DE2615893A1

DE2615893A1 - Anhaenger-steuerventil

Info

Publication number: DE2615893A1
Application number: DE19762615893
Authority: DE
Inventors: Siegfried Beck; Ingolf Dipl Ing Grauel; Manfred Siebold
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-04-24
Filing date: 1976-04-10
Publication date: 1977-10-20
Also published as: JPS51137205A

Description

Anlage zur
Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung Anhänger-Steuerventil Die Erfindung bezieht sich auf ein Anhänger-Steuerventil für eine Mehrkreis-2-Leitungsbremsanlage von Lastkraftwagen, das auf dem Zugwagen angeordnet ist und einen Vorratsleitungsdurchgang mit einem Drosselventil überwacht, das in die zum Vorratsleitungskupplungskopf führende Vorratsleitung eingesetzt ist und das ein Kolbenglied hat, das mit seinen beiden Seiten je einem über Bremsleitungen zugeführten Steuerdruck unterliegt, wobei die eine Leitung die Bremsleitung eines Zugwagen-Bremskreises und die andere Leitung die Anhänger-Bremsleitung ist, und bei dem das Drosselventil mit dem Anhänger-Steuerventil zusammengebaut ist.
Ein derartiges Ventil ist bekannt (CH 515 813). Bei diesem bekannten Ventil wird beim Einsteuern die gesamte 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.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Anhänger-Steuerventil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem das Anhänger-Steuerventil bei Betätigung vom Bremskolbenglied des Federspeicherbremskreises 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 Anhänger-Steuerventils von den dem Betriebsbremsdruck unterliegenden Bremskolben einen Knickpunkt mit zuerst starker Voreilung und dann verlangsamten weiterem Druckanstieg haben; jedoch soll beim Betätigen des Anhänger-Steuerventils durch Druckabsenkung im Federspeicherbremskreis 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 Patentzeichnung erläutert wird - beim Betätigen des Anhänger-Steuerventils durch Druckabsenkung im Federspeicherbremskreis selbsttätig bereits eine gewisse, durchaus ausreichende Voreilung der Anhängerabbremsung auftritt.
Außerdem besteht bei solchen Anordnungen das Problem, nach Betätigung der Zugwagenbremse bei einem Bruch der Anhänger-Bremsleitung eine selbsttätige Abbremsung des Anhängers innerhalb einer vorgegebenen verhältnismäßig kurzen Zeit zu erreichen. Dazu ist es notwendig, daß das auf dem Anhänger angeordnete Anhänger-Bremsventil durch Druckabfall in der zum Anhänger führenden Vorratsleitung in der genannten, kurzen Zeit auf etwa 1,5 bar abgefallen ist. Dieser notwendige Druckabfall kann durch Nachströmen von Vorratsluft über ein die Bremskreise trennendes Schutzventil bis zum Schließdruck des Schutzventils verhindert sein.
Der Erfindung liegt deshalb weiterhin die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden und in dem Anhänger-Steuerventil ein Drosselventil zu schaffen, das den zum schnellen Umschalten des Anhänger-Bremsventils notwendigen Druckabfall in der Vorratsleitung unverzüglich herbeiführt; Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Ein Anhänger-Steuerventil hat ein Gehäuse 1, in dessen oberen Teil zwei Bremskolben 2 und 3 gleichen Außendurchmessers angeordnet und beweglich sind.
Ein Anschlußstutzen 4 dient zum Anschluß einer ersten, mit einem Bremskreis I verbundenen Bremsleitung 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 Bremskolben 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 Bremskolben 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 einem äußeren Kolben teil 20 eines zweiteiligen Rückwirkkolben 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. 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 in einer anderen Ebene liegenden Anschlußstutzen an eine Anhängerbremsleitung angeschlossenen Druckwechselkammer 27, deren andere Wand eine feste Gehäusewand 28 ist. Diese feste Gehäusewand 28 trägt den Einlaßventilsitz 29 eines Doppelsitzventiles 29/30/31, dessen Auslaßventilsitz 30 an dem inneren Kolbenteil 2-1 des Rückwirkkolben 20/21 angebracht ist. Der Schließkörper 31 des Doppelsitzventils 29/30/31 hat eine angeformte Dichtlippe 31', mit der er auf einem Rohrstück 32 gleitet. Das Rohrstück 32 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 als Stufenkolben ausgebildetes 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 des Druckwechselraumes 27.
Seitlich an das Gehäuse 1 des Anhänger-Steuerventils ist ein Gehäuse 41 eines Drosselventils angebaut. Das Drosselventil hat ein Arbeitskolbenglied 42, auf das von beiden Seiten je eine Feder 43 und 44 einwirkt. Die eine Feder 43 liegt in einem Raum 45, der über einen Kanal 46 und ein Anschlußauge 47 des Gehäuses 1 sowie über einen Längskanal 48 im Gehäuse 1 an den Bremsdruckraum 6 angeschlossen ist, in dem der Druck des Zugwagen-Bremskreises I herrscht.
Die andere Feder 44 ist in einem Raum 49 angeordnet, der über einen Kanal 50, 50' und ein Anschlußauge 51 des Gehäuses 1 mit der Druckwechselkammer 27 verbunden ist.
Das Anschlußauge 51 nImmt noch einen zweiten Kanal 52 auf, der im Anschlußauge 51 parallel zu dem Teil 50 des Kanals 50, 50' verläuft. Der Kanal 52 ist ein Vorratsluft-Kanal, der im Anhänger-Steuerventil Verbindung mit der Vorratsdruck-Kammer 35 hat. Er mündet im Drosselventil in einer Bohrung 53, in die ein Drosselkörper 54 eintaucht, der über eine Stange 55 am Arbeitskolbenglied 42 befestigt ist. Der Drosselkörper 54 steuert die Verbindung zu einem im Winkel zu dem Vorratsluft-Kanal 52 von der Bohrung 53 abgehenden Vorratsluft-Kanal 56.
Es ist noch zu bemerken, daß die Feder 44 über eine Scheibe 57 und eine Drosselkörperschulter 54' auf den Drosselkörper 54 einwirkt und daß diese Scheibe 57 die Kraft der Feder 44 durch Anlegen an einer Gehäuseschulter 58 abfängt. Dadurch ist die Feder 44 vorgespannt und bestimmt mit der Größe ihrer Vorspannung die Druckhöhe im Raum 45, bei welcher der Drosselkörper 54 in die Verbindung der beiden Vorratsluft-Kanäle 52 und 56 eintaucht.
Das beschriebene Anhänger-Steuerventil 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 Anhängerb.remsleitung 26 ist über den Druckwechselraum 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 Anhängerventils teil. Fällt der die Leitung 5 versorgende Bremskreis I aus, so bleibt der Bremskolben 2 stehen, und der Bremskolben 3 arbeitet allein. Wenn der an die Leitung 10 angeschlossene Bremskreis II 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 30 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 Betätigungsrichtung 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.
Der Druck in der Anhängerbremse steigt nun steil an, um die Anhängerbremse möglichst schnell zum Ansprechen zu bringen.
Dann wird im Druckanstieg ein Knickpunkt erreicht5 von dem aus der Druck nur noch etwa auf einer 450-Linie ansteigt, d.h. von dem Knickpunkt an ist die Voreilung des Anhängerbremsdruckes 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 Kolbentil 20 mit seiner Ringschulter 23 an den Bremskolben 3 anlegt. Durch die Zweiteiligkeit des Rückwirkkolbens 20/21 wird in dieser ersten Bremsphase bereits eine Abstufbarkeit der Bremsung des Anhängers erreicht.
Nach dem Anlegen 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 auch die Stufbarkeit des Enddruckes in der Anhängerbremse verhältnismäßig fein ist.
Bevor nun die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Anhängersteuerventils beim Betätigen vom Druck in der Federspeicherbremsanlage beschrieben wird, soll 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.
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 29/30/31 umschaltet.
Der Federspeicherbremszylinder beginnt bei einem Druck von etwa 4,6 bar Bremskraft im Zugfahrzeug abzugeben. Zu diesem Zeitpunkt wäre eine Abbremsung im Anhänger von etwa 10 % vorhanden. Es wäre also im Anhänger bereits eine verhältnismäßig hohe Abbremsung erreicht, 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 vermieden, indem beim Betätigen des Anhängersteuerventils vom Federspeicherbremsdruck, die beim Betätigen des Anhängerbremsventils vom Betriebsbremsdruck notwendige Voreilung ausgeschaltet wird.
Es ergibt sich für den gleichen Einsatzpunkt der Federspeicherbremse ein niedrigerer Wert als für die Abbremsung im Anhänger.
Beim gewöhnlichen Fahrbetrieb steht die Vorratsdruckkammer 35 unter Druck, der Vorratsdruck gelangt über das offene Drosselventil 41 und über den Vorratsleitungskupplungskopf zum Anhängerbremsventil und füllt den Vorratsbehälter auf dem Anhänger.
Beim Bremsen gelangt en'--eder über die zwei Betriebsbremskreise ein Druckanstieg (+) oder über den Federspeicherbremskreis ein Druckabfall (-) zum Anhänger-Steuerventil 1. Dieses wird umgestellt, so daß die Anhänger-Bremsleitung über den Kupplungskopf der Anhänger-Vorratsleitung Druck erhält.
Das Anhänger-Bremsventil wird dann durch Druckanstieg im Bremssinn umgestellt. Im Drosselventil 41 geschieht nichts, weil entweder auf beiden Seiten des~Arbeitskolbengliedes 42 der gleiche Druck herrscht, durch die vorgespannte Feder 44 aber eine Ansprechdruckdifferenz von z.B. 4,5 bar erreicht wird, oder auf der Betriebsbrems-Seite des Kolbengliedes 42 kein Druck vorhanden ist (Steuerung durch Druckabfall oder durch Druckanstieg in Kreis II der Betriebsbremse bei Ausfall von Kreis I).
Wird jedoch das Fahrzeug ohne Anhänger gefahren und befindet sich im Bremsleitungskopf kein Schließglied, so bleibt die Anhänger-Bremsleitung auch beim Bremsen des Zugwagens ohne Druck. Dann bewegt sich das Kolbenglied 42 unter dem Druck in dem einen Betriebsbremskreis nach unten und drosselt den Durchgang durch die beiden Vorratsluft-Kanäle 52 und 56.
Bei dem beschriebenen Solobetrieb hat nun diese Betätigung des Drosselventils 41 jedoch nur die Wirkung, daß das Arbeitskolbenglied 42 wieder einmal bewegt und sein Festkorrodieren verhindert wird.
Bricht jedoch die Anhänger-Bremsleitung zwischen Zugfahrzeug und Anhänger, so muß der Anhänger durch Druckabfall in der Anhänger-Vorratsleitung bremsbar sein. Dieser Druckabfall muß schnell von statten gehen, möglichst innerhalb von 2 Sekunden, und es darf nicht der Fall eintreten, daß dieser Druckabfall durch zu starkes Nachströmen von Vorratsluft über das 4-Kreisschutzventil verlangsamt wird.
Bei einem Bruch der Anhänger-Bremsleitung und beim Betätigen der Bremse im Zugfahrzeug strömt der Vorratsdruck in der Anhänger-Vorratsleitung zum Anhänger-Steuerventil und gelangt von dort in die defekte Anhänger-Bremsleitung, von wo er über die gerissene Stelle abströmt. Um nun ein das Ansprechen des Anhänger-Bremsventils verzögerndes Nachfüllen der Anhänger-Vorratsleitung zu vermeiden, wird der Vorratsleitungsdurchgang durch das Drosselventil 41 gedrosselt. Dies geschieht dadurch, daß der Druck in dem Raum 49 verloren geht, und der überwiegende Druck in dem Raum 45 das Arbeitskolbenglied 42 nach unten schiebt, wobei der Drosselkörper 54 den Durchgang durch die beiden Vorratsluft-Kanäle 52 und 56 und damit durch die AnhängerVorratsleitung drosselt.
Bei dem dargestellten Auffhrungsbeispiel handelt es sich um ein Anhänger-Steuerventil, das bei Fahrzeugen verwendet wird, die im Vorrats- und im Bremsleitungskupplungskopf Schließglieder besitzen. Dabei besteht im Gehäuse 1 eine innere Verbindung (Kanal 52) zwischen yorratsluStkammer 35 und Drosselventilkammer 53. Es ist aber auch möglich, das erfindungsgemäße Anhänger-Steuerventil bei Fahrzeugen zu verwenden, die am Bremsleitungskupplungskopf kein Schließglied haben. Dann ist die Vorratsleitungsverbindung vom Drosselventil 41 über den Vorratskupplungskopf zurück zum Anhänger-Steuerventil 1 in dessen Vorratsluftkamrner 35 geführt.
Leerseite

Claims

Ansprüche X Anhänger-Steuerventil für eine Mehrkreis-2-Leitungsbremsanlage von Lastkraftwagen, das auf dem Zugwagen angeordnet ist und einen Vorratsleitungsdurchgang mit einem Drosselventil überwacht, das in die zum Vorratsleitungskupplungskopf führende Vorratsleitung eingesetzt ist und das ein Kolbenglied hat, das mit seinen beiden Seiten je einem über Bremsleitungen zugeführten Steuerdruck unterliegt, wobei die eine Leitung die Bremsleitung eines Zugwagen-Bremskreises und die andere Leitung die Anhänger-Bremsleitung ist, und bei dem das Drosselventil mit dem Anhänger-Steuerventil zusammengebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Anhänger-Steuerventil (1) eine an einem Leitungszweig der Anhängervorratsleitung angeschlossene und mit dem Drosselventil (oil) verbundene Vorratskammer (35) vorgesehen ist, die im Anhänger-Steuerventil (1) von der kleineren Fläche eines von der Federspeicherbremse beeinflußten Stufenkolbens (34) begrenzt ist.
2. Anhänger-Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Anschlußauge (51) des Anhänger-Steuerventils (1) sowohl der Vorratsleitungskanal (52) als auch - parallel neben diesem - ein Kanal (50) für die Verbindung mit der Anhängerbremsleitung (Druckwechselraum 27) vorgesehen ist.
3. Anhänger-Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Anschluß des Zugwagen-Bremskreises (Bremsdruckraum 6) an das Drosselventil (41) am Anhänger-Steuerventil (1) ein besonderes Anschlußauge (47) vorgesehen ist.