DE1185076B

DE1185076B - Steuerventil (Bremskraftregler) fuer eine pneumatische Bremsanlage fuer Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1185076B
Application number: DEB65342A
Authority: DE
Inventors: Harry M Valentine
Original assignee: Bendix Westinghouse Automotive Air Brake Co
Current assignee: Bendix Westinghouse Automotive Air Brake Co
Priority date: 1960-12-28
Filing date: 1961-12-27
Publication date: 1965-01-07
Also published as: US3125379A; ES273012A1; GB946630A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. KL: B62d

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche KL: 63 c-53/07

1185 076
B 6534211/63 c
27. Dezember 1961
7. Januar 1965

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für eine pneumatische Bremsanlage, bei der ein Bedienungsmann mittels eines Bremsventils den Strömungsmitteldruck zwischen einer Druckquelle und den Bremskammern (Bremszylindern) des Fahrzeuges steuert. Dieses Steuerventil liegt zwischen den Bremskammern und dem vom Bedienungsmann betätigten Bremsventil und setzt den Bremskammerdruck gegenüber dem vom Bremsventil gelieferten Druck herab, so daß dieses Druckverhältnis proportional der Belastung des Fahrzeuges ist. Derartige Steuerventile nennt man auch lastabhängige Bremskraftregler.

Es ist bereits ein Bremskraftregler für die Druckluftbremseinrichtung an Fahrzeugen bekannt, bei dem der in der Luftfederung jeweils wirksame Luftdruck als Steuergröße für den Bremskraftregler dient. Dieser Bremskraftregler besteht ähnlich wie das erfindungsgemäße Steuerventil aus einem ersten Ventilsitz, der mit einem ersten Ventilkörper zusammen ein Auslaßventil bildet und dessen Lage in dem Ventilgehäuse von der Belastung des Fahrzeuges abhängt, und einem zweiten Ventilsitz, der mit einem zweiten, mit dem ersten fest verbundenen Ventilkörper das Einlaßventil bildet und mit zwei durch Druckunterschiede bewegbaren Körpern verbunden ist, die dem Druck in den Bremszylindern und dem vom Fahrer eingesteuerten Druck in der Weise ausgesetzt sind, daß diese Drücke den zweiten Ventilsitz in entgegengesetzten Richtungen zu bewegen suchen, wobei einer der durch Druckunterschied bewegbaren Körper eine biegsame ringförmige Membran ist, deren äußerer und innerer Umfangsabschnitt an konvergierend geneigten Oberflächen anliegen, die an dem Ventilgehäuse und einem fest mit dem zweiten Ventilsitz verbundenen Körper gebildet sind. Der Nachteil dieses bekannten Bremskraftreglers besteht darin, daß die biegsame ringförmige Membran nur in der Mittellage den konvergierend geneigten Oberflächen anliegt und bei einer Ver-Schiebung der den Innenrand der Membran haltenden Kolbenstange zum Teil frei zwischen diesen Flächen hängt, so daß sie durch den wirkenden Druck stark beansprucht wird. Diese Beanspruchung wirkt sich besonders deshalb schädlich aus, weil sich die Kolbenstange infolge von Stößen oder Schwingungen des Fahrzeugrahmens leicht verdrehen kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Steuerventil der genannten Art zu schaffen, das die geschilderten Nachteile vermeidet. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die geneigten Oberflächen aus sich radial erstreckenden, ineinander-Steuerventil (Bremskraftregler) für eine
pneumatische Bremsanlage für Fahrzeuge,
insbesondere Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Bendix-Westinghouse Automotive

Air Brake Company, Elyria, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,

Hamburg 36, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt:

Harry M. Valentine, Elyria, Ohio (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 28. Dezember 1960
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greifenden Fingern gebildet sind, welche mit dem Ventilgehäuse bzw. dem mit dem zweiten Ventilsitz fest verbundenen Körper verbunden sind. Diese Finger erstrecken sich im wesentlichen quer über die ganze radiale Ausdehnung der Membran, so daß sie in jeder beliebigen Verschiebungslage die Membran halten und stützen. Das Ineinandergreifen der Finger verhindert auch eine Verdrehung des Zwischengliedes und der Membran. Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung der konvergierend geneigten Oberflächen werden die Beanspruchungen der Membran wesentlich verringert, ihre Lebensdauer wird verlängert und die Beständigkeit ihrer physikalischen Eigenschaften erheblich verbessert.

Es ist erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen, daß der andere durch Druckunterschied bewegbare Körper ebenfalls eine ringförmige, biegsame Membran ist, deren äußerer Umfangsabschnitt auf den geneigten Flächen der Finger, die mit dem Ventilgehäuse verbunden sind, symmetrisch zu den Stützflächen der ersten Membran liegt und deren innerer Umfangsabschnitt in den geneigten Flächen der Finger, die fest mit dem zweiten Ventilsitz verbunden sind, symmetrisch zu den entsprechenden Stützflächen der ersten Membran liegt, so daß die wirksame Fläche der einen Membran sich vergrößert, wenn die wirksame Fläche der anderen Membran infolge einer Bewegung des zweiten Ventilsitzes abnimmt, und umgekehrt. Durch diese Ausbildung des Steuerventils wird

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erreicht, daß der Bremskammerdruck immer propor- durch den Druck in den Luftfedern bestimmt ist. tional dem Bremsventildruck ist, wobei der Propor- Insbesondere in Verbindung mit Fig. 1 wird darauf tionalitätsfaktor durch die Belastung des Fahrzeuges hingewiesen, daß das Ventil 20 ein Gehäuse 44 aufgegeben ist. weist, dessen Inneres in eine Einlaßkammer 46, die

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung 5 -durch eine öffnung 18 mit dem Bremsventil verbun-

gehen aus der Beschreibung in Verbindung mit den den ist, eine Förderkammer 48, die durch eine öff-

Zeichnungen zweier Ausführungsbeispiele hervor. nung 22 mit den Bremskammern verbunden ist, eine

F i g. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch ein Auslaßkammer 50, die durch die Öffnung 52 mit der

Ventil mit veränderlichem Druckverhältnis; Atmosphäre verbunden ist, und eine Steuerkammer

Fig. 2 zeigt einen schematischen Plan mit dem io 54 aufgeteilt ist, welche durch die Öffnung30 und

Ventil im Einbau in eine Druckluftbremsanlage; den Kanal 56 mit den Luftfedern verbunden ist.

Fig. 3 ist ein waagerechter Querschnitt im wesent- Zwischen der Einlaß- und der Förderkammer 46

liehen nach Linie 3-3 der Fig. 1; bzw. 48 sind zwei auf Abstand gehaltene Membranen

Fig. 4 ist ein Querschnitt mit fortgebrochenenTei- 53, 60 mit veränderlicher Wirkfläche vorgesehen,

len und zeigt einen Abschnitt der in Fig. 1 gezeigten i₅ deren äußere Umfangsränder zwischen einem festen

Vorrichtung in einer anderen Stellung; ringförmigen Körper 62 und entsprechenden oberen

Fi g. 5 ist eine graphische Darstellung und zeigt ^ _unteren Teilen 64, 66 des Ventilgehäuses 44 fest-

die Betriebsweise der Vorrichtung unter anderen geklemmt sind. Die Membranen sind in der Mitte

Druckverhältnissen; _mit _ej_ner Öffnung versehen und mit inneren ring-

Fig. 6 zeigt einen Schnitt mit teilweise fortge- _ao förmigen Wülsten68, 70 ausgestattet, die zwischen

brochenen Teilen einer anderen Ausführungsform _ej_nem mittleren ringförmigen Körper 72 und oberen

gemäß der Erfindung, und _und unteren Hohlkörpern 74, 76 eingeklemmt sind.

Fig. 7 zeigt ein Schema unter Darstellung des in _Diese Hohlkörper74, 76 sind miteinander und mit

Fig. 6 gezeigten Ventils in einem Druckluftbrems- _dem mittleren Körper 72 in einer beliebigen Art ver-

system. 25 bunden, beispielsweise durch Paßsitz od. dgl. Der

Nach Fig. 2 ist das mittels eines Pedals 10 zu Körper 76 ist mit einem angeformten zylindrischen betätigende Bremsventil durch eine Leitung 12 mit Oberteil 78 versehen, welcher in einem Führungseiner Druckquelle (nicht gezeigt) verbunden. Das körper 80 gleitet und eine Kammer 82 bildet, die Ventil weist den üblichen Austritt 14 und eine Aus- durch mehrere Öffnungen 84 mit der Einlaßkammer laßöffnung auf, welche durch eine Leitung 16 zur ₃₀ 46 verbunden ist. In der Kammer 82 ist ein Zufuhr-Einlaßöffnung 18 des Ventils 20 mit veränderlichem ventil 86 angeordnet, welches einen Ventilsitz 87 am Druckverhältnis verbunden ist. Dieses Ventil 20 ist oberen Ende einer Leitung 88 steuert, welche die gemäß der Erfindung ausgestaltet und besitzt eine Einlaß- und Förderkammern 46, 48 miteinander ver-Auslaßöffnung 22, welche durch Leitungen 24, 26 bindet. Das Ventil 86 ist durch einen Stößelabschnitt mit zwei Bremskammern 28 verbunden ist, und eine 35 89 mit dem Ventilkörper 90 verbunden, welcher mit Steueröffnung 30. Diese Öffnung 30 ist durch Leitun- _ej_nem Auslaßventilsitz 92 zusammenwirkt. Das Zügen 32, 34 mit zwei bekannten Luftfedern 36 ver- fuhrventil 86 wird normalerweise mittels einer zwibunden, welche zwischen einer Achse oder einem sehen einer Schulter 94 und dem Auslaßventil 90 annicht gefederten Teil 38 des Fahrzeuges und dem geordneten Feder in seiner geschlossenen Stellung Chassis oder einem gefederten Teil 40 des Fahrzeu- 40 gemäß der Zeichnung gehalten, so daß die Einlaßges angeordnet sind. Jede Luftfeder 36 kann mittels kammer 46 von der Förderkammer 48 abgetrennt ist. einer Leitung 42 und eines bekannten Höhenaus- Außerdem werden die Membranen und die mit ihnen gleichsventils (nicht gezeigt), welches auf die Be- verbundenen Teile normalerweise in der in Fig. 1 lastung des Fahrzeuges anspricht, mit Strömungs- gezeigten Stellung gehalten, und zwar durch eine mitteldruck versehen werden, um je nach den Wech- 45 zwischen einer Ausnehmung 100 in der unteren Wand sein in der Belastung des Fahrzeuges das Strömungs- der Kammer 48 und der Unterseite des Körpers 74 mittel zu den Luftfedern heranzuführen oder von eingesetzte Feder 98, wobei die Aufwärtsbewegung ihnen fortzunehmen. Bei einem Verringern der Be- der Membranen durch Zusammenwirken des ringlastung des Fahrzeuges dehnen sich die Federn 36 förmigen Randes des Teiles 78 mit der oberen Wand derart aus, daß sie das Chassis 40 mit Bezug auf die 50 des Führungskörpers 80 begrenzt wird.
Achse38 nach oben bewegen. Diese Bewegung be- Aus Fig. 3 geht hervor, daß der feste ringförmige tätigt die Steuerhebel, die mit den Ausgleichsventilen Klemmkörper 62 und der mittlere Körper 72 jeweils verbunden sind, welche in die Abgabestellung be- mit entsprechenden komplementären inneren und wegt werden, um den in den Federn 36 vorhandenen äußeren radial verlaufenden und miteinander in Ein-Druck zu entlasten, bis das Chassis auf eine vorher 55 griff kommenden Fingern 102, 104 versehen sind, festgelegte Höhe oberhalb der Achse abgesenkt ist, von denen jeder einen pyramidenförmigen senkrechin welcher die Höhenausgleichsventile durch den ten Querschnitt gemäß der Darstellung in Fig. 1 Steuerhebel in eine überlappte Stellung bewegt wer- und 4 aufweist, wobei die Anordnung derart ist, daß den, so daß von den Federn keine weitere Luft ab- der Körper 72 in der Art eines Membranmitnehmers gegeben wird. Bei einer Zunahme der Belastung tritt 60 wirkt, so daß bei einer Bewegung der Membranen das Gegenteil der beschriebenen Tätigkeit ein und nach unten durch den Zutritt von Druckluft in die führt zu einer Druckerhöhung in den Luftfedern, Kammer 46 die obere Membran 58 auf den festen um das Chassis bis zu der erwähnten Höhe oberhalb Fingern 102 nach unten gewandt liegt und dabei die der Achse anzuheben. Wirkfläche der oberen Membran vermindert und

Der Zweck des Ventils 20 mit veränderlichem 65 gleichzeitig die untere Membran 60 von den festen

Druckverhältnis besteht darin, den an die Brems- Fingern 102 durch die Wirkung der Finger 104 fort-

kammern herangeführten Luftdruck proportional zu gezogen wird, so daß die bewegliche Wirkfläche der

der Belastung des Fahrzeuges zu steuern, wie es unteren Membran 60 bei einer Verminderung der

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Fläche der oberen Membran proportional vergrößert Bremsventil einen Druck von 2,8 kg/cm² zur Einwird, laßkammer 46 liefert, wird die Membran mit den Mit Bezug auf F i g. 1 und auf die Steuerkammer Einlaß- und Auslaßventilen 86, 90 nach unten be-54, die mit den Luftfedern verbunden ist, sei gesagt, wegt, bis das Auslaßventil 90 mit dem Auslaßsitz 92 daß die untere Wand der Kammer durch den oberen 5 zur Zusammenwirkung kommt, um die Verbindung ringförmigen Rand von vermindertem Durchmesser zwischen den Förder- und Auslaßkammern 48, 50 des Teiles 106 eines unteren Abschlußkörpers 108 abzutrennen. Eine fortgesetzte Abwärtsbewegung gebildet ist, welcher innerhalb der Auslaßkammer 50 der Membran veranlaßt eine Fortbewegung des Eindurch einen bekannten Schnappring 110 gehalten laßventils 86 von seinem Sitz und gestattet einen wird. Die obere Wand der Kammer 54 wird durch io Eintritt des Druckes aus der Einlaßkammer 46 in die untere Wand 112 eines becherförmigen Körpers die Förderkammer 48 und von dort zu den Brems-114 gebildet, welcher über den Teil 106 des Körpers kammern 28 durch die Öffnung 22 und die Leitun-108 gleitet und mittels einer verhältnismäßig starken gen 24 und 26.

Einstellfeder 116, die zwischen einem Flansch 118 Fig. 4 zeigt, daß sich bei der Bewegung der des becherförmigen Körpers 114 und der Oberwand 15 Membran nach unten die obere Membran 58 fortder Austrittskammer 50 angeordnet ist, in die in den laufend auf die Finger 102 des festen ringförmigen Zeichnungen dargestellte Lage gedrückt wird. Fest Körpers 62 legt und dadurch die wirksame Bewemit dem Körper 114 ist ein Kolben 120 verbunden, gungsfläche der oberen Membran um so viel verweicher einen inneren Kanal 122 aufweist, dessen mindert, als jeweils mit den Fingern 102 im Einoberes Ende den Auslaßventilsitz 92 bildet und des- 20 griff steht. Gleichzeitig wird die untere Membran 60 sen unteres Ende durch Öffnungen 124 mit der Aus- von den Fingern 102 herunterbewegt und erhöht dalaßkammer 50 verbunden ist. Der Ventilsitz 92 wird durch die wirksame Bewegungsfläche der unteren durch das Ventil 90 gesteuert, und das Ventil kann Membran 60. Diese vergrößerte Fläche der unteren gegebenenfalls durch einen kleinen Führungsstift Membran ist so lange unwirksam, bis das Auslaß-126, welcher sich durch den Kanal 122 nach unten 25 ventil geschlossen und das Zufuhrventil 86 geöffnet erstreckt und in einer in der Verlängerung 130 des ist, um den Einlaßdruck in die Förderkammer 48 Kolbens 120 gebildeten Bohrung 128 gleitet, gegen- einzulassen, woraufhin, nachdem ein vorbestimmter über einem Verkanten geschützt werden. Dieser Druck, der weniger als der Einlaßdruck beträgt, an Kolben 120 wird in einer Ausnehmung 132 des Kör- die Bremskammern herangeführt worden ist, der pers 108 gleitend aufgenommen und ist mit dem 3° Druck in diesen Kammern und somit in der Förderbecherartigen Körper 114 verbunden, um sich kammer, welcher auf die vergrößerte Wirkfläche der gleichzeitig mit ihm bewegen zu können. Durch die unteren Membran einwirkt, eine Aufwärtsbewegung Ausführung der Verlängerung 130 mit einem Durch- der Membran verursacht, bis das Zufuhrventil 86 messer gleich dem des Einlaßventilsitzes 87 zwischen geschlossen ist und kein weiterer Druck an die Förder Einlaß- und der Förderkammer und der an- 35 derkammer herangeführt werden kann und die Venschließenden Verbindung der Unterseite der Verlän- tilkörper 86, 90 sich somit beide in der geschlossenen gerung 130 mit dem in der Kammer 46 herrschen- Stellung überlappen.

den Druck, beispielsweise durch die Leitung 134, In dem vorhergehenden Beispiel ist angenommen wird der in der Förderkammer 48 herrschende worden, daß ein Luftfederdruck von 3,5 kg/cm² den Druck, der das Ventil 90 auf seinem Sitz hält, durch 40 Auslaßventilsitz 92 in einer Stellung in der Mitte den auf der Unterseite der Verlängerung 130 einwir- zwischen dem Auslaßventil 90 und der Bodenwand kenden Einlaßdruck ausgeglichen, so daß dann, der Förderkammer 48 hält. Wenn der Luftfederwenn sich die Ventile 86, 90 in ihrer überlappten druck etwas geringer als 3,5 kg/cm² ist, wird der Stellung befinden, die nach oben und nach unten auf Auslaßventilsitz um einen entsprechend geringeren den Kolben 120 einwirkenden Drücke aufgehoben 45 Abstand angehoben, und die Membran muß sich um werden. Die Ventilfedern 93, 98 können verhältnis- eine größere Strecke herunterbewegen, bevor das mäßig schwach sein, so daß sie auf das Ansprechen Auslaßventil 90 den Sitz 92 berührt und das Zufuhrdes Ventils auf die Druckwechsel im wesentlichen ventil 86 von seinem Sitz abgehoben worden ist. keinen Einfluß haben. Unter diesen Umständen wird offensichtlich ein Aus dem obigen geht hervor, daß der Körper 114 50 größerer Teil der oberen Membran 58 durch die Zusich nach oben bewegt und in demselben Maße den sammenwirkung mit den Fingern 102 außer Betrieb Kolben 120 und somit den Auslaßsitz 92 nach oben gesetzt, während ein erheblicher Teil der unteren in eine Stellung führt, die durch die Federstärke Membran 60 wirksam wird, weil ein größerer Teil bestimmt wird, wenn der in die Kammer 54 einge- von ihr von den Fingern fortgeführt worden ist. führte Luftfederdruck die Spannung der Feder 116, 55 Somit ist ein verhältnismäßig kleiner, auf der großen die durch den Zusatz von Platten 136 zu dem Fläche der unteren Membran 60 wirksamer Druck Flansch 118 des becherförmigen Körpers 114 verän- ausreichend, um einen verhältnismäßig sehr viel dert werden kann, übersteigt. Der Ventilsitz 92 bleibt größeren Druck, der auf der kleinen Wirkfläche der in dieser Stellung und bildet somit einen Ventilbe- oberen Membran 58 wirksam ist, zu überwinden und tätigungskörper für die Einlaß- und Auslaßventile 60 die Ventilabschließstellung herbeizuführen, nachdem 86, 90, solange der Druck in der Luftfeder unver- ein Druck in den Bremskammern aufgebaut worden ändert bleibt. Unter der Annahme, daß ζ. B. der ist, der eine Bremswirkung hervorbringt, welche der Luftfederdruck 3,5 kg/cm² beträgt, der Auslaßsitz in Belastung des Fahrzeuges gemäß der Bestimmung eine Stellung zwischen der unteren Wand der För- durch den Druck der Luftfedern proportional ist. derkammer 48 und dem unteren Ende des Auslaß- 65 Das Beispiel wird bei Betrachtung der in Fig. 5 ventils 90 bewegt und darin gehalten wird, und gezeigten graphischen Darstellung verständlich, unter der Annahme, daß das Bremspedal 10 in eine welche die Beziehung des Bremskammerdruckes (Or-Lage herabgedrückt worden ist, wodurch das dinate) zum Bremsventildruck (Abszisse) bei ver-

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schiedenen Luftfederdrücken zeigt. Es ist beispiels- der Erfindung die in F i g. 1 gezeigte Stellung ein, weise aus der Linie 138 der graphischen Darstellung in welcher das Auslaßventil 90 geöffnet ist und die ersichtlich, daß bei einem Luftfederdruck von Bremskammern frei mit der Atmosphäre verbunden 4,2 kg/cm² und einem Bremsventildruck von sind, so daß die Bremsen vollständig gelöst werden. 2,81 kg/cm² der Bremskammerdruck 1,96 kg/cm² 5 Wie bereits erwähnt, ist die Proportionalität des beträgt. Bei einem Luftfederdruck von 1,4 kg/cm² Bremsventildruckes bei einer gegebenen Belastung und einem Bremsventildruck von 5,6 kg/cm² beträgt des Fahrzeuges gegenüber dem Bremskammerdruck der Bremskammerdruck nur 1,75 kg/cm². Unter den im wesentlichen eine geradlinige Funktion, wie sie Umständen des letzten Beispiels sei angenommen, daß durch den Druck in den Luftfedern und die daraus der Bedienungsmann bei einer geringen Belastung io erfolgende Stellung des Auslaßsitzes festgelegt wird, des Fahrzeuges infolge eines unerwarteten Notfalls Es ist ersichtlich, daß der Auslaßsitz in verschiedeplötzlich auf das Bremspedal drückt, um nahezu nen anderen Weisen als in Abhängigkeit von dem den vollen Behälterdruck in die Bremsleitung 16 ein- Druck der Luftfedern eingestellt werden kann. Beizulassen. Wenn dieser Druck unmittelbar in die spielsweise kann zwischen den gefederten und den Bremskammern einströmen könnte, dann wäre zu 15 nicht gefederten Teilen des Fahrzeuges eine mechaerwarten, daß die Räder blockiert werden und das nische Verbindung wirksam an den Auslaßsitzkol-Fahrzeug in ein gefährliches Schleudern gerät. Je- benl20 angeschlossen und dieser im wesentlichen doch ist infolge der proportionalen Wirkung des in derselben Weise eingestellt werden, als wenn en Ventils gemäß der Erfindung der maximale Druck, durch den Luftfederdruck eingestellt würde. Wahlweicher unter einer Luftfederbelastung von 20 weise kann der Auslaßsitzkolben 120 durch von 1,4 kg/cm² zu den Bremskammern hingeführt wer- Hand bewegbare Mittel, wie Schrauben und Buchden kann, weniger als ein Drittel des Druckes, der sen, eingestellt werden, wobei der Bedienungsmann von dem Bremsventil herangeführt wird. Diese Be- den Kolben etwa nach Schätzung der auf das Fahrdingung ist von dem untersten Druck, welcher durch zeug wirksamen Belastung einstellen würde. Diese das Bremsventil herangeführt werden kann, bis zu 25 und andere bekannte wahlweise anwendbare Mittel dem höchstverfügbaren Druck, welcher den vollen zur Einstellung des Auslaßventilsitzes werden als Druck des Behälters darstellt, als eine geradlinige innerhalb des Bereiches des Erfindungsgedankens Funktion vorhanden. liegend angesehen.

Wenn das Fahrzeug voll belastet und der Luft- Die in Fig. 6 gezeigte Ausführungsform der Erfederdruck auf einem Höchstwert, beispielsweise 30 findung ist mit der in Fig. 2 im wesentlichen iden-5,6 kg/cm² gemäß der Angabe in der graphischen tisch, abgesehen davon, daß der Körper zur Darstellung in der F i g. 5, ist, dann bewegt sich der Steuerung des Auslaßventilsitzes auf einen Druck anVentilsitz 92 nach oben, bis die obere Seitenwand spricht, der zur Belastung des Fahrzeuges umgedes becherförmigen Körpers 114 einen nach unten kehrt proportional ist und beim Fehlen des Steuervorspringenden ringförmigen Teil 140 in der Auslaß- 35 druckes in seine obere oder stark belastete Stellung kammer 50 berührt, in welchem Punkt der Sitz 92 in gedrückt wird. Ein Vorteil dieser Anordnung besteht die nächste Nähe des Auslaßventils 90 bewegt wird, so darin, daß im Falle eines Versagens des Steuerdaß beim Einströmen des Bremsventildruckes in die druckes der Auslaßventilsitz selbsttätig in die obere Einlaßkammer 46 die Membran sich nur um eine Stellung bewegt wird, so daß der Ventilsitz nach geringe Entfernung nach unten zu bewegen braucht, 40 einer nur geringen Abwärtsbewegung der Membraum das Ventil 86 von seinem Sitz herunterzuheben. nen von dem Auslaßventilkörper berührt wird und Da so eine geringe Bewegung der Membran erfor- das Einlaßventil unmittelbar danach von seinem Sitz derlich ist, bleiben die Wirkflächen der entsprechen- abgehoben wird, um wie bei einem voll belasteten den Membrane 58, 60 im wesentlichen die gleichen, Fahrzeug den Bremsventildruck in die Bremskam- und der an die Bremskammern herangeführte Druck 45 mern einzulassen, wobei im wesentlichen keine Anist daher nahezu gleich dem von dem Bremsventil passung des an die Bremskammer herangeführten gelieferten Druck, und die Bremsanlage arbeitet Druckes stattfindet. Mit anderen Worten arbeitet die unter großer Belastung und für jeden Zweck im Bremslage bei einem Versagen der Federn oder bei wesentlichen in der gleichen Weise, als ob kein einem Versagen des Steuerdruckes so, als ob der Bremskraftregler zwischen dem Bremsventil und der 50 Bremskraftregler nicht in der Anlage vorhanden Bremskammer angeordnet wäre. wäre, und der Bedienungsmann hat die volle Gewalt Die insgesamt auf die Unterseite der Membran über die Bremsen innerhalb des gesamten verfügwirkende Kraft übersteigt unter allen Belastungen baren Bremsdruckbereiches.

nach Betätigung der Bremsen und Bewegung der Die Bauweise gemäß Fig. 6 erfüllt die Aufgabe Ventilkörper in die überlappte Lage und beim Verrin- 55 durch einen Kolbenkörper 140, welcher gleitend in gern der das Bremsventil steuernden Fußkraft die auf einem Hohlraum 142 angeordnet ist und dessen die Oberseite der Membran einwirkende Kraft, so daß Oberseite durch eine Öffnung 144 ständig dem die gesamte Anordnung sich nach oben bewegt, bis Druck ausgesetzt ist, welcher der Belastung des das Auslaßventil 90 von dem Sitz 92 abgehoben ist, Fahrzeuges umgekehrt proportional ist. Das untere um die Bremskammern mit der unter atmosphäri- 60 Ende des Hohlraumes 142 ist durch einen Kappenschem Druck stehenden Kammer 50 zu verbinden, körper 146 abgeschlossen, und zwischen der Oberworaufhin der Druck unterhalb der Membran auf seite des Kappenkörpers und der Unterseite des KoI-einen Wert abfällt, an dem die Membran sich bens 140 ist eine Feder 147 angeordnet, die entgegen wiederum nach unten bewegt, bis die Ventile wieder dem auf die Oberseite des Kolbens wirksamen in der überlappten Stellung sind. Wenn das Brems- 65 Steuerdruck den Kolben 140 normalerweise in die pedal vollständig freigegeben ist, so daß der gesamte in der Zeichnung gezeigte obere Stellung bewegt. Druck von der Oberseite der Membranen fortgenom- Mit dem Kolben 140 sind obere und untere Kolbenmen ist, dann nehmen die Teile des Ventils gemäß teile 148, 150 fest verbunden, von denen sich der

Claims

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erste in den Förderhohlraum erstreckt und in einen eine Feder 196, die den Kolben 180 normalerweise Auslaßventilsitz 152 einmündet und der untere Teil in Richtung auf seine in der Zeichnung dargestellte sich durch eine in dem Kappenkörper 146 gebildete obere Stellung bewegt.

Öffnung hindurch erstreckt und der Atmosphäre Im Betrieb sind bei geringer Belastung des Fahrausgesetzt ist. Durch die Kolbenteile 148, 150 und 5 zeuges und der Lage des Kolbens 180 in einer mittdurch den Kolbenkörper 140 führt ein Kanal 154 leren Stellung die Fahrzeugfedern bei zunehmender hindurch, welcher den Förderhohlraum und somit Belastung des Fahrzeuges im Anfang teilweise in-

die Bremskammern beim Verringern des vom folge der Belastung zusammengedrückt, und der

Bremsventil gelieferten Druckes mit der Atmosphäre Fahrzeugrahmen 190 bewegt sich näher an die

verbindet. *° Achse 182 heran. Wenn diese eintritt, wird der Zy-

Aus der Beschreibung geht hervor, daß die Ab- linder 178 ebenfalls nach unten bewegt und ver-

stufungsmittel zur Bestimmung des proportionalen ursacht somit eine Abwärtsbewegung des Kolbens

Druckes niemals unmittelbar auf die einzelnen EIe- 180 und der Kolbenstange 194, um den Hebel 188

mente einwirken, welche sich in unmittelbarer Ab- des Ventils 174 im Uhrzeigersinne zu drehen und

hängigkeit entweder von dem Bremsventil- oder 15 dabei den Druck aus dem Hilfsbehälter 166 und so-

Bremskammerdruck bewegen. Somit braucht der mit auch der Steuerkammer 142 des Ventils 156

Bremsventildruck den Luftfederdruck oder irgend- abzulassen. Beim weiteren Entweichen des Druckes

eine andere Abstufungskraft niemals zu überschrei- veranlaßt die auf die Unterseite des Kolbens 180

ten, bevor eine Anpassung stattfindet. Das Ventil einwirkende Kraft der Feder 196 den Kolben, sich

gemäß der Erfindung ist daher in der Lage, einen 20 so weit nach oben zu bewegen, bis der Hebel 188 in

proportionalen Druck an die Bremskammer heran- eine überlappte Stellung bewegt ist, in welcher kein

zuführen. weiterer Strömungsmitteldruck zum Ventil hin oder

Ein der Fahrzeugbelastung umgekehrt proportio- von ihm fortströmen kann.

naler Druck kann durch verschiedene Mittel an die Bei einer derartigen Abnahme der Belastung des öffnung 144 der Ausführungsform des Ventils ge- 25 Kraftfahrzeuges, daß sich der Rahmen nach oben maß Fig. 6 herangeführt werden. Eine besondere bewegt, wird der Hebel 188 entgegen dem Uhr-Vorrichtung zur Durchführung dieser Aufgabe ist zeigersinne bewegt, um den in der Steuerkammer des in F i g. 7 gezeigt. Diese Vorrichtung besteht aus Ventils herrschenden Druck zu erhöhen. Dieser einem Ventil gemäß der Erfindung, welches in die Druck ist ebenfalls auf die Oberseite des Kolbens Bremsanlage eines Fahrzeuges mit bekannten Stahl- 3<> 180 wirksam, um ihn entgegen der Kraft der Feder federn eingebaut ist. Das Ventil 156 in Fig. 7 er- 196 nach unten zu bewegen, bis der Hebel 188 hält durch eine Leitung 160 Druck von einem wieder in seine überlappte Stellung bewegt wird, Bremsventil 158, und von dem Ventil 156 wird woraufhin der Fluß des Strömungsmitteldruckes vom durch die Leitung 162 Druck zu den Bremskammern Anpassungsventil und zum Kolben 180 abgetrennt (nicht gezeigt) herangeführt. Ein der Belastung des 35 wird.

Fahrzeuges umgekehrt proportionaler Druck wird Aus der Beschreibung der Arbeitsweise der Fig. 7

durch eine Leitung 164 an die Öffnung 144 heran- geht hervor, daß bei jeder Zunahme der Belastung

geführt, wobei die Leitung 164 einen Hilfsbehälter des Fahrzeuges der Druck in dem Anpassungsventil

166 und eine Drossel 170 enthalten kann, um die abnimmt und umgekehrt, so daß der Auslaßventilsitz

beim Überlandverkehr auftretenden Schwankungen 40 152 mit Bezug auf das Auslaßventil 90 in umge-

zu dämpfen. Diese Drossel ist an eine Zweigleitung kehrter Beziehung zur Belastung des Fahrzeuges an-

172 angeschlossen, die über eine Drossel 173 mit geordnet ist. Die Anlage ist insbesondere in Verbin-

einem Höhenausgleichventil 174 verbunden ist. Mit dung mit einem Fahrzeug mit Stahlfedern beschrie-

der Zweigleitung 172 ist eine zweite Zweigleitung ben worden. Das Ventil gemäß F i g. 6 ist ebenso

176 verbunden, welche mit einem Zylinder 178 ver- 45 anwendbar bei Fahrzeugen mit Luftfedern, und in

bunden ist, der einen Kolben 180 enthält. diesem Falle wäre es dann zweckmäßig, ein solches

Das Höhenausgleichventil 174 kann mit bekann- Umkehrventil in der Anlage vorzusehen, welches ten Höhenausgleichventilen identisch sein, welche einen Druck liefert, der dem Luftfederdruck umgedie Zufuhr von Luft zu den Luftfedern auf so aus- kehrt proportional ist, um die Kammer des Ventils gestatteten Fahrzeugen steuern, abgesehen davon, 50 156 zu steuern. Gleichgültig, ob Stahlfedern oder daß das Ventil 174 zweckmäßigerweise unmittelbar Luftfedern verwendet werden, wird bei einem plötzmit der Achse 182 des Fahrzeuges in umgekehrter liehen Ausbleiben des Steuerdruckes für das Ventil Stellung verbunden und durch eine Leitung 184 mit gemäß F i g. 6 sich der Kolben 140 sofort in seine einer Leitung 186 verbunden ist, welche an dem obere Stellung bewegen, welche dem vollbelasteten einen Ende mit dem Hauptbehälter des Fahrzeuges 55 Fahrzeug entspricht, so daß die Bremsanlage bezieht gezeigt) und an dem anderen Ende mit dem tätigt werden kann, als ob der Bremskraftregler in Bremsventil 158 verbunden ist. Das Ventil 174 ist der Anlage nicht vorhanden wäre,
mit dem üblichen Hebel 188 versehen, der bei Bewegung entgegen dem Uhrzeigersinne gemäß Fig. 7 Patentansprüche:
dazu dient, den Druck von einem Hauptbehälter in 60

die Zweigleitung 172 einzulassen, und bei Bewegung 1. Steuerventil für eine pneumatische Bremsim Uhrzeigersinn dazu dient, die Leitung 172 mit anlage für Fahrzeuge, das einen ersten Ventilder Atmosphäre zu verbinden. Der Zylinder 178 ist sitz, der mit einem ersten Ventilkörper zusamvorzugsweise durch eine einstellbare Verbindung men ein Auslaßventil bildet und dessen Lage 192 mit dem Fahrzeugrahmen 190 verbunden, und 65 in dem Ventilgehäuse willkürlich oder selbsttätig der Kolben 180 ist im wesentlichen gemäß der Dar- in Abhängigkeit von der Belastung des Fahrstellung durch eine Kolbenstange 194 mit dem Hebel zeuges einstellbar ist, und einen zweiten Ventil-188 verbunden. In dem Zylinder 178 befindet sich sitz aufweist, der mit einem zweiten, mit dem

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ersten fest verbundenen Ventilkörper das Einlaßventil bildet und mit zwei durch Druckunterschied bewegbaren Körpern verbunden ist, dies dem Druck in den Bremszylindem und dem vom Fahrer eingesteuerten Druck in der Weise ausgesetzt sind, daß diese Drücke den zweiten Ventilsitz in entgegengesetzten Richtungen zu bewegen suchen, wobei einer der durch Druckunterschied bewegbaren Körper eine biegsame ringförmige Membran ist, deren äußerer und innerer Umfangsabschnitt an konvergierend geneigten Oberflächen anliegen, die an dem Ventilgehäuse und einem fest mit dem zweiten Ventilsitz verbundenen Körper gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die geneigten Oberflächen auf sich radial erstreckenden, ineinandergreifenden Fingern (102, 104) gebildet sind, welche mit dem Ventilgehäuse (44) bzw. dem mit dem zweiten Ventilsitz (87) fest verbundenen Körper (72) verbunden sind.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der andere, durch Druckunterschied bewegbare Körper ebenfalls eine ringförmige, biegsame Membran (60) ist, deren äußerer Umfangsabschnitt auf den geneigten Flächen der Finger (102), die mit dem Ventilgehäuse verbunden sind, symmetrisch zu den Stützflächen der ersten Membran (58) liegt und deren innerer Umfangsabschnitt an den geneigten Flächen der

ίο Finger (104), die fest mit dem zweiten Ventilsitz (87) verbunden sind, symmetrisch zu den entsprechenden Stützflächen der ersten Membran liegt, so daß die wirksame Fläche der einen Membran sich vergrößert, wenn die wirksame Fläche der anderen Membran infolge einer Bewegung des zweiten Ventilsitzes abnimmt, und umgekehrt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1080 876.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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