DE3126843C2

DE3126843C2 - Ventil zur Regulierung des Bremsdruckes in einer Druckluft-Bremsanlage für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE3126843C2
Application number: DE19813126843
Authority: DE
Inventors: Varazdat Gevondovi&ccaron; Nabere&zcaron;nye &Ccaron;elny Komsolomsky prospekt Grigorian
Original assignee: KAMSKOE OB"EDINENIE PO PROIZVODSTVU BOL'SEGRUZNYCH AVTOMOBILEJ KAMAZ NABEREZNYE CELNY SU
Current assignee: KAMSKOE OB"EDINENIE PO PROIZVODSTVU BOL'SEGRUZNYCH AVTOMOBILEJ KAMAZ NABEREZNYE CELNY SU
Priority date: 1980-07-21
Filing date: 1981-07-08
Publication date: 1984-12-20
Also published as: FR2486892B1; HU185438B; YU43772B; YU174281A; CS538981A1; GB2080899B; SE449835B; DE3126843A1; PL232304A1; JPS5741243A; PL138048B1; SE8104361L; GB2080899A; FR2486892A1

Abstract

Das Ventil zur Regulierung des Bremsdruckes, insbesondere in einer Druckluft-Bremsanlage für Fahrzeuge, enthält ein Gehäuse (2), bei dem der Hilfskolben (4) axial zu einem Differentialkolben (3) gelagert ist und die Kolben (3, 4) so angeordnet sind, daß sie sich relativ zueinander begrenzt verschieben und im Kraftschluß miteinander stehen können. Der Hilfskolben (4) ist im Gehäuse (2) so angeordnet, daß er einer Einwirkung, die seine Verschiebung in Richtung des Differentialkolbens (3) unter anschließendem Kraftschluß mit dem Differentialkolben (3) hervorruft, welcher zur gemeinsamen Bewegung der Kolben (3, 4) führt, und einer Einwirkung ausgesetzt werden, die dieser Bewegung entgegenwirkt. Der Hohlraum des Gehäuses (2) ist in einen Zuführungsraum (5), der durch die kleinere Arbeitsfläche (8) des Differentialkolbens (3) begrenzt ist, und einen Regulierraum (6), der durch die Differentialfläche (11) des Differentialkolbens (3) begrenzt ist, und einen Verteilerraum (7) unterteilt, der durch die größere Arbeitsfläche (14) des Differentialkolbens (3) begrenzt ist. Das Ventil (1) enthält ein Doppelventilglied (15), das vom Diffe rentialkolben (3) gesteuert wird und durch das je nach Lage des letzteren die Druckluft in den Verteilerraum (7) geleitet und aus diesem in die Atmosphäre abgelassen wird.

Description

daß bei intaktem Bremskreis der Hinterachse und geringeren Werten des Regulierdruckes der Verteilung* druck nicht in Abhängigkeit von der Kraftwagpnbekistung geändert wird.

Um den Ablaß der Druckluft aus den Rudbrcmszylindern der Vorderachse beim Lösen der Bremse zu beschleunigen, ist in dem bekannten Bremskraft-Regelventil ein Rückschlagventil vorgesehen, das eine Drosselöffnung aufweist. Dies macht den Aufbau des Ventils kompliziert und beeinträchtigt dessen Zuverlässigkeit, besonders im Winterbetrieb, bei dem in der Druckluftbremsanlage das in der Druckluft enthaltene Wasser gefrieren kann. Die Bremslösezeit wird bei Ausfall des Bremskreises der Hinterachse erheblich verlängert, weil die Druckluft aus den Bremszylindern der Vorderachse in die Atmosphäre über das Steuerventil der Bremsanlage ausströmt.

Darüber hinaus ist beim bekannten Ventil keine Möglichkeit gegeben, seine Kennlinie zu regulieren, was seine Anwendung für Fahrzeuge, die sich voneinander im Gewicht und durch bauliche Parameter unterscheiden, beschränkt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zur Regulierung des Bremsdruckes in einer Druckluft-Bremsanlage für Fahrzeuge zu entwikkeln, bei dem die relative Anordnung des Differential- und des Hilfskolben ein Zusammenwirken derselben sichert, das bei Ausfall des Bremskreises der Hinterachse die Zufuhr der Druckluft zu den Radbremszylindern der Vorderachse in einer Weise gewährleistet, durch die eine Blockierung de Räder der Vorderachse vermieden wird, was es gestattet, die Lenkbarkeit des Fahrzeugs zu erhalten, die Wirksamkeit der Bremsung zu verbessern sowie den Reifenverschleiß zu verringern.

Diese Aufgabe wird durch ein Bremsdruck-Regclventil mit den Merkmalendes Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemä-

wCn ui'C iu3ui*üC ix-rvCgCi VCniilS 3iriu im viCM inrcit€r€n

Schutzansprüchen niedergelegt.

Im weiteren wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbcispielen unter Bezugname auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Brcmsdruck-Regelventil zur Regulierung des Bremsdruckes in einer Druckluft-Bremsanlage für Fahrzeuge in schematischer Darstellung mit einer ersten Ausführungsform des Doppelventilgliedes und mit Anschluß des Ventils an die Bremsanlage (im Längsschnitt).

F i g. 2 eine Variante zu F i g. 1 mit einer anderen Ausführungsform des Doppclventilglicdes. gemäß der Erfindung,

F i g. 3 eine Variante für den Anschluß der Zuteilkammer an die Bremsanlage bei dem Bremsdruck-Regelventil nach F i g. 2,

Fig.4 eine schematische Darstellung eines dem in F i g. 1 gezeigten ähnlichen Bremsdruck-Regelventils mit einer zweiten Ausführungsform des Verteilerraums,

F i g. 5 ein dem in F i g. 1 gezeigten ähnliches Bremsdruck-Regelventil in schematischer Darstellung mit einerdritten Ausführungsform des Verteilerraums,

F i g. 6 ein dem in F i g. ί gezeigten Ventil entsprechendes Bremsdruck-Regelventil mit einer zweiten Ausführungsform des Regulierraums und einem elastischen Bauelement, das der Verschiebung des Hilfskolbens in Richtung des Differentialkolbens entgegenwirkt,

F i g. 7 ein dem in F i g. 5 gezeigten Ventil analoges Bremsdruck-Regelventil in schematischer Darstellung mit der zweiten Ausfühningsform des Regulierraums und dem elastischen Bauelement, das der Verschiebung des Hilfskolben in Richtung des Differentialkolbens entgegenwirkt,

Fig.8 ein dem in Fig. 1 gezeigten Ventil entsprechendes Bremsdruck-Regelventii mit einem elastischen Bauelement, das der Verschiebung des Hilfskolbens in Richtung des Differentialkoibens entgegenwirkt.

Fig.9 ein dem in Fig.4 gezeigten Ventil ähnliches in Bremsdruck-Regelventii mit einem elastischen Bauelement, das der Verschiebung des Hilfskolbens in Richtung des Differentialkolbens entgegenwirkt.

F i g. 10 ein dem in F i g. 5 gezeigten Ventil analoges ßrcmsdruck-Regclvcntil mit einem elastischen Bauelement, das der Verschiebung des Hilfskolbens in Rich tung des Differentialkolbcns entgegenwirkt,

Fig. ti ein dem in Fig.8 gezeigten Ventil ähnliches Bremsdruck-Regelventii mit einer anderen Ausführungsvariantcdes Hilfs- und des Differentialkolbens.

Fig. 12 ein dem iii r i g. 9 gc/.cigicii Vcfiiii entsprechendes Bremsdruck-Regelventii mit einer weiteren Ausfuhrungsform des Hilfs- und des Differentialkolbens.

Fig. 13 ein dem in Fig. IOgezeigten Ventil ähnliches

Bremsdruck-Regelventii mit einer anderen Ausrührungsform des Hilfs- und des Differentialkolbens,

Fig. 14 ein dem in Fig.6 gezeigten analoges Bremsdruck-Regelventii mit einer anderen Ausführungsvariante des: ->ifferentialkolbens,

ίο Fig. 15 ein dem in Fig.6 gezeigten Ventil entsprechendes Bremsdruck-Regelventil mit einer weiteren Ausführungsvarianis des Differentialkolbens und mit einem elastischen Bauelement, das der Verschiebung des Differentialkolbens in Richtung vom Hilfskolben

J5 weg entgegenwirkt, und mit Vorrichtungen zur Regelung der Vorspannung der elastischen Bauelemente. Das Bremsdruck-Regelvcntil (Fig. I) zur Regulie-

LlfQl

I UIiK Vita

MiLlnfl.Qfnmc Tür Fahrzeuge enthält ein Gehäuse 2, in dem ein Diffe-

rcntialkolbcn 3 und ein Hilfskolben 4 gelagert sind. Der Hilfskolben 4 ist axial zum Differentialkolben 3 angeordnet, wobei die Kolben 3 und 4 derart gelagert sind, daß sie sich relativ zueinander begrenzt verschieben und im Kraftschluß miteinander stehen können. Bei die scr Ausführungsform des Ventils sind die Kolben 3 und 4 teleskopisch verbunden.

Durch die Kolben 3 und 4 ist der Hohlraum des Gehäuses 2 in einem Zuführungsraum 5, einen Regulierraum 6 und einen Verteilerraum 7 unterteilt.

so Der Zuführungsraum 5 ist durch eine kleinere Arbeitsfläche 8 des Differentialkolbens 3, die Wände des Gehäuses 2 und eine erste Arbeitsfläche 9 des Hilfskolbens 4 begrenzt, die dem Eintrittsluftdruck P\ ausgesetzt ist, der von der ersten Stufe des zur Steuerung der Bremsanlage dienenden Steuerventils 10 zugeführt wird.

Die Einwirkung des Eintrittsdruckes P\ ruft eine Verschiebung des Hilfskolbens 4 in Richtung des Differentialkolbens 3 hervor.

M Der Regulierraum 6 ist durch die Differentialfläche 11 des Kolbens 3, die Wände des Gehäuses 2 und die zweite Arbeitsfläche 12 des Hilfskolbens 4 begrenzt, die dem Regulier-Luftdruck Pi ausgesetzt wird, der von einem lastabhängigen Bremskraftregler 13 zugeführt wird, der

b5 an die zweite Stufe des Hauptventils 10 zur Steuerung der Bremsanlage angeschlossen ist.

Der Einfluß des Regulierdruckes P₂ wirkt der Verschiebung des Kolbens 4 in Richtung des Kolbens 3

IXt Vcrlcilerrauni 7 ist durch cine größere Arbeitsfläche 14 des Differenlialkolbcns und die Wände des Gehäuses 2 begrenzt.

Ocr Flächeninnalt der ersten Arbcilsfliiche 9 des ililfskoibens 4 ist geringer der seiner zweiten Arbeitsfläche 12.

Am Differentialkolben 3 ist die Summe der Flächeninhalte vier kleineren Arbeitsfläche 8 und der Differcntialflächc Il gleich dem Flächeninhalt seiner größeren Arbeitsfläche 14.

Das Bremsdruck-Regelventil 1 enthält uuch i-in Doppelventil 15, das vom Diffcrentinlkolben 3 gesteuert wird und mit einem Einlaßventil 16 und einem Auslaßventil 17 versehen ist.

In der Mitte des Kolbens 3 sind eine Durchfallöffnung und ein Ventilsitz 18 für das Einlaßventil 16 vorgesehen. Der Sitz 19 des Auslaßventils 17 ist in der Wand des Gehäuses 2 ausgeführt, die den Verteilcrraum 7 begiC-i'i/.i.

|e nach Lage des Diffcrentiulkolbens 3 erfolgt durch das Doppelventil 15 die Zuführung der Druckluft aus dem Zuführungsraum 5 zum Vcrteilorraum 7 oder der Ablaß der Druckluft aus dem Raum 7 in die Atmosphäre über eine öffnung 20.

Der Vcrtcilerraum 7 ist mit den Radbremszylindern 21 verbunden, um diesen Druckluft unter einem Vertci- !ungsdruck P) zuzuführen.

In der Bremsanlage sind an das zur Steuerung der Bremsanlage dienenden Steuerventil IO Speicher 22 und 23 angeschlossen. An den lastabhängigen Bremskraftregler 13 sind Radbremszylinder 24 angeschlossen.

Das in F i g. 2 gezeigte Bremsdruek-Regelvcntil 1 zur Regulierung des Bremsdruckes enthält zum Unterschied von der oben beschriebenen Anordnung eine Zuteilungskammer 25, die durch Teilung des Verteilerraums 7 durch eine Zwischenwand 26 des Gehäuses 2 gebildet und nut dsm Druckluftsⁿeichcr 22 verbunden ist.

Das Bremsdruck-Regelventil 1 ist auch mit einem Doppelventil 27 ausgestattet. In der Zwischenwand 16 sind eine Durchlaßöffnung und ein Ventilsitz 28 für das Einlaßventil 29 des Doppelventils 27 vorgesehen, während ein Sitz 30 für das Auslaßventil 31 auf der größeren Arbeitsfläche 14 des Diffcrcntialkolbens 3 ausgeführt ist.

|e nach des Differcntialkolbens 3 bewirkt das üoppelvcntilglicd 27 die Zuführung der Druckluft aus der Zuteilungskammer 25 in den Verteilcrraum 7 oder den Auslaß der Druckluft aus dem Raum 7 in die Atmosphäre.

In Fig.3 ist eine andere Variante für den Anschluß des Bremsdruck-Regelventils 1 (F i g. 2) an die Bremsanlage dargestellt. Hierbei steht die Zuteilungskammer 25 mit der ersten Stufe des Steuerventils 10 zur Steuerung der Bremsanlage in Verbindung.

Nach F i g. 4 ist zum Unterschied von dem in F i g. 1 gezeigten Ventil der Verteilerraum 7 zusätzlich durch die zweite Arbeitsfläche 12 des Hilfskolben 4 begrenzt, die dem Verteilungsdruck Pi ausgesetzt wird, der der Verschiebung des Hilfskolbens 4 in Richtung des Differentialkolbens 3 entgegenwirkt.

Dies wird dadurch gewährleistet, daß das Bremsdruck-Regelventil 1 einen zusätzlichen Verteilerraum 32 enthält, der durch Unterteilung des Regulierraums 6 durch eine Zwischenwand 33 gebildet und mit dem Verteilerraum 7 verbunden ist.

Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 gezeigten Bremsdruck-Kugclvcntil I ist bein) in F ig. 5 gezeigten Ventil der Vcrleilerraum 7 zusätzlich durch die erste Arbeitsfläche 9 des I lilfskolbcns 4 begrenzt, die durch den Verteilungsdnick /Ί beaufschlagt wird, durch den seine Ver-Schiebung in Richtung des Differcnlialkolbens 3 hervorgerufen wird.

Dies wird dadurch erreicht, daß das Bremsdruck-Regelvcntil 1 einen /usiit/liehen Verieilerraum 34 enthält, der durch Unterteilung des Zuführungsraums 5 durch id eine Zwischenwand 35 gebildet und mit dem Verteilerraum 7 verbunden ist.

Hei den in F i g. b und 7 gezeigten Bremsdruck-Regelventile!) 1 ist zum Unterschied von den in F i g. 1 bzw. 5 dargestellten Ausführungen der Hilfskolben 4 mit einem Ii elastischen Bauelement 36 (einer Feder) versehen, das der Verschiebung des Kolbens 4 in Richtung des Kolbens 3 entgegenwirkt.

Die Einwirkung des Regulier-Luftdruckes Pi auf die zweite Arbeitsfläche 12 des Hilfskolbens 4 ist durch eine 2·« Zwischenwand 37 bcscitigt.

Bei den in F i g. 8,9 und 10 gezeigten Bremsdruck-Regclvcntilcn Lsi im Gegensatz zu den in Fig. 1, 4 bzw. 5 abgebildeten Bauarten der Hilfskolben 4 mit einem elastischen Bauelement 36 (einer Feder) versehen, das der Verschiebung: des Hilfskolbens 4 in Richtung des Differcnlialkolbens 3 entgegenwirkt.

Der Fläch:ninhalt der ersten Arbeitsfläche 9 des Hilfskolbcns 4 ist gleich der seiner zweiten Arbeitsfläche 12.

jo Bei den in F i g. 11, 12 und 13 gezeigten Bremsdruck-Regolventilei) 1 ist, im Unterschied zu den in F i g. 8, 9 bzw. 10 dargestellten, der Flächeninhalt der ersten Arbeitsfläche 9 des Hilfskolbens 4 größer als der seiner zweiten Arbeitsfläche 12, während die Flächeninhalts-J5 summe der k eincren Arbeitsfläche 8 und der Different)· alflächc 11 c es Differcntialkolbens 3 geringer als der Flächeninhalt seiner größeren Arbeitsfläche 14 ist.

Bei den in Fig. 14 und 15 gezeigten Bremsdruck-Regelventilen I ist, im Unterschied zu den in F i g. 6 bzw. 7 ■ω gezeigten, die Flächeninhalissumme der kleineren Arbeitsfläche 8 und der Differentialflächc 11 des Differentiulkolbcns 3 geringer als der Flächeninhalt der größeren Arbeitsfläche 14.

Der Diffcrentialkolbcn 3 (Fig. 15) ist mit einem elastischcn Bauelement 38 (einer Feder), das seiner Verschiebung in Richtung vom Hilfskolben 4 weg entgegenwirkt, sowie mit Vorrichtungen 39 und 40 zur Regelung der Vorspannung der elastischen Bauelemente 36 bzw. 38 versehen.

Bei allen beschriebenen Ausführungsformen des Bremsdruck- Regelventils 1 kann der Differentialkolben DMt einem elastischen Bauelement 38 ausgestattet sein, während die Bauelemente 36 und 38 mit Vorrichtungen 35-und 40 zur Regelung der Vorspannung versehen sein können.

Sämtliche Bremsdruck-Regelventile 1, die in Fig.4 bis 15 dargestellt sind, können mit einer Zuteilungskammer 25 (Fig.2) und einem Doppelventil 27 ausgeführt sein, wie dies in F i g. 2 dargestellt ist. Das Bremsdruck-Regelventil nach F i g. 1 arbeitet folgendermaßen:

Beim Bremsen strömt Druckluft mil einem Eintrittsdruck Pi aus dem Druckluftspeicher 22 über das Steuerventil 10 der Bremsanlage in den Zuführungsraum 5 des b^r· Bremsdruck-Rcgelventils 1 und wirkt auf die kleinere Arbeitsfläche 8 des Differcntialkolbens 3. die einen Flächeninhalt /⁷I hat. sowie auf die erste Arbeitsfläche S des Hilfskolbens 4,die einen Flächeninhalt F; aufweist.

Gleichzeitig gelangt die Druckluft aus dem Druckluftspeicher 23 über das Steuerventil 10 zum lastabhängigen Bremskraftregler 13 und von dort mit einem Regulierdruck Pi zu den Radbrems/.ylindern 24 und in den Regulierraum 6 des Bremsdruck-Regclvcntils I, indem sie auf die Differentialfläche U mit Flächeninhalt / ,des Differentialkolbers 3 und auf die zweite Arbeitsfläche 12 mit Flächeninhalt F« des Hilfskolbens 4 einwirkt. Unter der Wirkung der Drücke Pi und Pi bewegt sich der Differentialkolben 3, das Auslaßventil 17 wird geschlossen und das Einlaßventil 16 geöffnet, so daß die Druckluft aus dem Zuführungsraum 5 in den Vertcilerraum 7 geleitet wird und auf die größere Arbeitsfläche 14 mit Flächeninhalt F-, des Differentialkolbens 3 einwirkt und weiter in die Radbremszylinder 21 strömt. Auf solche Weise stellt sich im Vertcilerraum 7 ein Verteilungsdruck Pj ein, der (vor Beginn der Einwirkung des Hilfskolbens 4 auf den Diffcrentialkolbcn 3, d. h. vor dem Kraftschluß der Kolben 3, 4) aus folgender Beziehung bestimmt wird:

F₃

Wird die Kraft F₂ auf die erste Arbeitsfläche 9 des Hilfskolbens 4 größer als die auf dessen zweite Arbeitsfläche 12 einwirkende Kraft F«. bewegt sich der Hilfskolben 4 zum Differentialkolben 3 hin und beaufschlagt diesen zusätzlich. In diesem Fall ergibt sich ein Verteilungsdruck P₁ zu:

_r _ Pi (F₁+F₁)+P₇ (Fj-F₄) schleiß zu verringern.

Der ziemlich einfache Aufbau des Bremsdruck-Rcgelventils 1 zur Regulierung des Bremsdruckes gewährleistet seine hohe Hetriebszuverlässigkeit unter beliebi-

■> genTemperaturvuhältnissen.

Daß das Doppelventil 15 vom Differenlialkolben allein betätigt wird, erhöht die Geschwindigkeit des Ablassens der Druckluft aus den Radbremszylindern 21 beim Lösen der Bremse.

Das Bremsdruck-Regelventil nach den Fig. 2 und 3 wirkt wie folgt:

Beim Bremsen strömt Druckluft aus dem Druckluftspeicher 22 über das Steuerventil 10 in den ZufUhrungsraum 5 des Bremsdruck-Regelventils 1 mit einem Ein- trittsdruck P\, wirkt auf die kleinere Arbeitsfläche 8 mit Flächeninhalt Fi des Differentialkolbens 3 und auf die erste Arbeitsfläche 9 mit Flächeninhalt F₂ des Hilfskolbens 4 ein. Gleichzeitig wird die Druckluft aus dem Druckluft speicher 23 über '.!?.s Stcucrvrniil 10 in den lastabhängi gen Bremskraftregler 13 und weiter mit einem Regulierdruck Pt in die Radbremszylinder 24 und in den Regulierraum 6 des Brcmsdruck-Regelventils I geleitet, indem sie auf die kleinere Arbeitsfläche 8 des Differential- kolbens 3 und auf die erste Arbeitsfläche 9 des Hilfskolbens 4 einwirkt. Unter der Wirkung des Druckes Pi bewegen sich die Kolben 3 und 4, das Auslaßventil 31 wird geschlossen, das Einlaßventil 29 geöffnet, so daß die Druckluft aus der Zuteilungskammer 25 in den Ver feuerraum 7 und die Radbremszylinder 21 geleitet wird. Der Wert Pi wird aus folgender Beziehung bestimmt:

,fi_

+F₁)

Beim Lösen der Bremse nimmt der Druck in den Räumen 5 und 6 ab. der Differentialkolben 3 und der Hilfskolben 4 verschieben sich nach oben. Das Einlaßventil 16 wird geschlossen und das Auslaßventil 17 geöffnet, so daß die Druckluft aus den Radbremszylindern 21 über den Verteilerraum 7 und die öffnung 20 in die Atmosphäre ausströmt.

Bei Ausfall des Bremskreises der Hinterachse (bei P2 = 0) arbeitet das Brenrxlruck- Regelventil 1 auf ähnliche Weise. Beim Bremsen gelangt Druckluft mit einem Eintrittsdruck Pi aus dem Druckluftspeicher 22 über das obenerwähnte Steuerventil 10 in den Zuführungsraum 5 und wirkt auf die kleinere Arbeitsfläche 8 des Differentialkolbens 3 und auf die erste Arbeitsfläche 9 des Hilfskolbens 4 ein. Unter der Wirkung des Druckes P\ auf den Differentialkolben 3 und den Hilfskolben 4 wird das Auslaßventil 17 geschlossen und das Einlaßventil 16 geöffnet, so daß die Druckluft aus dem Zuführungsraum 5 in den Verteilerraum 7 und die Radbremszylinder 21 strömt. Der Wert P₃ ermittelt sich zu: In F i g. 4 bis 15 sind weitere Ausführungsformen des Bremsdruck-Regclventils 1 gezeigt. Die Wirkungsweise dieser Ventile ist ähnlich der des in F i g. 1 gezeigten, aber sie unterscheiden sich durch einige konstruktive Besonderheiten, die den Einwirkungen auf den Hilfskolben 4 und dem Kraftschluß des Hilfskolbens 4 und des Diffcrenlialkolbens 3 einen verschiedenen Charakter verleihen. Dadurch können verschiedene Charakteristiken des Brcmsdruck-Regelventils 1 für die Anwendung in einer konkreten Bremsanlage und zum Erzielen bestimmter Bremseigenschaften des Kraftfahrzeuges erhalten werden.

In F i g. 4 ist ein Ventil 1 zur Regulierung des Bremsdruckes gezeigt, bei welchem die Einwirkung des Hilfs- kolbens 4 auf den Differentialkolben 3 vom Verhältnis von Pi · F2ZUP3 ■ Ft abhängt.

Der Druckwert P₃ wird aus folgender Beziehung bestimmt:

— bei intakter Bremsanlage:

vor dem Kraftschluß des Hilfskolbens 4 und des Diffcreiitialkolbens3

Aus dieser Beziehung folgt, daß das Bremsdruck-Regelventil 1 in Abhängigkeit vom Verhältnis der Flächen Fi, Fj und Fs einen beliebigen erforderlichen Wert des Verteilungsdruckes Pi liefern kann, der den Radbremszylindern 21 zugeführt wird. Durch entsprechende Auslegung und Anpassung dieser Flächen an das jeweilige Fahrzeug wird ein Blockieren der Räder vermieden, was es gestattet, die Lenkbarkeit des Kraftfahrzeuges beizubehalten und die Wirksamkeit der Bremsung und die Verkehrssicherheit zu erhöhen sowie den Reifcnver-

nach dem Kraftschluß der Kolben 3 und 4 P _ P₁ (^+F₂)+P₁F₁

bei Ausfall des Bremskreises der Hinterachse: vordem Kraflschlußder Kolben3,4

Ζ.Ό OTJ

P₁ -F_x

nachdem Krafischlußdcr Kolben3 und4 ρ _ Pi(Fi+F₂)

vordem Kraftschluß der Kolben 3 und 4 p_} - F₁F,+P₂F₃

nachdem Kraflschlußder Kolben3unH4 _ P_xF_x+P₂F₃-Q_x .

3 r r *

In F i g. 5 ist ein Bremsdruck-Regelventil 1 dargestellt. io bei welchem die Einwirkung des Hilfskolbens 4 auf den — bei Ausfall des Bremskreises der Hinterachse:

Differentialkolben 3 vom Verhältnis von Pi · F₂ zu P₂ ■ F, abhängig ist.

Der Druckwert Pj wird aus folgenden Beziehungen bestimm!:

— bei intakter Bremsanlage:

vor dem Kraftschluß der Kolben 3 und 4

P. .FxP-. C

vordem Kraftschluß der Kolben 3 und 4

nach dem Kraftschluß der Kolben 3 und 4

nach dem Kraftschluß der Kolben 3 und 4 P _ Pi -F,+P₂ (F₃-F₄),

³ FF '

— bei Ausfall des Bremskreises der Hinterachse:

F₅ -F₂

In Fig.6 ist ein Bremsdruck-Regelventil 1 gezeigt, bei welchem die Einwirkung des Hilfskolbens 4 auf den Differentialkolben 3 vom Verhältnis Pi · F₂ zur Kraft Q₁ des elastischen Bauelements 36 abhängt.

Der Druckwert Pi wird aus folgender Beziehung bestimmt:

— bei intakter Bremsanlage: ίο vor dem Kraftschluß der Kolben 3 und 4,

„ Pi-F, +A · F,

/0 r₅ - r₂

Fig. 8 zeigt ein Bremsdruck-Rcgclventil 1, bei welchem die Einwirkung des Hilfskolbens 4 auf den Differentialkolben 3 vom Verhältnis von PiF₂ zu ^PjF₄+ Ci) abhängig ist.

Dtt Druckwert Pi wird aus folgenden Beziehungen bestimmt:

bei intakter Bremsanlage:

vor dem Kraftschluß der Kolben 3 und 4

ρ -

F_X+P₂F₃

nach dem Kraftschluß der Kolben 3 und4

P₁

P\ JF_x +F₁) +P₂ (F₃ -F₄) -Qi .

F. '

nach dem Kraftschluß der Kolben 3,4

P₃ _ Pi (F₁ +F₃) +P₁F₂-Q_x . Fs

bei Ausfall des Bremskreises der Hinterachse: vor dem Kraftschluß der Kolben 3 und 4

bei Ausfall des Bremi'-.reises der Hinterachse: vordem Kraftschluß der Kolben 3 und 4

P -Pi F₁
³ F₅

nach dem Kraftschluß der Kolben 3 und 4

ρ _ Pi (F₁ +F₂) - Q_x
³ F₅

nach dem Kraftschiuß der Kolben 3 und 4 P₃

Pi (F, +F₂) -Q,
F₅

In F i g. 9 ist ein Bremsdruck-Regelventil 1 dargestellt, bei dem die Einwirkung des Hilfskolbens 4 auf den Differentialkolben 3 vom Verhältnis von P_x Fi zu (P₃Ft +Q_x) abhängt.

Der Druckwert Pi wird aus folgenden Beziehungen bestimmt:

— bei intakter Bremsanlage:

vor dem Kraftschluß der Kolben 3 und 4

in Fig. 7 ist ein Bremsdruck-Regelventil gezeigt, bei welchem die Einwirkung des Hilfskolbens 4 auf den Differentialkolben 3 vom Verhältnis von P3F2 zur Kraft Oi des elastischen Bauelements 38 abhängt. Der Druckwert P-, ermittelt sich zu:

— bei intakter Bremsanlage:

P - ³

F₅

nach dem Kraftschiuß der Kolben 3 und 4

„ _ Pi (F, +F₂) +P₂F,- Q_x . ⁵ F₄+F_s

— bei Ausfall des Bremskreises der Hinterachse: vor dem Kraftschluß der Kolben 3 und 4

nach dem KraftschluB der Kolben 3 und 4

Px (F,

F.+Fi ■

In Fig. 10 ist ein Bremsdruck-Regelventil 1 gezeigt. b~i dem die Einwirkung des Hilfskolbcns 4 auf den Differentialkolben 3 vom Verhältnis von Ps ■ Ft zu (P₂ - F₄+ Qi) abhängt.

Der Dru±wert P₁ wird wie folgt bestimmt:

— bei intakter Bremsanlage:

vor dem Kraftschluß der Kolben 3 und 4

D « Pi · F) +P₂ · Fj

nach den: Kraftschluß der Kolben 3 und 4 ρ PtF₁-J-P₁ (F₃ -F₄) -Qi .

^Λ JFi '

bei Ausfall des Bremskrewcs der Hinlerachse: vor dem Kraftsch'.uB der Kolben 3 und 4 Inhalte (Fi + Fj) der kleineren Arbeitsfläche 8 und der ■Differentislfläche 11 des Differentialkolbens 3 geringer als der Flächeninhalt F% seiner größeren Arbeitsfläche 14 ist.

s Das in F i g. 15 gezeigte Bremsdruck-Regelventil 1 ist ähnlich dem in F i g. 7 gezeigten. Der Unterschied besteht darin, daß die Summe der Flächeninhalte (F, + F₁) der kleineren Arbeitsfläche 8 und der Differentialfläche 11 des Differentialkolbens 3 geringer als der Flächeninhalt Fi seiner größeren Arbeitsfläche ist

Darüber hinaus ist der Differentialkolben 3 mit einem elastischen Bauelement 38 versehen, das eine Kraft Qi aufbringt.

Das Bremsdruck-Regelventil 1 ist auch mit Vorrichtungen 39 und 40 zur Regulierung der Vorspannung der elastischen Bauelemente 36 bzw. 38 versehen.

Der Druckwert Pi wird bei der Ausführung nach F i g. 15 aus folgenden Beziehungen bestimmt:

— bei intakter Bremsanlage:

vor dem Kraftschluß der Kolben 3 und 4

η .PfF₁-J-Pi-F₃-Q₁

25

30 nach dem Kraftschluß der Kolben 3 und 4

Pj ■ Fi

-ft -Q₃

nach dem Kraftschluß der Kolben 3 und 4

J5

Bei allen oben beschriebenen Bremsdruck- Regelvcntilen 1 ist der Differcntialkolben derart ausgeführt, daß die Flächeninhaltssummc der kleineren Arbeitsfläche 8 und der Differcntialflächc 11 gleich dem Flächeninhalt seiner größeren Arbeitsfläche 14 ist. Dies bietet die Möglichkeit, beim Bremsen des Fahrzeuges mit voller ·τ> Masse (beiPj = Pi) den Radbremszylindern 21 einen Verteilungsdruck Pi zuzuführen, d«;r dem F.intrittsdruck Pi gleich ist.

Die in Fig. II, 12, 13 gezeigten Bremsdruck-Rcgclventiie 1 und die Beziehungen, nach denen der Wert des Verteilungsdrucks Pj sowohl bei intakter Bremsanlage als auch bei Ausfall des Bremskreises der Hinterachse bestimmt wird, entsprechend den in F i g. H. 9,10 gezeigten Ventilen bzw. den Werten des in diesen herrschenden Verteilungsdruckes Py Der Unterschied besteht vs darin, daß der Flächeninhalt F₂ der ersten Arbeitsfläche 9 des Hilfskc'bens 4 größer als der Flächeninhalt F₄ seiner zweiten Arbeitsfläche 12 ist. während die Flächeninhaltssumme (F; + Ft) der kleineren Arbeitsfläche 8 und der Differentialfläche 11 des Differentialkolbcns 3 w> geringer als der Flächeninhalt F-, seiner größeren Arbeitsfläche 14 ist.

Das in Fig. 14 gezeigte Brcmsdruck-Rcgclvcntil 1 und die Beziehungen, aus denen der Wert des Drucks Pi sowohl bei intakter Bremsanlage als auch bei Ausfall h^r> des Bremskreises der Hinterachse bestimmt wird, entsprechen jeweils dem in F i g. b gezeigten Ventil I. Der Unterschied besteht darin, daß die Summe der Flachen nach dem KraftschluB der Kolben 3 und 4 P -PiF₁-Q₁-Q₂

Die regelbare Kennlinie des Ventils ermöglicht dessen Anwendung in Brcmsanlagcn für Fahrzeuge, die sich voneinander in der Masse und durch konstruktive Parameter unterscheiden.

Die in den Fig. Il bis 15 gezeigten Bremsdruck-Kcgelventile I gestatten es. beim Bctricbsbrcmscn (bei geringeren F.inlrittsdrückcn /Ί) des Fahrzeuges mit voller Masse den Radbrcniv/ylindcrn 21 einen Vcrtcilungsdruck Pi zuzuführen, der kleiner als der Hintrittsdruck Pi ist. so daß die Bremsvorrichtungen der Vorderachse entlastet werden, der Verschleiß der Bremsbeläge abnimmt sowie die Lenkbarkeit des Fahrzeuges aufrechterhalten und die Verkehrssicherheit auf Straßen mit geringem Haftreibungsbeiwert erhöht wird. Dies ist besonders wichtig für Kraftwagen mit erhöhter Tragfähigkeit und für Anhänger.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bremsdruck-Regelventil in einer Druckluft-Bremsanlage für Fahrzeuge, die einen lastebhängi- gen Bremskraftregler enthält, durch den der Druck in Abhängigkeit von der Fahrzeugbelastung geregelt wird, mit

— einem Gehäuse, in dem ein Differential- und ein Hilfskolben untergebracht sind, durch die der Gehäuseraum in einen Zuführungs-, einen Regulier- und einen Verteilerraum unterteilt ist,

— einem Doppelventil, das vom Differentialkolben gesteuert wird und durch das je nach Lage des letzteren die Druckluft dem Verteilerraum zugeführt und aus diesem in die Atmosphäre abgelassen wird,

— einer kleineren Arbeitsfläche des Differentialkolbens, auf die der Eintrittsluftdruck einwirkt, der vorn Steuerventil zur Steuerung der Bremsanlage dem Zuffihrungsraum zugeführt wird, der durch die kleinere Arbeitsfläche des Differentialkolbens und die Gehäusewände begrenzt ist,

— einer Differentialfläche des Differentialkolbens, auf die ein Regulierluftdresk einwirkt, der vom lastabhängigen Bremskraftregler dem Regulierraum zugeführt wird, der durch die Differentialfläche des Differentialkolbens und die Ge- häuse wände begrenzt ist,

— einer giußeren Arbeitsfläche des Differentialkolbens, auf die iän VerMilungsluftdruck einwirkt, der vom Verteilerraum des Ventils den Radbremszylindern zügefC'-si wird, wobei der Verteilerraum durch die größere Arbeitsfläche des Differentialkolbens und die Gehäusewände begrenzt ist.

dadurch gekennzeichnet, daß

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— der Hilfskolben (4) axial zum Differentialkolbti) (3) gelagert ist;

— die Kolben (3 und 4) derart gelagert sind, daß sie sich relativ zueinander begrenzt verschieben und im Kraftschluß miteinander stehen können;

— der Hilfskolben (4) im Gehäuse (2) so angeordnet ist, daß er im Zuführraum (5) durch Beaufschlagung mit einem Druck an einer ersten Ar- so beitsfläche (9) einer Einwirkung ausgesetzt werden kann, durch die seine Verschiebung in Richtung des Differentialkolbens (3) unier anschließendem Kraftschluß mit dem Differcntialkolben (3) hervorgerufen wird, welche zu einer ge- meinsamen Bewegung der Kolben (3 und 4) führt, sowie einer weiteren Einwirkung, die dieser Bewegung entgegenwirkt.

2. Bremsdruck-Regelventil nach Anspruch 1, da- m> durch gekennzeichnet, daß

— in der MiUc des Diffcrentialkolbcns (3) eine Durchlaßöffnung und Ventilsitz (18) eines Einlaßventils (16) des Doppelventils (15) ausgeführt ist;

— der Sitz (19) eines Auslaßventils (>7) in der Wand des Gehäuses (2) vorgesehen ist, durch die der Verteilerraum (7) begrenzt ist, wodurch je nach Lage des Differentialkolbens (3) die Druckluft aus dem Zuführungsraum (5) über den Verieilerraum (7) zu den Radbremszylindern (21) geleitet oder über das Auslaßventil (17) aus diesem in die Atmosphäre abgelassen wird.

3. Bremsdmck-Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

— es eine Zuteilkammer (25) enthält, die durch Teilung des Verteilerraums (7) durch eine Zwischenwand (26) des Gehäuses (2) gebildet und mit einem Druckluftspeicher (22) oder mit dem Steuerventil (10) zur Steuerung der Bremsanlage verbunden ist;

— in der Zwischenwand (26) des Gehäuses eine Durchlaßöffnung und ein Ventilsitz (23) eines Einlaßventils (29) eines Doppelventils (27) vorgesehen ist;

— ein Sitz (30) eines AusiaSveniiis (31) auf der größeren Arbeitsfläche (14) des Differentialkolbens (3) ausgeführt ist, wodurch je nach Lage des Differentialkolbens (3) die Druckluft aus der Zuteilungskammer (25) über den Verteilerraum (7) zu den Radbremszylindern (2i) geleitet oder über das Auslaßventil (31) aus diesem in die Atmosphäre abgelassen wird (F i g. 2,3).

4. Bremsdruck-Regelventil nach einem der Ansprüche 2 und 3. dadurch gekennzeichnet, daß

— die erste Arbeitsfläche (9) des Hilfskolben* (4) dem Eintrittsdruck CFi) ausgesetzt wird, der eine Verschiebung des Hilfskolben (4) in Richtung des Differentialkolbens (3) bewirkt (F ig. 4).

5. Bremsdruck-Regelventil na^i einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß

— die erste Arbeitsfläche (9) des Hilfskolben (4) dem Vertcilerdruck (Pi) ausgesetzt ist, durch den eine Verschiebung des Hilfskolben (4) in Richtung des Differentialkolbens (3) bewirkt wird (F ig. 5).

6. Bremsdruch-Regelventil nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß

— eine zweite dem Regulierraum (6) zugewandte Arbeitsfläche (12) des Hilfskolben (4) dem Regulierdruck (P₂) ausgesetzt ist und der Verschiebung des Hilfskolben in Richtung des Differentialkolbens (3) entgegenwirkt (Fig. 1,2).

7. Bremsdruck-Regelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

— die zweite Arbeitsfläche (12) des Hilfskolbens (4) mit dem Verteilungsdruck (Pi) beaufschlagt wird, der der Verschiebung des Hilfskolbens in Richtung des Diffcrentialkolbens (3) entgegen wirkt (F ig. 4).

8. Bremsdruck-Regclvenlil nach einem der Ansprüche 4,5,6 und 7. dadurch gekennzeichnet, claU

— der Hilfskolben (4) mit einem elastischen Bauelement (36) versehen ist, das der Verschiebung des Hilfskolbens (4) in Richtung des Differentialkolbens (3) entgegenwirkt (Fig. 6).

9. Bremsdruck-Regelventil nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß

— der Hilfskolben (4) derart ausgeführt ist. daß der Fläch-iiinhalt seiner ersten Arbeitsfläche (9) geringer als der seiner zweiten Arbeitsfläche (12) ist (F ig. 1,2).

10. Bremsdruck-Regelventil nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß

— der Hilfskolben (4) mit gleich großen Flächeninhalten der ersten (9) und der zweiten Arbeitsfläche (12) ausgeführt ist (F i g. 8,9).

11. Bremsdruck-Regel ventil nach einem der Ansprüche 6, 7, 8, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß

— der Differentialkolben (3) so ausgeführt ist, daß die Summe der Flächeninhalte der kleineren Arbeitsfläche (8) und der Differentialfläche (U) gleich dem Flächeninhalt der größeren Arbeitsfläche (14) ist (F i g. 1,2).

12. Bremsdruck-Regelventil nach Anspruch 8 in Verbindung mit dem Anspruch fe oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß

— der H ilfskolben (4) derart ausgeführt ist, daß der Flächeninhalt seiner ersten Arbeitsfläche (9) größer als der seiner zweiten Arbeitsfläche (12) ist;

— der Differentialkolben (3) in der Weise ausgeführt ist, daß die Flächeninhaltssumme der Arbeitsfläche (8) und der Differenlialfläche (11) geringer als der Flächeninhalt der größeren Arbeitsfläche (14) ist (F i g. 13).

13. Bremsdruck-Regelventil nach Anspruch 8 in Verbindung mit dem Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß

-- der Differentialkolben (3) so ausgeführt ist, daß die Flächeninhaltssumme der kleineren Arbeitsfläche (8) und der Differentialfläche (II) geringer als der Flächeninhalt der größeren Arbeitsfläche (14) ist.

14. Bremsdruck-Regelventil nach einem der Ansprüche 1 — 13, dadurch gekennzeichnet, daß

— der Differentialkolben (3) mit einem elastischen Bauelement (38) versehen ist, das der Verschiebung des Differentialkolbens in Richtung vom Hilfskolben (4) weg entgegenwirkt (F i g. 15).

15. Bremsdruck-Regelventil nach einem der Ansprüche 8 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß

— es mit Vorrichtungen (39 und 40) zur Regelung der Vorspannung der elastischen Bauelemente (36 und 38) ausgestattet ist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Druckluft-Bremsanlagen für Fahrzeuge, insbesondere auf ein Bremsdruck-Regelventil zur Regulierung des Bremsdruckes in einer Druckluft-Bremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung kann in Bremssysiemen für Lastkraftwagen, Anhänger und andere Fahrzeuge Verwendung finden, die mit einer Druckluft-Zweikreisbremsanlage ausgestattet sind.

ίο Durch die DE-OS 18 02 370 ist ein Bremsdruck-Regelventi! zur Regulierung des Bremsdruckes in einer Druckluft-Zweikreisbremsanlage für Fahrzeuge, insbesondere für Lastkraftwagen mit diesen Merkmalen bekannt

!5 Dieses Bremsdruck-Regelventil weist ein Gehäuse auf, in dem ein Differential- und ein Hilfskolben untergebracht sind, durch die der Gehäuseraum in einen Zuführungs-, einen Regulier- und einen Verteilcrraum geteilt ist. Die kleinere Arbeitsfläche des Differentialkolbens wird beim Bremsen einem Eintrittsdruclc. der vom Steuerventil zur Steuerung der Bremsanlage zugeführt wird, die Diffcreniialfiächc einem vsrn Bremskraftregler zugeführten Regulierdruck und die größere Arbeitsfläche einem vom Ventil in die Radbremszylinder der Vorderachse abgeführten Regulierdruck ausgesetzt. Der Hilfskolben steht unter dem Regulierdruck, mit dem seine erste Arbeitsfläche beaufschlagt wird, und unter der Wirkung der Kraft einer Feder, die der durch den Regulierdruck ausgeübten Einwirkung auf den

jo Hilfskolben entgegenwirkt. Durch dr.s Verhältnis zwischen den Flächeninhalten der obengenannten Arbeitsflächen der Kolben und der Federkraft reguliert das Ventil den Druck in den Radbremszylindern der Vorderachse.

j5 Im Zentrum des Differentialkolbens sind eine Bohrung und ein Sitz für das Einlaßventil eines Doppelventils vorgesehen, während in der Mitte des Hilfskolbens eine Bohrung und ein Sitz für das Auslaßventil des Doppelventils ausgeführt sind.

Damit bei Ausfall des Bremskreises der Hinterachse, welcher mit der zweiten Stufe des zur Steuerung der Bremsanlage dienenden Hauptventils verbunden ist, in die Radbremszylinder der Vorderachse ein Verteilungsdruck gelangt, der dem Eintriltsdruck gleich ist. ist vor- gesehen, daß der Hub des Differentialkolbens geringer als der des Hilfskolbens ist. In diesem Falle wird durch Einwirkung der Federkraft auf den Hilfskolben das Auslaßventil geschlossen und das Einlaßventil geöffnet, so daß die Radbremszylinder der Vorderachse mit der ersten Stufe des Steuerventils zur Steuerung der Bremsanlage in Verbindung gesetzt wird. Dadurch wird die Gleichheit zwischen dem Verteilungs- und dem Eintrittsdruck sichergestellt.

ΐ,Μ bekannte Ventil führt bei Ausfall des Bremskreises der Hinterachse den Radbrcmszylindern einen Verteilungsdruck zu, der dem Eintrittsdruck gleich ist, was die Blockierung der Räder der Vorderachse infolge eier geänderten Di uckbeaufschlagung hervorrufen und damit zur Beeinträchtigung der Wirksamkeit der Brem-

bo sung, zum Verlust an Lenkbarkeit des Kraftwagens, zur Verringerung der Verkehrssicherheit und zu einem erhöhten Reifenverschleiß führen kann.

Damit bei Ausfall des Bremskreises der Hinterachse die Gleichheit des Verteilungs- und des Eintrittsdrucks

b") sichergestellt wiH, muß durch die auf den Hilfskolben einwirkende Feder das Einlaßventil in geöffneter Lage gehalten werden, auch wenn auf den Hilfskolben der größtmögliche Verteilungsdruck wirkt. Dies führt dazu,