-
Zweikreisbremsventil für Fahrzeugbremsanlagen Die Erfindung betrifft
ein Zweikreisbremsventil für durch Druckmittel betätigte Fahrzeugbremsanlagen.
-
, Es sind Zweikreisbremsventile für durch Druckmittel betätigte
Fahrzeugbremsanlagen bekanntgeworden, die zwei voneinander unabhängige, getrennt
gesteuerte Bremssysteme besitzen. Bei diesen Ventilen sind in einem zylindrischen
Gehäuse zwei Gruppen von Druckluftein- und -austritten angeordnet. Innerhalb des
Gehäuses sind ein vom Bremspedal beeinflußter Primärkolben und ein durch diesen
beeinflußter Sekundärkolben vorgesehen, welche bei Verschiebung durch Niederdrücken
des Bremspedals je
ein in Ruhestellung des Kolbens die Lufteintritte absperrendes
Ventil bei gleichzeitiger Unterbrechung der Verbindung zu einem Auspuffkanal öffnet.
-
Die Erfindung liegt darin, daß bei einem derartigen Ventil der Sekundärkolben
aus zwei Kolbenteilen be-
steht, daß die.Ventile rohrartige Ventilkörper aufweisen,
von denen der eine mit Führungsstück in einer axialen Ausnehmung des oberen Teiles
des Sekundärkolbens angeordnet ist, und daß der Auspuffkanal durch die Bohrungen
der Ventilkörper und eine Bohrung im unteren Teil des Sekundärkolbens gebildet ist.
-
Diese Anordnung hat den Vorteil, daß rohrförinige Ventilglieder verwendet
werden können, welche infolge der geteilten Ausbildung des Sekundärkolbens leicht
montiert werden können. Außerdem bringt die Verwendung von rohrartigen Ventilkörpern
den Vorteil mit sich, daß diese nahezu druckausgeglichen sind. Ein weiterer Vorteil
besteht darin, daß nunmehr ein geradlinig nach unten führender Auslaßkanal vorgesehen
werden kann, welcher die Gefahr des Abscheidens und Gefrierens von Feuchtigkeit
nahezu ausschließt.
-
Ventile mit rohrartigen Ventilkörpern für Einkreisbremsanlagen sind
bereits bekanntgeworden. Diese bekannte Ausführung gibt jedoch keinerlei Hinweise
auf eine Ausgestaltung für Zweikreisbremsventile, mit welcher die erfindungsgemäßen
Vorteile erzielbar sind.
-
In der Zeichnung sind zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 schematisch den Gesamtaufbau eines Zweikreisbremssystems
für ein Fahrzeug mit Anwendung des erfindungsgemäßen Bremsventils, F i
g. 2 einen senkrechten Schnitt durch ein Zweikreisbremsventil und F i
g. 3 einen senkrechten Schnitt durch eine andere Ausführungsfonn des Zweikreisbremsventils.
Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß die Bremsanlage grundsätzlich aus dem Zweikreisbremsventil
DB, dem Vorderrad- und Hinterradbremssystern 3 bzw. 4, die mit den beiden
Auslaßöffnungen des Ventils DB durch die Leitungen 1, 2 verbunden sind, den
beiden Druckluftspeichern 7, 8, verbunden mit den Drucklufteinströmöffnungen
des Ventils DB durch die Leitungen 5, 6, und dem Kompressor C besteht,
an den über die Rückschlagventile NR die Druckluftspeicher 7, 8 angeschlossen
sind.
-
Aus F i g. 2 ist zu entnehmen, daß das Ventil DB ein im wesentlichen
zylindrisches Gehäuse 9 hat, das aufrecht mittels Schraubenbolzen an seinem
oberen Ende an einer Montageplatte 10 befestigt ist, an der bei 12 ein Bremspedal
11 schwenkbar gelagert ist. Innerhalb des Gehäuses sind mit Abstand voneinander
ein einteiliger Primärkolben 13 und ein zweiteiliger Sekundärkolben 14, 14
a angeordnet. Der Primärkolben liegt oben im Gehäuse. Er wird beim Niederdrücken
des Bremspedals abwärts bewegt. Hierzu dienen bei dieser Ausführungsform der Erfindung
eine in einem oberen Gehäuseabteil 9 a verschiebbare Kappe 15, ein
in einer Bohrung der Grundplatte 10 verstellbarer Tauchkolben 16,
der mit seinem unteren Ende auf die Kappe 15 drückt und auf dessen oberes
Ende das rollenartige Druckstück 17 des Fußbremshebels wirkt, und eine abgestufte
Mehrfachfederung 18, die zwischen dem Teil 15 und einer Ringplatte
19 eingespannt ist, welche ihren Sitz auf dem Kopf des Druckbolzens 20 hat,
der durch den in eine Pfanne eingreifenden Kugelvorsprung 21 mit dem Kopf des Kolbens
13 in Verbindung steht. Die den Druck vom Pedal auf den Kolben
13 übertragenden
Federn 18, die gegebenenfalls auch
durch eine einzige Feder ersetzt werden können, ermÖglichen eine progressive Steuerung
der auszuübenden Bremskraft.
-
Der obere Teil 14 des Sekundärkolbens ist mit einer Axialbohrung versehen,
in der ein rohrartiger Ventilkörper 22 angeordnet ist. Der Ventilkörper 22 ist axial
verschiebbar durch eine Ventilführung 23
gehalten, die passend in das untere
Ende der Axialbohrung des Teiles 14 eingesetzt ist. Der Ventilkörper 22 wird durch
eine Feder 24 oben gegen den abwärts gerichteten kreisförmigen Sitz 25 am
Kolbenteil 14 anliegend gehalten. Am Umfang des Kolbenteiles sind zwei durch eine
Umfangsnut 26 voneinander getrennte Dichtungszonen vorgesehen. Die Nut
26 steht durch den Kanal 27 mit der axialen Bohrung des Teiles 14
in Verbindung. Ein ähnlicher Ventilkörper 22 a ist in einer Kammer 28 angeordnet,
die in einer unteren Erweiterung des Gehäuses vorgesehen ist. Für diesen Ventilkörper
22 a ist ein feststehendes Ventilführungsglied 29 vorgesehen. Der Ventilkörper
22 a wird bei der dargestellten Ausführungsform an seinem oberen Ende durch Federn
gegen den abwärts gerichteten kreisförmigen Ventilsitz 30 anliegend gehalten,
der an einem einwärts gerichteten Gehäusevorsprung ausgebildet ist.
-
Der Primärkolben 13 ist an seiner Unterseite mit einem koaxialen
zapfenartigen Ansatz 31 versehen, der zur Ventilbetätigung dient und in der
Neutrallage, wie dargestellt, einen geringen Abstand von der Oberseite des Ventilkörpers
22 hat. Ein ähnlicher Ventilbetätigungsansatz 32 ist an der Unterseite des
Kolbenteiles 14 a in entsprechender Anordnung relativ zu dem Ventilkörper
22 a vorgesehen. Der rohrartige Ansatz 32, die Ventilkörper 22, 22 a und
die zugehörigen Ventilführungen 23, 29 begrenzen einen axialen Auspuffkanal
33, der sich unten in die Atmosphäre über ein Rückschlagventil 34 öffnet.
Dem Primärkolben 13 ist eine Rückstellfeder 35 zugeordnet, die zwischen
dem Kolben 13 und dem Kolbenteil 14 eingespannt ist, während der Sekundärkolben
im ganzen unter der Wirkung einer Rückstellfeder 36 steht ' die zwischen
der Unterseite des Kolbenteiles 14 a und einem festen Anschlag 37 am Gehäuse
angeordnet ist. Die Aufwärtsbewegung des Sekundärkolbens wird begrenzt durch einen
Anschlag 38
der Gehäusewand.
-
In der Wand des Gehäuses 9 ist ein Luftzuführungskanal
39 vorgesehen, an den die Druckluftleitung 6 (F i g. 1) angeschlossen
ist und der innen in die Umfangsnut 26 des Kolbenteiles 14 mündet. Der zugehörige
Druckluftaustrittskanal 40 ist in der Gehäusewand an einem Punkt zwischen dem Kolben
13
und dem Kolbenteil 14 angeordnet. Der Luftzuführungskanal 41 für den Anschluß
der Leitung 5
(F i g. 1) ist unterhalb des feststehenden Ventilsitzes
30, zu dem das untere Ventilglied 22 a gehört, angeordnet und der hierzu
gehörende Druckluftaustritt 42 unmittelbar oberhalb des Ventilsitzes 30.
Die Luftzu- und -austrittskanäle können doppelt, etwa an gegenüberliegenden Stellen
des Gehäuses, angeordnet sein, wie in F i g. 2 für den Eintritt 41 und den
Austritt 42 angedeutet, um die Montage der Bremsanlage zu erleichtern, wobei nicht
benutzte öffnungen durch Stopfen verschlossen werden.
-
Das Bremsventil arbeitet folgendermaßen: in der dargestellten Neutralstellung
bzw. bei »gelöster Bremse« liegen die Ventilkörper 22, 22 a gegen ihre Sitze
25, 30 an und sperren demgemäß den Lufteintritt ab. Da das untere Ende der
Ventilbetätigungsansätze 31, 32 einen geringen Abstand zu den zugehörigen
Ventilkörpern hat, besteht eine Verbindung zwischen den Austrittskanälen 40, 42
und dein Auspuffkanal 33. Sobald das Bremspedal niedergedrückt wird, wird
eine entsprechende Kraft über die Federn 18 auf den Primärkolben
13 ausgeübt und bewegt diesen abwärts. Der Ansatz 31 des Kolbens
13 setzt auf den Ventilkörper 22 auf und unterbricht die Verbindung zwischen
dem Luftaustrittskanal 40 und dem zentralen Auspuffkanal. Bei fortgesetzter Bewegung
des Kolbens 13 wird der Ventilkörper 22 von seinem Sitz 25 abgehoben.
Druckluft strömt numriehr vom Eintrittskanal 39 über 27 zum Austrittskanal
40 und von dort zu den rückwärtigen Bremszylindern. Nach Maßgabe des Druckanstieges
über dem Kolbenteil 14 wird auch dieser und mit ihm Kolbenteil 14 a abwärts
gedrückt, so daß der Ventilkörper 22 a von seinem Sitz abgehoben wird, wodurch die
vorderen Bremszylinder ebenfalls mit der Druckluftzuleitung verbunden werden. Wie
ersichtlich, wirkt unter dies= Bedingungen der Luftüberdruck auf der Unterseite
des Primärkolbens 13 entgegengesetzt zu der durch das Federsystem
18 übertragenen mechanischen Kmft des fuß- oder handbetätigten Hebels
11, an dem diese Reaktionskraft fühlbar wird.
-
Sobald der die Unterseite des Sekundärkolbens 14, 14 a belastende
Druck gleich der Druckbelastung auf seiner Oberseite wird, geht der Kolben aufwärts,
bis der Ventilkörper 22 a wieder auf seinem Sitz 30 unter Schließen des Druckmittelstromes
aus dem Kanal 41 aufsitzt, wodurch das vordere Bremssystem einen Gleichgewichtszustand
annimmt. Ähnlich kommt auch das hintere Biemssystem ins Gleichgewicht, wenn der
Luftdruck unter dem Primärkolben 13
einen zur überwindung der auf seine Oberseite
ausgeübten mechanischen Kraft ausreichenden Grenzwert erreicht, so daß der Primärkolben
aufwärts geht
In diesem Betriebszustand bleibt der Kolbenansatz
31 in Berührung mit dem Ventilkörper 22, wodurch ein Luftverlust zum Auspuffkanal
hin verhindert wird, während eine größere Kraft des Fahrzeuglenkers auf das Bremspedal
die Ventile 22, 22 a erneut öffnet und entsprechend den Luftdruck in den Bremszylindern
erhöht. Wenn jedoch das Bremspedal vom Fahrer freigegeben wird, dann setzen nicht
nur beide Ventilkörper 22, 22 a auf ihrem Sitz auf, sondern es gehen auch beide
Kolben durch die Wirkung der Rückstellfedem aufwärts, wobei sich die Kolbenansätze
von den Ventilkörpem abheben und die Bremsleitungen zum Auspuffkanal hin geöffnet
werden.
-
Sollte der Fahrer z. B. bei einer Notbremsung eine sehr starke Kraft
auf das Pedal ausüben, wird das Federsystem entsprechend zusammengedrückt,
und der Sekundärkolben folgt der Bewegung des Primärkolbens, bis er auf den Anschlag
43 des Gehäuses trifft; in der dadurch bestimmten Lage kommen beide Bremssysteme
unter den vollen Druck der Druckluftspeicher.
-
Bei einem Ausfall des sekundären Bremssystems bleibt das primäre Bremssystem
in Funktion, wie bei Betätigung durch ein besonderes Bremsventil; umgekehrt verstellt
bei Ausfallen des Primärsystems der Primärkolben beim Abwärtsdrücken des Bremspedals
den Sekundärkolben und betätigt damit das sekundäre Bremssystem.
Die
Unterteilung des Sekundärkolbens ist so ausgeführt, daß die die beiden Kolbenteile
14, 14 a trennende Fuge zwischen zwei oder mehreren Kolbendichtungsringen
45 liegt, wobei ein kleiner Zwischenraum 44 zwischen den beiden Kolbenteilen verbleibt,
der in ständiger Verbindung mit dem zentralen Auspuffkanal 33 ist.
-
Die Anwendung des schwimmenden Sekundärkolbens hält nicht nur die
Druckdifferenzen zwischen den beiden Systemen auf einem Minimum, sondern verhindert
auch das Aufreißen der Ventile, indem die zum Aufreißen des Primärventils erforderliche
Kraft als Reaktion auf das Sekundärventil übertragen wird, d. h., beide Ventile
werden durch dieselbe Kraft aufgerissen, die sonst zum Aufreißen nur eines Ventils
erforderlich ist. Die Benutzung von teilweise entlasteten Ventilen erhöht die Feinfühligkeit
des Bremsventils. Andere Vorteile des erfindungsgemäßen Bremsventils sind einfache
Bauart, geringe Fertigungskosten und der senkrecht durchgehende Auspuffkanal, der
die Gefahr des Abscheidens und Gefrierens von Feuchtigkeit bei niedriger Temperatur
herabsetzt.
-
Die Kugel- und Kugelpfannenverbindung 21 zwischen den Druckbolzen
20 und dem Kolben 13 und die entsprechende Verbindung zwischen der Druckplatte
19 und dem Kopf des Druckbolzens beseitigen die Gefahr der übertragung seitlicher
Beanspruchungen auf den Kolben 13 durch ungenau gerichtete Druckfedern
18.
-
Eine andere Bauart, die ebenfalls seitliche bzw. außermittige Beanspruchungen
des Primärkolbens vermeidet, ist in F i g. 3 dargestellt. An Stelle einer
Stufendruckfeder ist hier ein Druckkörper 46 aus Gummi oder einem anderen federnden
Material vorgesehen, der bei Verformung durch Zusammendrücken die verlangte Verstellcharakteristik
ergibt. Wie ersichtlich, ist dabei die Gehäuseerweiterung 9 a
der F
i g. 2 fortgelassen. Der Kolben 13 legt sich in Schließlage von unten
gegen die Grundplatte 10. Die Abwärtsbewegung des Tauchkolbens
16 wird durch eine Druckplatte 47 auf den Gummikörper übertragen, der in
einer Ausnehmung auf der Oberseite des Kolbens 13 untergebracht ist. Im übrigen
sind die Ausführung und die Arbeitsweise des Ventils die gleichen wie nach F i
g. 2.
-
Anstatt das Bremsventil unmittelbar durch ein Bremspedal, wie dargestellt,
zu betätigen, kann der Plunger 16 auch durch einen Hebel oder gleichwertige
Mittel von einem entfernt angeordneten Bremspedal od. dgl. betätigt werden.