DE2640150C3 - Umkehr-Relaisventil für Zweikreis-Druckluftbremsanlagen von Fahrzeugen - Google Patents
Umkehr-Relaisventil für Zweikreis-Druckluftbremsanlagen von FahrzeugenInfo
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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.
50
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)
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.
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