DE2538505C2

DE2538505C2 - Sperrventil für Federspeicherbremsanlagen von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2538505C2
Application number: DE19752538505
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-Ing. 8000 München Pechaty; Waldemar 8135 Söcking Schuster
Original assignee: Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1975-08-29
Filing date: 1975-08-29
Publication date: 1986-10-09
Also published as: DE2538505A1; HU174023B; IT1066446B; FR2322037A1

Description

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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Sperr- mit einem gehäusefesten, die Einmündung der Leitung 8

ventil der eingangs genannten Art derart auszubilden, umgebenden Ventilsitz 17 ein die Verbindung der Räu-

daß sowohl die Gefahr des ungewollten Einbremsens me 12 und 13 überwachendes Ventil 16, 17 bildet Die

beim Bruch der zum ersten Raum führenden Leitung Räume 13 und 14 sind durch einen Differentialkolben 18

absolut sicher ausgeschaltet als auch ein gesteuertes, s voneinander getrennt, dessen größere Kolbenfläche 19

vollständiges und rasches Entleeren des zweiten Rau- dem Raum 14 und dessen kleinere, in ihrem Durchmes-

mes und damit des Federspeicherbsemszylinders er- ser den Ventilsitz 17 übertreffende Kolbenfläche 20 dem

möglicht und eine Rückhaltung und Minderung des Lö- Raum 13 zugewandt ist Die Differentialfläche des Dif-

sedruckes für den Federspeicherbremszylinder ausge- ferentialkolbens 18 ist über einen mittels eines Kanals

schaltet ist io 21 an die Atmosphäre angeschlossenen Ringraum 22

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale ständig mit Atmosphärendruck beaufschlagt Das Ver-

nach dem Kenzeichnungsteil des Patentanspruchs 1. Schlußglied 16 ist über nahe seinem Rand angeordnete

Durch die Ausgestaltung des Kolbens als Differential- Stege 23 starr mit dem Differentialkolben 18 verbunden, kolben wird bei entsprechender Abstimmung der Diffe- Der Kolbenboden des Differentialkolbens 18 ist von rentialfläche, die allgemein klein gewählt werden muß, 15 einer Düse 24 und einer zu dieser groBquerschnittigen erreicht, daß bei Drucklufteinspeisung in den ersten Durchbrechung 25 durchsetzt Auf Seiten des Raumes Raum das Ventil geöffnet wird und die Druckluft unge- 13 ist die Durchbrechung 25 von einem Verschlußkörhjndert auch in den zweiten Raum und in den Federspei- per 26 abgedeckt, der zusammen mit dieser ein in Ströcherbremszylinder einströmt, so daß in be^:den Räumen mungsrichtung zum Raum 13 öffnendes Rückschlagvengleiche Druckhöhe herrscht Nach Beendigung der 20 til 25,26 bildet Der Verschlußkörper 26 ist mit einem Drucklufteinspeisung verschiebt sich der Differential- Führungsstift 27 versehen, der verschieblich in einer kolben bei Erreichen eines Druckausgleiches zwischen Sackbohrung des Verschlußgliedes 16 geführt ist Eine dem zweiten und dem dritten Raum mit geringer, durch schwache Feder 28 ist zwischen das Verschlußglied 16 die Differentialfläche bestimmter Kraft, wobei das Ver- und den Verschlußkörper 26 eingespannt
schlußglied des Ventils auf seinen Sitz aufgelegt wird 25 Zum Aufladen bzw. Lösen der Federspeicherbremse Erst bei einem Bruch der vom Feststellbremsventil zum wird bei geschlossenem Absperrventil 10 das Feststellersten Raum führenden Leitung wird das Verschluß- bremsventil 6 in seine Lösestellung gebracht, in welcher glied pneumatisch fest und dichtend auf seinen Sitz ge- es die Leitungen 5 und 8 verbindet sowie die Sperrleipreßt, so daß der Druck im zweiten Raum erhalten tung 11 absperrt Aus dem Luftbehälter 3 strömt Druckbleibt; das Ventil bedarf somit zu seiner Steuerung kei- 30 luft durch die Leitungen 5 und 8 in den Raum 12 des ner Druck-Rückhaltewirkungen zeitigender Federn, Sperrventils 7 ein, hebt das Verschlußglied 16 vom Venweiche zudem bruchgefährdet sind. Bei Druckabbau mit tilsitz 17 ab und gelangt in den Raum 13 sowie in den Hilfe des Feststellbremsventils ist keinerlei Druckrück- Federspeicherbremszylinder 15. Das Ventil 16,17 wird haltung möglich, da bei über die Sperrleitung vorge- dabei, unterstützt durch die einseitig stark überwiegennommener Entlüftung des dritten Raumes der Kolben 35 de Beaufschlagung des Differentialkolbens 18 auf der sofort vom Ventilsitz abhebt, da das Verschlußglied des Kolbenfläche 20, weitestmöglich geöffnet, so daß zwi-Ventils starr mit dem als Differentialkolben ausgebilde- sehen den Räumen 12 und 13 höchstens ein vernachlästen Kolben verbunden ist und der Differenzdruck zwi- sigbar kleiner Druckabfall auftritt Gleichzeitig strömt sehen erstem Raum und zweitem Raum bzw. drittem über die Düse 24 gedrosselt Druckluft in den Raum 14 Raum zur Wirkung gelangen kann, ohne daß eine Rück- 40 und die Sperrleitung 11 ein und bewirkt dort einen allhaltekraft hierbei entgegenwirkt mählichen Druckaufbau.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung kennzeichnet sich Nach Erreichen der vollen Druckhöhe im Raum 13

durch die Merkmale nach dem Patentanspruch 2. und dem hierdurch in seine Lösestellung gebrachten,

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausfüh- gespannten Federspeicherbremszylinder 15, gleicht sich

rungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung nä- 45 über die Düse 24 der Druck im Raum 14 allmählich an;

her erläutert. In der Zeichnung ist eine schematisch an- bei Erreichen der Druckgleichheit zwischen den Räu-

gedeutete Federspeicherbremse mit einem im Schnitt men 14 und 13, damit auch im Raum 12, bewirkt die

gezeigten Sperrventil dargestellt etwas größere Kolbenfläche 19 ein Verschieben des Dif-

Von einer nicht gezeigten Druckluftqelle führt eine ferentialkolbens 18 bis zum Auflegen des Verschlußglie-

Rohrleitung 1 über ein Schutzventil 2 zu einem als Be- 50 des 16 auf den Ventilsitz 17.

triebsdruckluftquelle dienenden Luftbehälter 3 und ei- Zum Einbremsen werden mittels des Festsellbremsnem als Hilfsdruckluftquelle dienenden, zweiten Luftbe- ventils 6 die Sperrleitung 11 völlig und die Leitung 8 je hälter 4. Vom Luftbehälter 3 führt eine Leitung 5 zu nach Bremsstufe teilweise oder ebenfalls völlig entleert einem Feststellbremsventil 6, welches je nach seiner Infolge Entleerung des Raumes 14 bewegt sich der Dif-Einstellung eine um Sperrventil 7 führende Leitung 8 55 ferentialkolben 18 unter öffnen des Ventils 16,17 rasch absperrt, mit der Leitung 5 verbindet oder in die Atmo- in Richtung zu diesem und aus dem Federspeichersphäre entleert. Vom Luftbehälter 4 führt eine Leitung 9 bremszylinder 15 und dem Raum 13 strömt Druckluft zu einem als Notlöseventil dienenden Absperrventil 10 durch die Leitung 8 und das Feststellbremsventil 6 ab. und von diesem als Sperrleitung 11 zum Sperrventil 7 Die Federspeicherbremse wird betätigt
und zum Feststellbremsventil 6, welches die Sperrlei- 60 Bricht bei gelöster Federspeicherbremse die Leitung tang 11 in seiner Bre.T.ssteüung zusammen mit der Lei S, se wird der Raum 12 entleert und die aus dein Raum tung 8 entlüftet, ansonsten abgesperrt hält. 13 einseitig auf dem Verschiußglied 16 lastende pneu-

Das Sperrventil 7 weist drei Räume 12,13 und 14 auf; matische Beaufschlagung drückt dieses dicht gegen den

die Leitung 8 mündet in den ersten Raum 12, an den Ventilsitz 17 an. Erst bei einer Entleerung auch des Rau-

zweiten Raum 13 ist ein Federspeicherbremszylinder 15 65 mes 14, gesteuert durch das Feststellbremsventil 6, öff-

angeschlossen und in den Raum 14 mündet die Sperrlei- net der Differentialkolben 18 das Ventil 16, 17, der

tung 11. Zwischen den Räumen 12 und 13 befindet sich Raum 13 und der Federspeicherbremszylinder 15 ent-

ein tellerartiges Verschlußglied 16, welches zusammen leeren sich und die Federspeicherbremse wird betätiet.

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Zum Notlösen werden durch öffnen des Absperrventils 10 die Sperrleitung 11 und der Raum 14 aus dem Luftbehälter 4 wieder mit Druckluft gefüllt; der Differentialkolben 18 schließt das Ventil 16,17 und über das sich öffnende Rückschlagventil 25,26 strömt zum Lösen des Federspeicherbremszylinders 15 Druckluft in diesen und den Raum 13 ein.

Bricht bei gelöster Federspeicherbremse die Sperrleitung 11, so öffnet der Differentialkolben 18 das Ventil 16, 17 und das Sperrventil 7 verliert seine Schutzfunk- ίο tion. Das Rückschlagventil 25,26 verhindert ein Entleeren des Raumes 13 durch die Sperrleitung 11; der geringe Druckluftverlust über die Düse 24 wird durch Nachspeisung aus dem Luftbehälter 3 ersetzt

Zum raschen Lösen der eingebremsten Federspei- is cherbremse kann zusätzlich zum Einstellen des Feststellbremsventils 6 in dessen Lösestellung das Absperrventil 10 für eine gewisse Zeitspanne geöffnet werden: der Federspeicherbremszylinder 15 wird dann über die Leitung 8 und das Ventil 16,17 und gleichzeitig über die Sperrleitung 11 und das Rückschlagventil 25, 26 rasch gefüllt und gelöst Das Sperrventil 7 wird gemäß vorstehenden Erläuterungen rein pneumatisch gesteuert und bedarf zur Betätigung des Ventils 16,17 keiner bruch- i

oder erlahmungsgefährdeter, eine Druckrückhaltung 25 Ii

bewirkender Federn. Ä<

In Abänderung vom dargestellten Ausführungsbei- |ί

spiel ist es auch möglich, das Absperrventil 10 in das $

Feststellbremsventil 6 einzugliedern und/oder in diesem ?!

eine der Düse 24 entsprechende, gedrosselte und in der 30 ||

Lösestellung wirksame Fülleinrichtung für die Sperrlei- |j

tung 11 und den Raum 14 unterzubringen. iff

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen »*

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Claims

1 2 kraft nachlassen, was für den Fahrer nicht wahrnehmbar Patentansprüche: ist, kann es seine Schutzfunktion nicht mehr erfüllen, d. h. ein Bruch der das Ventil belastenden Feder oder

1. Sperrventil für Federspeicherbremsanlagen von der den Kolben belastenden Druckfeder führt zum EntKraftfahrzeugen, mit drei Räumen, deren erster an s leeren des zweiten Raumes bei einem ungewollten ein Feststellbremsventil, deren zweiter an einen Fe- Druckabbau im ersten Raum, beispielsweise infolge eiderspeicherbremszylinder und deren dritter an eine nes Bruches der zu diesem führenden Bremsleitung. Die Sperrleitung angeschlossen ist, wobei die Sperrlei- Folge davon ist ein überraschendes und ungewolltes tung in der Bremsstellung des Feststellbremsventils Einbrennen des Fahrzeuges; unter diesen Bedingungen entlüftet, zum Notlösen an eine HilfsdruckJuftquelle io löst das Sperrventil geradezu diejenige Funktion aus, angeschlossen und ansonsten aus der Betriebsdruck- welche verhindert werden solL

luftquelle aufgeladen ist, mit einem Ventil zwischen Ein weiterer Nachteil des bekannten Sperrventils be-

dem ersten und dem zweiten Raum, dessen Ver- steht darin, daß durch die Federbelastung des Ventils

Schlußglied in Ventilöffnungsrichtung vom Druck im eine Druck-Rückhaltung in Kauf zu nehmen ist wo-

ersten Raum belastet ist, und mit einem das Ventil 15 durch in den zweiten Raum und damit in den Federspei-

betätigenden Kolben, der in Ventilöffnungsrichtung cherbremszylinder nicht die volle, am Feststellbrems-

vom Druck im zweiten Raum entgegen dem Druck ventil und im ersten Raum anstehende Druckhöhe ein-

im durch ihn von diesem abgetrennten dritten Raum speisbar ist Da bei gleicher Speicherfederkraft der KoI-

beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, ben des Federspeicherbremszylinders entsprechend

daß der Kolben als Differentialkolben (18) ausgebil- 20 größer ausgebildet werden muß, wird hierdurch der

det ist, dessen kleinere .Kolbenfläche (20) vom Druck Bauaufwand und der Luftverbrauch der Federspeicher-

im zweiten Raum (13), dessen größere Kolbenfläche bremse gesteigert

(19) vom Druck im dritten Raum (14) und dessen In gleicher Weise stellt es einen Nachteil dar, wenn im Differentialfläche vom Atmosphärendruck beauf- Federspeicherbremszylinder Restdruck verbleibt, derschlagt ist, und daß der Dichtungsdurchmesser des 25 art, daß beim Betätigen des Feststellbremsventils der Ventils (16,17) kleiner als die kleinere Kolbenfläche zweite Raum über das Ventil nur bis zu einem Rest-

(20) des Differentialkolbens (18) und das Verschluß- druck entleert wird, wobei sich anschließend das Ventil glied (16) des Ventils starr mit dem Differentialkol- unter der Federbelastung schließt und der Restdruck ben (18) verbunden ist durch die Düse stark gedrosselt über die Sperrleitung

2. Sperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 30 allmählich abgebaut wird. Dementsprechend gibt auch zeichnet, daß der Kolbenboden des Differentialkol- der Federspeicherbremszylinder anfänglich eine norbens (18) eine Durchbrechung (25) aufweist, die von mal, dann jedoch sehr langsam bis auf einen Endwert einem in Strömungsrichtung zum zweiten Raum (13) steigende Bremskraft ab.

öffnenden Rückschlagventil (25, 26) überwacht ist, Die Verwendung von federkraftbelasteten Kolben dessen Verschlußkörper (26) einen in einer Sackboh- 35 bzw. von Differentialkolben ist bei Ventilen von Bremsrung des Verschlußgliedes (16) verschieblich geführ- anlagen an sich bekannt (DE-AS 11 78 310 und DE-AS ten Führungstift (27) aufweist und von einer ande- 16 80082). Derartige Ventilkonstruktionen sind jedoch rerseits gegen das Verschlußglied (16) abgestützten bei Sperrventilen der in Rede stehenden Art nicht verFeder (28) belastet ist wendbar, zum einen (DE-AS 16 80 082), da federbelaste-

40 te Kolben, z. B. auch Ventile der in Rede stehenden Art,

die vorbenannten Nachteile zeitigen, zum anderen, weil

Differentialkolben der bekannten Art (DE-AS 11 78 310) wiederum ein federbelastetes Organ, nämlich

Die Erfindung betrifft ein Sperrventil für Federspei- ein durch eine Feder verspanntes Verschlußglied tragen cherbremsanlagen gemäß dem Gattungsbegriff des Pa- 45 und die Größenverhältnisse der Differentialflächen die tentanspruches 1. Verwendung unmöglich machen. Auch die Ventilkon-Bei einem Sperrventil der in Rede stehenden Art (DE- struktion eines weiteren bekannten Aufbaues (US-PS OS 21 20 113) ist das Ventil zwischen dem ersten und 26 91 989), bei der zwar der Kolben als Differentialkoldem zweiten Raum als ein entgegen Federkraft in Strö- ben ausgebildet ist und bei der der Dichtungsdurchmesmungsrichtung zum zweiten Raum öffnendes Rück- 50 ser des Ventil kleiner als die kleinere Kolbenfläche des schlagventil ausgebildet, dessen Verschlußglied über ei- Differentialkolbens und das Verschlußglied des Ventils ne Schleppkupplung mit dem Kolben gekoppelt ist. Der starr mit dem Differentialkolben verbunden ist, ist bei Kolben ist in Ventilöffnungsrichtung vom Druck im Sperrventilen der in Rede stehenden Art nicht verwendzweiten Raum entgegen dem Druck im dritten Raum bar, da sie den gestellten funktionellen Anforderungen und der Kraft einer im dritten Raum angeordneten 55 nicht genügt. Rohrbruch-Rückschlagventile der letztge-Druckfeder belastet, wobei die Druckfeder stärker ist nannten Art vermögen die Zuleitung zu einem Bremszyals die das Ventil belastende Feder. Hierdurch ergibt linder nach einem Bremsleitungsbruch infolge eines Difsich, daß der Kolben bei einem die Kraft der Druckfeder ferenzdruckverhaltens sofort zu schließen, für den Einübersteigende Beaufschlagungsüberschuß aus dem satz bei Federspeicherbremszylindern sind derartige zweiten Raum das Rückschlagventil geöffnet hält. Wei- 60 Konstruktionen jedoch nicht verwendbar; im besondeterhin ist das bekannte Sperrventil mit einer den Kolben ren ist es bei einem Bruch der Zuleitung zu derartigen durchsetzenden Düse zum Aufladen der Sperrleitung bekannten Ventilen nicht mehr möglich, eine Abbremversehen und die Kolbenmanschette ist als in Strö- sung mit Hilfe der Bremszylinder vorzunehmen, da eine mungsrichtung zum zweiten Raum hin öffnendes Rück- besondere Sperrleitung als Notleitung nicht vorgesehen schlagventil ausgebildet. 65 ist und da einfach wirkende Bremszylinder bei Druckbe-Dieses bekannte Sperrventil benötigt zu seiner be- aufschlagung bremsen und nicht bei Druckentlastung triebssicheren Funktion zwei Federn; sollte eine dieser zur Wirkung gelangen, wie dies für Federspeicher-Federn brechen oder materialbedingt in ihrer Feder- bremsanlagen der in Rede stehenden Art gilt.