DE7518991U - Steuerventil fuer eine pneumatische bremsanlage - Google Patents
Steuerventil fuer eine pneumatische bremsanlageInfo
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Description
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Ing. K. Wci.k.rof,,-, (j;,.| ;-:·. , $, rt FincfiQ,
Ing. F. Λ. W^ ·;.„„,,,, u, :. c,T.,n. B
8 Muiicliui Ou, Ai'i,..u,u,3e 22
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FIAT Societa per Kzioni, Corso Marconi 10, Turin/Italien
Steuerventil für eine pneumatische Bremsanlage
Die r.rfindung betrifft ein Steuerventil für eine pneumatische
Bremsanlage eines Zugfahrzeuges zur Steuerung der Abbremsung
eines Anhängers mit einem lüinlaßanschluß, deift im
Betriebszustand des Ventils ein pneumatisches Druckmittel zugeführt wird, sowie mit einem Steueranschluß, welcher im
Betriebszustand des Ventils mit einem Bremsdruckregelkreis verbunden ist, und mit einer Ventileinrichtung zur Steuerung
des Druckes des dem Steueranschluß zugeleiteten Druckmittels in Abhängigkeit von der Stellung eines Bremspedals der Bremsanlage.
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Pneumatische Bremsanlagen für Anhänger weisen im allgemeinen einen ersten Teil auf, der auf dem Zugfahrzeug installiert
ist, sov/ie einen zweiten Teil, der auf dem Anhänger installiert ist. Der erste Teil umfaßt im wesentlichen einen Kompressor,
pneumatische Bremszylinder zur Steuerung der Bremsen des Zugfahrzeuges,
Ventileinrichtungen zur Regelung des den Bremszylindern in Abhängigkeit von der Stellung eines im Zugfahrzeug
vorgesehenen Bremspedales zugeführten Luftdruckes und einen Luftbehälter, der von dem Kompressor aufgeladen wird
und bei der Herstellung von geeigneten Verbindungen die für die Betätigung der Bremsen des Zugfahrzeuges benötigte Druckluft
abgibt. Der zweite auf dem Anhänger installierte Teil der Bremsanlage weist einen Hilfsluftbehälter auf, welcher
von dem auf dem Zugfahrzeug montierten Hauptluftbehälter mit
Druckluft gespeist wird, sowie ein automatisch wirkendes Bremskraftvertellerventil,
welches den Hilfsluftbehälter mit den
Bremszylindern des Anhängers in Abhängigkeit von der Betätigung des im Zugfahrzeug angeordneten Bremspedals verbindet.
Die Steuerverbindung zwischen dem im Zugfahrzeug angeordneten Bremspedal und dem auf dem Anhänger angeordneten pneumatischen
Bremskreis für die Bremszylinder erfolgt mit einem besonderen Ventil, das allgemein als Steuerventil bekannt ist. Das Steuerventil
überträgt in Abhängigkeit von der Betätigung des Bremspedals ein Signal zu einem Druckreglerventil, über welches
aie a λ Zugfährzeug montierten Teile der Bremsanlage mit den
au! dem Anhänger montierten Teilen der Bremsanlage verbunden werden. Der Bremsdruck, der dem Anhänger zugeführt wird, ist
proportional zum Bremsdruck, der in dem im Zugfahrzeug montierten Teil der Bremsanlage herrscht.
Steuerventile der vorgenannten Art besitzen den Nachteil, daß
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bei einem Fehler, z.B. einem Leck in dem Bremsdruckregelkreis der im Zugfahrzeug montierte Hauptluftbehälter den
auf dem Anhänger montierten Teil der Bremsanlage weiter mit Druckluft speist, so daß er schnei.1 entleert ist.
Um eine Bremsanlage zu schaffen, deren Funktionsweise selbst dann aufrechterhalten wird, wenn in dem Bremsdruckregelkreis
ein Fehler auftritt, ist es möglich, in die Verbindungsleitung zwischen dem im Zugfahrzeug montierten Hauptluftbehälter
und dem auf dem Anhänger montierten Teil der Bremsanlage ein Absperrventil, wie z.B. ein Magnetventil, einzubauen,
welches von einem in dem Bremsdruckregelkreis angeordneten Drucksensor gesteuert wird. Es ist leicht ersichtlich, daß
die Anordnung eines solchen Absperrventiles die Verwendung von komplizierten und teuren Vorrichtungen ebenso wie von
einer Energiequelle erfordert, die von dem Hauptdrunkluftkreis
unabhängig ist.
Die Erfindung ist darauf gerichtet, ein Steuerventil der vorgenannten
Art zu schaffen, welches die beschriebenen Nachteile nicht aufweist.
Die Erfindung besteht darin, daß das Steuerventil eine Ventileinrichtung
aufweist, welche die pneumatische Druckmittelströmung in die Bremsanlage des Anhängers unterbricht, wenn
in dem die Bremszylinder der Anhängerbremsen steuernden pneumatischen
Bremskreis ein Fehler auftritt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Gegenstandes der
Erfindung kann das Steuerventil eine Zwischenfunktion zwischen dem Hebel einer Hand- oder Feststellbremse des Zugfahrzeuges
und dem auf dem Anhänger montierten Teil der Bremsanlage ausführen. Zu diesem Zweck ist es gemäß einem weiteren
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Merkmal der Erfindung vorteilhaft, daß ein zusätzlicher Kolben vorgesehen ist, der entlang der Bewegungsachse der Venti!einrichtung
zur Steuerung des der Ventileinrichtung zugeleiteten Druckes verschiebbar ist, daß der zusätzliche Kolben
in einem Zylinder angeordnet ist und diesen in eine erste Kammer und eine zweite Kammer unterteilt, wobei die erste
Kammer auf der gleichen Seite des zusätzlichen Kolbens angeordnet ist wie die Ventileinrichtung und wcbei die zweite
Kammer auf der gegenüberliegenden Seite des zusätzlichen Kolbens angeordnet ist, daß der zusäbzliche Kolben einen durch
die erste Kammer hindurchgreifenden Schaft aufweist, der aus dem Zylinder herausragt und gegen die Ventileinrichtung anliegt,
und daß die zweite Kammer im Betriebszustand des Steuerventils mit einer pneumatischen Druckmittelquelle verbunden
ist, während die erste Kammer mit der gleichen Druckmittelquelle über eine zusätzliche zwischengeschaltete und an den
Handbremshebel einer Hand- oder Feststellbremse des Zugfahrzeuges angeschlossene Ventileinrichtung verbunden ist, so
daß die zusätzliche Ve.itileinrichtung eine Verbindung der ersten
Kammer mit der Druckmittelquelle herstellt, wenn sich der Handbremshebel in der gelösten Stellung befindet, '-"ährend
die zusätzliche Ventileinrichtung die erste Kammer mit der Atmosphäre verbindet, wenn sich der Handbremshebel in der gespannten,
die Bremse anziehenden Stellung befindet.
Durch diese Anordnung wird in vorteilhafter Weise biii normalen
Betriebszuständen erreicht, daß der zusätzliche Kolben in der gelösten Stellung des Handbremshebels von den beiden
Druckmitteln, die auf den beiden gegenüberliegenden Seiten des Kolbens wirken, in einem Gleichgewichtszustand gehalten
wird, wobei die beiden Druckmittel keinen Ei.ifluß ausüben, während andererseits beim Anziehen des Handbremshebels zum
Feststellen der Feststellbremse der Druck in der ersten Kam-
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mer entlastet wird und der zusätzliche Kolben entgegen der Wirkung der den Druck des Strömungsmittels steuernden Venti!einrichtung
bewegt wird, wobei die Ventileinrichtung in eine Lage eingestellt wird, in welcher die Bremsen des Anhängers
voll beaufschlagt sind.
Es ist vorteilhaft, wenn der Druck, der in der durch den zusätzlichen Kolben abgegrenzten ersten Kammer herrscht,
genauso groß ist, wie der Druck des pneumatischen Strömungsmittels, welcher am Finlaßanschluß des Steuerventils anliegt.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfinduna
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:
Fig.1 einen Längsschnitt durch ein Steuerventil gemäß der
Erfindung, das in das Bremssystem von Anhängern eingebaut ist, und
Fig.2 eine Längsschnittansicht ähnlich der iig.1 durch ein
weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, wobei
das Steuerventil ferner durch eine Feststellbremse des Zugfahrzeuges betätigbar ist.
Das in der Fig.1 dargestellte Bremssystem v/eist einen Kompressor 10 auf, der z.B. von dem Motor eines Traktors oder
irgend eines anderen nicht dargestellten Zugfahrzeuges angetrieben
sein kann. Der Kompressor 1C liefert Druckluft über eine Leitung 12 zu einem Hauptluftbehälter 14, der auf
dem Zugfahrzeug angeordnet ist, und ferner zu dem Bremskreis für die nicht dargestellten Vorderradbremsen. Das Bremssystem
wird von einem Bremspedal 15 gesteuert, welches von dem Fahrer
des Zugfahrzeuges betätigt wird und auf einen Bremskraft-
verteiler 16 einwirkt, der über eine Leitung 17 mit Druckluft
versorgt wird. Die auf dem Zugfahrzeug angeordnete Bremsanlage weist einen Hilfsluftbehälter 18 auf, welcher
über eine Leitung 22 mit einem automatisch wirkenden Bremskraf tver tellerventil 20 verbunden ist, welches seinerseits
über eine Leitung 26 mit den Bremszylindern 24 des Anhängers verbunden ist, von welchen nur einer dargestellt ist. Das an
sich bekannte Bremskraftverteilerventil 20 besitzt zwei Steueranschlüsse
2 8 und 30, wobei der Steueranschluß 28 mit einer zu dem Hauptluftbehälter 14 führenden Druckluftleitung verbunden
ist, während der Steueranschluß 30 mit einem Bremsdruckregelkreis, allgemein als Regelkreis bezeichnet, verbunden
ist, in welchem ein Steuerventil 100 gemäß der Erfindung angeordnet ist.
Das Steuerventil 100 weist einen ersten Steueranschluß 102 auf, welcher bei der Betätigung des Ventiles über eine Leitung
32 mit dem Bremskraftverteiler 16 verbunden ist, der
mit dem Bremspedal 15 betätigbar ist. Ein zweiter Steueranschluß 104 des Steuerventils 100 ist über eine Leitung 3 4
mit dem Hauptluftbehälter 14 verbunden. Das Steuerventil weist ferner Anschlüsse 106 und 108 auf, die über entsprechende
Leitungen 36 bzw. 38 mit den Anschlüssen 28 und 30 des automatisch wirkenden Bremskraftverteilerventils 20 verbunden sind.
Schließlich besitzt das Steuerventil 100 eine Entlüftungsbohrung 110, die mit einem Drahtsieb 112 abgedeckt ist und in
die freie Atmosphäre mündet.
Das Steuerventil 100 besitzt ein im wesentlichen zylinderförmiges
Gehäuse, in welchem ein axialer Hohlraum 114 angeordnet ist, in dem ein erster mit einer Ringdichtung 118 ausge
statteter Kolben 116 gleitend gelagert ist. Der Kolben 116
besitzt einen rohrförmigen Schaft 120, der koaxial in einem
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hohlen Schaft 124 eines zweiten Kolbens 122 gelagert ist, welcher
seinerseits in dem zylindrischen Hohlraum 114 gleitend gelagert ist und gegenüber der Wandung des zylindrischen Hohlraums
114 mittels einer Dichtung 126 abgedichtet ist.
Die beiden Kolben 116 und 122 grenzen eine erste Kammer 128 auf der Seite der größeren Kolbenfläche des Kolbens 116 ab,
welche mit dem ersten Steueranschluß 102 verbunden ist, sowie eine zwischen den beiden Kolben 116 und 122 gelegene zweite
Kammer 130, welche über die Entlüftungsbohrung 110 in die
Atmosphäre entlüftet ist, und schließlich eine auf der Seite der größeren Kolbenfläche des Kolbens 122 angeordnete dritte
Kammer 132, in welcher eine Feder 134 angeordnet ist, die gegen die größere Kolbenfläche des Kolbens 122 und gegen eine
innere- Ringschulter 136 des Ventilgehäuses anliegt. Die drit-
ί te Kanuner 132 ist mit dem Anschluß 108 über eine Bohrung 138
j verbunden und über die Leitung 38 mit dem Steueranschluß 30
des Bremskraftverteilerventils 20. Der Schaft 120 des Kolbens 116 und der Schaft 124 des Kolbens 122 sind mit Äxialbohrungen
140 und 142 ausgestattet. In dem Schaft 120 des ersten Kolbens angeordnete Radialbohrungen 144 stehen mit der Axialbohrung
140 in Verbindung und verbinden in bestimmten Betriebsstellungen des Ventils die zweite Kammer 130 mit der dritten Kammer
132, so daß die Leitung 38 mit der Entlüftungsbohrung 110 verbunden
und der Steueranschluß 30 zur Atmosphäre entlüftet werden. Die Axialbohrung 142 mündet mit ihrem vom Kolben 122 abgewandten
Ende in einen ringförmigen Ventilsitz 143 ein.
Das Ventilgehäuse besitzt in der zweiten Kammer 130 eine ir.nere
Ringschulter 146, auf welcher eine ringförmige Metallscheibe 148 aufsitzt. Die Scheibe 148 weist eine zentrale Bohrung
150 auf, deren Durchmesser derart bemessen ist, daß der Schaft 124 frei hindurchgeht und eine ungehinderte Bewegung des Zwei-
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kolbensystems 116 und 122 ermöglicht wird. Eine Feder 152
liegt gegen die Scheibe 148 an und drückt einen mit dem ersten Kolben 116 zusammenwirkenden Begrenzungsring 154 gegen
eine ringförmige Anlagefläche 156, die an einem Ende des Ventilgehäuses vorgesehen ist.
An dem von der Kammer 130 abgewandten Ende der dritten Kammer
132 ist eine innere Scheibe 158 vorgesehen, welche gegen eine innere Ringschulter 160 des Ventilgehäuses anliec ■■. und durch
einen federnden Metallsprengring 162 gehalten wird. Die Scheibe 148 besitzt an ihrer dem Sprengring 162 gegenüberliegenden
Seite einen vorstehenden ringförmigen Rand 164, v/elcher einen Ventilsitz bildet und eine Axialbohrung 166 der Scheibe 158
umgreift. Die Scheibe 158 bildet mit dem angrenzenden Ende des Ventilgehäuses eine Kammer 168, welche über eine Radialbohrung
170 mit dem Anschluß 106 verbunden ist. In dem der Scheibe 158 gegenüberliegenden Boden e'er Kammer 168 ist ein vorstehender,
ringförmiger Ventilsitz 172 angeordnet, welcher eine in dem Ventilgehäuse angeordnete axiale Aussparung 174 mit einem Bodei.
176 umgreift. Die Aussparung 174 steht über einen radialen Kanal 178 mit dem Steueranschluß 104 in Verbindung. In der
Axialbohrung 166 ist ein Verschlußkolben 180 mit seinem Schaft 182 frei gleitend gelagert, wobei der Kolbenkopf 184 des Kolbens
180, der einen größeren Durchmesser als der Schaft 182
aufweist, in die Kammer 168 eingreift. Der Kolben 180 besitzt auf einer Seite des Kolbenkopfes 184 eine erste Ringdichtung
186 aus elastomeren Material, die mit dem Ventilsitz 172 zusammenwirkt,
sowie auf der gegenüberliegenden Seite eine zweite Ringdichtung 188, die mit dem Ventilsitz oder Rand 164 zusammenwirkt.
Eine dritte Ringdichtung 190 ist auf dem von dem Kolbenkopf 184 abgewandten verdickten Ende des Schaftes 182
angeordnet und wirkt mit dem Ventilsitz 143 zusammen.
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Zwischen dem Boden 176 der Aussparung 174 und der angrenzen den Kolbenfläche des Kolbenkopfes 184 befindet sich eine Feder
192, die den Kolben 180 von dem Ventilsitz 172 weg gegen
den Ventilsitz 164 drückt.
Während des normalen Betriebes, d.h. während des Betriebes
in welchrm das Bremssystem störungsfrei arbeitet, fraktioniert
das in der Fig.1 dargestellte erfindungsgemäße Steuerventil
100 folgendermaßen. Von dem auf dem Zugfahrzeug montierten
Hauptluftbehälter 1Ί wird Druckluft durch die Leitungen 34
und 36 und durch die Anschlüsse 104 und 106 zu dem automatisch
wirkenden Bremskraftverteilerventil 20 geleitet, wobei
Druckluft in dem Hilfsluftbehälter 18 zum Abbremsen des Anhänaers
gespeichert wird. Wenn die Bremsen nicht ansprechen, d.h. wenn das Bremspedal 15 unbelastet ist, dann wird der
Kolben 116 unter der Einwirkung des Kolbens 122 und d^r Feder
134 im oberen Teil des Hohlraumes 114 in einer Ruhestellung gehalten, die in der Fig.1 dargestellt ist. Gleichzeitig wird
der Verschlußkolben 180 unter der Einwirkung der Feder 192 und
des auf die größere Kolbenfläche des Kolbenkopfes 184 wirkenden Druckes in der Stellung gehalten, die in der Zeichnung dargestellt
ist, wobei er von dem Sitz 172 abgehoben ist und gegen den Sitz 164 gedrückt wird. Auf diese Weise kann Druckluft
von dem Mauptluftbehälter 14 unmittelbar zum Bremskraftverteilerventil
20 gelangen, während gleichzeitig verhindert wird, daß die Druckluft in die Leitung 38 des Regelkreises
strömt.
Wenn mit dem in der Zeichnung dargestellten vollständigen Bremssystem eine Bremsung durchgeführt wird, dann arbeitet
das Steuerventil 1OO folgendermaßen. Von dem Hauptluftbehälter 14 wird dem Bremskraftverteilerventil 20 Druckluft
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zugeleitet, während die Betätigung des Bremspedales 15 in dem Regelkreis eine Druckbeauf scMagung der Kammer 128 hervorruft
und damit eine Bewegung der Kolben 116 und 122 zum Kolben 180. Die Ringdichtung 190 legt sich gegen den Sitz
143 an und verschließt damit die Verbindung zwischen der dritten Kammer 132 und der mittleren zweiten Kammer 130. Unmittelbar
hierauf erfolgt eine Verschiebung des Kolbens 180, wodurch die Verbindung zwischen der Kamoer 168 und der dritten
Kammer 132, dem Anschluß 108 und der Leitung 38 des Regelkreises geöffnet wird. Die Druckluft kann daher vom Hauptluftbehälter
14 zur Leitung 38 strömen, so daß das automatisch wirkende Bremskraftverteilerventil 20 anspricht und den Hilfsluftbehälter
18 mit den Bremszylindern 24 verbindet, was ein Abbremsen des Anhängers zur Folge hat. Zwischen dem in der Kammer
128 und dem in der Leitung 38 des Regelkreises herrschenden Druck stellt sich ein Ausgleichszustand wieder ein, wenn
das Bremspedal 15 losgelassen wird, so daß die Kolben 116 und
122 wieder angehoben werden und die Verbindung zwischen der dritten Kammer 132 und der mittleren Kammer 130 wieder öffnen,
während gleichzeitig die Verbindung zwischen der dritten Kammer 132 und der Kammer 168 unterbrochen wird. Infolgedessen
wird die von dem Bremskraftverteilerventil 20 zugeführte Druckluft allmählich durch die Axialbohrungen 140 und 142,
die Radialbohrungen 144, die Entlüftungsbohrung 110 und durch
die Drahtsiebabdeckung 112 in die Atmosphäre abgeleitet.
Wenn in dem Regelkreis z.B. an der Stelle A der Leitung 38 ein Fehler auftritt, dann funktioniert das Steuerventil während
des Bremsvorganges folgendermaßen. Wenn das Bremspedal 15 niedergetreten wird, dann wird in der Kammer 128 ein bestimmter
Druck erzeugt, so daß die Kolben 116 und 122 bis zu ihrem unten liegenden Hubende verschoben werden, da in
der dritten Kammer 132 kein Gegendruck mehr herrscht. Die
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Verschiebung der beiden Kolben bewirkt gleichzeitig ein Verschließen
der Verbindung zwischen der Aussparung 174 und der Kammer 168, da sich der Kolben 180 in Axialrichtunq plötzlich
nach unten bewegt, wobei sich die Ringdichtung 186 dichtend
gegen den Sitz 172 anlegt. In diesem Betriebszustand ist der Hauptluftbehälter 14 sowohl von der Fehlerstelle Λ als auch
von dem Steuerventil 100 abgeschnitten, während die in dem automatischen Regelkreis vorhandene Luft, d.h. die von dem Anschluß
28 kommende Luft über die Leitung 36, die Kammer 168, die Kammer 132, die Leitung 38 und die Fehlerstelle A in die
Atmosphäre austritt. Das automatisch wirkende Bremskraftverteilerventil
20 reagiert auf den dadurch hervorgerufenen Druckabfall derart, daß eine sofortige Selbstbremsung des Anhängers
durchgeführt wird. Dadurch spricht in an sich bekannter Weise das Sicherheitssystem des Bremssystems an und bewirkt ein augenblickliches
Abbremsen des Anhängers mit maximalem Bremsdruck.
Bei einer starken Abbremsung würde ein plötzlicher Druckanstieg in der Kammer 128 ohne ein entsprechend schnelles Ansteigen
des Ausgleichsdrucks in der Kammer 132 bewirken, daß sich die Kolben 116 und 122 zu ihrem Hubende in eine Schließstellung
nach unten bewegen, in welcher sie die Verbindung zwischen der Aussparung 174 und der Kammer 168 unterbrechen. Um
dies zu verhindern, ist eine Feder 152 vorgesehen, deren eines Ende gegen den Kolben 154 und deren anderes Ende gegen die
Scheibe 148 anliegt. Die Feder 152 verzögert die Verschiebung der Kolben 116 und 122, nachdem sie sich um ein bestimmtes
Stück in Richtung auf ihre Schließstellung zu bewegt haben,
indem sie auf den Kolben 154 einwirkt, so daß eine genügende Luftmenge in die Kammer 132 gelangen kann.
Aus der Fig.1 ist ferner zu entnehmen, daß zwischen dem Anschluß
106 und der Leitung 36 eine Druckverlustanzeige 50
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vorgesehen ist, die dauernd aufleuchtet, wenn der Druck in dem Hauptluftbehälter 14 unter ein bestimmtes Niveau fällt,
bzw. flackert, v/enn in dem Regelkreis ein Fehler auftritt, wie z.B. an der Stelle A in der Leitung 38, wobei die Druckverlustanzeige
50 jedesmal dann eingeschaltet wird, wenn das Bremspedal niedergetreten wird, und ausgeschaltet wird, wenn
das Bremspedal losgelassen wird.
Das in der Fig.2 dargestellte Bremssystem entspricht im wesentlichen
dem in der Fig.1 dargestellten Bremssystem, und identische oder sich gleichende Teile sind durch die gleichen
Bezugszeichen wie in Fig.1 bezeichnet. Das in der Fig.2 dargestellte
Bremssystem weist einen Kompressor 10 auf, welcher einem Hauptluftbehälter 14 über eine Leitung 12 Druckluft zuleitet,
wobei der Hauptluftbehälter 14 auf dem Zugfahrzeug
angeordnet ist und den Bremsdruck dem Anhängerbremskreis zuleitet. Das Bremssystem wird über einen Doppelbramskraftverteiler
16a, 16b mit einem Bremspedal 15 gesteuert, wobei der Doppelbremskraftverteiler ein erstes in dem Bremskreis für
die Hinterradbremsen des Zugfahrzeuges eingebautes Ventil 16a und ein in den Bremskreis für die Vorderradbremsen des
Zugfahrzeuges eingebautes zweites Ventil 16b aufv/eist. Die
beiden Bremskreise für die Vorderradbremsen und die Hinterradbremsen sind ihrerseits mit entsprechenden Luftbehältern
14a und 14b verbunden, die z.B. über den Kompressor 10 mit
Druckluft versorgt werden.
Der anhängerseitige Teil des Bremssystems weist einen Hilfsluftbehälter
18 auf, welcher über eine Leitung 22 mit einem an sich bekannten Bremskraftverteilerventil 20 verbunden ist,
das seinerseits Druckluft über Leitungen 26 dc-n Anhängerbremszylindern
24 zuleitet, von denen nur einer dargestellt ist. Das Bremszylinderverteilerventil 20 besitzt zwei Steuer-
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anschlüsse 2 8 und 30, von denen der Steueranschluß 2 8 mit
dem Versorgungskreis des Hauptluftbehälters 14 verbunden ist, während der Steueranschluß 30 mit dem Regelkreis verbunden
ist.
Das in der Fig.2 gezeigte Bremssystem weist ein erfindungsgemäßes
Steuerventil 200 auf, welches zwei Steueranschlüsse 102a und 102b besitzt, die über entsprechende Leitungen 32a
und 32b mit den entsprechenden Ventilen 16a bzw. 16b des
Doppelbremskraftverteilers für den Vorderradbremskreis und Hinterradbremskreis des Zugfahrzeuges verbunden sind, wobei
die Luft diesen Leitungen über zwei nur teilweise dargestellte Luftspeiseleitungen 33a und 33b zugeführt wird.
Ein weiterer Steueranschluß 104 des Steuerventils 200 ist über eine Leitung 34 mit deai Hauptluftbehälter 14 verbunden.
Das Steuerventil 200 besitzt ferner zwei Steueranschlüsse und 108, welche mittels Leitungen 36 und 38 entsprechend mit
den Steueransichlüssen 28 und 30 des Bremskraftverteilerventils
20 verbunden sind. Schließlich mündet eins Entlüftungsbohrung 110 des Steuerventils 200 unmittelbar in die Atmosphäre.
Wie bei dem in der Fig.1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist
das im wesentlichen zylinderförmig ausgebildete Ventilgehäuse
des Steuerventils 200 einen axialen Hohlraum 114 auf, in dem
allerdings zwei Kolben 116a und 116b tandemartig gleitend gelagert
sind, über dem Kolben 116a befindet sich eine Steuerkammer
128a, welche mit dem Steueranschluß 102a in Verbindung steht, und zwischen den Kolben 116a und 116b befindet sich eine
v/eitere Kammer 128b, die mit dem Steueranschluß 102b verbunden ist. Diese Ausführung unterscheidet sich von der in der Fig.1
gezeigten Ausführung, welche an Stelle von zwei Kolben 116a
und 116b einen einzigen Kolben 116 aufweist, der mit einem
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einzigen Steueranschluß 102 verbunden ist. Trotzdem entspricht die Funktionsweise der Kolben 116a und 116b im wesentlichen
der Funktionsweise des in der Fig.1 gezeigten einzelnen Kolbens 116, wobei der Hauptunt^rschied auf der
Tatsache beruht, daß das in der Fig.2 gezeigte Ausführungsbeispiel des Steuerventils 200 sowohl zu Steuerung des Hinterradbremskreises
und des Vorderradbremskreises des Zugfahrzeuges als auch eines einzigen Anhängerbremskreises geeignet
ist.
Wie bei dem in der Fig.1 gezeigten Ausführungsbeispiel besitzt der Kolben 116b einen Schaft 120, welcher in einem
hohlen Schaft 124 eines Kolbens 122 gleitend gelagert ist, der seinerseits für die Verwendung von Kolbenringdichtungen
in dem Hohlraum 114 strömungsmitteldicht gleitend gelagert ist. Zwischen den beiden Kolben 116b und 122 befindet sich
eine weitere Kammer 130. Auf der Seite der größeren Kolbenfläche des Kolbens 122 befindet sich eine dritte Kammer 132,
in welcher eine Feder 134 angeordnet ist. Die Feder 134 liegt gegen die untere größere Kolbenfläche des Kolbens 122 und gegen
eine innere Ringschulter 136 des Ventilgehäuses an. Die Kammer 132 ist mit dem Steueranschluß 108 über eine in dem
Ventilgehäuse vorgesehene Bohrung 138 verbundung. Dar Schaft 120 des Kolbens 116b und der Schaft 124 des Kolbens 122 besitzen
Axialbohrungen 140 und 142 und Radialbohrungen 144, über welche in bestimmten Betriebszuständen des Systems zwischen
der Kammer 132 und der mittleren Kammer 130 eine Verbindung hergestellt wird und die Leitung 38 des Regelkreises
infolgedessen über die Entlüftungsbohrung 110 in die Atmosphäre entlüftet wird.
Die Axialbohrung 142 des Kolbens 122 mündet an ihrem unteren Ende in einen ringförmigen Ventilsitz 143 ein. In der mittleren
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Kammer 130 trägt das Ventilgehäuse eine ringförmige Scheibe
148 mit einer zentralen Bohrung 150 für den Durchgang des Kolbenschaftes 124. Eine Feder 152 liegt mit einem Ende gegen
die Scheibe 148 und mit ihrem anderen Ende gegen einen gleitend
gelagerten Begrenzungsring 154 an und drückt diesen Ring gegen eine innere Ringschulter 156 des Ventilgehäuses.
Im unteren Teil des Hohlraumes 114 des Ventilgehäuses ist unter e'er dritten Kammer 132 eine Scheibe 158 angeordnet, welche
gegen eine innere Ringschulter 160 des Ventilgehäuses
anliegt und mittels eines Sprengringes 162 federnd gegen die ■ Schulter gehalten wird. An seiner nach unten weisenden Seite
besitzt die Scheibe 158 einen ringförmigen vorstehenden Rand
] 164, welcher einen Ventilsitz bildet, und weist ferner eine
] axiale Durchgangsbohrung 166 auf. Unter der Scheibe 158 be-
findet sich in dem Gehäuse eine Kammer 168, welche über eine
Radialbohrung 170 mit dem Druckluftanschluß 106 verbunden ist.
j In dem Boden der Kammer 168 ist ein ringförmiger vorstehender
Rand 172 angeordnet, welcher als Ventilsitz dient und eine axiale Aussparung 174 umschließt, die am Boden 176 des Ventilgehäuses
endet. Die Aussparung 174 steht über einen radialen Kanal 178 mit dem Steueranschluß 104 in Verbindung.
In der Axialbohrung 166 ist ein Verschlußkolben 180 mit seinem
Schaft 182 mit einem Spiel frei verschieblich gelagert, und der Verschlußkolben 180 weist einen vergrößerten Kolbenkopf
184 auf, der in die Kammer 1C8 eingreift. Der Verschlußkolben 180 besitzt an der unteren Fläche des Kolbenkopfes 184
eine erste Ringdichtung 186 aus elastomerem Material, die mit
dem Ventilsitz 172 zusammenwirkt, sowie auf der oberen Fläche des Kolbenkopfes 184 eine zweite Ringdichtung 188 aus elastomerem
Material, die mit dem Ventilsitz 164 zusammenwirkt. Schließlich ist auf einem verdickten oberen Teil des Schaftes
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182 eine dritte Ringdichtung 190 aus e.1 astomerem Material befestigt,
die mit dem Ventilsitz 143 zusammenwirkt. Zwischen dem Boden 176 der Aussparung 174 und der unteren Fläche des
Kolbenkopfes 184 ist eine Feder 192 angeordnet, die den Kolben 180 von dem Sitz 172 abhebt und gegen den Sitz 164 drückt.
Die Ausführung des in der Fig.2 gezeigten vorbeschriebenen
Ventils entspricht mit Ausnahme der Unterteilung des Steuerkolbens
116 in zwei Steuerkolben 116a und 116b den in der Fig.1
gezeigten Ventil.
Im normalen Eetrieb funktioniert das in der Fig.2 gezeigte
Steuerventil 200 genauso wie das in der Fig.1 gezeigte Steu erventil 100, d.h. bei einem Betrieb des Bremssystems mit gelösten
Bremsen, beim Bremsen durch ein Niedertreten des Bremspedals 15, und in dem Fall eines in dem Bremsdruckregelkreis
auftretenden Fehlers. Diese drei Betriebszustände sollen daher
nicht noch einmal beschrieben v/erden.
Bei dem in der Fig.2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die
Kammer 128a des Ventilgehäuses an ihrer Oberseite durch eine Stirnwand 193 verschlossen. Oberhalb dieser Stirnwand 193
ist ein zusätzliches Gehäuse 194 angeordnet, das dichtend auf das Hauptgehäuse des Ventils aufgesetzt ist. Das Zusatzgehäuse
194 besitzt einen inneren Zylinderraum 196, in welchem ein zusätzlicher Kolben 198 strömungsmitteldicht gleitend
gelagert ist, wobei die Dichtung gegenüber der Wandung des Zylinderraumes 196 mittels einer Ringdichtung 201 erreicht
wird. Der Kolben 198 besitzt einen zentralen Schaft 202, welcher mit Hilfe einer Ringdichtung 204 strömungsmitteldicht
in einer sich in der Stirnwand 193 befindlichen Bohrung 206 gelagert ist und in die Kammer 128a eingreift. Der Schaft 202
liegt gegen einen zentralen Vorsprung 207 des Steuerkolbens
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116a an.
Das Zusatzgehäuse 194 besitzt einen Steueranschluß 208, welcher
über eine Bohrung 210 mit einer zwischen dern zusätzlichen
Kolben 198 und der Stirnwand 193 angeordneten ersten Kammer 212 in Verbindung steht. Oberhalb der Kolbenfläche
des Kolbens 198 ist eine der Kammer 212 gegenüberliegende
zweite Kamaer 214 angeordnet. Mittels in dem ZusatzgiLäuse
194 angeordneter Bohrungen 216 und 218 ist die zweite Kammer 214 mit einem Ende einer Leitung 220 verbunden, die an einer
Seite des Ventilgehäuses entlangläuft und mit ihrem anderen Ende an eine in dem Ventilgehäuse vorgesehene Eohrung 222 angeschlossen
ist, so daß die Leitung 220 ebenfalls mit der Aussparung 174 und damit mit dem Steueranschluß 104 verbunden
ist. ".'ach dem Zusammenbau des Steuerventils 200 ist deshalb
die zweite Kammer 214 dauernd mit dem Hauptluftbehälter 14 verbunden.
Mit dem Steueranschluß steht eine Leitung 40 in Verbindung, die über ein Ventil 42 an die Leitung 34 angeschlossen ist,
wobei das Ventil 42 mit einem von Hand bedienbaren Hebel 44 einer Handbremse oder Feststellbremse des Zugfahrzeuges bedienbar
ist. Das Ventil 42 ist derart ausgelegt, daß es eine Verbindung zwischen der Leitung 34 und der Leitung 40 herstellen
kann und damit zwischen der ersten Kammer 212 und der Leitung 34, wenn der Hebel 44 nicht betätigt wird und
sich in seiner gelösten Stellung befindet. Eine Betätigung des Hebels 44 zum Anziehen der Feststellbremse bewirkt ein
Absperren der Leitung 40 stromauf des Ventiles 42 und über eine öffnung 46 des Ventils 42 eine Verbindung der Leitung
mit der Atmosphäre, so daß die erste Kammer 212 in die Atmo sphäre entlüftet wird.
Wenn bei einem normalen Betriebszustand das Bremspedal 15
- 18 - | dann | I | der | Kolben | 198 |
4-
r |
|
niedergetreten wird, | |||||||
zum Abbremsen | wird | ||||||
in einem Gleichgewichtszustand gehalten und übt keinen Einfluß
auf den Kolben 116a oder auf die anderen Teile des Steuerventils
aus, da auf beiden Seiten des Kolbens 198, d.h. in den Kammern 212 und 214 der gleiche Druck herrscht. Die Wirkung
des in der Kammer 212 herrschenden Druckes wird dadurch verstärkt, daß z.B. eine schwache Schraubenfeder 224 in der
Kammer vorgesehen ist, welche mit einem Ende gegen die Stirnwand 193 und mit ihrem anderen Ende gegen den Kolben 198 anliegt.
Diese Feder 224 sorgt dafür, daß der kolben 198 in dem vorbeschriebenen Gleichgewichtszustand keine Kraft auf den
Kolben 116a ausübt.
Wenn der Hebel 44 der Handbremse zum Ansprechen der Handbremse betätigt wird, dann wird die erste Kammer 212 druckentlastet,
während der Luftdruck in der zweiten Kammer 214 bleibt, so daß der Kolben 198 unter Überwindung der Federkraft der schwachen
Feder 224 in Richtung des Kolbens 116a verschoben wird. Der Kolben 198 verschiebt dann die Kolben 116a, 116b und 122 mit
seinem Schaft 202 so weit, bis der Ventilsitz 143 gegen die Ringdichtung 190 zur Anlage kommt, wobei die Verbindung zwischen
der Kammer 132 und der mittleren Kammer 130 unterbrochen wird. Unmittelbar darauf erfolgt eine Verschiebung des Kolbens
180, was ein öffnen der Verbindung zwischen der Kammer 168 und
der Kammer 132, dem Anschluß 108 und der Leitung 38 des Regelkreise«?
zur Folge hat. Nun kann die Druckluft vom Hauptluftbehälter 14 zur Leitung 38 des Regelkreises gelangen, so daß
das automatisch wirkende Bremskraftverteilerventil 20 anspricht
und dafür sorgt, daß der Bremsdruck dem Bremssystem des Anhängers vom HiIfsluftbehälter 18 zugleitet wird.
Das Bremsen erfolgt daher in genau der gleichen Weise als ob ein Niedertreten des Bremspedales 15 erfolgen würde und der
Drucv. den beiden Kolben 116a und 116b zugeleitet wird. Wenn
jedoch ein Bremsen mittels der Handbremse oder Feststellbremse erfolgt, dann werden die Bremsen des Anhinncrs mit dom
vollen Bremsdruck beaufschlagt, ohne daß eine Bromsdruckregelung
stattfindet, genauso wie das Ventil 42 ohne Zwischenstufen arbeitet, d.h. entweder voll geöffnet oder voll geschlossen
ist.
Solange wie der Hebel 44 der Handbremse odor Feststellbremse
in seiner betätigten Stellung verbleiht, kehren die Kolben 122, 116b und 116a infolge des in der Kammer 214 herrschenden
Druckes nicht in ihre Ausgangs lage zurück, obwohl der über die Leitung 38 des Regelkreises in die Kammer 132 eingeleitete
Druck die Kolben in ihre Ausgangslage zurückzuschieben versucht. Ein Lösen der Bremsen des Anhängers kann daher nicht
stattfinden.
Wenn der Hebel 44 zum Lösen der Bremsen in seine Ruhestellung zurückgestellt wird, dann wird wieder Druckluft in die Kammer
212 eingeleitet, und dieser Druck bewirkt zusätzlich zur Kraft der Feder 224 eine Rückstellung des Kolbens 198 in seine Ausgangslage,
d.h. eine Verschiebung des Kolbens in bezug auf die Fig.2 nach oben, so daß die Kolben 116a, 116b und 122 in
ihre Ausgangslagen zurückkehren können, wodurch die Bremsen gelöst werden.
Obwohl in der vorstehenden Beschreibung die Anv/endung der Erfindung
bei Steuerventilen mit besonderen Merkmalen beschrieben wurde, sei erwähnt, daß die Ventileinrichtungen, die den
Hauptluftbehälter 14 von dem Bremskreis des Anhängers im Falle
eines im Breinsdruckregelkreises auftretenden Fehlers abtrennen, auch bei anderen Steuerventiltypen Verwendung finden können.
Claims (5)
1. Steuerventil für eine pneumatische Bremsanlage eines Zugfahrzeuges
zur Steuerung der Abbremsung eines Anhängers mit einem im Betriebszustand des Ventils von einem pneumatischen
Druckmittel beaufschlagten Einlaßanschluß sowie mit
einem im Betriebszustand des Ventils mit einem Bremsdruckregelkreis verbundenen Steueranschluß und mit einer Ventileinrichtung
zur Steuerung des Druckes des dem Steueranschluß zugeleiteten Druckmittels in Abhängigkeit von der Stellung
eine** Bremspedals der Bremsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (100, 200)eine Venti!einrichtung
(180) aufweist, welche zwischen dem mit dem Bremskreis (34) des Zugfahrzeuges verbundenen Einlaßanschluß
(104) und dem mit dem Bremsdruckregelkreis des Anhängers
(20, 24, 26, 38) verbundenen Steueranschluß (108) angeordnet ist.
2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung einen beweglichen,
mit einer ersten Dichtung (186) und einer zweiten Dichtung (188) versehenen Verschlußkörper (180) aufweist,
welcher durch eine Feder (192) derart belastet ist, daß er seine erste Stellung einnimmt, in welcher die zweite Dichtung
gegen einen ersten Ventilsitz (16 1) des Steuerventils anliegt, um den Steueranschluß (108) zu verschließen, bzw.
welcher durch einen Hauptkolben (122) entgegen der Kraft der Feder derart belastbar ist, daß er seine zweite Stellung
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einnimmt, in welcher die erste Dichtung gegen einen zweiten Ventilsitz (172) des Steuerventils anliegt, um den Ein-Iaßanschlu3
zu verschließen.
3. Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Steuerventil (200) ein zusätzlicher
Kolben (198) vorgesehen ist, der entlang der Bewegungsachse der Ventileinrichtung (116a, 116b, 122) zur
Steuerung des der Ventileinrichtung zugeleiteten Druckes
verschiebbar ist, daß der zusätzliche Kolben in Einern mit einem Einlaßanschlub (2o8) verbundenen Zylinder (196) angeordnet
ist und diesen in eine erste Kammer (212) und eine zweite Kammer (214) unterteilt, wobei die erste Kammer auf
der gleichen Seite des zusätzlichen Kolbens angeordnet ist wie die Venti!einrichtung und wobei die zweite Kammer auf
der gegenüberliegenden Seite des zusätzlichen Kolbens angeordnet ist, und daß der zusätzliche Kolben einen durch die
erste Kammer hindurchgreifenden Schaft (202) aufweist, der aus dem Zylinder herausragt und gegen die Ventileinrichtung
anliegt.
4. Steuerventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine sich am Gehäuse des Steuerventils
(200) abstützende Feder (224) vorgesehen ist, die den zusätzlichen Kolben (198) in einer sich von der Ventileinrichtung
(116a, 116b, 122) entfernenden Richtung beaufschlagt,
5. Steuerventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Feder von einer Schraubendruckfeder
(224) gebildet ist, die in der ersten Kammer (212) angeordnet ist.
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