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DE2452362A1 - Relaisventil mit veraenderlichem umsetzungsverhaeltnis - Google Patents

Relaisventil mit veraenderlichem umsetzungsverhaeltnis

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Publication number
DE2452362A1
DE2452362A1 DE19742452362 DE2452362A DE2452362A1 DE 2452362 A1 DE2452362 A1 DE 2452362A1 DE 19742452362 DE19742452362 DE 19742452362 DE 2452362 A DE2452362 A DE 2452362A DE 2452362 A1 DE2452362 A1 DE 2452362A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
inlet
membrane
valve
lever
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19742452362
Other languages
English (en)
Other versions
DE2452362C3 (de
DE2452362B2 (de
Inventor
Thomas Harrison Engle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SPX Technologies Inc
Original Assignee
General Signal Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Signal Corp filed Critical General Signal Corp
Publication of DE2452362A1 publication Critical patent/DE2452362A1/de
Publication of DE2452362B2 publication Critical patent/DE2452362B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2452362C3 publication Critical patent/DE2452362C3/de
Expired legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/18Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to vehicle weight or load, e.g. load distribution
    • B60T8/1812Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to vehicle weight or load, e.g. load distribution characterised by the means for pressure reduction
    • B60T8/1818Lever mechanism

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Fluid Pressure (AREA)
  • Hydraulic Control Valves For Brake Systems (AREA)
  • Valves And Accessory Devices For Braking Systems (AREA)

Description

unser Zeichen: G1556
Relaisventil mit veränderlichem TJmsetzungsverhältnis
Die Erfindung bezieht sich auf Relaisventile, welche üblicherweise in pneumatischen Steuersystemen Verwendung finden. Bei dem pneumatischen Relaisventil wird ein Steuerdruck bei verminderter volumetrischer Durchflußkapazität dazu benutzt, um ein in der Hauptleitung befindliches Ventil mit hoher volumetrischer Durchflußkapazität zu regeln. Relaisventile sind in pneumatischen Bremssystemen für Eisenbahn- und Untergrundbahn-Züge zu finden, um beim Anlegen und Lösen der Bremsen den Bremszylinder mit Druckluft zu füllen oder diese aus dem Zylinder ausströmen zu lassen. Die Relaisventile sollen in den Bremszylindern einen Druck auftreten lassen, der ungefähr demjenigen in der zu dem Relaisventil führendenSteuerleitung gleich ist.
Öfter sollen Relaisventile auch den Druck in der Arbeitsleitung ändern. So kann beispielsweise ein Ventil in der Hauptbremsleitung 80 % des Steuerleitungsdruckes auftreten lassen.. Ein anderes Ventil kann so konstruiert sein, daß es für 90 % des genannten Druckes sorgt usw. In manchen Fällen kann das Relais-
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ventil, sofern geeignete Druckquellen vorhanden sind, in der Hauptleitung einen Druck auftreten lassen, der über das Verhältnis von 1 : 1 hinausgeht und höher als der Steuerdruck ist.
Abgesehen von den Bremsleitungssteuerleitungen finden Relaisventile auch häufig in Steuersystemen mit veränderlicher, von einer Belastung abhängiger Steuerung und in Steuersystemen, die von einer Geschwindigkeit abhängig sind, Verwendung, um den Steuerdruck zu regeln, der den nachfolgenden Organen des Steuersystems zugeleitet wird.
Beispielsweise ist es in einem, von wechselnden Wagenbelastungen abhängigen Bremssystem erwünscht, auf die Bremsen eines leeren Wagens nicht den vollen Bremsleitungsdruck einwirken zu lassen, da der volle Bremsdruck die Räder des leeren Wagens zum Rutschen bringen könnte. Umgekehrt würde die bei einem leeren Wagen erforderliche Bremskraft nicht ausreichen, um einen vollbeladenen Wagen genügend schnell und sicher zum Halten zu bringen. Die bei Normal- und Kleinbahnen verwendeten, von der wechselnden Belastung abhängigen Bremssysteme verändern also die Bremskraft entsprechend der ladung, welche der betreffende Wagen trägt. Die Ladung kann durch eine Luftfeder gemessen und das Meßergebnis einem belastungsabhängigen Steuerventil zugeleitet werden, so wie es in der US-PS 3 730 597 beschrieben ist. Bei dieser Art eines von wechselnder Belastung abhängigen Bremsventils muß das Ventil mit einem Relaisventil kombiniert werden, um für die volumetrische Durchflußmenge zu sorgen, die für die
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volle Betriebsbremsung benötigt wird. Da zu einem modernen Bremssystem vier oder fünf unabhängig voneinander veränderliche Untersysteme gehören, von denen jedes den betreffenden Bremsleitungsdruck verändert, so ergibt sich eine Vielzahl von "Ventilen und Organen.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein Relaisventil mit veränderlichem Umsetzungsverhältnis zu schaffen, das, falls erforderlich, als Hauptleitungsrelaisventil dient, und das auch die Funktionen eines oder mehrerer Regelelemente in einem Bremssteuersystem kombiniert. Das Ventil gemäß der Erfindung soll eine Relaisabteilung haben, die innerhalb eines gegebenen Druckbereiches für einen Abgabedruck sorgt, der dem ankommenden Steuersignal äquivalent ist. Wenn sich das Steuersignal ändert, so ändert sich auch der Abgabedruck. Die Erfindung sieht auch die Verwendung eines Elementes mit veränderlichem Umsetzungsverhältnis vor, das in das Steuerelement eingeschaltet ist, um das Verhältnis zwischen dem Steuersignaldruck und dem Lieferdruck des Ventils zu verändern.
Bei der Anwendung der Erfindung bei einem Wiegesystem für wechselnde Last für Eisenbahn- oder Untergrundbahn-Fahrzeuge erfolgt das Wiegen der Last durch ein Relaisventil mit wechselndem Umsetzungsverhältnis, wobei mit einem Steuersystem ein Steuerdruck entwickelt wird und dieser Steuerdruck sich entsprechend der Zuggeschwindigkeit ändert. Der Steuerdruck geht in den Lieferdruck des Relaisventils ein. Das Lastwiege-
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system ist mit dem proportional oder mit veränderlichem Umsetzungsverhältnis arbeitenden Steuerteil des Ventils verbunden, um den Lieferdruck auf 80 $> bis 100 % des Steuerdruckes zu verändern, und zwar abhängig von dem Gewicht des Fahrzeuges bezw. von dem Druck in der Steuersignalleitung.
Bei einer anderen Anwendung der Erfindung wiederholt das Relaisventil mit veränderlichem Umsetzungsverhältnis ein Steuersignal in seiner Abgabeleitung, wobei das Eingangssteuersignal mit einem Verhältnis zwischen 1,0 und 0,75 multipliziert wird, und zwar abhängig von dem V/ert eines Steuerdruckes für das Urasetzungsverhältnis. Der Steuersignaldruck für das Umsetzungsverhältnis ändert sich entsprechend der Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
Das Relaisventil mit veränderlichem Umsetzungsverhältnis kann dazu verwendet werden, die Funktionen eines normalen Belastungs-Wäge-Ventils und eines Relaisventils zu kombinieren. Es kann auch die Funktion zweier unabhängiger Regeleleinente des Steuersystems kombinieren, während es gleichzeitig ein Relaisventil mit hoher volumetischer Durchflußleistung bildet.
Die Erfindung schafft ein veränderliches Relaisventil, in dem der Steuersignalteil, der das Eingangssteuersignal erhält, in zwei Teile aufgeteilt ist. Der Steuersignalteil hat ein Eingangssteuerelement und ein Ausgangssteuerelement, wobei das Elngangseteuereleraent das Eingangssteuersignal erhält und das Auseangssteuerelement dieses Signal beim Steuern des
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Relaisventilsteils des Relaisventils eingibt. Zwischen das Eingangssteuerelement und das Ausgangssteuerelement ist ein das Verhältnis steuerndes Element eingeschaltet, um das Umsetzungsverhältnis zwischen den verschiedenen Elementen entsprechend einem gegebenen Steuersignal für das Umsetzungsverhältnis su verändern. Gemäß der Erfindung findet als Eingangssteuerelement eine Membran Verwendung. Eine zweite, damit ssusammenarbeitende Membran gleicher Größe wird als Ausgangssteuerelement benutzt. Dazwischen ist ein Hebel mit veränderlichem, also z. B. verschiebbarem Schwenklager angeordnet, so daß das Hebelarmverhältnis zwischen den beiden Membranen verändert werden kann. Das Steuerelement mit veränderlichem Umsetzungsverhältnie steht mit dem Schwenklager des Hebels in Verbindung, wodurch dieses entsprechend dem Steuersignal für das Umsetzungsverhältnis hin und zurück verlagert werden kann. Wird das Schwenklager des Hebels verlagert, so ändert sich die Kraft, die von der Eingangssteuer-Membran auf dis Ausgangssteuer-Membran übertragen wird. Je nach der Stellung des Hebelschwenklagers wird an dem betreffenden Zeitpunkt diese Kraft vergrößert oder verkleinert. Die Verlagerung des Hebelschwenklagers erfolgt durch ein mechanisches Hilfsgestänge, das mit einer Membran für das veränderliche Umsetzungsverhältnis in Verbindung steht. Der Servomechanismus gibt das Steuersignal für das veränderliche Umsetzungsverhältnis in genügender Größe ein, um das Hebelschwenklager zu verlagern, wenn auf den Hebel Betriebsbelastungen einwirken.
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Ein Ausftihrungsbeispiel der Erfindung zeigt die Zeichnung, und zwar sind:
Fig. 1 ein Schnitt durch das Relaisventil mit
veränderlichem ümsetzungBverhältnis gemäß der Erfindung,
Fig. 2 ein Schnitt durch den Hebel mit veränderlichem übersetzungsverhältnis nach linie 2 - 2 in Fig. 1,
Fig. 3 ein Grundriß des Hebels sowie ein Schnitt durch andere Teile des Ventils nach Linie 3 - 3 in Fig. 1 und
Fig. 4 ein Schema, welches die Verwendung des
Relaisventils mit veränderlichem Umsetzungsverhältnis in einem eine wechselnde Belastung berücksichtigenden System darstellt.
Gemäß Fig. 1 kann sich das Ventil mit veränderlichem Urasetzungsverhältnis aus vier Hauptbestandteilen zusammensetzen. Der erste Hauptbestandteil ist das Relaisventil, welches den Druckluftstrom in der Haupt— druckleitung regelt. Das Relaisventil erhält den Einlaßdruck aus der Leitung 11 und es gibt den Auslaßdruck an dij Leitung 12 ab.
Der zweite Hauptbestandteil des VentilB ist das Steuerelement, welches aus der Steuerleitung 14 ein Steuersignal erhält und es in das Relaisventil eingibt. Dieses Steuersignaleleraent enthält die beiden großen Membrane 16 und 17.
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Der dritte Hauptbestandteil enthält das Element mit veränderlichem Umsetzungsverhältnis, welches vor allem von dem Hebel 19 gebildet wird, der zwischen die beiden Membrane 16 und 17 eingeschaltet ist.
Der vierte Hauptbestandteil des Ventils ist der allgemein mit 20 bezeichnete Servomechanismus, der das aus der Zuleitung 15 kommende Steuersignal für das Umsetzungsverhältnis verstärkt, um so eine Verschiebung des Schwenklagers 21 des Hebels 19 vornehmen zu können.
Nachfolgend werden die genannten Hauptbestandteile und ihr Zusammenwirken im einzelnen beschrieben:
Das Relaisventil
Das Relaisventil hat ein allgemein mit 22 bezeichnetes Eingangsventil und ein allgemein mit 23 bezeichnetes Ausgangsventil, um in der Zufuhrleitung 12 einen konstanten Druck aufrechtzuerhalten. Dieser Druck wird durch das kombinierte Zusammenwirken des vorhandenen Steuersignaldruckes am Eingang 14- mit dem das veränderliche Umsetzungsverhältnis betreffenden Signaldruck am Einlaß 15 bestimmt. An jedem gegebenen Zeitpunkt hält das Relaisventil in der Lieferleitung 12 a einen konstanten Druck aufrecht. Wie nachfolgend erläutert wird, ergibt sich der der Einlaßleitung 14 a zugeführte Steuersignaldruck aus der übertragung einer mechanischen Kraft auf den Hebel 19 und einer abwärtsgerichteten mechanischen Kraft auf die Membran 16 über die Hebelunterlage 34. Diese Einwirkung veranlaßt die Tätigkeit des Relaisteiles des Relaisventils. Das Relaisventil
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wird, durch eine einzige durchlaufende Stange 24 betätigt, welche an dem auf der Ausgleichsseite der Membran 16 angeordneten Membranteller 25 befestigt ist. Wenn die Betätigungsstange 24 durch den Membranteller 25 abwärts bewegt wird, so veranlaßt sie zunächst, daß das Ausgangsventil 23 auf seinen Sitz gedrückt wird, wie dies aus Pig. I ersichtlich ist. Eine v/eitere Abwärtsbewegung des Membrantellers 25 bewirkt, daß ein Anschlag 26 mit dem Eingangsventil 22 in Eingriff kommt. Der Anschlag 26 trifft auf die Oberseite des Ventilskörpers 27, indem sein vorstehendes Ende 24 a in den vertieften Teil 27 a des Ventilskörpers 27 eintritt. Wenn weiter eine abwärtsgerichtete Kraft auf den Membranteller 25 einwirkt, so wird der Ventilkörper 27 von seinem Sitz 28 entfernt und Druckluft kann von dem Einlaßkanal 11 a in die Lieferleitung 12 a strömen. Der Hauptbremsleitungsdruck oder Steuersystemdruck gelangt durch den Einlaßkanal 11 a und die zylindrische Kammer 29 in die von dem Ventilsitz 28 gebildete ringförmige Öffnung und von dort in die Lieferleitung 12 a. Gleichzeitig kommt dieser Druck in der Zwischenkammer 30 zur Wirkung, von wo er aufwärts durch die Ausgleichsleitung 31 und die Drosselstelle 32 zu der Ausgleichskammer 33 gelangt. Die Drosselstelle 32 dient dazu, vorübergehende Druckänderungen oder -Schwankungen zu dämpfen, die sonst Schwingungen oder ein Flattern des Ventils auf seinem Sitz verursachen könnten. Der Druck in der Kammer wirkt sich in einem aufwärtsgerichteten Druck auf den Merabranteller 25 und die Membran 16 aus, wodurch dem durch die Hebelauflage 34 und die Membran 16 auf den
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Membranteller 25 ausgeübten abwärtsgerichteten Druck die Waage gehalten wird. Die auf die Membran 16 übertragenen abwärtsgerichteten Kräfte werden durch den Hebel 19 übertragen, wie dies nachfolgend näher erläutert wird. Die Membran 16 befindet sich zwischen der Hebelauflage 34 und dem Membranteller und ist auf der Druckausgleichsseite im wesentlichen auf ihrer ganzen Fläche durch den Membranteller 25 abgedeckt, tfe*in der Druck in der Druckausgleichskammer 33 ansteigt und den abwärtsgerichteten Druck durch die Hebelauflage 34 ausgleicht, so hört die Abwärtsbewegung der Betätigungsstange 24 auf und das Ventil beginnt sich zu stabilisieren. Es sei dabei bemerkt, daß die Membran 16 auf der Seite der Hebelunterlage einem mechanischen Druck und auf der Seite der Ausgleichskammer einem Luftdruck ausgesetzt ist. In dem Raum 35 ist kein gegenwirkender Luftdruck vorhanden, da dieser Raum normalerweise unter atmosphärischem Druck steht. Wenn die in der Druckausgleichskammer 33 erzeugte Kraft die abwärtsgerichtete mechanische, durch die Hebelunterlage 34 übertragene Kraft übersteigt, so werden der Membranteller 25 und die Membran 16 aufwärts bewegt, wobei sie die Betätigungsstange 24 anheben und dem Ventilkörper 27 die Möglichkeit geben, sich wieder auf seinen Sitz 28 zu setzen. Der Ventilkörper 27 kann sich innerhalb einer zylindrischen Bohrung 36 auf und ab bewegen, und er ist nach oben hin durch eine Schraubenfeder 37 belastet. Die Spannung der Feder ist so gewählt, daß eine zuverlässige Abdichtung zwischen dem Ventilkörper 27 und dem Sitz 28 gewährleistet ist, wenn ein normaler Betriebsdruck herrscht. Der Ventilkörper 27 hat auch eine zylindrische
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Bohrung 38, welche dazu dient, daß der Betriebsdruck in die Kammer 39 gelangen kann. Die Bohrung 38, die Kammer 39 und die koaxiale Kammer 29 a dienen zum Druckausgleich auf jeder Seite des Ventilkörpers 27, um die Betriebsdrücke daran zu hindern, dem Ventilkörper 27 eine wesentliche aufwärts- oder abwärtsgerichtete Bewegung zu erteilen, wenn das Einlaßventil geöffnet oder geschlossen wird.
Nachdem die Lieferleitung 12 unter Druck gesetzt ist und der Ventilkörper 27 auf seinem Sitz 28 abdichtet, verbleibt das Ventil in einer statischen Lage»bis in einer der Betätigungskammern ein Änderung auftritt. Wenn der Druck in der Lieferleitung 12 plötzlich abfällt, so kommt der Druck in der Ausgleichskamraer 33 wieder außer Gleichgewicht und die Hebelunterlage 34 wird sich abwärts bewegen, wodurch Luft durch die Einlaßleitung 11 a, die Kammer 29 und die Leitung 12 a wieder nachströmt, wie dies bereits beschrieben wurde. Andererseits hat ein Ansteigen des Steuersignaldruckes am Einlaß 14 a zur Folge, daß der von der Hebelunterlage 34 auf die Membran 16 ausgeübte Druck ansteigt. Wenn der Steuersignaldruck ansteigt, steigt der Druck auf die Hebelunterlage 34 auch an, bis die auf beide Seiten der Membran 16 einwirkenden Kräfte wieder im Gleichgewicht stehen und die Membran sich abwärts bewegt. Bei der Abwärtsbewegung des Membrantellers 25 bewegt dieser die Betätigungsstange 24 nach unten, wodurch der Ventilkörper 27 von seinem Sitz abgehoben wird und durch die Leitung 11a und die Kammer 29 mehr Druck zu der Lieferleitung 12 a und der Ausgleichskammer 33 gelangen kann. Dieser erhöhte Druck bewirkt einen Druckanstieg in
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der Ausgleichskammmer 33, Ms die auf jede Seite der Membran 16 einwirkenden Kräfte wieder im Gleichgewicht stehen und der Ventil körper 27 sich aufwärts bewegt, um sich auf den ringförmigen Sitz 28 zu setzen.
Eine Verminderung des Steuersignaldruckes in der Leitung 14 bewirkt eine Verminderung der von der Hebelunterlage 34 übertragenen mechanischen Kraft. Vermindert sich die abwärtsgerichtete, von der Hebelunterlage 34 übertragene Kraft, so übt der Druck in der Ausgleichskammer 33 einen aufwärtsgerichteten Druck auf den Membranteller 25 und die Membran 16 aus, wodurch die Betätigungsstange 24 aus der in Fig. 1 ersichtlichen Stellung angehoben wird. Durch das Anheben der Stange 24 wird das Ausgangsventil durch den Anschlag 24 b geöffnet, wodurch Druckluft aus der Lieferleitung 12 a durch die zylindrische Zwischenkammer 30 zu der Auslaßleitung 13 a strömen kann. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Auslaßleitung 13 a nach der Atmosphäre hin offen. Wenn sich der Ventilkörper 40 aufwärts bewegt, so drückt er die Feder 41 zusammen und er kommt dabei von dem Sitz frei. Der Druck in der Ausgleichskammer 33 wird ebenfalls durch die Drosselstelle 32, den Ausgleichskanal 31 und den Auslaßkanal 13 a abgelassen, bis die Kräfte auf beiden Seiten der Membran 16 im Gleichgewicht stehen. Wenn dies der Fall ist, so drückt die Feder 41 den Ventilkörper 40 nach unten, so daß das Auslaßventil auf dem Sitz 42 abdichtet, wodurch der Lieferdruck in dem Kanal 12 auf einen neuen niedrigeren Wert stabilisiert wird. Das Auslaßventil 23 ist ähnlich ausgebildet wie das Einlaßventil 22. Der Ventilkörper
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bewegt sich also innerhalb der zylindrischen Kammer und wird unter normalen Betriebsbedxngungen durch eine Feder 41 nach unten auf den Sitz 42 gedrückt.
Zwischen dem Einlaßventil 22 und dem Auslaßventil 23 ist eine Feder 44 angeordnet, welche das Auslaßventil öffnet, wenn in der Einlaßleitung 14 a kein Steuersignal auftritt.
Der Steuersignalteil
In einem normalen Relaisventil würden das Einlaßventil 22 und das Auslaßventil 23 bei der Steuermembran 15 angeordnet sein, wie dies Fig. 1 zeigt. Das in der Steuerleitung 14 auftretende Einlaßsteuersignal würde die Oberseiten der Membran 16 beaufschlagen und dem Ausgleichsdruck in der Kammer 33 entgegenwirken, wie dies bereits erläutert wurde. Wenn die auf beiden Seiten der Membran 16 vorhandenen Drücke gleich sind, so würde das Relaisventil in der Lieferleitung 12 einen Druck erzeugen, der dem Eingangsdruck in der Eingangsleitung 14 des Steuersignals gleich ist. Wenn verschieden große Membrane verwendet werden, so ist es möglich, ein festes Verhältnis zwischen dem Eingangssteuersignaldruck in der Leitung 14 und dem Lieferdruck in der Leitung 12 herzustellen. Dieses Verhältnis wäre für ein betreffendes Ventil festgelegt, könnte jedoch so gewählt werden, daß ein gewünschtes Verhältnis herrscht, das von dem Flächenuntersehied zwischen den verschieden großen Kolben abhängt.
Gemäß der Erfindung bildet die Membran 17 mit dem Ventilgehäuse 10 eine Einlaßsteuerkammer 50, die durch
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den Luftdruck aus der Steuersignaleingangsleitung über den Einlaßkanal 14 a unter Druck gesetzt wird. Die Membran 17 ist ebenfalls mit einem Membranteller 51 versehen, um die Druckbelastung auf die unter Druck stehende Seite der Membran 17 zu vergleichmäßigen. Auf der anderen Seite der Membran 17 ist ebenso, wie dies bezüglich der Membran 16 beschrieben wurde, eine Hebelunterlage 52 vorhanden. Die Oberseiten der Membrane 16 und 17 stehen mit der Kammer 35 in Verbindung, welche unter atmosphärischem Druck steht.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, bilden die Membran 17 zusammen mit dem Membranteller 51 und die Hebelunterlage 52 den Eingangssteuerabschnitt und die Membran Ib zusammen mit dem Membranteller 25 und der Hebelunterlage 34 den Ausgangssteuerabschnitt. Der τοη dem Eingangssteuerabschnitt aufgenommene pneumatische Druck wird auf den Hebel 19 übertragen, dessen Schwenklager 21 sich zwischen dem Einlaß- und dem Auslaßabschnitt befindet. Jede Vergrößerung des Einlaßsteuersignals bewirkt eine Unterdrucksetzung der Steuerkammer 50 und dadurch die Übertragung einer aufwärtsgerichteten Kraft auf die Hebelunterlage Diese aufwärtsgerichtete Kraft wird durch den Hebel in eine abwärtsgerichtete Kraft auf die Hebelunterlage 34 umgewandelt. Umgekehrt bewirkt eine Verminderung des Einlaßsteuersignals in der Leitung 14 eine Verringerung des effektiven Druckes in der Kammer 50. Dadurch vermindert sich die aufwärtsgerichtete Kraft auf die Hebelunterlage 52, so daß der Druck in der Aüsgleichskammer 33 nunmehr die Möglichkeit erhält, die Hebelunterlage 52 über den Hebel 19 nach unten zu drücken.
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Jede Vergrößerung des Eingangssteuerdruckes in der Leitung 14 ergibt also eine Aufwärtsbewegung der Hebelunterlage 52 und eine Abwärtsbewegung der Hebelunterlage 34 und damit eine Öffnung des Einlaßventils 22. Jede Verringerung des Eingangssteuerdruckes in der Leitung 14 ergibt dagegen einen Druckabfall in der Kammer 50, eine Abwärtsbewegung der Hebelunterlage 52, eine Aufwärtsbewegung der Hebelunterlage 34 und die Öffnung des Auslaßventils 23. Befinden sich die Kräfte im Gleichgewicht, so schließt sich das Auslaßventil wieder, wodurch erneut ein konstanter Druck in der Lieferleitung 12 a hergestellt wird.
Verhältnisveränderung
Eine Verhältnisveränderung ergibt eine proportionale Betätigung des Ventils. Durch Änderung des Kräfteverhältnisses zwischen dem Eingangssteuerabschnitt und dem Ausgangssteuerabschnitt wird die Proportionalität des Eingangssteuersignaldruckes bei 14 zu dem Ausgangssteuerdruck bei 12 verändert. Das Verhältnis zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangssteuerabschnitt wird durch eine Verschiebung des Schwenklagers des Hebels über einen bestimmten V/eg verändert. Das Schwenklager ist in Fig. 1 allgemein mit 21 bezeichnet. Gebildet wird das Schwenklager von drei Rollen 60 a, 60 b, 60 c, von denen die Rolle 60 b an einer Druckplatte 10 a anliegt, die in dem Gehäuse 10 angeordnet ist. Die anderen beiden Rollen 60 a und 60 c stützen sich auf nach oben vorstehenden Rippen 19 a und 19 b auf dem Hebel 19 ab. Die Rollen können mittels eines Bügels 61 verschoben werden, der mit einem Hebel 62 in Verbindung steht. Der Hebel 62 ist um eine Achse 63 schwenkbar gelagert
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und Schwenkbewegungen werden ihm durch die Betätigungsstange 64 eines Servomechanismus 20 erteilt. Der Hebel 19 ist gegen seitliche oder horizontale Bewegungen durch ein Joch 65 gesichert, welches bei 66 an den Hebel 19 und bei 67 an das Ventilgehäuse angelenkt ist.
Die Fig. 2 und 3 zeigen einen Schnitt nach Linie 2-2 in Fig. 1 bzw. einen Grundriß der der Verhältnisänderung dienenden Vorrichtung.
Man erkennt in Fig. 2 den im Querschnitt gezeichneten Hebel 19 rait seinen beiden nach oben vorstehenden Rippen 19 c und 19 d. Das den Hebel 19 in Stellung haltende Joch 65 hat zwei nach außen verlaufende Arme 65 a und 65 b. Die gelenkige Verbindung des Hebels 19 mit dem Joch 65 besteht aus den Zapfen 66 a und 66 b. Die mit der Rollenanordnung 60 zusammenarbeitende Druckplatte 10 a ist in ihrer Verbindung mit dem Ventilgehäuse 10 ebenfalls aus Fig. 2 ersichtlich. Die drei Rollen 60 a, 60 bs 60 c sind auf einer Achse 68 angeordnet. Die äußeren Enden der Achse 68 stehen mit einem zweiten Joch 61 in Gelenkverbindung, in dessen Arme 61 a und 61 b sie eingreifen.
In dem Grundriß nach Fig. 3 ist der Hebel 19 als flache Schwenkplatte dargestellt, die an jedem Ende eine Druckrolle 19 a bzw* 19 b trägt. Ferner sind aus Fig. 3 Grundrisse der Joche 61 und 65 mit ihren äußeren Armen 61 a und 61 b bzw. 65 a und 65 b ersichtlich. Die doppelte Anlenkung des Joches 65 ermöglicht dem Hebel 19> um die Rollen 60 a, 60 b, 60 c frei schwenken zu können. Das Schwenklager des Hebels 19 wird durch das Joch 65 nicht beeinflußt.
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Das Joch 65 hat lediglich die Aufgabe, den Hebel 19 in seitlicher Richtung ständig festzustellen. Da die in den Kammern 33 und 50 erzeugten Drücke bis zu 7 kg/cm anwachsen können, so kann der auf den Hebelunterlagen 34 und 52 lastende Gesamtdruck weit mehr als 100 kg betragen. Das führt zu entsprechenden sehr hohen Drücken an den tragenden Oberflächenteilen der Rollen 60, 19 a und 19 b. Die Rollen 19 a und 19 b stützen sich an aufwärtsgerichteten Vorsprüngen 34 a bzw. 52 a auf den Oberseiten der Hebelunterlagen 34 und 52 ab. Die genaue Ausrichtung der Rollen 19 a und 19 b wird durch Führungsbolζen 70 bzw. 71 unterstützt, welche in Hülsen 72 bzw. 73 hin- und herbeweglich sind. Zweck der Bolzen 70 und 71 ist es, die Gefahr eines Verkantens des Hebels 19 und damit einer Veränderung des Umsetzungsverhältnisses zu verringern, welches durch die Stellung der Rollen 60 a, 60 b, 60 c bestimmt wird. Die Rollen 19 a und 19 b tragen auch dazu bei, die Reibungsverluste zu vermindern, die bei der Übertragung von Belastungen dieser Größe auf die Hebelunterlagen 34 bzw. 52 hervorgerufen werden. Wie schon gesagt, kann der Plächendruck an den Kontaktflächen der Rollen 19 a und 19 b und den Vorsprüngen 34 a bzw. 52 a der Hebelunterlagen sehr hohe Werte annehmen.
Servomechanismus zur Änderung des Umsetzungsverhältnisses
Der vierte Hauptvorrichtungsteil des proportionierenden Ventils ist der allgemein mit 20 bezeichnete Servomechanismus. Dieser Mechanismus wird dazu benutzt, um das aus der Leitung 15 kommende Verhältnissteuersignal zu verstärken, um so die Hebellagerstelle 21 des Hebels 19 zu verschieben. Der Servomechanismus 20 ist ein
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Kraftverstärkungsmechaniamus, welcher den eingegebenen Luftdruck gegen eine bestimmte Federkonatante ins Gleichgewicht bringt. Die Federkonstante der bevorzugten Ausführungsform wurde unter der Annahme ausgewählt, daß der Luftdruck in dem Verhältnissteuerkanal niemals geringer als 2,81 kg/cm ist. Bei einer gewählten Federkonstante und einem bestimmten Luftdruck wird die Membran, sofern die Federkraft auf deren eine Seite und der Luftdruck auf deren andere Seite einwirkt, eine bestimmte Gleichgewichtsstellung einnehmen. Wenn der Luftdruck sich erhöht, so wird sich die Membran nach der Feder hin verlagern und wenn der Luftdruck sich vermindert, so wird die Feder die Membran in ihre Ausgangsstellung zurückbringen oder darüber hinaus bewegen, je nach dem, wie groß der Luftdruckabfall ist.
Der in Fig. 1 dargestellte Servomechanismus hat eine Eintrittsmembran und eine Austrittsmembran, um die Betätigungsstange 64 in der in Fig. 1 durch den Pfeil· A bezeichneten Richtung zu verschieben. Wie schon erwähnt, bewirkt die Bewegung der Betätigungsstange 64, daß der Hebel 62 um seine Schwenkachse 63 schwenkt, wodurch die Relativstellung der Rollen 60 a, 60 b, 60 c und damit das Schwenklager 21 verschoben wird. Der Verlagerung der Eintrittsmembran 81 und der Austrittsmembran 82 setzen die erste Schraubenfeder 83 und die zweite Schraubenfeder 84 einen Widerstand entgegen. Der Servomechanismus 20 ist ein zweistufiger Mechanismus, wobei die Austrittsmembran 82 die erforderliche Antriebskraft liefert, um die Rollen 60 a, 60 b, 60 c über die Druckplatte 10 a zu bewegen.
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Die Eintritts- und die iAustrittsmembrane sind einander durch ein mit doppelten Sitzen und doppelten Kugeln versehenes Ventil zugeordnet. Die Kugel 85 an der Eintrittsseite und die Kugel 86 an der Austrittsseite sind miteinander durch eine Stange 87 verbunden. Das eintrittsseitige Kugelventil hat einen Ventilsitz 88, während das austrittsseitige Kugelventil mit einem Sitz 89 versehen ist. Bei allen Normalgleichgewichtsstellungen des Servomechanismus 20 befinden sich die eintrittsseitigen und die äustrittsseitigen Kugelventile auf ihren Sitzen.
Wenn der Proportionierungs- oder Umsetzungsverhältnis-Steuerkanal 15aunter Druck gesetzt wird, so setzt sich der Luftdruck in die Kammer 90 fort. Dadurch wird die Eintrittsmembran 81 in Fig. 1 nach links verlagert und die Feder 83 zusammengepreßt. Bei der Linksverlagerung der Membran 81 werden der Membranteller 91 und sein koaxialer Schaft 92 ebenfalls nach links bewegt. Dabei setzt der Luftdruck in der Kammer 90 auch den Kanal 93 und
die Kammer 94 unter Druck. Da zu diesem Zeitpunkt die Austrittsmembran eine Peststellung einnimmt, kommt das Eintrittsventil 85 von seinem Sitz 88 frei, weil der koaxiale Schaft 92 eine Linksbewegung ausführt. Wenn das Eintrittsventil 85 von seinem Sitz freikommt, wird die Kammer 95 unter Druck gesetzt und der Luftdruck setzt sich dann durch die radialen Öffnungen 96 und 97 in die Kammer 98 fort. Bei Unterdrucksetzung der Kammej? 98 wird die Membran gegen die Kraft der Schraubenfeder 84 nach links verlagert. Die Membran 82 ist zwischen einem Membran-
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teller 99 und einem Membranzwischenteller 100 fest eingespannt. Der Membranteller 100 ist auf die Betätigungsstange 64 des Servomechanismus 20 aufgeschraubt. Wenn die Kammer 98 unter Druck gesetzt wird und die Membranteller 99 und 100 durch die Membran 82 nach links bewegt werden, so tritt demnach eine Verschiebung der Betätigungsstange nach links ein, was eine Verlagerung des Schwenklagers des Hebels 19 zur Folge hat.
Eine Unterdrucksetzung der Kammer 90 bewirkt also eine Verlagerung der Membran 81 und des Membrantellers 91 nach links gegen die Federkraft der Schraubenfeder 83. In einem bestimmten Augenblick werden sich die Federkonstante der Feder 83 und der Luftdruck in der Kammer 90 die Waage halten und die Membran 81 setzt ihre Verlagerung nicht fort. Da jedoch die Membran 82 eine wesentlich größere Oberfläche als die Membran 81 hat, so setzt die Membran 82 infolge des durch den Kanal 93, die Kammern 94 und 95 und die Öffnungen 96 und 97 ankommenden Luftdrucks ihre Linksverlagerung fort.
Das austrittsseitige Ventil 86 wird durch eine schwache Schraubenfeder 101 auf seinem Sitz 89 gehalten. Wenn die Membran 82 und der Membranteller weiter nach links bewegt werden, so nehmen sie das austrittsseitige Ventil 86 infolge der Wirkung der Feder 101 mit. Wenn sich das Ventil 86 nach links ■bewegt, führt das eintrittsseitige Ventil 85 ebenfalls eine Linksbewegung aus, wobei es ggf. auf dem Sitz abdichtet, so daß die Verbindung zwischen der Verhältnissteuerleitung 15 und der Kammer 98 unterbrochen ist.
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Jedes folgende Ansteigen des Luftdruckes in der Verhältnissteuerleitung 15 ergibt einen höheren Druck in der Kammer 90, wodurch sich die Membran 81 und der koaxiale Schaft 92 weiter nach links bewegen. Durch diese weitere Linksbewegung kommt das Ventil wieder von seinem Sitz frei, so daß der Luftdruck die Kammer 95 und die Öffnungen 96 und 97 erreicht, was, wie vorher beschrieben, eine Verlagerung der Membran 82 und des Membrantellers 100 nach links zur Folge hat.
Bei einem Luftdruckabfall in der Verhältnissteuerleitung 15 a sinkt der Druck auch in der Kammer 90 und die Membran 81 bewegt sich infolgedessen durch die Feder 83 nach rechts, bis der Druck der Feder gegenüber dem niedrigeren Luftdruck in der Kammer die Waage hält. Bei seiner Rechtsbewegung nimmt der Membranteller 91 den koaxialen Schaft 92 mit, und diese Röchtsbewegung veranlaßt das eintrittsseitige Ventil 85 das austrittsseitige Ventil 86 mittels der Verbindungsstange 87 von seinem Sitz abzuheben. Wird das austrittsseitige Ventil 86 von dem Ventilsit 2 89 abgehoben, so kann die Druckluft in der Kammer 98 durch die Öffnungen 96 und 97 und die mittlere Bohrung 102 des Membrantellers 100 entweichen. Da die Kammer 35 auf der anderen Seite der Membran 82 mit der Atmosphäre in Verbindung steht, so fällt der Luftdruck in der Kammer 98 ab. Dadurch kann die Feder 84 den Membranteller 100 und die Betätigungsstange 64 in Fig. 1 nach rechts verschieben. Durch diese Bewegung schwenkt der Hebel um seine Schwenkachse 63 und die Rollenanordnung 60 wird in eine neue Schwenklagerstellung 21 gebracht.
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Jede weitere Verminderung des Luftdruckes bewirkt wiederum eine Rechtsverlagerung der Membran 81 und des Membrantellers 91 und öffnung des Ventils 86 mit entsprechendem Druckabfall in der Kammer 98.
Zusammenfassend kann also festgestellt werden, daß die relative reziproke Stellung des Schwenklagers durch das Gleichgewicht zwischen der Federkonstanten der Schraubenfeder 83 und der pneumatischen Kraft bestimmt wird, die innerhalb der Kammer 90 auf die Membran 81 und den Membranteller 91 drückt. Die Kraft, die tatsächlich das Schwenklager verschiebt, wird durch die Membran 82 bzw. die Feder 84 geliefert. Das bedeutet, daß eine zufällige Änderung der Stellung der Membran 82, wie sie beispielsweise durch einen mechanischen Rückdruck über die Hebel 61, 62 und die Betätigungsstange 64 infolge einer Verspannung des Hebels eintreten kann, wenn die Membrane 16 und 17 den Hebel 19 aus seiner Horizontalstellung hinausbewegen, nicht auf die Eintrittsmembran 81 übertragen wird. Die Membran 81 behält stets die Stellung bei, welche durch die pneumatische Kraft in der Kammer und die Feder 83 bestimmt wird. Ein mechanischer Rückdruck hebt lediglich das Ventil 85 von seinem Sitz 88 ab und veranlaßt einen größeren Strom zu der druckbeaufschlagten Seite der Membran 82, die dadurch in die Lage versetzt wird, den Rückdruck zu überwinden und das Schwenklager in die Stellung zurückzuführen, welche sich aus der Stellung der Eintrittsmembran ergibt.
Fig. 4 zeigt schematisch die Verwendung des Relaisventils mit veränderlichem Umsetzungsverhältnis in
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einem Teil eines Bremssteuersystems. Nach der Darstellung der Fig. 4 wird das Relaisventil mit veränderlichem Umsetzungsverhältnis in Form eines auf Grund einer Ladungswägung arbeitenden Ventils oder eines eine Ladungsänderung "berücksichtigenden Ventils benutzt.
Die Druckluft wird nach Fig. 4 von einem Luftkompressor durch die Leitung 111 dem Einlaßkanal 11 a zugeführt. Der Ausgang des Relaisventils 9 ist durch einen Austrittskanal 12 a an die Leitung 112 angeschlossen, die zu einem Mischventil 116 führt. Das ankommende Steuersignal wird von einem anderen Teil des Bremssteuersystems empfangen, und in dem besonderen Fall der Fig. 4 wird es von der Notbrems- und Druckerzeugungsgruppe empfangen. Diese Gruppe des Steuersystems liefert ein Luftdrucksteuersignal an die Leitung 114, welches sich normalerweise mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ändert. Der in der Leitung 114 auftretende Druck kann sich z. B.
ρ ρ
zwischen 3,5 kg/cm und 5,3 kg/cm ändern. Die Änderung zwischen diesen beiden Werten stellt eine analoge Ableitung,-, der Fahrzeuggeschwindigkeit dar. Im normalen Betrieb wird bei ansteigender Fahrzeuggeschwindigkeit der in der Leitung 114 herrschende
2 2
Druck von etwa 3,5 kg/cm auf 5,3 kg/cm ansteigen. Gleiches ist in der Kammer 50 der Fall. Wenn dieser Druck ansteigt, so wird sich die Hebelunterlage 52 aufwärts und die Hebelunterlage 34 abwärts bewegen, da ja der Hebel 19 sein Schwenklager bei 21 hat. Wenn sich die Hebelunterlage 34 abwärts bewegt, so öffnet eine Betätigungsstange 24 das Einlaßventil 22, so daß Druckluft von der Luftleitung 111 eintreten und durch den Austrittskanal 12 a und die Leitung
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zu dem Mischventil 116 strömen kann. Bei dem in Fig. 4 dargestellten System besteht das Eingangssteuersignal aus dem Druck,der von der Druckentwicklungsgruppe erzeugt und auf die Leitung 114 gegeben wird. Das das veränderliche Umsetzungsverhältnis steuernde Signal, welches das Verhältnis zwischen dem Steuersignal und dem an die Leitung 112 abgegebenen Ausgangssignal bestimmt, wird von dem Belastungswägesystem erzeugt. Das Belastungswägesystem enthält Luftfedern 117 und 118, die an den Enden des Fahrzeugs 119 zwischen dem Wagenkasten und den Fahrgestellen 120 bzw. 121 angeordnet sind.
Die Luftfedern 117 und 118 haben Regulierventile 122 bzw. 123, welche in Abhängigkeit von den senkrechten Bewegungen des Wagenkastens betätigt werden, die sich aus Änderungen der Belastung des Wagenkastens ergeben, wodurch der Luftdruck in den Luftfedern 117 und 118 ansteigt oder abfällt. Wenn die Belastung des Wagenkastens ansteigt, so bewegt sich der Wagenkasten abwärts.in Richtung der Fahrgestelle und dadurch werden die Regulierventile 122 und 123 betätigt, um den Druck in den Luftfedern 117 und 118 ansteigen zu lassen. Dadurch wird der Wagenkasten wieder in seine Ausgangsstellung angehoben. Wenn dagegen die Belastung des Wagenkastens abnimmt, so bewegt sich der Wagenkasten gegenüber den Fahrgestellen aufwärts und dadurch werden die Regulierventile 122 und 123 veranlaßt, den Luftdruck in den Luftfedern 117 und 118 zu senken, wodurch der Wagenkasten sich wieder in seine Ausgangsstellung abwärts bewegt. Wenn die Belastung des Fahrzeugs zu- oder abnimmt, steigt also der Druck in den Luftfedern 117 und 118 an oder er fällt ab. Dieses feste Verhältnis zwischen der Belastung des V/agenkastens
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und dem Druck in den Luftfedern wird dazu benutzt, um den Verhältnissteuerteil des Relaisventils mit veränderlichem Umsetzungsverhältnis zu regeln. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Relaisventil mit veränderlichem Umsetzungsverhältnis auf 80 io Ms 100 fo seines Eingangssteuersignaldrucks eingestellt werden. Die 20 %ige Änderung des Verhältnisses wird durch die Belastung des Fahrzeugs 119 bestimmt. Wenn das Fahrzeug völlig beladen ist, so gibt das Relaisventil mit veränderlichem Umsetzungsverhältnis den Einlaßsteuersignaldruck im Verhältnis 1 : 1 an die Hauptleitung 112 ab. Ist der Wagen jedoch leer, so erzeugt das Relaisventil einen Druck im Verhältnis 0,8 : 1, so daß 80 $ des ankommenden Steuersignaldrucks an die Hauptleitung 112 abgegeben werden.
Ein doppeltes Überwachungsventil 124 dient zur Auswahl des höchsten Steuerdruckes, der von den Luftfedern und 118 kommt. Das Überwachungsventil 124 erhält den ankommenden Luftdruck von der Leitung 125, die an die Luftfeder 117 angeschlossen ist, und von der Leitung 126, die mit der Luftfeder 118 in Verbindung steht. Der Luftdruck der Leitung 125 setzt die Kammer 127 und der Luftdruck in der Leitung 126 setzt die Kammer 128 unter Druck. Ein Kugelventil 129 wählt infolge der Drücke innerhalb der Kammern 127 und 128 den höheren der beiden Eingangsdrücke aus. Ist z. B. gemäß Fig. 4 der Luftdruck in der Luftfeder 118 höher, so wird das Kugelventil 129 aufwärtsbewegt, so daß die Verbindung zwischen der Luftfeder 118 und der Ausgangsleitung 115 geöffnet wird. Wenn dagegen der Druck in der Luftfeder 118 durch Entladen des Fahrzeugs soweit abfällt, daß der Luftdruck in der Luft-
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feder 117 der größere wird, so bewirkt der höhere Luftdruck in der Luftfeder 117 und in der Leitung eine Abwärtsbewegung des Kugelventils 129, wodurch die Verbindung zwischen der Leitung 125 und der Leitung 115 geöffnet und die Verbindung zwischen der Leitung 126 und der Leitung 115 geschlossen wird. Der Luftfederdruck wird dann über den Verhältnissteuereinlaßkanal 15 a dem Servomechanismus 20 zugeleitet. Wie schon erwähnt, wird diese Kraft durch den Servomechanismus 20 verstärkt und dazu benutzt, um das Schwenklager 21 des Hebeis 19 im Verhältnis der Druckänderungen in der Leitung 115 und in den Luftfedern 117 und 118 zu verschieben.
Das Relaisventil mit veränderlichem Umsetzungsverhältnis liefert an das Mischventil 116, das die Reibungsbremsleistung mit der dynamischen Bremsleistung des Fahrzeugs mischt. Der Ausgangsdruck des Mischventils wird durch eine Leitung 131 einem Relaisventil 132 zugeführt, welches seinerseits den Betriebslufturuck für die Bremsleitung von dem Vorratsbehälter 133 erhält. Ein Überwachungsventil 130 dient dazu, den Vorratsbehälter 133 auf einem genügenden, vorher bestimmten Druck zu halten, damit das Bremssystem zehn bis fünfzehn Bremsungen ausführen kann, ohne daß eine Neufüllung des Vorratsbehälters nötig ist. Dies ist für den Fall wesentlich, wenn der Kompressor einmal ausfällt.
Die Abgabe des Relaisventils 132 erfolgt an die Leitung 134 und weiter an die Bremsbetätigungsorgane, wenn es sich um ein pneumatisches Bremssystem handelt, oder an einen Umsetzer, der den pneumatischen Druck
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in einen hydraulichen Druck umwandelt, wenn die Bremsorgane hydraulich angetrieben werden.
Wenn auch in Fig. 4 ein ganz bestimmtes System dargestellt ist, so ist das System doch auch dort anwendbar, wo das Bremssystem kein Mischventil 116 enthält. Die Erfindung ergibt eine Bremsanlage, die bei Güter- oder lastwagen die Anwendung eines einfachen und billigen Ladungswägesystems ermöglicht.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Relaisventil mit veränderlichem Umsetzungsverhältnis mit einem Relaisventilteil, dessen gesteuertes Ventilelement den Durchfluß eines Mediums von einem Einlaß zu einem Auslaß beherrscht, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Ventils von einem ersten Eintrittssteuerdruck abhängige Mittel zur Lieferung einer Betätigungskraft, Mittel zur Übertragung einer Betätigungskraft auf das Ventilelement und Mittel aufweist, welche die die Kraft liefernden Mittel und die die Kraft übertragenden Mittel betrieblich verbinden, um die Proportionalität zwischen der gelieferten Kraft und der auf das Ventilelement übertragenen Kraft in Abhängigkeit von einem Servomechanismus verstellbar zu verändern, wobei der Servomechanismus die folgenden Teile aufweist:
    a) eine von einem zweiten Eintrittssteuerdruck abhängige Eintrittsmembran, die für eine hin- und hergehende Bewegung gegen ein erstes elastisches Belastungselement angeordnet ist,
    b) eine von dem zweiten Eintrittssteuerdruck abhängige Austrittsmembran, die für eine hin- und hergehende Bewegung gegen ein zweites elastisches Belastungselement angeordnet und mit den die Proportionalität verändernden Mitteln verbunden ist und
    c) Ventile, die die Eintritts- und Austrittsmembrane verbinden, um das Medium von der
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    Druckseite der Eintrittsmembran zu der Druckseite der Austrittsmembran zu leiten, und zwar in Abhängigkeit von der Bewegung der Eintrittsmembran, die diese infolge eines Anstiegs des zweiten Eintrittssteuerdruckes ausführt und/oder in Abhängigkeit von der Bewegung der Austrittsmembran, die auf einem mechanischen Rückdruck der die Proportionalität verändernden Mittel beruht.
    Relaisventil mit veränderlichem Umsetzungsverhältnis mit einem Relaisventilteil, dessen gesteuertes 'Ventilelement den Durchfluß eines Mediums von einem Einlaß zu einem Auslaß beherrscht, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Ventils von einem ersten Eintrittssteuerdruck abhängige Mittel zur Lieferung einer Betätigungskraft, Mittel zur Übertragung einer Betätigungskraft auf das Ventilelement und Mittel auf- " weist, welche die die Kraft liefernden Mittel und die die Kraft übertragenden Mittel betrieblich verbinden, um die Proportionalität zwischen der gelieferten Kraft und der auf das Ventilelement übertragenen Kraft verstellbar zu verändern, gekennzeichnet durchs
    a) ein an ein die Steuermittel enthaltendes Gehäuse angelenktes Joch mit einem Paar nach außen verlaufenden Armen,
    b) einen Schwenkhebel zwischen den nach außen verlaufenden Jocharmen, wobei der Hebel an jedem Ende Rollen hat, von denen die Rollen an einem Hebelende die Betätigungskraft aufnehmen und die Rollen am anderen Hebelende diese Kraft abgeben,
    c) eine Schwenklagerrolle für den Schwenkhebel zwischen dem Gehäuse und dem Hebel, wobei die
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    Schwenklagerrolle zwischen den Hebelenden verschiebbar ist und
    d) einen Servomechanismus für die Verschiebung der Schwenklagerrolle.
    5. Relaisventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Servomechanismus für die Verschiebung der Schwenklagerrolle folgende Teile aufweist:
    a) eine von einem zweiten Eintrittssteuerdruck abhängige Eintrittsmembran, die für eine hin- und hergehende Bewegung gegen ein erstes elastisches Belastungselement angeordnet ist,
    b) eine von dem zweiten Eintrittssteuerdruck abhängige Austrittsmembran, die für eine hin- und hergehende Bewegung gegen ein zweites elastisches Belastungselement angeordnet und mit der das Hebelschwenklager bildenden Rollenanordnung in Betriebsverbindung steht und
    c) Ventile, die die Eintritts- und Austrittsmembrane verbinden, um das Medium von der Druckseite der Eintrittsmembran zu der Druckseite der Austrittsmembran zu leiten, und zwar in Abhängigkeit von der Bewegung der Eintrittsmembran, die diese infolge eines Anstiegs des zweiten Eintrittssteuerdruckes ausführt und/oder in Abhängigkeit von der Bewegung der Austrittsmembran, die auf einen mechanischen Rückdruck der die Proportionalität verändernden Mittel beruht.
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    4. Relaisventil nach Anspruch. 1 oder 3, gekennzeichnet durch Mittel zum Entlüften der unter Druck stehenden Seite der Austrittsmembran bei einem Abfall des zweiten Eintrittssteuerdruckes.
    5. Relaisventil nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch Führungsbolzen, die mit den Enden des Hebels verbunden sind und die Rollen zur Aufnahme bzw. Abgabe von Kräften in Stellung halten.
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DE2452362A 1973-11-09 1974-11-05 Relaisventilanordnung für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge Expired DE2452362C3 (de)

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US414479A US3881784A (en) 1973-11-09 1973-11-09 Variable proportioning relay valve

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DE2452362A1 true DE2452362A1 (de) 1975-05-22
DE2452362B2 DE2452362B2 (de) 1978-11-16
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