DE2640150C3 - Umkehr-Relaisventil für Zweikreis-Druckluftbremsanlagen von Fahrzeugen - Google Patents

Description

2. Umkehr-Relaisventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolben (50) an seinem dem zweiten Kolben (65) zugewandten Ende einen hohlen Stutzen (53) aufweist, an dessen dem zweiten Kolben (65) zugewandt liegenden Ende der innere Ventilsitz (54) vorgesehen ist.

3. Umkehr-Relaisventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kolben (65) einen käfigartigen Mantel (G8) hat, der mit dem ersten Kolben (50) zusammenwirkende Anschläge (89) hat und der den äußeren Ventilsitz (90) trägt, wobei im Inneren des Mantels (68) der Ventilkörper (66) des Doppelventils (54, 66, 90) gegen die Kraft einer Feder (82) beweglich angeordnet ist.

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Die Erfindung betrifft ein Umkehr-Relaisventil entsprechend dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.

Derartige bekannte Umkehr-Relaisventile (US-PS 61 754), wie auch andere vergleichbare Umkehr-Relaisventile mit federgespannten Kolben- oder Membrananordnungen (US-PS 38 26 283, 38 63 992) werden eingesetzt, um bei Ausfall des ersten Betriebsbremskreises die Federspeicher-Hilfsbremse noch in gesteuerter Weise, also nicht etwa unter plötzlicher Beaufschlagung mit dem vollen Anlagendruck, betätigen zu können. Um im Fall dieser Bremsbetätigung im Schadensfall im ersten Betriebsbremskreis ein schnelles Ansprechen der Federspeicherbremsen zu erreichen, wird bei den bekannten Umkehr-Relaisventilen die Druckbeaufschlagung der Federspeicher-Hilfsbremse von vornherein durch Wahl entsprechender Federn in dem Umkehr-Relaisventil auf einen verringerten Wert eingestellt, der gerade zum Lösen der Federspeicherbremsen ausreicht, mit dem Ergebnis, daß im Normalfall, also im normalen Fahrbetrieb bei intakter Bremsanlage, die Federspeicherbremszylinder mit dem verringerten Druck beaufschlagt sind. Dies kann jedoch dazu führen, daß im Hinblick darauf, daß die Federcharakteristik in den Federspeicherbremsen nicht völlig gleich sind, doch womöglich die eine oder andere Bremse leicht schleifen kann, ohne daß der Benutzer dies bemerkt. Darüber hinaus ist es bei dieser Ausgestaltung nicht möglich, bei derartigen Bremsanlagen für einen Fahrzeugzug, bestehend aus Zugmaschine und Anhänger, die Vorratsleitung zum Anhänger mit dem vollen Anlagendruck zu beaufschlagen, wie dies andererseits aus Sicherheitsgründen erforderlich wäre.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Umkehr-Relaisventil der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei dem trotz kurzer Ansprechzeit der Federspeicherbremszylinder bei Ausfall des überwachten Betriebsbremskreises im Normalfall der volle, unbegrenzte Anlagendruck in den Federspeicherbremszyli.idern herrscht

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1.

Weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Umkehr-Relaisventils wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Schema einer Zweikreis-Druckluftbremsanlage eines Fahrzeuges, ausgerüstet mit einem Umkehr-Relaisventil gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine Schnittdarstellung eines Umkehr-Relaisventils gemäß der Erfindung in einer Stellung entsprechend druckloser Bremsanlage,

F i g. 3 eine sprengbildliche Darstellung von Einzelteilen des Umkehr-Relaisventils nach F i g. 2,

Fig.4 eine weitere Schnittdarstellung durch das Umkehr-Relaisventil, nunmehr in ansprechbereiter Stellung,

Fig.5 eine Zweikreis-Druckluftbremsanlage eines Fahrzeugzuges, bestehend aus Zugmaschine und Anhänger, versehen mit einem Umkehr-Relaisventil gemäß der Erfindung.

Die in Fig. 1 gezeigte Zweikreis-Druckluftbremsanlage 10 eines Fahrzeuges beinhaltet einen Kompressor 13, der zwei mit Rückschlagventilen ausgestattete Vorratsspeicher 14 und 15 mit Vorratsdruck speist, die ihrerseits über Leitungen 17 und 18 die Einlaßseite eines Zweikreisbremsventils 19 mit dem Vorratsdruck beaufschlagen. Der Speicher 14 beaufschlagt den unteren Bereich des Zweikreisbremsventils 19, in welchem dieser Vorratsdruck auf den Betriebsbremsdruck moduliert wird, der dann über den Auslaß des Zweikreisbremsventils 19 in eine Leitung 20 gegeben wird, die den Betriebsbremsdruck über eir schnell wirkendes Freigabeventil auf der Vorderachse des Fahrzeuges zugeordnete Bremszylinder 21 gibt. Die Zweikreis-Druckluftbremsanlage beinhaltet ein Umkehrrelaisventil 12, für das der den Hinterradbremsen des Fahrzeuges zugeordnete Betriebsbremskreis als erster Betriebsbremskreis zu bezeichnen ist und für das der vorstehend beschriebene Betriebsbremskreis der Vorderradbremsen als zweiter Betriebsbremskreis anzusehen ist. In diesem Sinn leitet die Bremsleitung 20

des weiteren Druckluft mit Betriebsbremsdruck zu einem Einlaß 31 des Umkehr-Relaisventils 12.

Von dem Vorratsspeicher 15 wird Luft unter Vorratsdruck über die Leitung 18 in den oberen Teil des Zweikreisbremsventils 19 geleitet, wo sie auf Betriebsbremsdruck moduliert wird und dann in den den Hinterradbremsen zugeordneten üetriebsbremskreis geschickt wird. Hier ist eine Leitung 23 vorgesehen, die über ein schnell wirkendes Freigabeventil die der Hinterachse des Fahrzeuges zugeordneten Bremsen beaufschlagt. Diese Bremsen haben kombinierte Betriebs- und Federspeicherbremszylinder 24, die auch eine Federspeicher-Hilfsbremse beinhalten. Es sind zwei Membrane vorgesehen, sowie ferner eine vordere Betriebsbremskammer 25 und in Tandembauweise dazu eine rückwärtige Hilfsbremskammer 26. Mit der Betriebsbremskammer 25 werden im Normalfall die Hinterräder des Fahrzeuges gebremst, da sie Druckluft mit Betriebsbremsdruck durch die Leitung 23 bekommt, wodurch eine Membran gegen eine mittig abgestützte Stellstange 27 gedrückt wird, die ihrerseits zur Betätigung der Bremsen über einen Spielausgleichsmechanismus 28 dient Während der Normalfahrt des Fahrzeuges wird dabei die Hilfsbremskammer 26 mit auf Vorratsdruck befindlicher Luft über eine Leitung 36 versorgt, die in leitender Verbindung mit einem Abgabeanschluß 33 des Umkehr-Relaisventils 12 steht, wodurch mittels einer Membran eine Feder 29 zusammengedrückt gehalten wird. Tritt in dem dem Speicher 15 zuzuordnenden Bereich der Bremsanlage ein Schaden auf oder ist das Fahrzeug geparkt, wird die Hilfsbremskammer 26 gelüftet, so daß die Feder 29 gegen die Stellstange 27 wirken kann. Die Art und Weise der Ausdehnung der Feder 29 wird dabei durch das Umkehr-Relaisventil 12 gesteuert, wie noch im einzelnen beschrieben wird.

Die Bremsanlage 10 beinhaltet ferner eine Leitung 37. die von der Leitung 18 des Speichers 15 abzweigt und mit einem Finlaß 30 des Umkehr-Relaisventils 12 verbunden ist. Die Leitung 37 ist als sensorisch wirkende Steuerleitung zu bezeichnen. Ein weiterer Einlaß 32 des Umkehr-Relaisventils 12 ist ferner mit einer Leitung 38 verbunden, die zu einem Parksteuerventil 39 führt, das über ein Zweiwegerückschlagventil 40 laufend mit Vorratsdruck beaufschlagt ist. Das Zweiwegerückschlagventil 40 ist dabei entweder mit dem Speicher 14 oder mit dem Speicher 15 verbunden, je nachdem, in welchem der beiden Speicher jeweils der höhere Druck herrscht.

Das in den F i g. 2 und 3 im einzelnen gezeigte Umkehr-Relaisventil 12 beinhaltet ein Gehäuse 42 mit einer abgesetzten zylindrischen Bohrung 43. Der Einlaß 30 befindet sich an dem einen Ende der Bohrung 43, die an ihrem anderen Ende durch einen Entlüftungsdeckel 45 geschlossen ist, der durch Schrauben 46 festgelegt ist. Der Entlüftungsdeckel 45 liegt mit Rippen 47 auf dem Gehäuse 42 auf, die eine Mehrzahl von Entlüftungsdurchlässen 34 definieren, die in leitender Verbindung mit der Bohrung 43 stehen. Zwischen den Entlüftungsdurchlässen 34 und dem Einlaß 30 liegen der Einlaß 31, der Einlaß 32 sowie der Abgabeanschluß 33, die alle in leitender Verbindung mit der Bohrung 43 stehen. In dieser ist benachbart den Entlüftungsdurchlässen 34 ein erster hohler, zylindrisch abgesetzter rohrförmiger Kolben 50 angeordnet. Am oberen Ende eines Kolbenmantels 51 befindet sich ein radial nach außen vorspringender Absatz 52. Am anderen Ende ist der Kolben 50 radial nach innen gezogen und definiert hier mittels einer ringförmigen Schulter eine Sitzfläche 55. Mittig in der Sitzfläche 55 befindet sich ein in Längsrichtung des Kolbens verlaufender hohler Stutzen 53, der an seinem unteren Ende einen nach außen aufgeweiteten, konisch zulaufenden inneren Ventilsitz 54 trägt Der Stutzen 53 weist eine äußere Schulter 56 auf und er erstreckt sich in das Innere des Kolbens 50 hinein und definiert hier eine Halterung 57 für eine Distanzscheibe 59, die als Gegenlager für zwei Druckfedern 60 dient, die den Kolben 50 in Richtung auf den Einlaß 30 drücken. Der Kolben 50 ist in der Bohrung 43 durch O-Ringe 62 und 63 abgedichtet. Die beiden O-Ringe 62 und 63 umschließen zwischen dem Kolben 50 und der Bohrung 43 eine äußere, vom Bremsdruck in dem den Vorderradbremsen zugeordneten Betriebsbremskreis beaufschlagbare Ringfläche A-I. Die von dem inneren Ventilsitz 54, der Bohrung 43, dem ersten Kolben 50 und dem O-Ring 63 umschriebene Zone bildet eine innere Ringfläche A-I, die vom Druck in den Federspeicherbremszylindern beaufschlagbar ist.

In der Bohrung 43 ist an dem den Einlaß 30 aufweisenden Ende ein zweiter Kolben 65 angeordnet, der aus einem käfigförmigen Mantel 68, einer Endkappe 67 sowie einem Ventilkörper 66 aufgebaut ist. Der Ventilkörper 66 ist mit seinem unteren Ende 70 dichtend in einer Blindbohrung 78 der Endkappe 67 angeordnet. Der Ventilkörper 66 trägt an seinem oberen Ende einen Flansch 71, der von einer ringförmigen Dichtung 74 aus elastisch federndem Material überdeckt ist, die einen U-förmigen Außenrand 75 hat, mit der sie eine ringförmige Schulter 73 des Flansches 71 umgreifen kann. Die Dichtung 74 ist außen von einem metallischen, napfförmigen Haltering 76 umgeben. Die Endkappe 67 weist an dem zum Einlaß 30 weisenden Ende ihres hülsenförmigen Körpers 79 einen Flansch 80 und am anderen Ende eine Schulter 81 auf. Diese dient als Abstützfläche für eine konische Feder 82, deren anderes Ende unter dem Haltering 76 abgestützt ist. Der Flansch 80 der Endkappe 67 ist mittels eines Rastringes 85 im unteren Bereich 84 des käfigförmigen Mantels 68 befestigt. Der käfigförmige Mantel 68 hat einen rohrförmigen Hauptkörper 86, der sich ausgehend vom unteren Endbereich 84 in den Bereich des Einlasses 32, von diesem gesehen radial innenliegend, erstreckt und dabei eine Mehrzahl von Öffnungen 87 aufweist, die einen Luftdurchtritt vom Einlaß 32 her ermöglichen. Das obere Ende 88 des käfigförmigen Mantels 68 trägt eine Anzahl von ringförmig auf der Stirnfläche angeordneten vorstehenden Anschlägen 89, die sich an die Sitzfläche 55 des ersten Kolbens 50 anlegen können. Ein zweiter, zu dem inneren Ventilsitz 54 konzentrischer, äußerer Ventilsitz 90, der dem zweiten Kolben 65 zugeordnet ist, erstreckt sich kegelstumpfförmig radial nach innen vom vorderen Ende 88 des käfigförmigen Mantels 68. Der Durchmesser des äußeren Ventilsitzes 90 ist mit enger Toleranz auf Jl n Durchmesser des inneren Ventilsitzes 54 abgestimmt und liegt eng konzentrisch zu ihm, wie aus Fig.2 ersichtlich. Im Inneren des käfigförmigen Mantels 68 sind unterhalb des äußeren Ventilsitzes 90 eine Mehrzahl längsverlaufender Führungsrippen 92 vorgesehen, die den Ventilkörper 66 über den Haltering 76 führen. Die Zwischenräume zwischen den Führungsrippen 92 definieren Luftdurchlässe für die vom Einlaß 32 bei geöffnetem Ventil 66, 90 zum Abgabeanschluß 33 strömende Luft. Der zweite Kolben 65 ist mittels O-Ringen 94 und 95 in den oberen und unteren Endbereichen 84 und 88 abgedichtet. Die O-Ringe 94

und 95 definieren dabei zusammen mit dem äußeren Ventilsitz 90 eine weitere druckresponsive Ringfläche /4-3. Dabei haben die Bohrung 43 sowie die Kolben 50 und 65 in dem Längenbereich, der die O-Ringe 63, 94 und 95 einschließt, einen gleichbleibenden Durchmesser. Die Ringflächen A-2 und Λ-3 können als einander äquivalent angesehen werden. Die äußere Ringfläche /4-1 ist größer als die Ringflächen /4-2 und /4-3 ausgebildet, bevorzugt in einem Verhältnis von 1,5 :1.

Befindet sich die Bremsanlage 10 gemäß Fig. 1 in drucklosem Zustand (z. B. bei geparktem Fahrzeug), sind die Speicher 14 und 15 nicht beschickt und die Leitungen 20 und 23 der beiden Betriebsbremskreise ebenso wie der Einlaß 31 des Umkehr-Relaisventils 12 entlüftet. Da hierbei auch das Parksteuerventil 39 zur Atmosphäre entlüftet ist, sind auch die Leitung 38 und der Einlaß 32 des Umkehr-Relaisventils 12 entlüftet. Da der Speicher 15 nicht unter Druck steht, herrschen auch praktisch in der Leitung 37 und im Einlaß 30 des Umkehr-Relaisventil 12 kein Druck. In diesem Betriebszustand haben die das Umkehr-Relaisventil 12 bildenden Teile die in Fig.2 dargestellte Stellung. Infolge des fehlenden oder sehr geringen Druckes im Einlaß 30 reicht die Kraft der Druckfedern 60, um den ersten Kolben 50 nach unten zu drücken, wodurch der innere Ventilsitz 54 gegen die Dichtung 74 gedrückt wird, wobei die Sitzfläche 55 auf die Anschläge 89 einwirkt, derart, daß der erste Kolben 50 und der zweite Kolben 65 aneinanderliegen und der Endbereich 84 des käfigförmigen Mantels 68 den Bohrungsgrund der Bohrung 43 berührt. Hierbei ist der innere Ventilsitz 54 geschlossen, während der äußere Ventilsitz 90 geöffnet ist, so daß Luft von der Hilfsbremskammer 26 über den Einlaß 32 strömen kann und somit eine Lüftung zur Atmosphäre stattfindet, indem diese Luft vom Anschluß 33 durch die Ringfläche A-X durch den offenen äußeren Ventilsitz 90, durch die von den Rippen 92 gebildeten Strömungskanäle und die Öffnungen 87 hindurch in den Einlaß 32 strömt

Durch das Starten des Fahrzeuges werden die Speicher 14 und 15 automatisch vom Kompressor 13 mit Vorratsdruck beschickt Druckluft mit Vorratsdruck wird dabei auch vom Speicher 15 über die Leitungen 18 und 37 zum Einlaß 30 des Umkehr-Relaisventils 12 gefördert wobei sich der erste Kolben 50 und der zweite Kolben 65 gemeinsam unter Zusammendrükkung der Druckfedern 60 bewegen, bis der Absatz 52 des ersten Kolbens 50 sich an den Entlüftungsdeckel 45 anlegt, der als Gehäuseanschlag wirkt Die inneren und äußeren Ventilsitze 54 und 90 verbleiben dabei in der gleichen Relativlage zueinander wie beim drucklosen Zustand der Bremsanlage. Wird das Parksteuerventü 39 betätigt wird Luft unter Vorratsdruck entweder vom Speicher 14 oder vom Speicher 15 zum Einlaß 32 gefördert und wandert auf dem vorstehend beschriebenen Weg durch das Umkehr-Relaisventil 12 zum Abgabeanschluß 33 und von dort durch die Leitung 36 in die Hilfsbremskammer 26, um die Feder 29 der Federspeicher-Hilfsbremse des betroffenen Federspeicherbremszylinders 24 zusammenzudrücken. In dieser Stellung befindet sich das Umkehr-Relaisventil 12 in seiner Normalstellung, in der, solange ein ausreichender Vorratsdruck im zugeordneten ersten Betriebsbremskreis vorhanden ist die geschilderte Stellung aufrechterhalten bleibt mit dem Ergebnis, daß in den Federspeicherbremszylindern 24 der volle Anlagendruck herrscht Dabei beeinflussen auch Bremsbetätigungen unter Betriebsbremsdruck in der Normalfahrt das Umkehr-Relaisventil 12 nicht, da der erste Kolben 50 ja am Entlüftungsdeckel 45 anliegt und nicht weiterwandern kann.

Jedweder Schaden im ersten Betriebsbremskreis, der der rückwärtigen Fahrzeugachse zugeordnet ist, führt zu einem Druckverlust im Speicher 15, egal, an welcher Stelle dieses ersten Betriebsbremskreises der Schaden eintritt. Damit fällt der Druck am Einlaß 30 des Umkehr-Relaisventils 12 ab. Da auf die innere Ringfläche A-2 Vorratsdruck wirkt, wird der zweite Kolben 65 nach unten gedruckt, während der erste Kolben 50 gegen den Entlüftungsdeckel 45 gedrückt bleibt Durch die Trennung der beiden Kolben, die in der Normalfahrtphase aneinander anliegen, bewegt sich der äußere Ventilsitz 90 näher auf die Dichtung 74 zu. Hält der Druckabfall im Betriebsbremskreis an, setzt der äußere Ventilsitz 90 auf die Dichtung 74 auf. Bis zu diesem Punkt hält die Feder 82 den inneren Ventilsitz 54 in dichtender Anlage an der Dichtung 74. Eine weitere abwärts gerichtete Bewegung des käfigförmigen Kolbenmantels 68 ergibt dann eine öffnung des inneren Ventilsitzes 54, während jetzt der äußere Ventilsitz 90 geschlossen bleibt. Durch diesen Bewegungsablauf wird unter Vorratsdruck stehende Luft im Einlaß 32 in dem Kolbenmantel 68 eingesperrt und kann somit nicht den zweiten Kolben 65 in irgendeiner Weise in der Bohrung 43 bewegen, während der äußere Ventilsitz 90 geschlossen ist. Bewegt sich daher der innere Ventilsitz 54 von der Dichtung 74 fort kann die Luft aus der Hilfsbremskammer 26 des Federspeicherbremszylinders 24 durch den Ventilsitz 54 und die Entlüftungsdurchlässe 34 zur Atmosphäre strömen. Dadurch fällt auch der auf die innere Ringfläche A-2 wirkende Druck ab, bis die Druckfedern 60 die von diesem Luftdruck auf die Ringfläche A-2 ausgeübte Kraft überwinden und den ersten Kolben 50 nach unten bewegen kann. Ein Gleichgewicht tritt ein, wenn die auf die Ringfläche A-2 einwirkende Druckkraft gleich der Kraft der Druckfedern 60 ist In dieser Situation befindet sich das Umkehr-Relaisventil 12 in einer betriebsbereiten Übergangsstellung, die in Fig.4 gezeigt ist in der sowohl der innere Ventilsitz 54 wie auch der äußere Ventilsitz 90 abgedichtet an der Dichtung 74 anliegen. Tritt im überwachten ersten Betriebsbremskreis ein vollständiger Druckabfall ein, befindet sich der erste Kolben 50 so weit wie möglich in die Bohrung 43 hineingedrückt, wobei der durch die Kraft der Druckfedern 60 an der Ringfläche A-2 hervorgerufene Druck gerade ausreicht um die Federn 29 der Federspeicherhilfsbremse leicht zusammengedrückt zu halten. Das Umkehr-Relaisventil 12 ist nun bereit unter Zuhilfenahme des im den Vorderrädern Zugeordneten zweiten Betriebsbremskreis herrschenden Betriebsbremsdruckes eine schnelle Hilfsbremsbetätigung durchzuführen. Dieser bremsbereite Betriebszustand ist keinesweg permanent so daß ein etwaiges leichtes Ausfahren der Stellstange 27 nicht schädlich ist

Wird das Fahrzeug jetzt gebremst wird unter Betriebsbremsdruck stehende Druckluft vom zweiten Betriebsbremskreis über die Leitung 20 zum Einlaß 31 gefördert Dieser Druck wirkt gegen die äußere Ringfläche /4-1 und erzeugt hier eine Kraft die sich zunächst zu der vom Druck der Luft in der Hilfsbremskammer 26 entwickelten Kraft addiert, die gegen die innere Ringfläche A-2 wirkt Die Kraft ist darauf gerichtet den ersten Kolben 50 gegen den Entlüftungsdeckel 45 zu bewegen, wobei der Abgabeanschluß 33 über den inneren Ventilsitz 54 zur

Atmosphäre gelüftet wird. Der Luftdruck in der Hilfsbremskammer 26 wird auf einen geringeren Wert reduziert, was durch die genannte Kraftaddition beschleunigt wird. Ist die Druckkraft der Druckfedern 60 egalisiert, kehrt das Umkehr-Relaisventil in seine Übergangsstellung zurück. Theoretisch könnten die innere und die äußere Ringfläche A-2 und A-I gleich groß sein. Erwünscht ist jedoch, in den Federspeicherbremszylindern auch in diesem Fall eine Bremsbetätigungskraf t zu erzeugen, die zumindest gleich derjenigen ι ο ist, die im Bereich der Vorderradbremsen vom dortigen, unbeschädigten Betriebsbremskreis erzeugt wird. Somit wird zweckmäßig die äußere Ringfläche A-\ um das l,5fache größer als die innere Ringfläche A-2 dimensioniert. Der Luftdruck in der Hilfsbremskammer 26 kann somit um eine Größe abfallen, die das i,5fache desjenigen Druckes beträgt, der von der unter Betriebsbremsdruck stehenden Luft ausgeübt wird. Dabei führt das Verhältnis von 1,5 :1 auch nicht zu einer zu heftigen Bremsreaktion im Normalfahrbetrieb, auch dann nicht, wenn die Bremsen mit Antiblockiereinrichtungen versehen sind.

Wird nach erfolgter Bremsbetätigung der Einlaß 31 des Umkehr-Relaisventils 12 über das Zweikreisbremsventil 19 zur Atmosphäre gelüftet, wird die äußere Ringfläche A\ vom Druck entlastet. Die Druckfedern 60 drücken dann den inneren Ventilsitz 54 gegen die Dichtung 74 und öffnen den äußeren Ventilsitz 90 unter Zusammendrückung der Feder 82. Damit herrscht eine leitende Verbindung zwischen dem Einlaß 32 und dem Abgabeanschluß 33. Es baut sich in der Zone der inneren Ringfläche A-2 und der Hilfsbremskammer 26 ein Druck auf, bis ein Gleichgewicht zu den Druckfedern 60 erreicht ist, wobei sich der erste Kolben 50 gegen den Entlüftungsdeckel 45 bewegt und sich der äußere Ventilsitz 90 wieder gegen die Dichtung 74 anlegt. Das Umkehr-Relaisventil 12 hat damit wieder seine Übergangsstellung.

In Fig. 5 ist ein Umkehr-Relaisventil 12 bei seinem Einsatz in der Bremsanlage eines Fahrzeugzuges, bestehend aus Zugmaschine und Anhänger, gezeigt. Im linken Teil der Fig. 5 ist die Bremsanlage der Zugmaschine einschließlich einer handelsüblichen Antiblockiereinrichtung gezeigt. Die rechte Seite zeigt die übliche Bremsanlage für einen Anhänger, der auch mit einer Antiblockiereinrichtung ausgerüstet sein kann. In der Zugmaschinenbremsanlage zeigen die gestrichelten Linien Leitungen auf, die sich unter Betriebsbremsdruck befinden, während die ausgezogenen Linien solche Leitungen aufzeigen, in denen die Luft unter Vorratsdruck steht Es sind vom Prinzip her bei der ZugmasiAinenbremsaniage im Weseninchcii die gleichen Teile vorhanden wie bei der Bremsanlage nach Fig. 1. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet Es besteht insoweit auch Funktionsgleichheit Darüber hinaus ist in der Zugmaschinenbremsanlage ein übliches Antiblockiersteuerventil 200 einschließlich zugehöriger Leitungen vorhanden. Des weiteren sind diverse Ventile, die mit dem Umkehr-Relaisventil 12 zusammenarbeiten und dessen Wirkungsweise in besonderem Maße ausnutzen, vorgesehen, und zwar im einzelnen ein Anhängersteuerventil 201, ein Relaisventil 202, ein Schlepperschutzventil 203 und ein Regelventil 204. Diese Ventile sind in ihrem Aufbau und in ihrer Wirkungsweise bekannt Die Bremsanlage des Anhängers beinhaltet ein Anhängerbremsventil 340, das mit Leitungen 334 und 335 für Betriebsbremsdruck und Vorratsdruck, einem Speicher 341 und, über Leitungen 344, mit Bremszylindern 343 zur Betätigung der Anhängerbremsen verbunden ist. Es handelt sich hierbei um Bremszylinder mit nur einer Membran. Über das Anhängerbremsventil 340 werden die Bremszylinder 343 mit Druck beaufschlagt, wenn das Zweikreisbremsventil 19 betätigt wird. Es erfolgt ein Lüften, wenn dieses Zweikreisbremsventil freigegeben ist. Ferner wird das Anhängerbremsventil 340 im Fall eines vorbestimmten Druckabfalls in der Leitung 335, die unter Vorratsdruck steht, so betätigt, daß Luft unter Vorratsdruck vom Speicher 341 zu den Bremszylindern 343 gelangt. Herrscht wieder der Vorratsdruck in der Leitung 335, entlüftet das Anhängerbremsventil 340 die Bremszylindern 343 und stellt damit den normalen Betriebszustand wieder her.

In der Bremsanlage der Zugmaschine ist das Regelventil 204 in die Leitung 37 eingesetzt und wirkt wie ein An-Aus-Schalter, der den Druckluftstrom zum Einlaß 30 des Umkehr-Relaisventils 12 steuert. Das Regelventil 204 ist beispielsweise auf einen Steuerdruck von 5,3 bis 5,6 bar eingestellt. Liegt der Druck des Speichers 15 für die der Hinterachse zugeordneten Bremsen der Zugmaschine über diesem Druck, steht der Speicher 15 mit dem Einlaß 30 in leitender Verbindung. Fällt der Druck im Speicher unter diesen Wert, unterbricht das Regelventil 204 die Verbindung zwischen dem Speicher 15 und dem Einlaß 30 und bewirkt die Entlüftung am Einlaß 30 durch einen ihm innewohnenden Entlüftungsmechanismus, wodurch das Umkehr-Relaisventil 12 für eine Bremsbetätigung unter Federwirkung vorbereitet ist.

Das Anhängersteuerventil 201 arbeitet ähnlich wie das Parksteuerventil 39 und bewirkt bei Betätigung die Entlüftung der Anhängervorraisleilung. Hierauf antwortet das Anhängerbremsventil 340 im Sinne einer Betätigung der Bremsen des Anhängers. Der Einlaß des Anhängersteuerventils 201 ist mit dem Auslaß des Zweiwegerückschlagventils 40 verbunden und hat somit in jedem Fall Luft unter Vorratsdruck zur Verfugung. Der Auslaß des Anhängersteuerventils 201 steht in leitender Verbindung mit einer Bremsleitung 205, die ihrerseits mit dem Anschluß des Relaisventils 202 für Luft unter Vorratsdruck verbunden ist. Eine Leitung 206 ist an ihrem einen Ende mit dem Abgabeanschluß 33 des Umkehr-Relaisventils 12 verbunden und ist andererseits mit einem Steueranschluß des Relaisventils 202 verbunden. Die Leitung 206 und der Steueranschluß des Relaisventils 202 können als Leitung angesehen werden, die eine unter Steuerdruck stehende Druckluftquelle beinhaltet. Eine dritte Leitung 207 ist leitend mit dem Auslaß des Relaisventils 202 verbunden. Ist Luft unter Steuerdruck in der Leitung 206 vorhanden, gewährleistet das Relaisventil 202 eine volle, offene Verbindung zwischen den Leitungen 207 und 205. Fällt der Druck in der Leitung 206 unter den genannten Steuerdruck, erzeugt das Relaisventil 202 einen ähnlichen Druckabfall zwischen den Leitungen 205 und 207. Wird das Anhängersteuerventil 201 in betätigter Stellung gelüftet, wird die Leitung 205 in betätigter Stellung gelüftet, wird die Leitung 205 ebenfalls gelüftet Das Relaisventil 202 bekommt an seinem Anschluß für Luft unter Vorratsdruck keine Luft mehr.

Die Leitung 207 steht ferner in leitender Verbindung mit dem Einlaß des Schlepperschutzventils 203 für Luft unter Vorratsdruck. Das Schlepperschutzventil 203 schafft eine leitende Verbindung der Luft unter Vorratsdruck und unter Betriebsbremsdruck auf der Zugmaschinenseite mit der Anhängerseite, und zwar so

lange, wie Luft unter Vorratsdruck auf seiner Einlaßseite eintreten kann. Fällt dieser Druck auf der Einlaßseite des Schlepperschutzventils 203 ab, schaltet das Schlepperschutzventil 203 in eine Stellung, in der die leitende Verbindung zwischen der unter Betriebsbremsdruck stehenden Luft auf der Zugmaschinenseite und der unter diesem Druck stehenden Luft auf der Anhängerseite unterbrochen wird. Man kann die Einstellung so vornehmen, daß die Abschaltung geschieht, wenn der Vorratsdruck unter etwa 2 bis 3 bar ι ο abfällt.

Aus Vorstehendem und der eingangs geschilderten Funktionsbeschreibung ergibt sich, daß im Normalbetrieb Luft unter vollem Vorratsdruck in den Einlaß 32 des Umkehr-Relaisventils 12 eintritt und am Abgabean-Schluß 33 austritt, wodurch die Federn 29 des Federspeicherbremszylinders 24 vollständig zusammengedrückt gehalten werden. Das Schlepperschutzventil 203 ist in seiner geöffneten Stellung vorgespannt und die Vorratsleitung 335 des Anhängers wird in normaler Weise unter Druck gesetzt. Die normale Bremsbetätigung unter Betriebsbremsdruck führt zur normalen Bremsung mittels der Bremsanlage. Die Vorderradbremsen der Zugmaschine werden durch den Betriebsbremsdruck in der Leitung 20 betätigt. Die rückwärtigen Bremsen und die Anhängerbremsen werden durch den Betriebsbremsdruck in der Leitung 23 betätigt. Dabei ist hier hervorzuheben, daß die Anhängervorratsleitung 335 von den Leitungen 207 und 205 aus über die Ventile 201 und 40 unter Druck gesetzt wird. Diese Anhänger-Vorratsleitung kann also von beiden Betriebsbremskreisen der Zugmaschine gefüllt werden. Die Anhängerbremsleitung 334 erhält ihren Druck über die Leitung 23 sowie die Ventile 203 und 19 und kann somit ausschließlich Luftdruck vom Speicher 15 erhalten.

Die größte Gefahr geht von einer nicht verbundenen oder gebrochenen Leitung für Betriebsbremsdruck der Anhängerbremsanlage aus. Diese Leitung steht, wenn keine Bremsung erfolgt, nicht unter Druck. Es entweicht keine Luft. Der Schaden wird vom Fahrzeugführer nicht bemerkt. Erfolgt die Bremsbetätigung, ergibt sich ein sehr massiver Leckverlust. Dieser Leckverlust bringt die Zugmaschinenbremsanlage schnell in einen Zustand, wo sie kaum noch effektiv arbeitet. Da die Betriebsbremsleitung des Anhängers offen ist, bleiben auch die Anhängerbremsen vollständig unbetätigt. Hier bringt nun das Umkehr-Relaisventil 12 Abhilfe.

In einem solchen Schadensfall bringt auch bei Verwendung des Umkehr-Relaisventils 12 die Bremsbetätigung zunächst einen Leckverlust, der jedoch ausschließlich den Speicher 15 betrifft. Der Druck im Speicher 15 fällt also schnell auf den Grenzwert, von welchem an das Regelventil 204 den Einlaß 30 entlüftet. Das Umkehr-Relaisventil 12 arbeitet nun wie vorstehend beschrieben. Der vom Ventil abgegebene Druck fällt automatisch auf den vorgegebenen Hilfswert oder, bei weiter anhaltender Bremsbetätigung, erfolgt eine weitere Reduktion durch das l,5fache der Größe des Betriebsbremsdruckes. Während dieser Zeit sind aber die Vorderradbremsen der Zugmaschine voll wirksam und die Hinterradbremsen der Zugmaschine arbeiten immerhin noch in dem Ausmaß, wie der noch vorhandene Druck im Speicher 15 dies zuläßt. Die Bremsen des Anhängers sind unwirksam geblieben. Die Reduktion des Abgabedruckes des Umkehr-Relaisventils 12 ändert dies aber nun. Der Druckabfall in der Leitung 206 wird vom Relaisventil 202 erfaßt, und es sinkt der Druck in der Leitung 207 schnell auf eben diesen Wert. Hieraus resultieren zwei Dinge. Erstens arbeitet das Schlepperschutzventil 203 im Sinne der Schließung des Durchlasses zwischen der Leitung 23 und der offenen oder gebrochenen Anhängerbremsleitung. Hierdurch wird der Leckverlust auf der Zugmaschinenseite gestoppt und der eingestellte Druck von beispielsweise 5,3 bis 5,6 bar bleibt im Speicher 15 erhalten. Zweitens reagiert das Anhängerbremsventil 340 auf die Druckverringerung in der Leitung 207 mit der automatischen Betätigung der Anhängerbremsen. Diese Dinge geschehen schnell und automatisch, so daß zur Normalbremsung kaum ein Unterschied besteht. Wird nach der Bremsung das Zweikreisbremsventil 19 freigegeben, geht der Abgabedruck des Umkehr-Relaisventils 12 wieder auf den vorgegebenen Steuerwert hoch. Dies setzt die Leitung 206 unter Druck. Das Relaisventil 202 wird wieder in Gang gesetzt und es stellt sich zwischen den Leitungen 205 und 207 der Vorratsdruck ein, wodurch das Schlepperschutzventil 203 wieder die Verbindung zwischen der Zugmaschine und dem Anhänger öffnet. Die Anhängervorratsleitung wird unter Druck gesetzt und die Bremsen des Anhängers werden gelüftet. Die eingangs geschilderten Charakteristika des Umkehr-Relaisventils 12 ermöglichen somit seine Einschaltung in den die Vorratsleitung des Anhängers beschickenden Teil der Bremsanlage. Es ergibt sich somit, daß auch Fahrzeugzüge, bestehend aus Zugmaschine und Anhänger, unter beliebigen Betriebsbedingungen, auch gerade im Fall einer offen gebüebenen oder beschädigten Betriebsbremsleitung der Anhängerbremsanlage, einwandfrei gebremst werden können.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche: 10

1. Umkehr-Relaisventil für mit einer Federspeicher-Hilfsbremse ausgerüstete Zweikreis-Druckluft-Ibremsanlagen von Fahrzeugen zur Betätigung der Federspeicherbremszylinder bei Ausfall des auf die gleiche Fahrzeugachse wie die Federspeicherbrems zylinder wirkenden ersten Betriebsbremskreises in Abhängigkeit von dem im zweiten Betriebsbremskreis herrschenden Druck, mit einem die Be- und Entlüftung der Federspeicherbremszylinder steuernden Doppelventil, das aus einem Ventilkörper und zwei mit diesem zusammenwirkenden konzentrischen Ventilsitzen besteht, mit einem das Doppelventil betätigenden stufenförmigen ersten Kolben, der den inneren Ventilsitz trägt und der in Richtung der Enllüftungsbetätigung auf einer inneren Ringfläche vom Druck in den Federspeicherbremszylindern und auf einer äußeren Ringfläche vom in den. Bremszylindern des zweiten Betriebsbremskreises herrschenden Bremsdruck entgegen der Kraft einer Druckfeder beaufschlagbar ist, und mit einem zweiten Kolben, der konzentrisch zum ersten Kolben angeordnet ist und der auf seiner einen Seite ständig vom Vorratsdruck des ersten Betriebsbremskreises beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kolben (65) den äußeren Ventilsitz (90) trägt und auf seiner anderen Seite vom Druck in den Federspeicherbremszylindern (24) beaufschlagt ist und durch Anlage am ersten Kolben (50) der Kraft der Druckfeder (60) ausgesetzt ist, derart, daß bei ausreichendem Vorratsdruck im ersten Betriebsbremskreis der zweite Kolben (65) den ersten Kolben (50) unter Zusammendrückung der Druckfeder (60) gegen einen Gehäuseanschlag drückt.