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Zweikreisbremsventil für Kraftfahrzeuge
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Zweikreisbremsventil für Kraftfahrzeuge,entsprechend
der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Gattung.
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Durch derartige Ventile werden zwei an das Ventil angeschlossene Bremskreise
eines Fahrzeuges unabhängig voneinander gesteuert. Es ist vielfach wünschenswert,
um ein besseres Bremsverhalten des Fahrzeuges zu erreichen, den einzelnen Achsen
des Fahrzeuges unterschiedliche Bremsdrücke zuzuleiten. Man spricht hierbei von
einer gewünschten Voreilung des einen Bremskreises gegenüber dem anderen. Diese
Voreilung soll stufenlos erfolgen,und ihre Größe soll durch einfache Mittel am zusammengebauten
bzw. eingebauten Zweikreisbremsventil einstellbar sein.
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Es ist ein Bremssteuerventil (DT-OS 15 55 640) bekannt, bei welchem
eines der beiden Steuerventile mit einer Druckausgleichseinrichtung zur Abstimmung
der beiden Bremskreise aufeinander ausgerüstet ist. Bei diesem Bremsventil sind
im Gegensatz zum gattungsgemäßen Ventil die Stufenkolben und die zusammenarbeitenden
Ein- und Auslaßventile zweiachsig, d.h. nebeneinander im Gehäuse liegend, angeordnet.
Bei Betätigung des Ventiles sorgt ein über dem Kolben liegender Wiegebalken fijr
das Schließen beider Auslaßventile und das Öffnen beider Einlaßventile. Die vom
Vorratsbehälter kommende Druckluft gelangt
im ersten Bremskreis
sofort unter den ersten Kolben, während sie im zweiten Bremskreis um den Druck einer
federbelasteten Ventilplatte (Druckausgleichseinrichtung) zurückgehalten wird.
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Dadurch wird der Kolben im ersten Kreis sofort nach oben.und über
den Wiegebalken der Kolben im zweiten Kreis nach unten gedrückt. Hierdurch wird
am Anschlup des zweiten Bremskreises der Druck erhöht. Der Eingriff in den Aufbau
des mit einer derartigen Druckvoreilung ausgerüsteten Ventiles ist erheblich.
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Da die bekannte Einrichtung nur beim Bremsen und nicht beim Lösen
wirksam ist, liegen unterschiedliche Charakteristiken beim Bremsen und beim Lösen
vor, was einen wesentlichen Nachteil darstellt.
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Bei einem weiteren bekannten Zweikreisbremsventil, welches dem eingangs
genannten Gattungsbegriff naheliegt, wird durch koaxialen Anbau einer Zusatzeinrichtung
die Voreilung des ersten Bremskreises gegenüber dem zweiten Bremskreis durch eine
Druckrückhaltung des zweiten Bremskreises in einem gewissen Bereich stufenlos veränderbar
erreicht. Diese bekannte Einrichtung weist zwar keinen ungeteilten Relaiskolben
auf, was jedoch für die Wirkungsweise der Voreileinrichtung belanglos ist. Gegen
die Unterseite des Relaiskolbens ist, den hohlen Ventilkorper des zweiten AuslaAventiles
durchgreifend, ein unter der Kraft am Gehäuse abgestützten Feder stehender Stößel
gerichtet. Die Verschiebung des unter Federkraft stehenden
Stößels
ist in Richtung zum Relaiskolben durch gehäusefeste Anschläge begrenzt. In Ruhestellung
der gesamten Einrichtung befindet sich das obere Ende des StöBels in einem Abstand
zu Teilen an der Unterseite des Relaiskolbens. Wird der Betätigungskolben des Bremsventiles
herabgedrückt, so findet nach Schließen des AuslaOventiles und Öffnen des Einleßventiles
die Druckbeaufschlagung der Oberseite des Relsiskolbens statt.
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Die Öffnung des zweiten Einlaßventiles durch den Relaiskolben findet
jedoch erst bei einem Druck statt, welcher dessen normale Rückstellfeder und vor
allem die Kraft der in der Voreileinrichtung untergebrachten, auf den Stößel wirkenden
Feder uberwindet.
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Allerdings weist diese bekannte Voreileinrichtung einen Nachteil auf.
Der Abstand zwischen der Oberseite des Stößels und Teilen an der Unterseite des
Relaiskolbens weist fertigungs- und montagemäßig bedingte Toleranzen auf. Das heißt,
die Verschiebung des beaufschlagten Relaiskolbens nach unten, bis zum Anliegen von
Teilen der Unterseite des Relaiskolbens an der Oberseite des StöBels, ist unterschiedlich
lang. Diesem unterschiedlich langen Verschiebeweg entsprechen selbstverständlich
unterschiedliche Druckbeaufschlagungen des Relaiskolbens, womit sich unterschiedliche
Ansprechzeiten für den dem ersten Bremskreis nacheilenden Bremsdruck des zweiten
Bremskreises ergeben. Sobald der durch Druckbeaufschlagung nach unten verschobene
Relaiskolben den aufgrund verschiedener Toleranzen undefinierten Abstand zur Oberseite
des
Stößels überwunden hat, findet erst der Beginn des Zeitpunktes des Zusammendrückens
der Feder statt. Durch an der Unterseite des Gehäusedeckels ausgebildete Vorrichtungen
ist die Vorspannung der Feder und damit die Charakteristik des weiteren Verlaufs
des Druckanstieges der Voreilung im ersten Bremskreis nach Ablauf der Ansprechzeit
möglich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zweikreisbremsventil
der eingangs angegebenen Gattung zu schaffen, bei welchem trotz bestehender Fertigungstoleranzen
durch einfache, von außen zugängliche einstellbare Mittel ein genau definierbarer
Verlauf der Voreilung des ersten Bremskreises vor dem zweiten Bremskreis erreicht
wird, wobei unter Wahrung bisher benutzter Bauformen und bisher eingehaltener Baugrößen,
eine volle Integrierung der Druckvoreileinrichtung in das Zweikreisbremsventil erfolgt.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß mit nur geringfügigen Änderungen
am Deckel des Gehäuses bzw. am Relaiskolben, einerseits der den gehäusefesten Anschlag
bildende Teil
und andererseits die gegen diesen Teil anlaufende,
verschiebliche Feder untergebracht werden können.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Bremsventiles
sind in den Unteransprüchen angegeben.
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In der Zeichnung, die einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße
Zweikreisbremsventil enthält, ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens
veranschaulicht.
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Der prinzipielle Aufbau des gezeigten Zweikreisbremsventiles ist bekannt.
Da die Erfindung lediglich die Ausbildung des Inneren des Relaiskolbens und des
das Gehäuse abschließenden Gehäusedeckels betrifft, wird nachfolgend lediglich das
Ventil des unteren, zweiten Bremskreises beschrieben. Das Ventil des ersten Bremskreises
ist jedoch analog aufgebaut. Die mechanische Kraftübertragung zwischen dem Betätigungsgestänge
und dem zweiten Bremskreis ist bekannt und entspricht unter Weglassung der Vorrichtung
zur Kraftübersetzung beispielsweise der DT-OS 2 008 894.
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In dem Gehäuse 1 sind EinlaQ- und Auslaßöffnungen 2,4 angeordnet,
die mit einer Druckmittelquelle Vz bzw. Bremszylinder Z2 verbunden sind. Im Inneren
des Gehäuses ist eine Einlaßkammer 6 ausgebildet, die von einer Kammer B durch einen
gehäusefesten Einlaßventilsitz 10 getrennt ist. Der EinlaB-ventilsitz
10
wird durch einen Ventilkörper 12 abgedeckt, der unter Wirkung einer Feder 14 dichtend
auf den Einlaßventilsitz 10 anlegbar ist. Die Kammer 8 wird von einem Relaiskolben
16 begrenzt, der ein Ventilrohr 18 trägt, dessen Durchmesser kleiner als derjenige
des Einlaßventilsitzes 10 ist und das diesen durchsetzt. Am unteren Rand des Ventilrohres
18 ist ein Auslaßventilsitz 20 ausgebildet, der sich bei entsprechender Verschiebung
des Relaiskolbens 16 ebenfalls dichtend auf den Ventilkörper 12 auflegt. Der Ventilkörper
12 wird von einem rohrartigen Ansatz 22 getragen, der eine Wand der Einlaßkammer
6 dichtend und verschiebbar durchsetzt.
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Der rohrartige Ansatz 22 gleitet seinerseits dichtend auf einem am
Innenumfang des Ansatzes anliegenden becherförmigen Trägerteil 24. Über den mit
einer Bohrung versehenen Ventilkörper 12 und das Innere des Trägerteiles 24 besteht
bei abgehobenem Auslaßventilsitz eine Verbindung zwischen Kammer 8 und der Atmosphäre.
Ein weiterer Entlüftungskanal führt über eine Bohrung im Ventilrohr 18 des Kolbens
16 ins Freie.
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Der Ansatz 22 endet in einer vom Trägerteil 24 durchsetzten Ausgleichskammer
26, die durch einen Verbindungskanal 28 mit der Kammer 8 verbunden ist.
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Im Boden 29 des becherförmigen Trägerteiles 24 ist eine Gewindebohrung
ausgebildet, welche zur Aufnahme eines Gewinde -stiftes 30 dient. Durch eine von
außen zugängliche Kontermutter 32
ist der Gewindestift 30 nach
entsprechender Justierung feststellbar.
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Der Relaiskolben 16 weist eine axial verlaufende, zentrisch gelegene
Bohrung 34 auf, welche an der dem Ventilsitz 20 abgekehrten Seite eine Einschnürung
36 besitzt. In der Bohrung ist eine Voreilfeder 38 angeordnet, deren eines Ende
an der Einschnürung 36 anliegt, während deren anderes Ende unter Vorspannung gegen
einen von einem Federring 42 abgesichert gehaltenen Federteller 40 abgestützt ist.
Der Federteller 40 weist Luftdurchbrüche 44 auf, die so angeordnet sind, daß eine
am oberen Ende des Gewindestiftes 30 ausgebildete Anschlagfläche 46 am Federteller
einen festen Anschlag findet.
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Auch der Boden 29 des becherförmigen Trägerteiles 24 besitzt Durchbrechungen
48, so daß die Kammer 8 mit einer im Gehäusedeckel 49 ausgebildeten Entlüftungsöffnung
50 in Verbindung steht.
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Über dem Relaiskolben 16 ist ein Beaufschlagungsraum 52 ausgebildet,
der durch eine Gehäusebohrung 54 mit dem zum ßremszylinder Z1 führenden Auslaß verbunden
ist.
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Die Wirkungsweise des Bremsventiles ist folgende: Bei gelöster Bremse
nehmen alle Teile die in der Figur dargestellte Lage ein, d.h. auch der Relaiskolben
16 befindet sich durch eine
Rückstellfeder 56 in seiner oberen
Ruhestellung.
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Bei einer Bremsung gelangt der im Bremskreis 1 (Bremszylinder Z1)
sich aufbauende Bremsdruck über die Bohrung 54 in den Beaufschlagungsraum 52 und
beginnt auf der Oberseite des Relaiskolbens 16 zu wirken. Nach Überwindung geringer
Reibungskräfte und der schwachen Kraft der Rückstellfeder 56 verschiebt sich der
Relaiskolben 16 in Richtung zum Ventilkörper 12. Bevor es jedoch zum Schließen des
Auslaßventiles 12, 20 kommt, gelangt die Anschlagfläche 46 des Gewindestiftes 30
am Federteller 40 zur Anlage. Um ein weiteres Verschieben des Relaiskolbens gegen
die nun wirksam werdende Feder 38 zu erreichen, muß der im Beaufschlagungsraum 52
herrschende Bremsdruck eine gewisse Größe erreicht haben.
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Erst, wenn im Beaufschlagungsraum 52 der Bremsdruck eine bestimmte
Größe erreicht hat, erfährt der Relaiskolben 16 eine derartige VErschiebung, daß
es zur Abschlußstellung des zweiten Ventiles 12,10,20 kommt, d.h., daß das Auslaßventil
geschlossen und das Einlaßventil noch nicht geöffnet ist. Um diese Abschlußstellung
zu erreichen, muß die Feder 38 um einen bestimmten Weg, je nach eingestellter Voreilung,
zusammengedrückt werden. Erst dann erfolgt die Belüftung des zweiten Bremskreises
Z2.
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Es muß also am Relaiskolben 16 Gleichgewicht herrschen, um die Bremsabschlußstellung
(Ein- und Auslaßventil geschlossen) bei Bremskreis 2 zu erreichen. Sieht man vom
Einfluß der Rückstellfeder 56, den Reibungen und der Dichtkraft am Auslaßventil
12,18 ab, sind folgende Kräfte während des Gleichgewichts wirksam: Nach oben gerichtet
wirksam ist der auf die wirksame Fläche wirkende Bremsdruck von Bremskreis 2 plus
der Kraft der Voreilfeder 38, nach unten gerichtet ist der auf die wirksame Fläche
des Relaiskolbens 16 wirkende Bremsdruck von Bremskreis 1.
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Setzt man voraus, daß die wirksamen Flächen ober- und unterhalb des
Relaiskolbens 16 gleich groß sind, so ist der obere Druck, also der Bremsdruck von
Bremskreis 1, immer größer als der untere. Die Druckdifferenz ist die Voreilung
des ersten Bremskreises. Sie bleibt während des ganzen Druckanstieges (Bremsen)
und Druckabsinkens (Lösen) konstant.
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Es ist auch möglich, den Gewindestift 30 soweit hineinzudrehen, daß
er schon in Lösestellung auf die Voreilfeder wirkt.
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Die Feder übernimmt dann auch die Rückstellfunktion der Rückstellfeder
56. Die Feder 38 kann auch unter Vorspannung eingebaut werden. Beide Möglichkeiten
erlauben die Einstellung einer
größeren Voreilung, ohne eine steifere
Feder einbauen zu müssen.
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Beim Lösen der Bremse treten die für den Bremsvorgang beschriebenen
Wirkungen in umgekehrter Reihenfolge auf.