DE2359751A1

DE2359751A1 - Abstufungsfeder fuer pneumatische ventile

Info

Publication number: DE2359751A1
Application number: DE2359751A
Authority: DE
Inventors: Klaus Roennefarth; Manfred Siebold; Rolf Siegel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-11-30
Filing date: 1973-11-30
Publication date: 1975-06-05
Also published as: DE2359751B2; DE2359751C3

Description

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16.11.1973 He/Kb

Anlage zur

Patent- und . '

Geb rauchs müs te rhi1fs anmeldung

ROBERT -BOSCH GMBH, 7000 Statt gart 1 ■

Absfcufungs'fe.der, für pneumatische .Ventile.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abstufungsfeder für pneumatische Ventile,.insbesondere Bremsventile von Kraftfahrzeugen mit einem über einen Abstufungskolben zu betätigenden Ein,- und Auslassventil, wobei die Abstufungsfeder aus Gummi oder gummiähnlichem Material besteht und · im wesentlichen hohlkegelig ausgebildet, ist, sowie zwei Anlageflachen hat, eine an einem Venti!betätigungsgestänge und eine am Abstufungskolben.

Eine derartige Abstufungsfeder ist bekannt (OE-PS 273 696). Bei dieser bekannten Abstufungsfeder ist ein zylindrischer Außeribereich vorgesehen, der etwa 0,4 der Gesamthöhe der

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Abstufungsfeder beträgt. Beim Zusammendrücken der Abstufungsfeder legt diese sich mit ihrem zylindrischen Außenbereich an den Abstufungskolben an. Dadurch hat die bekannte Abstufungsfeder eine durch äußere und innere Reibung auftretende Hysterese, die bewirkt, daß beim Bremsen und Bremslösen unterschiedliche Druckkurven erreicht werden, so daß die entsprechenden Pedalwege verschieden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Abstufungsfeder der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der es möglich ist, den vom Ventil eingesteuerten Druck sowohl bei Druckanstieg als auch bei Druckabfall mit dem gleichen Pedalweg zu erreichen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Abstufungsfeder an ihrer Mantelfläche einen Absatz hat, der einen der Kegelbasis benachbarten größeren Durchmesserbereich auf eine Verjüngung abstuft, daß ferner der Bereich mit dem größeren Durchmesser als zusätzlicher Anlegeteil, der Abstufungsfeder bei deren Zusammendrücken dient, daß weiterhin dessen Höhe etwa 0,25 der Gesämthöhe der Abstufungsfeder beträgt, und daß der Durchmesser der Verjüngung der Abstufungsfeder gleich oder kleiner als der Innendurchmesser einer Abstufungskolben-Anlageschulter ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 ein Bremsventil mit der Abstufungsfeder, in Ruheoder Bremslösestellung,

Fig. 2 das Bremsventil bei Teilbremsstellung, Fig. 3 das Bremsventil bei Vollbremsstellung, Fig. i\ die Abs tufungs feder als Einzelteil und Fig. 5 ein Druckwegdiagrarcm.

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Ein Bremsventil 1 hat ein Betätigungsgestänge 2, von dem · nur der dem Bremsventil 1 zugekehrte Teil, nämlich eine Druckhülse 3, näher dargestellt ist, die durch einen Sprengring H gegen Herausfallen und durch einen Schutzbälg 5 gegen Staub und Schmutz geschützt ist. Die Druckhülse 3 ist in einen Deckel 6 axialbewe glicheingesetzt, an dem in einer Nut 7 der Schutzbalg 5 befestigt ist. ; ;..

Unter dem Deckel 6 liegt ein Abstufungskolben 8, der mit seiner Unterseite einen DruckwechseIräum 9 dös Bremsventils 1 als bewegliche Wand begrenzt und der an einem mittigen Rohransatz einen beweglichen. Auslaßventilsitζ '

10 trägt. Ein Einlassventilsitz 11 ist gehäusefest angeordnet und umgibt den beweglichen Ventilsitz 10. Beide Ventilsitze 10 und 11 sind zur Zusammenarbeit mit einem, hülsenförmigen Ventilschliesskörper 12 bestimmt, der von einer Ventilfeder 13 und dem Vorratsdruck beeinflußt wird, die bestrebt sind, den Ventilschliesskörper 12 an dem Einlassveritilsitz

11 festzuhalten.- Der Ventils chliesskörper. 12 befindet, sich ". >-.:....""·■ in einem Druckraum 14, der mit einer Gewindeanschlussbohrung 15 Verbindung hat, ah die eine Druckluftzuführungsleitung 16 angeschlossen ist. Der DruckwechseIräum 9 hat über einen Kanal IJ Verbindung mit einer Gewindeansehlussbohrung 18, an die eine Bremsleitung 19angeschlossen ist, die zu nicht dargestellten Bremszyiindern führt* "Im Druckwechselraum 9 ist eine Feder 20 angeordnet, die.bestrebt ist, den Abstufungskolben 8 gegen den Deckel 6 zu drücken.

Zwischen die an das Betätigungsgestänge 2 angeschlossene Druckhülse 3 und den Abstufungskolben8ist eine Äbstufungsfeder 21 eingesetzt. Diese Abstüfungsfeder 21 besteht aus _; Gummi oder gummiähnlichem Material und ist im wesentlichen ' höh!kegelig ausgebildet. SIe_-X zwei Anlageflächen 22.und

berührt /

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23» die eine (22) davon befindet sich am Ventilbetätigungsgestänge 2 und ist eine kegelige Druckscheibe 22' mit einem Flanschteil 24 und die andere (23) ist im Abstufungskolben 8 durch eine Anlageschulter dargestellt, die durch eine Hohlkehl-Ausnehmung 25 ergänzt wird.

Die Abstufungsfeder 21 ist in der Fig. 4 noch einmal für sich allein dargestellt. Es ist zu erkennen, daß sie im wesentlichen die Form eines Hohlkegels hat und an ihrer Mantelfläche einen Absatz 26 aufweist, der einen der Kegelbasis 27 benachbarten, größeren Durchmesserbereich 28 auf eine Verjüngung 29 abstuft. Der größere Durchmesserbereich 28 dient als zusätzlicher Anlegeteil der Abstufungsfeder 21 beim Zusammendrücken derselben; seine Höhe beträgt etwa 0,25 der Gesamthöhe der Abstufungsfeder. Außerdem ist der Durchmesser'der Verjüngung 29 der Abs tufungs feder 21" gleich oder kleiner als der Innendurchmesser der Abstufungskolben-Anlageschulter 23.

Die Anlagefläche 22 am Ventilbetätigungsgestänge 2 ist

mit ihrer kegeistumpfförinigen Druckscheibe 22' so ausgebildet, daß deren Kegelhöhe in der Größe von 0,05 des Kegelbasisdurchmessers liegt. Dadurch ist gewährleistet, daß die Abstufungsfeder 21 zuerst in ihrer Mitte durchgedrückt und in die Ausnehmung 25 hineingedrückt wird und sich erst dann an den Flanschteil 24 anlegt. Der Flanschteil 24 ist beim Ausführungsbeispiel ein besonderer Teil, er kann aber auch einteilig mit der Druckscheibe 22' hergestellt sein.

Die Arbeitsweise der Abstufungsfeder wird nun insbesondere anhand der Figuren 1 bis 3 beschrieben:

In Bremslösestellung nehmen die beweglichen Ventilteile die in der Figur 1 gezeigte Lage ein. Das Auslassventil 10/12 ist geöffnet und das Einlassventil 11/12 ist geschlossen. Die an die Bremsleitung 19 angeschlossenen

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in 7 ?

Bremszylinder sind über den Druckwechselraum 9 und durch den hüls enförmi gen Ventilschliesskörper 12 hindurch an Außenluft angeschlossen.

Wird gebremst, so bewegt das Gestänge 2 die Druckhülse 3 in das Bremsventil hinein. Über den Planschteil 24 und die Druckscheibe 22' wird eine Kraft auf die Abstufungsfeder 21 ausgeübt. Die Abstufungsfeder erlaubt,zuerst sehr nachgiebig,der Druckhülse 3 einen großen Weg, ohne viel Kraft an den Abstufungskolben 8 abzugeben. Nach etwa 2 mm Hub legt sich der Aus lassventilsitz 10 am Ventilschliesskörper 12 an,und die Außenluftverbindung der Bremszylinder ist abgeriegelt. /

Bei weiterem Hub der Druekhülse öffnet sich dann unter weiterer■Zusammendrückung der Abstufungsfeder 21 das Einlassventil 11/12, und die. Bremszylinder und der Druckwechselraum 9 gelangen unter Vor rats druck.. Der einge- · steuerte Druck -bewegt den Abstufungskolben 8 wieder etwas zurück, so daß das Doppelsitzventil 10, 11, 12 seine Mittels teilung -oder. TellbremsstellUng erreicht, wobei ein Druck von 2 bis3 bar eingesteuert wird. ·

Wie die Figur 2 zeigt, ist in dieser Teilbremsstellung die Abstuf ungs feder 21 etwas yerfo.rmt. Sie ist etwas in die Hphlkehlaüsnehmung 25 des Abstufungskolbens 8 einge-

gleichen o/der ^ , _Tr ...

druhgen, was duren den/geringeren Durchmesser der Verjüngung gegenüber der Abstufungskolben-Anlageschulter 23 begünstigt vmrde. Außerdem hat sie sich auch an der Anlagefläche 22 etwas verformt.

Jedoch hat die Verjüngung 29. nach wie vor keine Berührung mit.dem Abstufungskolben 8, sο daß sich die äußere Reibung der Abstufungsfeder 21 nicht verändert. Bei weiterem Bremsen und beim Bremslösen in dieser Druckstufe zwischen

2 und 3 bar ist deshalb die Hysterese des Bremsventils 1 gleich Null.

In der Vollbremsstellung erreichen die beweglichen Ventilteile die Lage nach der Figur 3. In dieser Lage ist die Abstufungsfeder 21 voll zusammengedrückt; das Einlassventil 11/12 ist voll geöffnet. Der Planschteil 2 M hat sich an den Abstufungskolben 8 angelegt, so daß die Abstufungsfeder 21 kurzgeschlossen ist (vgl. Figur 5» waagrechter Kurvenverlauf bei 7 bar Druck).

Wie die Figur 3 erkennen läßt, berührt aber auch bei dieser Kraft'einwirkung auf die Abstufungsfeder 21 die Verjüngung nicht den Abstufungskolben 8, so daß auch in dem Bereich von 3 bis 7 bar keine weitere äußere Reibung an der Abstufungsfeder 21 auftritt. Lediglich an der Anlagefläche 22 findet eine satte Anlage der Abstufungsfeder 21 statt, diese Anlage ist jedoch reibungsfrei. Auf diese Weise tritt auch in dem Druckbereich zwischen 3 und 7 bar kaum eine Hysterese auf. .

Die Figur 5 zeigt anhand eines Druckwegdiagramms den Drückverlauf beim.Bremsen und beim Bremslösen. Es ist zu erkennen, daß der ansteigende und der abfallende Druck Kurven ergeben, die sich weitgehend decken. Dies gilt insbesondere für den Bereich zwischen 2 und 3 bar, einem Bereich, in dem sich die meisten Bremsungen abspielen. In diesem Bereich ist die Hysterese annähernd Null, so daß beim übergang von Bremsen auf Brems lösen und umgekehrt kein Sprung am Bremsgestänge und damit am Pedal erfolgt. Dieser Vorteil wird durch die besondere Form der Ab stuf ungs feder 21 und durch ihre geringe Reibung in der Druckphase zwischen 2 und 3 bar erreicht, weil die Abs tufungs feder 21 dabei an ihrer Verjüngung 29 ohne Anlage bleibt.

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Außerdem ist in der Figur 5 zu, erkennen,, daß der Federweg vom Einsteuerbeginn bis zu einem Druck bis 3 bar verhältnismäßig groß ist. Damit ist eine gute Dosierbarkeit der Bremsung zu erreichen. Nach einem Federweg von etwa 6,5 nun füllt das Material der Abstufungsfeder 21 die Hohlkehlausnehmung 25 des Abstufungskolbens 8 voll aus. Von da an ist jeder, weitere Federweg nur noch unter stark, steigendem Kraftaufwand möglich.

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Claims

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Ansprüche

Abstufungsfeder für pneumatische Ventile, insbesondere Bremsventile von Kraftfahrzeugen, mit einem über einen Abstufungskolben zu betätigenden Ein- und Auslassventil, wobei die Abstufungsfeder aus Gummi oder gummiähnlichem Material besteht und im wesentlichen hohlkegelig ausgebildet ist sowie zwei Anlageflächen hat, eine an einem Venti!betätigungsgestänge und eine am Abstufungskolben, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstufungsfeder (21) an ihrer Mantelfläche einen Absatz (26) hat, der einen der Kegelbasis (27) benachbarten, größeren Durchmesserbereich (28) auf eine Verjüngung (29) abstuft, daß ferner der . Bereich (28) mit dem größeren Durchmesser als zusätzlicher Anlegeteil der Abstufungsfeder (21) bei deren Zusammendrücken dient, daß weiterhin dessen Höhe etwa 0,25 der .... Gesamthöhe der Abstufungsfeder (21) beträgt und daß der Durchmesser der Verjüngung (29) der Abstufungsfeder (21) gleich oder kleiner als der Innendurchmesser einer Abstufungskolben-Anlageschulter (23) ist.
2. Abstufungsfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine an dem Ventilbetätigungsgestänge (2) befestigte, die zweite Anlagefläche aufweisende, kegelige Druckscheibe (22¹) bis zu einem die Endanlage der Abstufungsfeder (21) darstellenden Planschteil (24) eine Kegelhöhe in der Grtfße von 0,05 ihres Kegelbasisdurchmessers hat.

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