DE2247294A1 - Wiegeventil fuer lastabhaengige bremskraftregler von druckmittelbetriebenen fahrzeugbremsen, insbesondere schienenfahrzeugbremsen - Google Patents
Wiegeventil fuer lastabhaengige bremskraftregler von druckmittelbetriebenen fahrzeugbremsen, insbesondere schienenfahrzeugbremsenInfo
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Description
München, den 21.9.-1972
ΊΡ1 1-po/kl
ENOEE-BHEMSE GmbH., 8 München 40, Moosacher Str. 80
"Wiegeventil für lastabhängige Bremskraftregler von druckmittelbetriebenen Fahrzeugbremsen, insbesondere
Schienenfahrzeugbremsen11
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Wiegeventile für lastabhängige Bremskraftregler von druckmittelbetriebenen
Fahrzeugbremsen, insbesondere Schienenfahrzeugbremsen, mit einem in einen von der 'FahrZeugbelastung durchsetzten Gehäuse angeordneten Druckregelventil zur Einstellung eines der
Fahrzeugbelastung verhältnisgleichen Steuerdruckes, wobei das Druckrogelventil über eine als Federung und mechanisches
Untersetzungsgetriebe dienende Federplatte von einem Anteil der Fahrzeugbelastung entgegen der Rückstellkraft eines vom
Steuerdruck beaufschlagten, vorzugsweise als Membrankolben ausgebildeten Kolbens gesteuert ist, wobei die Federplatte
einerseits von der Rückstellkraft belastet und am Gehäuse ab-
^einem,
gestützt und andererseits in>äazwischen liegenden mittleren
gestützt und andererseits in>äazwischen liegenden mittleren
Ringbereich von der Fahrzeugbelastung belastet ist.
Derartige Wiegeventile weisen gegenüber Uiegeventilen, bei
welchen das'; Untersetzungsgetriebe als Hebelgetriebe ausgebildet ist, welches einerseits an der sich gegen ein Achslager
eines Fahrzeugrades abstützenden Fahrzeugfederung angelenkt
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ist, in seinem mittleren Bereich schwenkbar am Fahrzeugrahmen gelagert und an seinen zweiten Ende mit dem als Membran ausgebildeten
Kolben gekoppelt ist, den wesentlichen Vorteil auf, daß die Federung und das Übersetzungsgetriebe robust, einfach
und klein, ausbildbar sind und die Erstellung und Montage der Wiegeventile dementsprechend einfach ist. Als Nachteil dieser
Wiegeventile hat es sich Jedoch erwiesen, daß axiale Lagerungsabweichungen der Federplatte, z.B. infolge von Einbautoleranzen
oder durch mögliche Lagerabnutzungen während des Betriebes
zu einer nicht unbeträchtlichen Änderung der notwendigen Bückstellkraft und damit des vom Dreidruckventil eicgesteuerten
Steuerdruckes führen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Wiegeventil der eingangs beschriebenen Art auf konstruktiv einfache
Weise derart zu gestalten, daß der vorgenannte Nachteil behoben wird, d.h. insbesondere, daß das Wiegeventil bezüglich
der Federplatte lagerungsunempfindlicher wird.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Federplatte
mit die Federsteifigkeit der Platte verringernden Ausnehmungen versehen ist. Hierdurch wird erreicht, daß die
Federplatte weicher und damit die Foderkraftänderung bezogen auf den Federweg geringer wird, so daß Lagerungsabweichungen
der Federplatte sich nur unwesentlich auf die notwendige Kickstellkraft und somit auf den Steuerdruck auswirken können.
SAD ORIGINAL
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In konstruktiver Ausgestaltung der Erfindung können die Ausnehmungen
als die Federplatte durchsetzende Durchbrechungen ausgebildet sein. Eine besonders bevorzugte vorteilhafte Ausbildung
der erfindungsgemäß gestalteten Federplatte kann dabei dadurch gekennzeichnet sein, daß die Durchbrechungen
schlitzartig ausgebildet uudi. von der Angriffszone, der Rückstellkraft
ausgehend sich in radialer Richtung zum von der Fahrzeagbe lastung belasteten Ringbereich hin erstreckend
sternförmig angeordnet sind.
Um Eerbspannungon zu vermeiden, können die schlitzartigen
Durchbrechungen wenigstens an ihren dem von der Fahrzeugbelastung· belasteten Ringbereich zugewandten Enden ■ vorzugsweise
durch Kreisbögen begrenzte Erweiterungen aufweisen.
In weiterer konstruktiver Ausgestaltung können die Ausnehmungen auch als im Bereich niedriger Spannung angeordnete Flächenabschnitte
geringerer Plattenstärke ausgebildet sein, wodurch
eine gleichmäßige und optimale Ausnutzung des Werkstoffes verbunden mit einer erhöhten Biegeelastizität der Feder- ·
platte erreicht wird.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, daß die Flächenabschnitte wenigstens eine konzentrisch zur- Plattenmitte
angeordnete Ringzone bilden.
Weitere Merkmale nach der Erfindung können den Unteransprü"
; : V" 4098U/0705
BAD ORIGiNAL - 4 «
chen entnommen werden.
Im folgenden sind anhand der beiliegenden Zeichnungen zwei Ausführungsbeinpiele des Erfindungsgegenstandes ausführlich
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein mit einer Federplatte als Untersetzungsgetriebe ausgestattetes Wiegeventil im mittleren
Längsschnitt,
Fig. 2 die Federplatte des Wiegeventiles nach Fig. 1
in der Draufsicht und
Fig. 3 eine zweite Ausführung der Federplatte des Wiegeventils nach Fig. 1 im mittleren Querschnitt.
In einem mit dem nicht dargestellten Rahmen eines Fahrzeuges
zu verbindenden Gehäuse 1 befindet sich eine von einem Kolben in Form einer Membrane 2 begrenzte Kammer 3» welche mit einem
Rohranschluß 1V in Verbindung steht. Auf der der Kammer 3 Q-bgewandten
Seito liegt an der Membrane 2 ein Teller 3 an, welcher eich über eine in ihn eingelassene Kugel 6 laittig gegen
eine Federplatte 7 abstützt.
Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, weist die Federplatte
7 eine zentrale kreisrunde Durchbrechung 8 auft deren Hand
9 auf der der Kugel 6 zugewandten Seite zur Plattenmitte hin abgeschrägt ist. Die Kugel 6 liegt auf dem abgeschrägten Rand
9 auf. Weiterhin ist die Federplatte 7 mit sich in radialer
Richtung von der Durchbrechung 8 zum Plattenrajid hin erstreckenden
sternförmig angeordneten, als schlitzartige Durchbrechungen ausgebildeten Ausnehmungen 10 versehen» Die schlitzartigen
Durchbrechungen 10 v/eisen an ihren Enden kreisrunde Erweiterungen 11 s.uf, welche das Auftreten von Kerbspanmmgen
an den Schlitzenden verhindern.
Der Teller 5 ist s^dialv-erschieblich in einem Gehäusering 12
gelagert, welcher mittels Schrauben 13, von denen nur eine dargestellt ist, am Gehäuse 1 befestigt ist. Der Gehäusering'
12 dient gleichzeitig zum Einspannen der Membran 2. Der den Teller 55 die Kugel 6 und die Federplatte 7 aufnehmende Raum
14 des Gehäuses 1 steht über eine einen Luftfilter aufweisende,
nicht dargestellte Bohrung mit der Atmosphäre in Verbindung. Auf seiten der Kugel 6 liegt die Federplatte 7 nahe
ihres Auiienrandes an einem vorzugsweise aus Federstahl gefertigten
Ringkörper 15 an, welcher sich andererseits am Gehäusering 12 abstützt. Ein Gehäuseabschnitt 16, welcher die Federplatte
7 mit geringem Spiel umgibt, hält dabei den Ringkörper
15 in einer zur Kugel 6 konzentrischen. Lage. Andererseits '
liegt d.ie Federplatte 7 in einem mittleren, jedoch nahe ihres
Außenrandes liegenden Ringbereiches auf einem Ringkörper 17 auf, welcher ebenfalls vorzugsweise aus Federstahl gefertigt
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ist. Der gegenüber dem Ringkörper 15 im Ringdurchmesser kleinerer
Ringkörper 17 liegt auf einer Druckplatte 18 auf und wird mittels eines im Gehäuseabschnitt 16 verschieblieh ge-,
führten Abstandnringes 19 kleinerer Bauhöhe als der Ringkörper 17 in einer.konzentrischen Lage zum Ringkörper 15 und zur
Kugel 6 gehalten», Die Druckplatte 18 ist parallel zur Federplatte
7 und axialverschieblich im Gehäuseabschnitt 16 gelagert. Auf der der Federplatte 7 abgewandten Seite ist an der
Druckplatte 18 der Innenrand einer Ringinembran 20 befestigt,
welche an ihrem Außenrand am Gehäuseabschnitt 16 gehalten ist.. Ein in den Gebäuseabnchnitt 16 zwischen der Druckplatte 18
und der Membran 20 eingelassener, radial nach innen vorspringender Ring 21 bildet einen Anschlag für die Bewegung der
Druckplatte 18 in bezug auf die Zeichnung nach unten. Mit einem zentriscl'ie.n Druckabschnitt 22 liegt die Druckplatte 18,
gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer nicht dargestellten Fahrzeugfederung, auf einem ebenfalls nicht dargestellten
Achslager ei.ties Fahrzcugrades auf.
In der Kammer ~j> liegt auf der Membran 2 zentrisch ein Druckstempel
25 auf, v/elcher mit einem Ventilsitz 24 vor einer Doppe].ventildichtung 25 endet. Eine zwischen ein in das Gehäuse
1 eingeschraubtes Gehäuseeinsatzstück 26 und den Druckstempel 23 eingespannte .Feder 27 drückt den Druckstempel 23
gegen die Membrane 2. Zusammen mit einem im Gehäuseeinsatzstück 26 vorgesehenen Ventilsitz 28 bildet die Doppelventil-
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-.7
-. Π —
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dichtung 25 ein die Verbindung zwischen einem Raum 29 und
der Kammer- 3 überwachendes Ventil 28, 25* In den Raum 29 mündet
ein zu einem Rohranschluß ^O führender Kanal 31c Die Doppelventildichtung
25 ist in einer Passung 32 gehalten, wel-
in/
ehe abgedichtet verschieblich/einem den Raum 29 begrenzenden Einsatzteil 33 geführt ist. Bas Einsätζteil 33 ist unbeweglich und abgedichtet in einer durch eine Entlüftungskappe 34- gegen, die Atmosphäre verschlossene Bohrung 35 des Gehäuseeinsatzstückes 26 gehalten. Die Doppelventildichtung 25 und die Fassimg 32 sind von eine? Arialbohrung 36 durchbrochen, welche einen kleineren Durchmesser a Ip der Ventilsitz 24 aufweist e Die Axialböhrung 36 mündet in einem mit der Bohrung 35 in Verbindung stehenden Raum 37 des Einsatzteiles 33· Iia Raum 37 befindet sich eine gegen das Einsatzteil 33 abgestützte, die Fassung 32 gegen den Ventilsitz 28 drückende Peder 38·
ehe abgedichtet verschieblich/einem den Raum 29 begrenzenden Einsatzteil 33 geführt ist. Bas Einsätζteil 33 ist unbeweglich und abgedichtet in einer durch eine Entlüftungskappe 34- gegen, die Atmosphäre verschlossene Bohrung 35 des Gehäuseeinsatzstückes 26 gehalten. Die Doppelventildichtung 25 und die Fassimg 32 sind von eine? Arialbohrung 36 durchbrochen, welche einen kleineren Durchmesser a Ip der Ventilsitz 24 aufweist e Die Axialböhrung 36 mündet in einem mit der Bohrung 35 in Verbindung stehenden Raum 37 des Einsatzteiles 33· Iia Raum 37 befindet sich eine gegen das Einsatzteil 33 abgestützte, die Fassung 32 gegen den Ventilsitz 28 drückende Peder 38·
30/ · - ■
An den Rohranschluß.Ust eine Druckluftc}uelie und den Rohranschluß
4· der Steuereingang des nicht dargestellten Bremskraftreglers
anzuschließen.
Im eingebauten Zustand wird das Wiegeventil von der vom Fahrzeugrad
zu tragenden Fahrzeugbelastung durchsetzt« Im Raum 29 herrscht der Druck der Druckmittelquolle und es sei angenommen,
daß in dex* Kammer 3 ein der" Fahx^zeugbelastung entsprechender
Steuerdruck herrsche. Die Ventile 24, 25 und 28,-25
sind dabei geschlossen. Das Achslager bzw* die Fahrzeug«
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federung drückt dabei über die Druckplatte 18 den Ringkörper 17 gegen die Federplatte 7 an, von we leber der größte Teil
der Anpreßkraft über den Federring 15 auf den Gehausering 12
und damit über das Gehäuse 1 auf den Fahrzeugrahmen übertragen wird. Ein Teil der vom Ringkörper 17 ausgeübten Druckkraft
wird von der Federplatte 7 über die Kugel 6 und den Teller 5 auf die Membrane 2 übertragen, welche andererseits
vom in der Kammer 3 anstehenden Steuerdruck mit genau der gleichen Kraft belastet ist. Infolge ihrer Belastung wird die
4m ,
Federplatte 7 dabei leicht]Querschnittkellenförmig durchgebogen.
Wird nun die Belastung des Fahrzeuges beispielsweise durch Entladen verringert, so vermag, sobald ein gewisses
Entlastungsmaß erreicht ist, die Membrane 2 über den Teller 5 und die Kugel 6, die Federplatte 7 unter Auseinanderspreizen
der beiden Ringkörper 15 und 17 durchzudrücken. Unter der
Kraft der Feder 27 folgt dabei der Druckstößel 25 der Bewegung
der Membrane 2 und der Ventilsitz 24 hebt sich von der Doppelventildichtung 25 ab. Aus der Kammer 3 strömt dann
Druckluft durch das geöffnete Ventil 24, 25» die Axialbohrung
36, den Raum 37, die ,Bohrung 35 und die Entlüftungskammer 34
zur Atmosphäre ab, bis in der Kammer 3 eine der Belastungsverringerung des Fahrzeuges entsprechende rruckverminderung
eingetreten ist. Die Federplatte 7 vermag dann unter ihrer Eigenspannung über die Kugel 6 und den Teller 5 die Membrane
2 mitsamt dem Druckstempel 23 in die Ausgangslage zum ßchliesßen
des Ventiles 24, 25 zurückzudrücken.
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_ Q —
Wird die das Wiegeventil durchsetzende Fahrzeugbelastung uin
einen ein "bestimmtes Mindestmaß übersteigenden Wert vermehrt, so vermögen die beiden Ringkörper 15 "und 17 die Federplatte
7 in Richtung zur Kugel 6 durchzudrücken«, Die Kugel 6 wird dabei mit dem Teller 5 iß Richtung zur Kammer 3 verschoben und
die Membrane 2 in die Kammer 3 gedrückt* Die Membrane 2
nimmt dabei den Druckstempel 23 mit, welcher über seinen Ventilsitz
24- die Doppelventildichtung 25 vom V.entilsitz28 abhebt.
Von der Druckluftquelle strömt sodann Druckluft durch
den Raum 29 und das geöffnete Ventil 28, 25 in die Kammer 3 ein, bis in dieser eine Druckhöhe erreicht ist, welche ausreicht,
über die Membrane 2, den Teller 5 und die Kugel 6 zumindest
den mittleren Abschnitt der Federplatte 7 i& ä-ie tu?-'
sprüngliche Relativlage zum Gehäuse 1 zurückzudrückene Die
Federn 27 und 38 drücken, dabei den Druckstempel 23 und die
Fassung 29 in deren Ausgangslage zurück, wobei das Ventil 28, 25 wieder geschlossen und die Druckluftzufuhr zur Kammer 3
somit unterbrochen wird«, In der Kammer 3 herrscht dann ein der neuen Fahrzeugbelastung entsprechender Druck»
Die Federplatte 7 wirkt somit als'gefedertes Untersetzungsgetriebe,
welches nur einen bestimmten Anteil der vom Wiegeventil aufzunehmenden -Fahrzeugbelastung auf die vom Steuerdruck
im Gleichgewicht zu haltende Membran 2 überträgt. Aufgrund der schiitzartigen Durchbrechungen 10 in der Federplatte 7
ist diese gegenüber einer Vollplatte aufgrund der somit ab-
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gebauton Ringnpannungen sehr biegevieich, d.h. ein bor:'-lTis
Federweg der Platte bedingt nur eine verhältnismäßj
Veränderung der Federkraft. Dies hat zur Folge, daß sich Lagerurigsabweichungen
der Federplatte 7» z.B. auf grur .L ->i E ;■■
bautoleranzen oder aufgrund von Abnutzungen der FecUirpi rbt^
oder der Ringkörper an den Ab stützpunkt en bzw. -fläcl r.f im:
die damit verbundenen Verv.Olbungsänderungon der FedoiMl: i;t :■
7 in den verschiedenen !Schaltstellungen der Vent! .■■ ■?■'(·, 2>
und 28, 25 nur unwesentlich auf den in die Kammer 3 eilige
speisten und über die Heiabran 2, den Teller 5 und die i·. ■■ ■/;„..
6 auf die Federplatte 7 rückwirkenden Steuerdruck aue4;."' ,"ken.'
In Fig. 3 ist eine gegenüber der anh&ad der Fig. 1 ι
schrieb&nen Federplatte abgeändert gestaltete Federplatte
im Querschnitt dargestellt, welche im wesentlichen d:i :;.: ;
Lagerungsunempfindlichkeit wie die Platte 7 besitzt. Die Fe
derplatte 40 vjeist als Ausnehmungen eine außerhalb ei ie;
einer Verwölbung der Federplatte spannungsmäßig hoch öelasteteii
mittleren K3:eisr>cheibenbereiches 4-1 Diit der Platter stärke
h sich erstreckende und konzentrisch aur Plattennitte
oxLgeordnete Eicgzone 42 mit gegenüber der Platteastäxiiö h ge
ringe ra? Platt üij. .stärke auf, welche sich bis zum .Auß&nxand der
Federplatte 40 erstreckt. Der Übergang vom Kreisscheibenbereich
41 zur Ringzone 42 ist gleichmäßig abgeschrägt verlaufend ausgebildet. Im Bereich der Bingzone 42 ist die Federplatte
40 bei einer VerwöHrnng spannungsmäßig weniger hoch
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belastet, so daß eine geringere Plattenstärke ausreicht, ohne die Dauerfestigkeit der Federplatte zu gefährden« Durch die
somit geschaffene optimale und gleichmäßige Ausnutzung des
Plattenwerkstoffes wird die gesamte Federplatte 40 weicher
und damit die Federplatte, wie vorher dargelegt, im Wiegeventil lagerungsunempfindlicher. Die Federplatte 7 ist im
eingebauten Zustand auf dieselbe V/eise im Wiegeventil gelagert wie die Federplatte 7i wobei die Kugel 6 auf dem Ereisscheibenberelch
41 aufliegt.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß die Federplatte zur ,Erzielung
einer geringeren Federstelfigkeit auch gegenüber der
in Fig. 3 dargestellten Federplatte 40 über den Durchmesser einen anderen veränderlichen Querschnitt durch Anordnung entsprechend
anders gestalteter Ausnehmungen aufweisen, kann. Ebenso kann die Federplatte 7 bezüglich der Anzahl oder der
Form ihrer Durchbrechungen andersartig gestaltet sein,. Dies
kann insbesondere dann angebracht bzw. erforderlich sein, wenn das Wiegevontil in Abänderimg des dargestellten Ausführungsbeispieles
derart ausgebildet ist, daß die Federplatte 7 bzw. 40 mittig über geeignete Bauteile am Gehäuse 1 gelagert
ist und sich ihr Rand gegen den Teller 5 abstützt. Der ' Ringkörper 17 muß dann wesentlich kleineren Durchmesser als
in Fig. 1 gezeigt aufweisen.
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Claims (1)
- Patentansprüche1. Wiegeventil· für lastabhängige Bremskraftregler von drück~ mittelbetriebenen Fahrzeugbremsen, insbesondere Schienenfahrzeijgbremsen, mit einem in einen von der Fahrr.eugbelastung durchsetzten Gehäuse angeordneten Druckregelventil zur Einstellung eines der Fahrzeugbelastung verbs'Itnisgleicben Steuerdruckes, wobei das Druckregelvent.il über eine als Federung und mechanisches Untersetzungsgetriebe dienende .Federplatte von einem Anteil der i'ahrzeugbelastung entgegen der Rückstellkraft eines vom Steuerdruck beaufsclilasten, vorzugsweise als NewbrankoXbcn ausgebildeten Kolbens gesteuert ist, wobei die Federplatte einerseits von der Rückstellkraft belastet und am Gehäuse abgestützt und andererseits in einem dazwischenliegenden mittleren Eingbere^ich von der Fahrzeugbelastung belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Federplatte (7, 2K)) mit die Federsteif.igkcit der Platte verringernden Ausnehmungen (8, 10, 11, 42) versehen ist.2. Wiegoventil noch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen als die federplatte (7) durchsetzende DurchbrechuTißan (8, 10, 11) ausgebildet sind.2. Wiege ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen. (10) schlitzartig 'ausgebildet"'Vüää. von409814/0705-13BAD ORIGINALder Angriffszone (9) der Rückstellkraft ausgehend sich in radialer Richtung zum von der Fahrseiigbelastimg "belasteten Ringbereich hin erstreckend sternförmig angeordnet sind.4, Viegeventil nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzartigen Durchbrechungen (10) wenigstens an ihren dem von der Fahrzeugbelastung belasteten Ringbereicb. zugewandten. Enden vorzugsv/eise durch Kreisbögen begrenzte Erweiterungen (11) aufweisen*5· Wiegeventil nach Anspruch 3 oder 4, bei dem die .TTederplatte mittig von der Rückstellkraft belastet und en ihrem Rand am Gehäuse abgestützt ist, dadurch gekennzeichnety daß die Platte eine zentrale Durchbrechung (8) aufweist., von der die schlitzförmigen Durchbrechungen (10) sich strahlenförmig nach außen erstreckend ausgehen,,6. Wiegeventil nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, daß · die Ränder (9) der zentralen Durchbrechung (8) zur Lagerung und Zentrierung eines die Rückstellkraft von dom Kolben (2) zur federplatte (7) übertragenden Druckstückes (6) zur Plattenmitte hin abgeschrägt sind.7· Wiegeventil· nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen als im Bereich niedriger Spannungen liegende Flächeilabschnitte (4-2) geringerer Plattenstärke aus-0981 A/0705BAO ORIGINALgebildet sind.8. Wiegeventil nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenabschnitte wenigstens eine konzentrisch zur Plattenmitte angeordnete Eingzone. (42)40981 A/0705
BAD ORlOINAL.Leerseite
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