DE2251479C2 - Anhängersteuerventil für Zweikreis-Druckluftbremsanlagen von Straßenfahrzeugen - Google Patents

Description

Der äußere Kolbenteil 20 hat eine Ringschulter 23, mit der er sich an den Bremskolben 3 anlegen kann. Der innere Kolbenteil 21 ist in dem äußeren Kolbenteil 20 abgedichtet beweglich.

Der zweiteilige Rückwirkkolben 20/21 bildet die bewegliche Wand einer über einen Anschlußstutzen 25 an eine Anhängerbremsleitung 26 angeschlossenen Druckwechselkammer 27, deren andere Wand eine feste Gehäusewand 28 ist Diese feste Gehäusewand 28 trägt den Einlaßventilsitz 29 eines Doppelsitz--entils 29/30/3i, dessen Auslaßventilsitz 30 an dem inneren Kolbenteil 21 des Rückwirkkolbens 20/21 angebracht ist. Der Schließkörper 31 des Doppelsitzventils 29/30/31 hat eine angeformte Dichtlippe 3Γ, mit der er auf einem Rohrstück 32 gleitet. Das Rohrstück 32 is durchdringt das Doppelsitzventil 29/30/31 und weist einen Flansch 33 auf, mit dem es an dem den Auslaßventilsitz 30 tragenden inneren Kolbenteil 21 des Rückwirkkolbens 20/21 angreifen kann. Außerdem trägt das Rohrstück 32 ein Kolbenglied 34, das einerseits dem Vorratsdruck in einer Kammer 35 und andererseits dem Federspeicherdruck in einer Kammer 36 unterliegt. Zwischen dem Auslaßventilsitz 30 und der Dichtlippe 31' hat das Rohrstück 32 mindestens einen Radialdurchbruch 37 zur Außenluftverbindung der Druckwechselkammer 27.

Das Kolbenglied 34 ist als Stufenkolben ausgebildet. Es liegt aber auf der Hand, daß es bei Bedarf auch als Einfachkolben hergestellt sein und zum Erreichen unterschiedlicher Kraftabgabe mit einem Federglied kombiniert sein kann.

Das beschriebene Anhängersteuerventil arbeitet wie folgt:

Bei gelöster Bremse sind die Bremsleitungen 5 und 10 ohne Druck, und die beiden Bremskolben 2 und 3 sind in ihrer oberen Endstellung. Die Anhängerbremsleitung 26 ist über die Druckwechselkammer 27, über das offene Auslaßventil 30/31, den Durchbruch 37 und das hohle Rohrstück 32 entlüftet. Die Anhängerbremse ist unbetätigt.

Wenn bei intakter Anlage beide Bremsleitungen 5 und 10 zum Zwecke des Bremsens unter Druck gesetzt werden, gelangen auch die beiden Räume 6 und 11 unter Bremsdruck. Der Bremskolben 2 läuft mit, weil seine obere Wirkfläche größer ist als die untere, wodurch der Ansprechdruck kleiner ist. Über diese Differenzfläche nimmt der Kolben 2 zusammen mit dem Kolben 3 an der Betätigung des Anhängersteuerventils teil. Fällt der die Leitung 5 versorgende Bremskreis I aus, μ bleibt der Bremskolben 2 stehen, und der Bremskolben 3 arbeitet allein. Wenn der an die Leitung 10 angeschlossene Bremskreis Il ausfällt, gelangt nur der Bremsdruckraum 6 unter Druck und der Bremskolben 2 betätigt das Anhängersteuerventil.

Bei allen drei beschriebenen Betätigungsmöglichkeiten wird die Bewegung eines oder beider Bremskolben 2; 3 über die Axialansätze 19 auf den inneren Kolbenteil 21 des Rückwirkkolbens 20/21 übertragen, der sich gegen die Kraft der Feder 22 in Richtung auf den Ventilschließkörper 31 bewegt und mit seinem Auslaßventilsitz 30 das Auslaßventil 30/31 schließt. Damit wird die Außenluftverbindung der Anhängerbremsleitung 26 unterbrochen.

Weiterer Hub der Bremskolben 2 und 3 in BetätigungsrichUing bewirkt nun ein Abheben des (,■> Ventilschließkörpers 31 von dem gehäusefesten Einlaßventilsitz 29. Bei geöffnetem Einlaßventil 29/31 strömt Vorratsluft aus der Vorratskammer 35 in die Druckwechselkammer 27 und von dort in die Anhängerbremsleitung 26. Die Anhängerbremse erhält Druck.

In dem in der F i g. 2 dargestellten Schaubild über den Druckverlauf, in dem auf der Ordinate der Anhängerbremidruck pa und auf der Abszisse der Zugwagenbremsdruck pz aufgetragen wurde, ist der Punkt 45 erreicht. Der Druck in der Anhängerbremse steigt nun bis zum Punkt 46 in dem Schaubild steil an, um die Anhängerbremse möglichst schnell zum Ansprechen zu bringen. Im Punkt 46 liegt ein Knickpunkt der Kurve, von dem aus die Kurve etwa auf einer 45°-Linie ansteigt, d. h. von dem Punkt 46 an ist die Voreilung des Anhängerbremsdmckes beendet. Das Ende der Voreilung wird im Anhängersteuerventil dadurch erreicht, daß der in die Anhängerbremsleitung eingesteuerte Druck den zweiteiligen Rückwirkkolben 20/21 derart wirksam werden läßt, daß sich der äußere Kolbenteil 20 mit seiner Ringschulter 23 an den Bremskolben 3 anlegt. Durch die Zweiteiligkeit des Rückwirkkolber.s 20/21 wird in dieser ersten Bremsphase bereits eine Abstufbarkeit der Bremsung des Anhängers erreicht.

Nach dem Anisgen des äußeren Kolbenteils 20 am Bremskolben 3 wirkt der Rückwirkkolben 20/21 so, als ob er aus einem Stück bestände. Das Auswiegen des die Anhängerbremsen betätigenden Bremsdruckes wird nun also von dem großflächigen, gesamten Rückwirkkolben 20/21 beeinflußt, so daß aach die Stufbarkeit des Enddruckes in der Anhängerbremse verhältnismäßig fein ist.

Bevor nun die Arbeitsweise des Anhängersteuerventils beim Betätigen vom Druck in der Federspeicherbremsanlage beschrieben wird, soll anhand des Diagramms nach der F i g. 3 untersucht werden, wie sich eine durch das Anhängersteuerventil bewirkte Voreilung der Anhängerbremse auswirken würde, wenn ein ohne besondere Kunstgriffe ausgeführtes Anhängersteuerventil durch den absinkenden Federspeicherdruck in der Federspeicherbremsanlage im Bremssinn umgeschaltet wird.

Ein solcher angenommener Druckverlauf ist in der F i g. 3 gestrichelt dargestellt. Rechts auf der Abszisse ist der Druck in der Federspeicherbremsanlage aufgetragen. Auf der Ordinate nach oben ist der Druck in der Anhängerbremsleitung 26, auf der Ordinate nach unten die Abbremsung des Zugwagens in Prozent und auf der Abszisse nach links die Abbremsung des Anhängers, ebenfalls in Prozent, aufgetragen.

Wenn durch Betätigen eines Feststell- bzw. Hilfsbremsventils oder durch einen Defekt in der Federspeicherbremsleitung der Druck in der Kammer 36 absinkt, arbeitet das Anhängersteuerventil ähnlich, wie bei seinem Betätigen durch die Bremskolben 2 und 3. Ein erster Unterschied besteht jedoch darin, daß der Flansch 33 den inneren Kolbenteil 21 nach unten zieht und damit das Doppelsitzventil 29/30/3! umschaltet.

Der Federspeicherbremszylinder beginnt, wie das Diagramm zeigt, bei einem Druck von etwa 4,6 bar (Ordinate, rechte Seite) Bremskraft im Zugfahrzeug abzugeben. Zu diesem Zeitpunkt wäre — wie der gestrichelt dargestellte Druckverlauf (Linie 38) erkennen läßt — nach einer Projizierung über eine vom Gesetzgeber festgelegte Zuordnung der Anhängerabbremsung zum Druck in der Anhängerbremsleitung (Linie 39) eine Abbremsung im Anhänger von 11% vorhanden (Punkt 40 auf der linken Seite der Abszisse). Daraus ist zu erkennen, daß im Anhänger bereits eine verhältnismäßig hohe Abbremsung erreicht wäre, wenn im Zugfahrzeug die Abbremsung gerade erst beginnt.

Eine so starke Voreilung der Anhängerbremse ist nicht wünschenswert, weil sie eine gefährliche Überbremsung des Anhängers bewirkt.

Dies wird beim dargestellten Anhängersteuerventil dadurch vermieden, daß beim Betätigen des Anhängersteuerventils vom Federspeicherbremsdruck, die beim Betätigen des Anhängersteuerventils vom Betriebsdruck notwendige und den Knickpunkt 43 (Linie 38) bewirkende Voreilung ausgeschaltet wird.

Wie der das dargestellte Anhängersteuerventil charakterisierende Druckverlauf (voll ausgezogene Linie 41) erkennen läßt, ist beim Betätigen des Anhängersteuerventils durch den Druck in der Federspeicherbremse die Voreilung ausgeschaltet. Einen Knickpunkt in der Linie 41 gibt es nicht. Die gleiche Projektion über die vom Gesetzgeber festgelegte Zuordnung der Anhängerbremsung zum Druck in der Anhängerbremsleitung (Linie 39) ergibt nun für den gleichen Einsatzpunkt der Federspeicherbremse einen um 3% niedrigeren Wert von 8% für die Abbremsung im Anhänger (Punkt 42).

Im Anhängersteuerventil wird der Knickpunkt 43 der Linie 38 dadurch in Fortfall gebracht, daß der äußere Rückwirkkolbenteil 20 nicht an dem inneren, mit dem

ίο Bremskolbenglied 34 über den Flansch 33 verbundenen Rückwirkkolbenteil 21 angreifen kann. Dadurch wird die Rückwirkung auf das dem Druck in dem Federspeicherbremskreis unterliegende Bremskolbenglied 34 allein durch den inneren Rückwirkkolbenteil 21 bewirkt und der Druckverlauf nach der Linie 41 erreicht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anhängersteuerventil für Zweikreis-Druckluftbremsanlagen von Straßenfahrzeugen, deren Anhängerbremsleitung in Abhängigkeit vom Bremsdruck in mindestens einem der beiden Bremskreise der Zugwagen-Betriebsbremse sowie in Abhängigkeit vom Druck im Federspeicherbremskreis abge^ stuft be- und entlüftbar ist, mit zwei gleichsinnig axial verschiebbaren Bremskolben, die einerseits unter Zwischenschaltung eines Rückwirkkolbens vom Druck in der Anhängerbremsleitung und andererseits vom Bremsdruck in je einem der beiden Bremskreise beaufschlagbar sind, und mit einem dem Druck im Federspeicherbremskreis unterliegenden, mit dem Rückwirkkolben in Wirkverbindung stehenden Bremskolberglied, wobei ein innerer Teil des Rückwirkkolbens wirkungsmäßig sowohl mit dem Bremskolben der Betriebsbremse als auch mit dem Bremskolbenglied der Federspeicherbremse verbunden ist und einen mit einem Doppelventilkörper zusammenarbeitenden Ventilsitz trägt, der mit diesem ein Auslaßventil bildet, welches zusammen mit einem Einlaßventil zum Be- und Entlüften der Anhängerbremsleitung dient, und wobei ein äußerer Teil des Rückwirkkolbens zur Erzielung einer Voreilung der Anhängerbremsung gegen ein vorgespanntes, am Ventilgehäuse sich abstützendes Federelement auf dem inneren Teil des Rückwirkkolbens axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise der eine wirksame Kolbenfläche aufweisende innere Teil (21) des Rückwirkkolbens (20,21) mit den Bremskolben (2 und 3) der Betriebsbremse nicht fest verbunden ist und sich nur bei unbestätigter Federspeicherbremse an dem benachbarten Bremskolben (3) der Beiriebsbremse abstützt und daß sich der äußere Teil (20) des Rückwirkkolbens (20, 21) nach Überwindung der Kraft des Voreil-Federelements (Schraubendruckfedern 17) ohne Zwischenschaltung des inneren Teils (21) des Rückwirkkolbens (20, 21) ebenfalls an dem benachbarten Bremskolben (3) der Betriebsbremse abstützt.

   Die Erfindung geht aus von einem Anhängersteuerventil nach der Gattung des Patentanspruchs. Ein derartiges Ventil ist bekannt (CH 5 15 813). Bei diesem bekannten Ventil wird beim Einsteuern die Reaktionsfläche über eine vorgespannte Feder unwirksam gehalten, bis der ansteigende Druck in der Anhängerbremsleitung den Rückwirkkolben an der den Auslaßventilsitz tragenden Kolbenstange zur Anlage bringt. Dabei liegt ein innerer Teil des Riickwirkkolbens ständig an den beiden Bremskolben der Betriebsbremse an und bestimmt allein durch eine Verbindung die Rückwirkung auf das dem Druck der Federspeicherbremse unterliegende Bremskolbenglied. Außerdem ist es durch die Westinghouse-Druckschrift »Steuerventil«, 401, Ausgabe April 1968, bekannt, einen Rückwirkkolben zweiteilig auszubilden und den inneren Kolbenteil einerseits über eine Druckstange am Bremskolbenglied der Federspeicherbremse und andererseits direkt am Bremskolben der Betriebsbremse lose abzustützen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Anhängersteuerventil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem das Anhängersteuerventil bei Betätigung vom Bremskolbenglied der Federspeicherbremse eine gegenüber einer Betätigung von den dem Betriebsbremsdruck unterliegenden Bremskolben nicht so starke Voreilung der Anhängerbremse bewirkt Eine den Druckverlauf in der zum Anhänger führenden Bremsleitung darstellende Kurve soll also beim Betätigen des Anhängersteuerventils von den dem ίο Betriebsbremsdruck unterliegenden Bremskolben einen Knickpunkt mit zuerst starker Voreilung and dann verlangsamten weiterem Druckanstieg haben; jedoch soll beim Betätigen des Anhängersteuerventils durch Druckabsenkung im Federspeicherbremskanal die entsprechende Druckkurve keinen Knickpunkt aufweisen; d h., in diesem Fall soll eine zu starke Voreilung der Anhängerabbremsung vermieden werden, weil — wie später anhand der Zeichnung erläutert wird — beim Betätigen des Alihängersteuerventils durch Druckab-Senkung im Federspeicherbremskreis selbsttätig bereits eine gewisse, durchaus ausreichende Voreilung der Anhängerabbremsung auftritt.

   Diese Aufgabe wird gemäß eier Erfindung durch ein Anhängersteuerventil mit den kennzeichnenden Merk-2Γ. malen des Patentanspruchs gelöst.

   Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt

   Fig.! ein Anhängersteuerventil im Schnitt,

   F i g. 2 ein Diagramm über den Druckverlauf beim Betätigen des Anhängersteuerventils vom Druck in den Betriebsbremskreisen und

   Fig.3 ein Diagramm über den Druckverlauf beim Betätigen des Anhängersteuerventils vom Druck in dem Federspeicherbremskreis.

   Ein Anhängersteuerventil hat ein Gehäuse 1, in dessen oberen Teil zwei Bremskolben 2 und 3 gleichen Außendurchmessers angeordnet und beweglich sind.

   Ein Anschlußslutzen 4 dient zum Anschluß einer ersten, mit einem Bremskreis I verbundenen Bremslei-4& tung 5 und stellt die Verbindung zu einem Bremsdruckraum 6 her, der über dem ersten Bremskolben 2 liegt. Der Bremskolben 2 hat eine aus zwei axial hintereinander angeordneten Dichtringen bestehende Doppeldichtung 7. Zwischen den Dichtringen liegt ein Außenluftraum 8.

   Ein zweiter Anschlußstutzen 9 ist zum Anschließen einer zweiten, mit einem Bremskreis II verbundenen Bremsleitung 10 bestimmt und stellt die Verbindung zu einem Bremsdruckraum 11 her, der zwischen dem ersten Bremskoiben 2 und dem zweiten Bremskolben 3 liegt. Der Bremskolben 3 trägt eine einfache Ringdichtung 12 und hat einen hochgezogenen Ringansatz 13, der auf einem durchbohrten Zylinderzapfen 14 des ersten Bremskolbens 2 abgedichtet gleiten kann.
   Auf der anderen Seite des zweiten Bremskolbens 3 liegt ein Außenluftraum 15, der über ein Filter 16 Außenluftverbindung hat. In dem Außenluftraum 15 ist ein vorgespanntes Federelement angeordnet, das aus mehreren, auf einem Kreis gleichmäßig verteilten Schraubendruckfedern 17 besteht. Die Federn 17 stützen sich einerseits auf einem in das Gehäuse 1 eingesetzten Ring 18 und andererseits auf sinem äußeren Kolbenteil 20 eines zweiteiligen Rückwirkkolbens 20/21 ab. Der innere Kolbenteil 21 ist über Axialansätze 19 ständig mechanisch mit den beiden Bremskolben 2 und 3 verbunden. Zu diesem Zweck unterliegt der innere Kolbenteil 21 der Kraft einer Feder 22, die ihn gegen die Bremskolben 2 und 3 drückt