuerluftkammer und die Bremsluftkammer sowie die Vorratskammer und die Füllkammer sind dabei durch eine Membran getrennt. Die Membranen sind durch eine Stange untereinander verbunden, die jedoch nicht reibungsfrei gelagert ist. Es ist auch bereits ein Steuerventil mit zwei Membranen bekannt, die durch eine ohne Führung, also reibungsfrei gelagerte Stange miteinander verbunden sind.

Ferner kennt man bereits ein Steuerventil mit fünf Kammern in der Reihenfolge Füllkammer, Steuerluftkammer, Außenluftkammer, Bremsluftkammer, Vorratskammer. Die einzelnen Kammern sind durch Membranen voneinander getrennt. Auch l>ei einem anderen, mit fünf Kammern versehenen Steuerventil, wol>ei die Kammern in der Reihenfolge Steuerluftkammer, Bremsluftkammer, Außenluftkammer, Vorratskammer, Füllkammer angeordnet sind, verwendet man bereits Membranen.

Weiter gehört ein Steuerventil mit einer Membran und einer damit verbundenen Stange zum

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Stande der Technik, die ohne Lager, also reibungsfrei, geführt ist und die Ventilschließglieder eines Einlaßventils und eines Auslaßventils trägt.

Will man beim eingangs erwähnten Steuerventil mit vier Kammern in naheliegender Weise die Stangenverbindung der Membranen reibungsfrei gestalten, so wird man Bremsluftkammer und Vorratskammer durch eine starre Wand voneinander trennen und diese Wand mit einer Öffnung versehen, durch die hindurch sich die Stange unbehindert hin- und herbewegen kann und die als Ventilsitz für das Einlaßventil ausgebildet ist.

Bei keinem der eingangs erwähnten, mit Membranen arbeitenden Steuerventil ist jedoch der Luftauslaß so gestaltet, daß keine Reibungsstelle für die die Membranen verbindende Stange in Kauf genommen werden muß. Dies läßt sich erst dadurch erreichen, daß man die Bremsluftkammer durch einen Kolben abschließt, der eine öffnung aufweist, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der die Membranen verbindenden Stange und die als Sitz für ein im Bereich der Außenluftkammer angeordnetes, mit der Stange fest verbundenes Ventilglied dient. Erst dadurch wird die führungslose Lagerung der Stange auch in diesem Bereich erreicht.

Die Erfindung betrifft also ein Steuerventil für Druckluft-Bremsanlagen in Kraftfahrzeugen oder Kraftfahrzeuganhängern und besteht in der Gesamtkombination folgender Merkmale:

a) Das Steuerventil weist fünf übereinander angeordnete -Kammern auf, von denen die erste mit dem Hauptluftbehälter des Motorwagens in Verbindung steht, die zweite mit der ersten Kammer über ein automatisches Ventil, mit der dritten Kammer über ein Einlaßventil und mit einem Hilfsluftbehälter in ständiger Verbindung steht, die dritte mit den zugeordneten Bremszylindern ständig, mit der Vorratskammer über das Einlaßventil und mit der vierten Kammer über ein Auslaßventil in Verbindung steht, die vierte und fünfte Kammer dagegen ständig voneinander getrennt sind, wobei die fünfte Kammer mit einem Bremsventil durch eine Leitung verbunden werden kann;

b) die Füllkammer und die Vorratskammer sind durch eine Membran voneinander getrennt;

c) die Außenluftkammer und die Steuerluftkammer sind ebenfalls durch eine Membran voneinander

getrennt;

d) die Membranen sind durch eine Stange miteinander verbunden;

e) die Vorratskammer und die Bremsluftkammer sind voneinander getrennt durch eine feste Wand mit einer Öffnung, die durch ein Einlaßventil überwacht wird, das durch Bewegen der die Membranen verbindenden Stange geöffnet werden kann, und durch die die Stange reibungsfrei hindurchgeführt ist;

f) die Bremsluftkammer ist von der Außenluftkammer durch einen verschiebbaren Kolben getrennt, der eine Öffnung aufweist, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der die Membranen verbindenden Stange und die als Sitz für ein im Bereich der Außenluftkammer angeordnetes, mit der Stange fest verbundenes Ventilglied dient.

Durch die Gesamtkombination dieser Merkmale wird ein verhältnismäßig einfaches Steuerventil ohne Reibungsstellen im Gehäuse für die Führung der die Membranen verbindenden Stange geschaffen.

Um das Verhältnis Bremsdruck zu Steuerdruck größer als Eins zu machen, wird in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen, dem die Bremsluftkammer abschließenden, sogenannten Rückführkolben in an sich bekannter W^xeise einen kleineren Durchmesser zu geben als dem Steuerkolben.

Für dieses Merkmal und die Merkmale der weiteren Unteransprüche wird nur im Rahmen des Hauptanspruches Schutz begehrt.

Andere Eigenschaften und Vorteile des Ventils nach der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. ι einen vertikalen Axialschnitt durch ein Ventil für einen mit einer Druckluftbremsanlage versehenen Anhänger,

Fig. 2 eine Einzelheit der Fig. 2 im vergrößerten Maßstab.

Fig. 3 einen axialen Schnitt durch ein Ventil für ein Einzelfahrzeug, das mit einer Druckluftanlage versehen ist,

Fig. 4 eine Einzelheit der Fig. 3 im vergrößerten Maßstab,

Fig. 5 eine Variante der Fig. 4 und Fig. 6 das Leitungsschema für die Anordnung eines Ventils nach der Erfindung bei einem Fahrzeug, das einen Anhänger ziehen soll.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 besteht das Ventil aus einem Zentralkörper 1, der mit Endflanschen ι α und 1 b versehen ist, an denen zwei Schalen 2 und 3 befestigt sind, die mit übereinstimmenden Flanschen versehen sind.

Zwischen der Schale 2 und dem Körper 1 ist eine elastische Membran 4 eingeschlossen, die zwei Kammern A und B bildet.

Die Kammer A steht mittels eines Stutzens 5 mit dem Bremsventil in Verbindung, während die Kammer B mit der Atmosphäre über ein Loch 6 in Verbindung steht.

Zwischen der Schale 3 und dem Körper 1 ist eine elastische Membran 7 eingeschlossen, die zwei Kammern 8 und 9 bildet.

Die Kammer 8 steht durch einen Stutzen 10 mit dem Druckluftbehälter des Motorwagens über einen Luftfilter 60 in Verbindung, während die Kammer 9 über einen Stutzen 11 mit dem Druckluftbehälter des Anhängers verbunden ist.

Ein Stutzen 12 an dem Körper 1 verbindet den Körper des Ventils mit der Leitung der einstellbaren Bremse. Dieser Stutzen 12 steht mit einer axialen Leitung 13 des Körpers 1 in Verbindung, über welche er mit der Kammer B und daher mit der Atmosphäre oder mit der Kammer 9 und daher

mit dem Druckluftbehälter des Anhängers verbunden werden kann.

Die beiden Membranen 7 und 4 sind durch eine Spindel 14 miteinander verbunden, die frei durch die Leitung 13 hindurchgeführt ist und an der die Membranen mittels Muttern 15 und 16 befestigt sind. Die Mutter 16 besteht aus zwei Elementen 16α und 16b (Fig. 2). Sie weist eine axiale Bohrung 17 auf, die durch ein Kugelventil 18, das durch eine schwaahe Feder 19 belastet ist, geschlossen werden kann. Die Leitung 17 ist mit einer Leitung 20 im Ende der Spindel 14 verbunden, an die eine radiale Bohrung 21 im Spindelkörper angeschlossen ist. Die Bohrung 21 mündet in eine Kammer 22 eines Schalenkörpers 23, der durch eine Feder 24 gegen die Membran 7 gedrückt wird und mit einem radialen Loch 23 a, das in die Kammer 9 mündet, versehen ist.

Am anderen Ende stützt sich die Feder 24 auf eine Ventilscheibe 25 aus Dichtungsmaterial ab, die ihrerseits an einer Rippe 1 c des Körpers 1 anliegt.

Auf diese Weise können die Kammern 8 und 9

miteinander über die Leitungen 17, 20, 21 und 23 a verbunden werden.

Die Scheibe 25, die als Verbindungsventil zwischen der Kammer 9 und der Leitung 13 wirkt, wird mit den Bewegungen der Spindel 14 durch einen an der Spindel 14 angebrachten Bund 26 verschoben.

Zwischen der Mutter 16 und der Membran 7 ist eine Scheibe 27 angebracht, auf der sich eine Schraubenfeder 28 abstützt, deren anderes Widerlager durch eine Scheibe 29 gebildet ist, die von einem Schaft 30 getragen wird, der in einer Bohrung der Schale 3 verschiebbar ist. Das untere Ende des Schaftes 30 stützt sich auf einer Kurvenscheibe 31 ab, die um einen Bolzen 32 drehbar ist, welcher in einer Gabel 33 der Schale 3 gehalten ist. Zwei Ansätze 34 der Kurvenscheibe 31 begrenzen +0 die durch einen Hebel 35, der mit einem Kugelkopf 36 versehen ist, betätigte Verschwenkung derselben in den beiden Richtungen, und eine mittlere Raste, in die der Schaft 30 eingreift, verhindert, daß die Kurvenscheibe sich infolge der Beanspruchungen, die sich während der Fahrt ergeben, selbständig aus der dargestellten mittleren Stellung verschiebt. Im Körper 1 des Ventils, an der auf die Schale 2 hin gerichteten Seite, ist eine Kammer 37 ausgespart, die in ihrem unteren Teil mit der Leitung 13 in Verbindung steht. Im oberen Teil dieser Kammer ist eine Scheibe 38 angeordnet, welche eine zentrale Bohrung mit kreisförmigem Flansch aufweist, auf der eine Gummidichtung 39 und eine kleine Scheibe 40 befestigt sind, auf der sich eine Schraubenfeder 41 abstützt, deren anderes Widerlager durch den Boden der Kammer 37 gebildet wird. Ein elastischer Ring 42, der in einer Auskehlung des Körpers 1 angebracht ist, verhindert, daß die Scheibe 38 sich nach oben verschiebt. An der Membran 4 ist innen eine Scheibe 43 befestigt, die mit einem konischen Flansch 44 versehen ist und als Regulierungsventil für die zentrale Bohrung der Scheibe 38 wirkt.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Um die Bremse des Anhängers zu betätigen, läßt man Druckluft in die Kammer A durch den Stutzen 5 hindurch einströmen und erzeugt auf diese Weise den Druck, der die Verschiebung der Spindel 14 in Richtung nach unten bewirkt.

In der ersten Phase kommt der Bund 26, sobald das Ventil 44 die Bohrung der Scheibe 38 verschlossen hat, zur Anlage an die Scheibe 25.

Eine weitere Verschiebung der Spindel 14 in Richtung nach unten bewirkt ein Abheben der Scheibe 25 von der Rippe 1 c und bringt den Stutzen 11 sowie den Druckluftbehälter mit dem Stutzen 12 zur Bremsleitung in Verbindung. Man erzielt so die vom Motorwagen gesteuerte Bremsung. Die Oberflächen der Membran 4 und der Scheibe (des Rückführkolbens) 38 sind so aufeinander abgestimmt, daß in den Bremszylindern des Anhängers ein höherer Druck erzielt wird als in den Bremszylindern des Motorwagens.

Im Falle eines unbeabsichtigten Lösens des Anhängers vom Motorwagen zerreißen die biegsamen Leitungen, deren Enden die Stutzen 5 und 10 bilden, derart, daß die Membran 4 sich auf ihren beiden Seiten unter atmosphärischem Druck und damit im Gleichgewicht befindet.

Die Membran 7 dagegen steht statt dessen nur von der Seite der Kammer 9 her unter dem Druck der Druckluft, bewegt deshalb die Spindel 14 nach unten und bewirkt so die Bremsung des Anhängers.

Falls der Fährer mit dem abgekuppelten Anhänger manövrieren will, ist es notwendig, daß er die Bremsen löst. In diesem Falle genügt es, daß er den Hebel 35 um 90⁰ aus der dargestellten Lage nach rechts oder links dreht. Durch die Wirkung der Kurvenscheibe wird der Schaft 30 mit der Scheibe 29 angehoben, die sich auf der unteren Fläche der gesenkten Mutter 16 abstützt (in der Zeichnung nicht dargestellt).

Durch die Verschiebung der Spindel 14 nach oben, um das Ventil 25 zu schließen und darauffolgend das Ventil 44 von der Bohrung der Scheibe 38 abzuheben, wird der Stutzen 12 mit der Atmosphäre in Verbindung gebracht. Wenn der Fahrer nach dem Wiederankuppeln des Anhängers und dem Anschließen der Rohrleitungen zwischen Motorfahrzeug und Anhänger an die Stutzen 5 und im 10 den Hebel 35 unbeabsichtigt in der angehobenen Stellung belassen haben sollte, so stellt die durch den Stutzen 10 hindurch einströmende Druckluft automatisch in den beiden Kammern 8 und 9 den Druck wieder her, wodurch der angehobene Hebel 35 wieder in die dargestellte vertikale Stellung verschwenkt wird.

Das in Fig. 3 und 4 dargestellte Ventil unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen dadurch, daß es für ein Fahrzeug ohne Anhänger bestimmt ist und deshalb die Vorrichtung zum Lösen der Bremsen fehlt. Das Kugelventil 18 und die zugehörige Feder kommen in Fortfall, und der Teller 29 der Feder 28 ist mit einer Bohrung 29 a versehen, in der ein Schaft 50 beweglich ist, der in eine Bohrung der Schale 3 eingeschraubt

und außen mit einem sechseckigen Bolzenkopf $o a versehen ist sowie eine Mutter 51 trägt, die als Gegenmutter dient. Eine Feder 46, deren Draht einen kleineren Durchmesser besitzt als der der Feder 28, dient dazu, die Gesamtheit der beweglichen Teile des Ventils wieder in die Ausgangsstellung, d. h. Ruhestellung, zu verbringen. Ihr unteres Ende stützt sich auf einer Scheibe 47 ab, die von einem kleinen elastischen Ring 48 gehalten wird.

Die Dichtung längs des Schaftes erfolgt hierbei durch einen Dichtungskörper 49 von Becherform. In der Ruhestellung ist zwischen den Enden des Schaftes 50 und den Enden der Bohrung 29 α ein gewisser Abstand vorhanden, der dem toten Gang der Spindel 14 entspricht. Auch die Konstruktion des Regulierungsventils für die mittlere Bohrung der Scheibe 38 ist anders.

An der Membran 4 ist innen eine Scheibe 43 befestigt, die mit einem unteren Ansatz versehen ist, in den ein Gummiring 45 versenkt ist, der beim Verschieben der Spindel 14 an einem ringförmigen Vorsprung38 α der Scheibe 38 zur Anlage kommt. Das Ventil kann sofort für die Verwendung bei Anhängern umgeändert werden, indem man in die Mutter 16 a, i6b eine Kugel 18 und eine Feder 19 (Fig. s) einsetzt, um die automatische Wirkung der Anhängerbremsen herbeizuführen, falls der Anhänger sich von dem Zugfahrzeug löst. In dem Schema gemäß Fig. 6 ist mit JT ein Druckluftbehälter auf dem Motorwagen bezeichnet, mit D ein Bremsventil, das durch das Bremspedal P betätigt wird. V ist das oben beschriebene Ventil, Fa und Fp bezeichnen die entsprechenden Bremszylinder der Vorder- und der Hinterräder des Motorfahrzeuges, Cm ist die Rohrleitung für die einstellbare Bremse, die in den Stutzen 12 mündet, und mit A ist die Vorrichtung zum Ankuppeln des Anhängers bezeichnet.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, werden die Bremszylinder der Hinterräder des Motorwagens durch die Leitung Cm gespeist, in welcher auf Grund der Differenz der Oberflächen der Membran 4 und der Scheibe 38 ein höherer Druck herrscht als in den Zylindern der Vorderradbremsen Fa.

Die Belastung der Feder 28 ist mittels der Schraube 50 nach Belieben einstellbar.

Die Vorrichtung wirkt ebenso wie die vorstehend an Hand der Fig. 1 und 2 beschriebene. Der einzige Unterschied besteht darin, daß, wenn das Ventil 18, 19 fehlt (Fig. 4), keine automatische Wirkung der Bremsen beim Abreißen des Anhängers eintritt, während dies bei der in Fig. 5 dargestellten Konstruktion der Fall ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Steuerventil für Druckluft-Bremsanlagen in Kraftfahrzeugen oder Kraftfahrzeuganhängern, gekennzeichnet ausschließlich durch die Gesamtkombination folgender Merkmale: a) Das Ventil weist fünf übereinander angeordnete Kammern auf, von denen die erste (Füllkammer 8) mit dem Hauptluftbehälter des Motorwagens in Verbindung steht, die zweite (Vorratskammer 9) mit der ersten Kammer über ein automatisches Ventil, mit der dritten Kammer (Bremsluftkammer 13) über ein Einlaßventil und mit einem Hilfsluftbehälter in ständiger Verbindung steht, die dritte (Bremsluftkammer 13) mit den zugeordneten Bremszylindern ständig, mit der Vorratskammer über das Einlaßventil und mit der vierten Kammer (Außenluftkammer B) über ein Auslaßventil in Verbindung steht, die vierte und fünfte Kammer dagegen ständig voneinander getrennt sind, wobei die fünfte Kammer (S teuer luftkammer A) mit einem Bremsventil durch eine Leitung verbunden werden kann;

b) die Füllkammer (8) und die Vorratskammer (9) sind durch eine Membran (4) voneinander getrennt;

c) die Außenluftkammer (B) und die Steuerluftkammer (A) sind ebenfalls durch eine Membran (7) voneinander getrennt;

d) die Membranen (4 und 7) sind durch eine Stange (14) miteinander verbunden;

e) die Vorratskammer (9) und die Bremsluftkammer (13) sind voneinander getrennt durch eine feste Wand mit einer Öffnung, die durch ein Einlaßventil überwacht wird, das durch Bewegen der die Membranen verbindenden Stange geöffnet werden kann, und durch die die Stange reibungsfrei hindurchgeführt wird;

f) die Bremsluftkammer ist von der Außenluftkammer durch einen verschiebbaren Kolben (38) getrennt, der eine öffnung aufweist, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der die Membranen verbindenden Stange (14) und die als Sitz für ein im Bereich der Außenluftkammer (B) angeordnetes, mit der Stange fest verbundenes Ventilglied (44) dient.
2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Bremsluftkammer abschließende, sogenannte Rückführkolben (38) einen kleineren Durchmesser als der Steuerkolben (4) aufweist.
3. Steuerventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (14) zum Lösen der Bremsen des vom Zugwagen abgekuppelten Anhängers von Hand mittels eines Schwinghebels (35) verstellbar ist, dessen eines Ende als Kurvenscheibe (31) ausgebildet ist, auf welcher sich ein im Körper (1) des Ventils angeordnetes, unter der Wirkung einer Feder (28) stehendes Organ (30), das auf die Befestigungsmutter (16 a, i6b) der ersten Membran (7) drückt, abstützt.
4. Steuerventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (31) mit zwei Anschlägen (34) versehen ist, die ihre Schwingbewegung auf 90⁰ in beiden Riehtungen begrenzen.
5. Steuerventil nach Anspruch ι und 2, jedoch für die Regelung des Bremsdruckes in einer Bremsengruppe eines Zugfahrzeuges, gekennzeichnet durch eine Feder (28), die der Abwärtsbewegung der Stange (14) entgegenwirkt, und durch Mittel zum Verändern der Vorspannung dieser Feder.
6. Steuerventil nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Regulierschraube (50), die in die untere Schale (3) des Ventilkörpers eingeschraubt ist und deren gewindeloses Ende in einer Bohrung (29 a) des Federtellers (29) geführt wird, auf dem sich die Feder (28) abstützt und der selbst durch eine schwächere Gegenfeder (46) gehalten wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 648816, 688340, ^6l5; französische Patentschrift Nr. 966228; britische Patentschrift Nr. 276452;

USA.-Patentschriften Nr. 1 715 765, 2057132, 2077515, 2289559, 2380507.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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