DE1550610C - Ventilanordnung, bestehend aus zwei Steuerventilen, insbe sondere fur die Steuerung von Fahrzeugbremsen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung, bestehend aus zwei Steuerventilen, insbesondere für die Steuerung von Fahrzeugbremsen, wobei jedes Ventil in einem eigenen Zweig eines Druckmittelsystems und beide Ventile in einem gemeinsamen, aus mehreren übereinander angeordneten Gehäuseteilen bestehenden Gehäuse angeordnet sind, mit einem von Hand betätigbaren Mechanismus für beide Ventile, wobei jedem Ventil ein eigener Einlaß- und Auslaßkanal sowie eine Entlüftungsöffnung zugeordnet sind und das erste Ventil im oberen Gehäuseteil, der auf der Seite des Betätigungsmechanismus sitzt, und das zweite Ventil im unteren Gehäuseteil angeordnet ist, wobei in der Ruhestellung zwischen dem Auslaßkanal des ersten Ventils und der Entlüftungsöffnung und in jeder Betriebsstellung des ersten Ventils zwischen seinem Einlaß- und Auslaßkanal eine Strömungsverbindung besteht.

In bekannten Druckmittelsystemen für Fahrzeuge od. dgl. wird ein Steuerventil betätigt, um wahlweise einen an einer Druckmittelquelle des Systems herrschenden Betriebsdruck eines Arbeitsmittels an einer vorbestimmten Stelle wirksam werden zu lassen, um von Hand ein auf den Arbeitsmitteldruck des Systems ansprechendes Betriebselement einer Vorrichtung zu betätigen, in der beispielsweise eine Reibungskraft erzeugt wird und die mit dem Betriebselement in Wirkverbindung steht. Dabei ist der Arbeitszylinder der die Reibungskraft erzeugenden Vorrichtung, beispielsweise einer Bremse, Kupplung

od. dgl. meist gleichzeitig mit einem federbelasteten Hilfselement oder Notorgan versehen, das auf einen Not- oder Reservedruck anspricht, der unter einem vorherbestimmten Wert liegt und von einer weiteren, sogenannten Not-Druckmittelquelle zugeführt wird,

um das Betriebsorgan zu betätigen und dadurch die mechanische Notbetätigung der Vorrichtung zu bewirken. Eines der unerwünschten oder nachteiligen Merkmale dieser bekannten Druckmittelsysteme ist

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das Fehlen einer Kontrolle über die Größe oder dem Ventilsteuerelement zugekehrten Stirnseite die Stärke der Notbetätigung der beispielsweise eine Rei- eine Ventilsitzfläche des ersten Ventils trägt, die der bungskraft ausübenden Vorrichtung. Mit anderen anderen, ortsfest angeordneten Ventilsitzfläche des Worten, die Größe oder Stärke der Notbetätigung der ersten Ventils zugeordnet ist, wobei der bewegbaren betätigten Vorrichtung war bisher von der Größe des 5 Ventilsitzfläche eine weitere bewegbare Ventilsitz-Arbeitsmitteldruckabfalls unter den vorbestimmten sitzfläche zugeordnet ist, die sich am Ventilsteuer-Grenzwert abhängig. Wenn der Druck beispielsweise element befindet.

nur bis auf den vorbestimmten Wert abgefallen war, Die erfindungsgemäße Ventilanordnung läßt sich

erfolgte die Notbetätigung der Reibungsvorrichtung sehr vorteilhaft anwenden, wenn die Druckkammer

normalerweise nur langsam und schwach, während io ein auf der einen Seite eines Arbeitskolbens liegender

sie bei vollständiger Druckerschöpfung sofort und Innenraum des Arbeitszylinders ist und das über das

sehr stark erfolgte. In diesem Zusammenhang muß zweite Ventil zugeführte Druckmittel über diesen

es als ein weiteres unerwünschtes oder nachteiliges Arbeitskolben eine Druckfeder vorspannt, wobei

Merkmal der bekannten Druckmittelsysteme ange- diese Druckfeder bei Betätigung des zweiten Ventils

sehen werden, daß sie keine bemessene Reduzierung 15 infolge der zwischen dem Auslaßkanal und der Aus-

des Arbeitsmitteldrucks im Not- bzw. Hilfssystem Strömöffnung hergestellten Verbindung einen Mecha-

und damit eine kontrollierte Notbetätigung der zu nismus im Notbetrieb betätigt,

betätigenden Vorrichtung ermöglichen. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfin-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vor- dungsgemäßen Ventilanordnung und ein damit zustehend beschriebenen Nachteile zu beseitigen und 20 sammenhängender Mechanismus wird an Hand der damit ein Steuerventil der eingangs erläuterten Art Zeichnungen im folgenden beschrieben. Es zeigt vorzusehen, mit dem eine arbeitsmittelbeaufschlagte schematisch

Vorrichtung auch bei Ausfall des Arbeitsmitteldrucks F i g. 1 ein Druckmittelsystem unter Verwendung

kontrolliert betätigt werden kann, ohne daß der Wert der Ventilanordnung,

des abgefallenen Arbeitsmitteldrucks die solcher- 25 F i g. 2 einen vergrößerten Schnitt durch einen im

maßen erfolgende Notbetätigung beeinflußt. Druckmittelsystem nach F i g. 1 vorgesehenen Mecha-

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die eingangs be- nismus zur Betätigung eines Mechanismus, beispielsschriebene Ventilanordnung derart ausgebildet, daß weise einer Fahrzeugbremse, und
in jeder Stellung des unter Betriebsdruck stehenden F i g. 3 einen vergrößerten Schnitt durch eine erersten Ventils zwischen dem Einlaßkanal und dem 30 findungsgemäße Ventilanordnung, wie sie im Druck-Auslaßkanal des zweiten Ventils eine Strömungs- mittelsystem gemäß Fig. 1 verwendet ist.
verbindung besteht, aus der die Beaufschlagung einer F i g. 1 zeigt ein Druckmittelsystem 1 mit einem Druckkammer resultiert, und daß bei Ausfall des Druckerzeuger, beispielsweise ein Kompressor 2, der durch das erste Ventil gesteuerten Druckmittelzweigs über eine Leitung 3 mit einem Hauptbehälter 4 vermittels des Betätigungsmechanismus diese Verbin- 35 bunden ist. Der Kompressor 2 und der Hauptbehäldung unterbrochen und dabei eine Verbindung zwi- ter 4 bilden zusammen die Druckmittelquelle des sehen dem Auslaßkanal des zweiten Ventils und der Systems, das einen Betriebs- und einen Notzweig Entlüftungsöffnung hergestellt wird, wobei die ge- aufweist, die als solche mit 5 bzw. 6 bezeichnet sind·, nannte Unterbrechung des Einlaß- und Auslaßkanals Der Betriebszweig 5 weist eine Leitung 7 zwischen des zweiten Ventils mittels einer zum Betätigungs- 40 dem Hauptbehälter 4 und einem Einlaßkanal 8 mechanismus gehörigen Steuerstange über einen zum (F i g. 3) eines Steuerventils 9 auf, in die ein Betriebszweiten Ventil gehörigen Steuerkolben erfolgt, wel- odei Zweigbehälter 10 geschaltet ist sowie ein Eincher zwei sich axial gegenüberliegende, unterschied- weg- oder Rückschlagventil 11 zwischen Haupt- und Hch große Druckflächen besitzt und wobei die klei- Betriebsbehälter, um den Betriebsbehälter 10 gegen nere Druckfläche mit dem Auslaßkanal und die 45 Druckverlust zu schützen, wenn im Hauptbehälter größere Druckfläche mit dem Einlaßkanal des zwei- Leckverluste auftreten oder es zu einer Druckerten Ventils verbunden ist. Schöpfung kommt. Durch eine Betriebsleitung 12 ist

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Auslaßkanal 13 (F i g. 3) des Steuerventils 9 mit

der Steuerstange ein Ventilsteuerelement vorgeordnet einem Betriebskanal 14 (F i g. 2) eines eine Vorrich-

ist und beide über eine vorbestimmte Länge relativ 5° tung zur Ausübung einer Reibungskraft betätigenden

zueinander bewegbar sind, wobei das Ventilsteuer- Mechanismus, beispielsweise eines federeingestellten

element das erste Ventil und über die Steuerstange Bremszylinders 15, verbunden. Der Notzweig 6 weist

das zweite Ventil betätigt. eine Leitung 16 zwischen dem Hauptbehälter 4 und

Gemäß einer weiteren vorteilhaften konstruktiven einem Einlaßkanal 17 (Fig. 3) des Steuerventils 9

Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ventilanord- 55 auf, in die ein Reserve- oder Zweigbehälter 18 ein-

nung ist vorgesehen, daß die Steuerstange die durch gesetzt ist sowie ein Einweg- oder Rückschlagventil

den Ventilsitz des zweiten Ventils gebildete Bohrung 19 zwischen Haupt- und Reservebehälter, um den

durchsetzt und an ihrem unteren Ende eine auf der Reservebehälter 18 gegen Druckverlust zu schützen,

Steuerstange gleitende, mit einer Feder beaufschlagte wenn es im Hauptbehälter 4 zu Leckverlusten oder

Hülse aufweist, die die eine Ventilsitzfläche des ^6o einer Druckerschöpfung kommt. Eine weitere^ Lei-

zweiten Ventils trägt, und daß innerhalb der ge- tung 20 ist zwischen einem Auslaßkanal 21 (F i g. 3)

nannten Bohrung eine kreisringförmige breitere, aber des Steuerventils 9 und einem Noteinlaßkanal 22

ortsfeste Ventilsitzfläche vorhanden ist, die ebenfalls (F i g. 2) des Bremszylinders 15 vorgesehen, in die ein

der Sitzfläche zugeordnet ist. Gegentaktventil 23 eingeschaltet ist. Das Gegentakt-

Eine weitere vorteilhafte konstruktive Maßnahme 65 ventil 23 ist von bekannter Bauart und kann von

besteht darin, daß das erste Ventil ein hülsenförmi- Hand in eine Verbindungsstellung, in der die Druck-

ges, axial bewegbares und durch eine Feder beauf- mittelverbindung zwischen dem Auslaßkanal 21 und

schlagtes Einlaßventilelement aufweist, das auf seiner dem Noteinlaßkanal 22 hergestellt wird, und in eine

Entlüftungsstellung, in der die Druckmittelverbindung zwischen diesen Kanälen unterbrochen und der Noteinlaßkanal 22 zur Außenluft geöffnet und damit entlüftet wird, eingestellt werden.

Der Bremszylinder 15 ist mit einer druckabhängigen Antriebsvorrichtung, beispielsweise, wie aus F i g. 2 ersichtlich, mit einer mit dem Druckmittel beaufschlagbaren Membran 24 versehen. Die Membran 24 ist zwischen einem Arbeitszylinder 25 und einem daran angesetzten Gehäuse 26 angeordnet und bildet zusammen mit dem Arbeitszylinder 25 eine ausdehnbare Betriebskammer 27. Der Betriebskanal 14, in den die Betriebsleitung 12 mündet, ist ebenfalls in dem Arbeitszylinder 25 vorgesehen und steht mit der Betriebskammer 27 in Verbindung. Die Membran 24 wirkt auf eine federbelastete Schubstange 28, die ihrerseits mit einer nicht dargestellten, eine Reibungskraft ausübenden Vorrichtung, z. B. eine Fahrzeugbremse, betriebsfähig verbunden ist. Ein abgesetzter Arbeitskolben 29 ist gleitend in dem Arbeitszylinder 25 geführt und bildet mit diesem zusammen eine im Volumen veränderbare Not- oder Druckkammer 30. Der Arbeitskolben 29 erstreckt sich zum Zwecke einer mechanischen Antriebsverbindung mit der Membran 24 ebenfalls in die Betriebskammer 27. In dem Arbeitszylinder 25 ist ferner der Noteinlaßkanal 22 vorgesehen, durch den die Leitung 20 mit der Druckkammer 30 verbunden ist. Zwischen dem Arbeitszylinder 25 und dem Arbeitskolben 29 ist eine Druckfeder 31 angeordnet, die den Arbeitskolben in Richtung einer mechanischen Antriebsverbindung zur Membran 24 beaufschlagt.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, besitzt das Steuerventil 9 ein oberes, mittleres und unteres Gehäuse 32, 33, 34. Die Gehäuse sind hier durch Schrauben 35, 36 verbunden, wobei zwischen dem mittleren und dem unteren Gehäuse eine Dichtung 37 vorgesehen ist.

Das obere Gehäuse 32 besitzt eine Bohrung 38, an der eine ringförmige Trennwand 39 ausgebildet ist, die in axialer Richtung zwischen einer Bohrung 40 und einer abgesetzten, eine Einlaß- und Auslaßkammer bildenden Bohrung 41 liegt, wobei die Trennwand in einer die Bohrung 38 umgebenden Ventilsitzfläche 42 ausläuft. Der Einlaßkanal 8, in den die Leitung 7 einmündet, ist in dem oberen Gehäuse 32 vorgesehen und mit der Bohrung 40 verbunden, und der ebenfalls in dem oberen Gehäuse angeordnete Auslaßkanai 13, von dem die Betriebsleitung 12 abgeht, steht mit der Bohrung 41 in Verbindung. Im oberen Teil des mittleren Gehäuses 33 ist unterhalb der Bohrung 40 eine Aussparung 43 vorgesehen, die zusammen mit einem Ausströmdurchlaß 44 und einer damit in Verbindung stehenden Entlüftungsöffnung 45, die in dem oberen Gehäuse 32 vorgesehen ist, eine Entlüftungskammer bilden. Das untere Ende der Bohrung 40 nimmt einen Ventilkörper 46 auf, der auf einem Absatz 47 aufliegt, welcher an dem mittleren Gehäuse 33 in dessen Aussparung 43 vorgesehen ist.

Der Ventilkörper 46 besitzt eine Bohrung 48, in der ein Einlaßventilelement 49 gleitend geführt ist, sowie Dichtungen 50, 51 zu dessen Abdichtung gegen die Bohrung 40 bzw. das Einlaßventilelement 49. Das Einlaßventilelement 49 ist mit einer axialen Durchgangsbohrung oder Ausströmöffnung 52 versehen und mit einer auf dem oberen Ende angeordneten, die Ausströmöffnung 52 umgebenden ringförmigen Ventilsitzfläche 53, die normalerweise von einer zwischen dem Einlaßventilelement 49 und dem Ventilkörper 46 vorgesehenen Feder 54 dichtend gegen die Ventilsitzfläche 42 des oberen Gehäuses 32 gedrückt wird. Ein Betätigungs- oder Ventilsteuerelement 55 ist gleitend in der Bohrung 41 geführt und durch eine Dichtung 56 abgedichtet. Am unteren Ende des kolbenförmigen Ventilsteuerelements 55 ist eine mit der Bohrung 38 des oberen Gehäuses koaxiale Ventilsitzfläche 57 vorgesehen, die normalerweise von einer ίο zwischen dem Kolben und dem oberen Gehäuse 32 angeordneten Rückholfeder 58 von der Ventilsitzfläche 53 abgehoben ist. In dem Ventilsteuerelement 55 ist eine Bohrung 59 vorgesehen, in der eine vorgespannte Meßfeder 60 von einem Befestigungselement oder die auftretende Kraft aufnehmenden Halteteller 61 gehalten wird, der gegen einen Sprengring 62 gedrückt wird, welcher in einer Nut am oberen Ende der Bohrung 59 angeordnet ist.

Das mittlere Gehäuse 33 ist mit einer sich radial bzw. quer zur Längsachse erstreckenden Wand 63 zwischen der an die Oberseite dieser Wand angrenzenden Aussparung 43 und einer weiteren, in dem mittleren Gehäuse vorgesehenen und an die Unterseite der Wand 63 angrenzenden Aussparung 64 versehen, wobei der in dem mittleren Gehäuse 33 angeordnete Auslaßkanal 21, von dem, wie bereits erwähnt, die Leitung 20 abführt, mit der Aussparung 64 in Verbindung steht. Eine an der Unterseite der Wand 63 einstückig mit dieser ausgebildete axiale Verlängerung 65 bildet an ihrem freien Ende eine Ventilsitzfläche 66, und eine Stufenbohrung 67 durchsetzt in axialer Richtung die Wand 63, deren Verlängerung 65 und die Ventilsitzfläche 66. In der Wand 63 ist außerdem ein Durchlaß 68 vorgesehen, der den weitesten Teil der Stufenbohrung 67 mit der oberen Aussparung 43 des mittleren Gehäuses 33 verbindet.

Das untere Gehäuse 34 weist eine axiale Bohrung 69 auf, die mit der Aussparung 64 des mittleren Gehäuses 33 in Verbindung steht. Der in dem unteren Gehäuse vorgesehene Einlaßkanal 17, in den, wie bereits erwähnt, die Leitung 16 einmündet, steht mit der Bohrung 69 in Verbindung, und zwar nahe der unteren Stirnwand des unteren Gehäuses 34. Ein Steuerkolben 70 ist gleitend zwischen dem Einlaßkanal 17 und dem Auslaßkanal 21 in der Bohrung 69 geführt, wobei er gegenüber der Bohrung 69 mit einer an seinem Umfang vorgesehenen Dichtung 71 versehen ist. In dem Steuerkolben 70 ist eine einen Durchlaß bildende Bohrung 72 und eine Ausnehmung 73 vorgesehen, die diesen koaxial durchsetzen, wobei an der Übergangsstelle zwischen der Bohrung 72 und der Ausnehmung 73 eine Ventilsitzfläche 74 ausgebildet ist. Mehrere in dem Steuerkolben70 vorgesehene Querkanäle 75 verbinden die Ausnehmung 73 desselben ständig mit der Bohrung 69 des unteren Gehäuses und mit dem Einlaßkanal 17. Eine kraftaufnehmende Platte 76 ist in der Ausnehmung 73 des Steuerkolbens durch einen Sprengring 77, der nahe dem unteren Ende der Ausnehmung in einer Nut angeordnet ist, gegen Verschiebung gesichert. Eine zwischen dem Boden des unteren Gehäuses 34 und der Platte 76 zusammengedrückte Rückstellfeder 78 drückt den Steuerkolben 70 normalerweise gegen einen Anschlag oder ein Widerlager 79 an der Unterseite der Wand 63 des mittleren Gehäuses 33. Die Bohrung 72 und die Ausnehmung 73 sind normalerweise konzentrisch und koaxial zur

Verlängerung 65 der Wand 63 des mittleren Gehäuses 33 angeordnet, wobei sich die Verlängerung 65 normalerweise koaxial durch die Ventilsitzfläche 74 des Steuerkolbens 70'^s erstreckt. Die Aussparung 64 des mittleren Gehäuses 33 und der über dem Steuerkolben 70 liegende Abschnitt der Bohrung 69 bilden eine Auslaßkammer 80, die mit dem Auslaßkanal 21 ständig in Druckmittelverbindung steht, während die Ausnehmung 73 des Steuerkolbens und der unterhalb dieser liegende Teil der Bohrung 69 des unteren Gehäuses 34 eine Einlaßkammer 81 bilden, die mit dem Einlaßkanal 17 in ständiger Druckmittelverbindung steht.

Eine in der Ausnehmung 73 des Steuerkolbens 70 vorgesehene Hülse 82 ist mit einer axialen Bohrung 83 versehen. Am oberen Ende der Hülse 82 ist eine die Bohrung 83 umgebende ringförmige Ventilsitzfläche 84 vorgesehen, die von einer zwischen der Hülse 82 und der Platte 76 zusammengedrückten Feder 85 abdichtend gegen die Ventilsitzfläche 66 gedrückt wird, wodurch die Druckmittelverbindung zwischen dem Auslaßkanal 21 und der Entlüftungsöffnung 45 unterbrochen wird. Wenn der Steuerkolben 70 am Anschlag 79 anliegt, ist die Ventilsitzfläche 74 des Steuerkolbens von der Hülse 82 abgerückt, so daß eine offene Druckmittelverbindung zwischen der Auslaß- und der Einlaßkammer 80, 81 und dem Einlaß- und dem Auslaßkanal 17, 21 hergestellt ist. Der Steuerkolben 70 ist zu beiden Seiten der Dichtung 71 mit entgegengesetzten, eingangsseitigen und ausgangsseitigen Wirkflächen A₁, A₂ von im wesentlichen gleicher Abmessung versehen, die, wenn der Steuerkolben 70 in seiner normalen, in F i g. 3 dargestellten Stellung gegen den Anschlag 79 anliegt und die Hülse 82 von der Ventilsitzfläche 74 abgehoben ist, mit dem am Einlaßkanal 17 bzw. am Auslaßkanal 21 herrschenden Arbeitsmitteldruck beaufschlagt werden.

Die kleinere der Bohrungen der Stufenbohrung 67 in der Wand 63 des mittleren Gehäuses 33 und die Bohrung 83 nehmen eine Betätigungseinrichtung in Form einer darin gleitenden, als Ventilsteuerelement dienenden Steuerstange 86 auf. Die Steuerstange 86 weist eine an ihrem Umfang vorgesehene, mit der Bohrung 83 zusammenwirkende Dichtung 87 auf. Das untere Ende der Steuerstange 86 bildet eine Stoßfläche 88, die treibend gegen die kraftaufnehmende Platte 76 des Steuerkolbens 70 anliegt. Die Steuerstange 86 erstreckt sich weiter koaxial durch die Ausströmöffnung 52 des Einlaßventilelements 49, und ihr oberes Ende ist gleitend in einer mittig angeordneten Bohrung 89 geführt, die die Ventilsitzfläche 57 des Ventilsteuerelements 55 durchsetzt und mit der Bohrung 59 in Verbindung steht. An ihrem oberen Ende ist die Steuerstange 86 mit einer Anschlagfläche 90 versehen, die in vorbestimmtem Abstand vom unteren Ende des Ventilsteuerelements 55 angeordnet ist.

Wenn die einzelnen Teile des Steuerventils 9 im Betrieb in ihrer vorstehend beschriebenen Stellung sind und sich das Gegentaktventil 23 in Durchlaßstellung befindet, strömt das Arbeitsmittel unter dem vom Kompressor 2 erzeugten Druck durch die Leitung 3 in den Hauptbehälter 4 und von. dort durch die Leitung 7, das Rückschlagventil 11, den Betriebsbehälter 10 des Betriebszweigs 5 und durch den Einlaßkanal 8 in die Bohrung 40 des Steuerventils 9. Aus dem Hauptbehälter 4 strömt das Arbeitsmittel weiterhin durch die Leitung 16, das Rückschlagventil 19 und den Reservebehälter 18 des Notzweigs 6 in den Einlaßkanal 17 des Steuerventils 9 und von dort durch die Bohrung 69 des unteren Gehäuses 34, den Querkanal 75, die Ausnehmung 73 und die Bohrung 72 des Steuerkolbens 70, die Leitung 20 und das Gegentaktventil 23 in den Noteinlaßkanal 22 und die Druckkammer 30 des Bremszylinders 15. Wenn der in der Druckkammer 30 des Bremszylinders 15 die wirksame Fläche des abgesetzten Arbeitskolbens 29 beaufschlagende Druck einen vorbestimmten Wert

ίο überschreitet, wird der Arbeitskolben 29 gegen die Wirkung der Druckfeder 31 nach links in seine Normalstellung gedrückt, in der die durch das Zurückdrücken der Druckfeder geleistete Arbeit in der Druckfeder 31 gespeichert wird, wie aus F i g. 2 ersichtlich ist.

Wenn es sich um eine über das Druckmittelsystem betätigte Fahrzeugbremse handelt und der Fahrer unter normalen Betriebsbedingungen die Bremse betätigt, wird eine von Hand auf den Halteteller 61 des Steuerventils 9 ausgeübte Kraft über die Meßfeder 60 auf das Ventilsteuerelement 55 übertragen und dieses gegen die Druckkraft der Rückholfeder 58 nach unten bewegt. Bei dieser Bewegung wird zunächst die Ventilsitzfläche 57 gegen das Einlaßventilelement 49 gepreßt und dadurch die Ausströmöffnung 52 geschlossen und die Bohrung 41 gegen die Außenatmosphäre abgeschlossen. Bei der weiteren Abwärtsbewegung des Ventilsteuerelements 55 wird dann das Einlaßventilelement 49 gegen die Wirkung der Feder 54 von der Ventilsitzfläche 42 des oberen Gehäuses 32 hinweg in eine Stellung bewegt, in der eine Druckmittelverbindung zwischen dem Einlaßkanal 8 und dem Auslaßkanal 13 hergestellt ist. Im Betriebszweig 5 strömt das unter Druck befindliche Arbeitsmittel vom Einlaßkanal 8 durch die Bohrungen 40 und 38, die Bohrung 41, den Auslaßkanal 13, die Betriebsleitung 12 und durch den Betriebskanal 14 des Bremszylinders 15 in dessen Betriebskammer 27. Der so in der Betriebskammer 27 wirkende Druck beaufschlagt den Wirkungsquerschnitt der Membran 24 und erzeugt eine Betätigungskraft, welche die Membran 24 und die Schubstange 28 nach rechts bewegt, wodurch z. B. die Fahrzeugbremse betätigt wird.

Wenn die durch den Druck in der Bohrung 41 erzeugte, auf den Wirkungsquerschnitt des Ventilsteuerelements 55 wirkende Reaktionskraft die von Hand ausgeübte Kraft übersteigt, bewegt sich dieses gegen die Kraft der Meßfeder 60 nach oben, wobei das Einlaßventilelement 49 in dichtende Anlage mit der Ventilsitzfläche 42 des oberen Gehäuses 32 und mit der Ventilsitzfläche 57 gelangt. Die über die Meßfeder 60 wirkende Reaktionskraft gibt dem Betätigenden ein unmittelbares und genaues Gefühl von der Größe der Bremskraft und damit der Bremswirkung.

Wenn ein stärkeres Anziehen der Bremsen erwünscht ist, wird die von Hand ausgeübte Kraft erhöht, um die Bremsvorrichtung stärker zu betätigen, wodurch auch die Reaktionskraft zunimmt. Dabei arbeiten die Teile des Steuerventils 9 in der vorstehend beschriebenen Weise, so daß die Teile wieder in ihre vorbeschriebenen Eingriffsstellungen bewegt werden.

Wenn die gewünschte Bremswirkung erreicht ist, wird die von Hand ausgeübte Kraft vom Ventilsteuerelement 55 weggenommen. Die Rückholfeder 58 bewegt dann das Ventilsteuerelement 55 nach oben in seine Ausgangsstellung. Da das Einlaßventilelement 49 von der Ventilfeder 54 gegen die Ventilsitzfläche 42 des oberen Gehäuses 32 gedrückt wird

und die Druckmittelverbindung zwischen dem Einlaßkanal 8 und dem Auslaßkanal 13 unterbrochen ist, wird bei der Abwärtsbewegung des Ventilsteuerelements 55 dessen Ventilsitzfläche 57 von dem Einlaßventilelement 49 abgehoben und dessen Ausströmöffnung 52 wieder geöffnet und dadurch wieder die Druckmittelverbindung zwischen dem Auslaßkanal 13 und der Ausströmöffnung 45 hergestellt. Dadurch wird der Druck in der Betriebskammer 27 des Bremszylinders 15 durch Verbindung mit der Außenatmosphäre über den Betriebskanal 14, die Betriebsleitung 12, den Auslaßkanal 13, die Bohrung 41, die Ausströmöffnung 52 des Einlaßventilelements 49, die Aussparung 43 des mittleren Gehäuses 33, den Ausströmdurchlaß 44 und die Ausströmöffnung 45 des oberen Gehäuses 32 verringert. Bei dieser Druckentlastung der Betriebskammer 27 wird selbstverständlich die Betätigungskraft aufgehoben, und die Membran 24 sowie die Schubstange 28 kehren in die Ausgangsstellung zurück, so daß die zugeordnete Bremsvorrichtung in die Ruhestellung gebracht wird.

Bei einem Versagen des Betriebszweigs 5 und daraus sich ergebenden Druckverlust in dem Betriebsbehälter 10 wird das Ventilsteuerelement 55 zum Ingangsetzen des Notbetriebs durch die von Hand ausgeübte Kraft nach unten bewegt, damit das Einlaßventilelement 49 betätigt wird. Da — wie angenommen — der Betriebszweig ausgefallen ist und dadurch Notbedingungen ausgelöst worden sind, wird der Aufbau von Druck in diesem Betriebszweig für eine in der vorstehend beschriebenen Weise erfolgende normale Betriebsbetätigung der Bremsvorrichtung verhindert. Wenn in diesem Falle das normale Ansprechen der Bremsvorrichtung auf Grund des erwähnten Versagens des Betriebszweigs ausbleibt, so reagiert die Bedienungsperson darauf automatisch in der Weise, daß sie die ausgeübte Kraft verstärkt, d. h. stärker auf das auf das Ventilsteuerelement 55 einwirkende Pedal tritt, wodurch ersteres weiter nach unten gegen die Anschlagfläche 90 der Steuerstange 86 bewegt wird und diese zusammen mit dem Steuerkolben 70 mitnimmt. Durch diese gemeinsame Abwärtsbewegung des Ventilsteuerelements 55, der Steuerstange 86 und des Steuerkolbens 70 wird die Ventilsitzfläche 74 des letzteren zunächst dichtend gegen die Hülse 82 gedrückt und der Arbeitsmitteldruck am Einlaßkanal 17 von dem Arbeitsmitteldruck am Auslaßkanal 21 getrennt. Daraufhin wird das Einlaßventilelement in eine von der Ventilsitzflache 66 abgedrückte Stellung bewegt, so daß eine in vorbestimmter Weise bemessene Druckmittelverbindung zwischen dem Auslaßkanal 21 und der Entlüftungsöffnung 45 hergestellt wird. Die bemessene Druckverringerung in der Druckkammer 30 des Bremszylinders 15 zur Außenluft erfolgt durch den Noteinlaßkanal 22, die Leitung 20, das Gegentaktventil 23, den Auslaßkanal 21, die Auslaßkammer 80, die größere Stufenbohrung 67 und den Durchlaß 68 des mittleren Gehäuses 33, die Aussparung 43, den Ausströmdurchlaß 44 sowie die Entlüftungsöffnung 45. Wenn der in der Druckkammer 30 den Wirkungsquerschnitt des abgesetzten Arbeitskolbens 29 beaufschlagende Druck unter einen vorbestimmten Wert abfällt, bewegt die gespeicherte Kraft der.zusammengedrückten Druckfeder 31 den Arbeitskolben 29, die Membran 24 und die Schubstange 28 nach rechts, wodurch eine mechanische Betätigung der nicht dargestellten Bremsvorrichtung unter den Not-:

bedingungen bewirkt wird. Wenn die Hülse 82 von der Ventilsitzfläche 66 wegbewegt wird, um eine bemessene Druckreduzierung in der Druckkammer 30 des Bremszylinders 15 zu bewirken, addiert sich der Wirkungsquerschnitt As der Hülse 82 und der Steuerstange 86, der im wesentlichen der Querschnittsfläche der Ventilsitzfläche 66 entspricht, zur eingangsseitigen Fläche A₁, so daß die eingangsseitig wirksame Fläche jetzt Ai+As ist, während die ausgangsseitig

ίο wirksame Fläche nach wir vor A% ist. Deshalb wirkt der am Einlaßkanal 17 abgeschlossene, im wesentlichen konstante, die wirksame eingangsseitige Fläche Ai+A3 beaufschlagende Druck dem die ausgangsseitige Fläche beaufschlagenden verminderten Druck

t5 am Auslaßkanal 21 entgegen, wodurch eine Differenzkraft an dem Steuerkolben 70 erzeugt wird, die gegen die von Hand auf diesen ausgeübte Kraft über die Steuerstange 86 und das Ventilsteuerelement 55 auf die Meßfeder 60 übertragen wird.

Wenn die Größe der Differenzkraft die der ausgeübten Kraft übersteigt, werden das Ventilsteuerelement 55 und der Steuerkolben 70 sowie die Steuerstange 86 gegen die Kraft der Meßfeder 60 gemeinsam nach oben bewegt, wobei die Hülse 82 in dichtende Anlage mit der Ventilsitzfläche 66 an der Verlängerung 65 der Wand 63 und der Ventilsitzfläche 74 des Steuerkolbens 70 gebracht wird. Die über die Meßfeder 60 wirkende Differenzkraft gibt dem Bedienenden ein direktes und genaues Gefühl der Größe oder Stärke der Bremskraft unter Notbedingungen. Wenn unter diesen Bedingungen eine größere Bremskraft ausgeübt werden soll, wird die von Hand ausgeübte Kraft verstärkt, was zu einer Vergrößerung der Differenzkraft führt, wobei die Bauteile des Steuerventils 9 in der gleichen Weise wie oben beschrieben arbeiten, so daß die Teile wieder in ihre Anlagestellungen gebracht werden, und wobei die Kraft der Druckfeder 31 auf die entsprechend größere Druckabführung aus der Druckkammer 30 des Bemszylinders 15 mit einer Verstärkung der mechanischen Betätigung der Bremsvorrichtung unter Notbedingungen reagiert.

Wenn unter den Notbedingungen die gewünschte Bremskraft erreicht ist, wird die von Hand ausgeübte Kraft von dem Ventilsteuerelement 55 weggenommen, und die Differenzkraft, zuzüglich der Kraft der Federn 54,58,78, bewegt die Teile des Steuerventils 9 nach oben in ihre Ausgangsstellung. Da die Hülse 82 von der Feder 85 gegen die Ventilsitzfläche 66 gedrückt und dadurch die Druckmittelverbindung zwischen dem Auslaßkanal 21 und der Entlüftungsöffnung 45 unterbrochen wird, wird bei der Aufwärtsbewegung des Steuerkolbens 70 gegen den Anschlag 79 die Ventilsitzfläche 74 von der Hülse 82 wegbewegt, so daß die Druckmittelverbindung zwischen dem Einlaßkanal 17 und dem Auslaßkanal 21 wieder hergestellt wird. Die Steuerstange 86 sowie das Ventilsteuerelement 55. werden bei der Aufwärtsbewegung des Steuerkolbens 70 ebenfalls gemeinsam

,^6o nach oben in ihre Ausgangsstellung bewegt. Dadurch strömt wieder Druckmittel vom Einlaßkanal 17 durch die Ein- und Auslaßkammern 81, 80, den Auslaßkanal 21, die Leitung 20 und den Noteinlaßkanal 22 in die Druckkammer 30 des Bremszylinders 15. Wenn der Druck in der Druckkammer 30 wieder einen _r~. Wert erreicht, der über dem vorbestimmten Wert

• liegt, dann wird der Arbeitskolben 29 wieder nach jinks in seine Normal- oder Ruhestellung gebracht,

wodurch wieder Druckkraft in der Druckfeder 31 gespeichert wird und die Membran 24 und die Schubstange 28 zusammen mit dem Arbeitskolben 29 ebenfalls in ihre Normal- oder Ruhestellung bewegt werden.

Wenn nun der Bedienende das Fahrzeug zu parken wünscht, wird das Gegentaktventil 23 von Hand in die Entlüftungsstellung gebracht, in der die Druckmittelverbindung zwischen dem Auslaßkanal 21 des Steuerventils 9 und dem Noteinlaßkanal 22 des Bremszylinders 15 unterbrochen und der Noteinlaßkanal 22, wie bereits erwähnt, mit der Außenatmosphäre verbunden ist. Auf diese Weise wird der Arbeitsmitteldruck in der Druckkammer 30 des Bremszylinders 15 durch den Noteinlaßkanal 22, die Leitung 20 und das Gegentaktventil 23 zur Außenatmosphäre abgeleitet, um die Notwirkungsweise des Bremszylinders 15 zu simulieren, wobei der Arbeits-

kolben 29, die Membran 24 und die Schubstange 28 durch die Druckkraft der Feder 31 wieder gemeinsam nach rechts bewegt werden, um die mechanische Betätigung der Bremsvorrichtung zu bewirken. Obwohl es vorzuziehen ist, das Gegentaktventil 23 nur zum Parken zu betätigen, wie vorstehend beschrieben, kann es auch unabhängig von dem Steuerventil 9 betätigt werden, um die Betätigung der Bremsvorrichtung unter Notbedingungen zu bewirken, doch

ίο ist es auf Grund der vorangegangenen Ausführungen zu erkennen, daß bei Betätigung des Steuerventils der Druck unter Notbedingungen bemessen abgeführt wird, um eine kontrollierte Betätigung der Bremse zu erreichen, während bei Betätigung des Gegentaktventils 23 der Druck schlechthin abgeleitet wird, was selbstverständlich zu einer plötzlichen, unregelmäßigen und unkontrollierten Betätigung der Bremsvorrichtung führt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Ventilanordnung, bestehend aus zwei Steuerventilen, insbesondere für die Steuerung von Fahrzeugbremsen, wobei jedes Ventil in einem eigenen Zweig eines Druckmittelsystems und beide Ventile in einem gemeinsamen, aus mehreren übereinander angeordneten Gehäuseteilen bestehenden Gehäuse angeordnet sind, mit einem von Hand betätigbaren Mechanismus für beide Ventile, wobei jedem Ventil ein eigener Einlaß- und Auslaßkanal sowie eine Entlüftungsöffnung zugeordnet sind und das erste Ventil im oberen Gehäuseteil, der auf der Seite des Betätigungsmechanismus sitzt, und das zweite Ventil im unteren Gehäuseteil angeordnet ist, wobei in der Ruhestellung zwischen dem Auslaßkanal des ersten Ventils und der Entlüftungsöffnung und in jeder Betriebsstellung des ersten Ventils zwischen seinem Einlaß- und Auslaßkanal eine Strömungsverbindung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Stellung des unter Betriebsdruck stehenden ersten Ventils (42, 43, 49, 57) zwischen dem Einlaßkanal (17) und dem Auslaßkanal (21) des zweiten Ventils (70, 74, 84) eine Strömungsverbindung besteht, aus der die Beaufschlagung einer Druckkammer (30) resultiert, und daß bei Ausfall des durch das erste Ventil (42, 43, 49, 57) gesteuerten Druckmittelzweigs (7, 8, 13; 12) mittels des Betätigungsmechanismus (55, 86) diese Verbindung unterbrochen und dabei eine Verbindung zwischen dem Auslaßkanal (21) des zweiten Ventils (70, 74, 84) und der Entlüftungsöffnung (45) hergestellt wird, wobei die genannte Unterbrechung des Einlaß- und Auslaßkanals des zweiten Ventils (70, 74, 84) mittels einer zum Betätigungsmechanismus (55, 86) gehörigen Steuerstange (86) über einen zum zweiten Ventil (70, 74, 84) gehörigen Steuerkolben (70) erfolgt, welcher zwei sich axial gegenüberliegende, unterschiedlich große Druckflächen (A₁, A2, As) besitzt und wobei die kleinere Druckfläche (A₂) mit dem Auslaßkanal (21) und die größere Druckfläche (A₁, A₃) mit dem Einlaßkanal (17) des zweiten Ventils (70, 74, 84) verbunden ist.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstange (86) ein Ventilsteuerlement (55) vorgeordnet ist und beide über eine vorbestimmte Länge relativ zueinander bewegbar sind, wobei das Ventilsteuerelement (55) das erste Ventil (42, 43, 49, 57) und über die Steuerstange (86) das zweite Ventil (70, 74, 84) betätigt.

3. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstange (86) die durch den Ventilsitz (74, 84) des zweiten Ventils (70, 74, 84) gebildete Bohrung durchsetzt und an ihrem unteren Ende eine auf der Steuerstange (86) gleitende, mit einer Feder (85) beaufschlagte Hülse (82) aufweist, die die eine Ventilsitzfläche (84) des zweiten Ventils (70, 74, 84) trägt, und daß innerhalb der genannten Bohrung eine kreisringförmige breitere, aber ortsfeste Ventilsitzfläche (66) vorhanden ist, die ebenfalls der Sitzfläche (84) zugeordnet ist.

4. Ventilanordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil (42, 43, 49, 57) ein hülsenförmiges, axial bewegbares und durch eine Feder (54) beaufschlagtes Einlaßventilelement (49) aufweist*, das auf seiner dem Ventilsteuerelement (55) zugekehrten Stirn-

■ seite die eine Ventilsitzfläche (53) des ersten Ventils (42, 43, 49, 57) trägt, die der anderen, ortsfest angeordneten Ventilsitzfläche (42) des ersten Ventils zugeordnet ist, wobei der bewegbaren Ventilsitzfläche (53) eine weitere bewegbare Ventilsitzfläche (57) zugeordnet ist, die sich am Ventilsteuerelement (55) befindet.

5. Ventilanordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (30) ein auf der einen Seite eines Arbeitskolbens (29) liegender Innenraum des Arbeitszylinders (25) ist und daß das über das zweite Ventil (70, 74, 84) zugeführte Druckmittel über diesen Arbeitskolben (29) eine Druckfeder (31) vorspannt.