DE2724945C3 - Lastabhängige Bremskraft-Regelvorrichtung für eine druckluftbetätigbare Fahrzeugbremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine lastabhängige Bremskraft-Regelvorrichtung für eine druckluftbetätigbare Fahrzeugbremsanlage mit einem abgestuften Bremsdruck-Regelkolben, dessen kleinere Fläche in einer Steuerkammer mit einem vom Bremsventil ausgesteuerten Lieferdruck und dessen größere Fläche in einer Ausiaßkammer mit dem in den zugeordneten Radbremszylindern wirksamen Druck beaufschlagt ist und dessen Abstufung von einer Membran gebildet ist, und mit einer die Verbindungen Steuerkammer-Auslaßkammer bzw. Auslaßkammer-Atmosphäre steuernden Ventileinrichtung, die vom Brenisdruck-Regelkolben ^ betätigbar ist und deren Umschaltpunkte über ein Stellglied lastabhängig beeinflußbar sind, ferner mit einem Bremsdruck-Ansprungventil, das in Abhängigkeit vom Lieferdruck eine Verbindung zwischen der Steuerkammer und der von der Membran auf der der

ίο Ausiaßkammer gegenüberliegenden Seite begrenzte Kammer steuert und diese Verbindung oberhalb eines vorbestimmten Lieferdruckes sperrt.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-GM 19 20 916) erfolgt das Sperren der Verbindung zwischen der Steuerkammer und der von der Membran auf der der Ausiaßkammer gegenüberliegenden Seite begrenzten, als Ringkammer ausgebildeten Kammer einfach durch Absperren des Ausganges des Ansprungventiles. Hierbei bleibt in der Verbindungsleitung zwischen dem Ausgang des Ansprungventils und der Ringkammer sowie in der Ringkammer ein Druck mit einem Wert entsprechend einem vorbestimmten Lieferdruck bestehen. Damit wird zwar dort erreicht, daß auch bei leerem Fahrzeug die Bremswirkung in den Vorderrad- und in den Hin'erradbremsen gleichzeitig einsetzt, der verbleibende Druck in der Ringkammer oberhalb der Membran verkleinert aber bei höheren Lieferdrücken das Druckverringerungsverhältnis zwischen Eingangsund Ausgangsdruck.

ίο Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bremskraft-Regelvorrichtung der genannten Art so auszuführen, daß bei höheren Lieferdrücken das Druckverhiiltnis der Bremskraft-Regelvorrichtung nicht beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch

!> gelöst, daß bei Zunahme des Lieferdruckes über den vorbestimmten Wert hinaus über eine durch den Lieferdruck bzw. einen von diesem abhängigen Druck gesieuerte Druckentlastungsvorrichtung die von der Membran auf der der Ausiaßkammer gegenüberliegen-

Hi den Seite begrenzte Kammer entsprechend der weiteren Lieferdruckzunahme zunehmend /ur Aimosphäre hin entlüflbar ist.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß der Druck in der von der Membran auf der der Ausiaßkammer

4i gegenüberliegenden Seite begren/ten Kammer den vorbestimmten Lieferdruck nicht übersteigt und bei weiterer Zunahme des l.iefercirucks entlüftet wird. Kin unerwünschter Einfluß dieses Drucks im demgemäß nicht möglich, und das Druckverhälinis der ßrcmskraft-

>" Regelvorrichtung kann sich auch bei höheren l.ieferdrucken nicht andern, insbesondere sich nicht verkleinern. Dabei ist es möglich, einen gewünschten Regelverlauf, ü. h. einen Verlauf der Entlüftung dieser Kammer zu wählen. Eine Möglichkeit besteht darin, die

^r'"> Entlüftung so auszuführen, daß beim maximal möglichen Lieferdruck der genannte Druck gerade vollkommen entlüftet ist. Es kann jedoch auch ein Regelverlauf gewählt werden, bei welchem bereits vor Erreichen des maximalen Lieferdrucks der genannte Druck vollstän-

nii dig entlüftet ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 4 unter Schutz gestellt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

»' Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Bremskraft-Regelvorrichtung mit einem bekannten Bremskmftregelventil und mit einem Ansprungventil gemäß der Erfindung.

F i g. 2 ist eine graphische Darstellung der Wirkung einer Bremskraft-Regelvorrichtung gemäß der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 weist eine Bremskraft-Regelvorrichtung ein Bremskraftregelventil und ein Aiuprungventi! auf. Das Bremskraftregelventil weist einen oberen Gehäuseteil 1 und einen unteren Gehäuseteil 2 auf, die miteinander verbolzt sind und zwischen sich einen Steuerkolben 3, eine biegsame Membran 4 und eine Ventileinrichtung aufnehmen, die ein federbelastetes Ventilglied 5 aufweist, welches sich gewöhnlich in Anlage an einem Ventilsitz 6 befindet und an welches sich weiterhin ein innerer Rohrteil 7 anlegen kann, der im unteren Gehäuseteil 2 abgedichtet verschiebbar ist und mit dem ein Kugelschwenkkopf 8 zusammenwirkt, ι ί der von einem Schwenkhebel 9 getragen ist, dessen Stellung durch die Fahrzeuglast bestimmt ist. Der Rohrteil 7 wird, wenn die Bremsen angelegt werden, duich den Druck festgeklemmt, der unter einem Kolben 10 in einem Zylinder 11 angelegt wird, der über eine >o äußere Leitung 12 mit der Bremsdruckeintrittsöffnung 13 verbunden ist, die sich über dem gewöhnlich geschlossenen Ventil 5,6 befindet.

Der Steuerkolben 3 trägt sich radial erstreckende Finger 14, die sich zwischen entsprechende Finger 28 y> bewegen, an denen die Membran 4 in der dargestellten Stellung ruht, wobei die Ausführung so getroffen ist, daß sich bei einer Abwärtsbewegung des Steuerkolbens 3 die Membran 4 zunehmend an die radialen Fingern 14 anlegt und sich gleichzeitig von den nach innen «1 vorragenden Fingern 28 abhebt. Die Wirkung d~s Drucks unter der Membran 4 auf die Kolbenanordnung wird somit mit zunehmender Abwärtsbewegung des Steuerkolbens 3 größer.

Für die Verbindung des Ansprungventils mit dem r> Bremskraftregelventil ist im Bereich des Gehäuses des Bremskraftregelventils oberhalb der Membran 4 eine weitere Öffnung 15 vorgesehen, die mit einer Austrittsöffnung 16 des Ansprungventils verbunden ist. Das Ansprungventil hat weiterhin eine Lieferdruckeintritts- .to öffnung 17 und eine Steuerdruckeintrittsöffnung 18. und diese beiden Öffnungen 17 und 18 sind mit der Eintrittsöffnung 13 des Breniskraflregelventils verbunden. Das Ansprungventil umfaßt einen Kolben 19 mit zwei auf Druck ansprechenden Flächen, von denen die 1 > größere die Stirnfläche 20 ist, die dem Ausgangsdruck des Ansprungventils ausgesetzt ist, und von denen die kleinere die Ringfläche 21 ist. die dem an der Eintrittsöffnung ta herrschenden Steuerdruck ausgesetzt ist. Der Kolben 19 ist mittels einer leichten Feder w 22 nach unten vorgespannt und er weist einen unteren mittleren Entlüftungsdurchgang 23 auf, dessen unteres Ende als Auslaßventilsit/ wirkt, der sich gegen ein Ventilglied 24 legen kann, welches in der geschlossenen Stellung an einem Eintrittsventilsitz 25 dargestellt ist. r> wobei das Ventilglied 24 diese Stellung unter der kombinierten Wirkung einer leichten Feder 26 und der nach oben wirkenden angelegten Drücke einnimmt.

Das Bremskraftregelventil erhält, obwohl nicht dargestellt, an der Einirittsöffnung 13 Bremsdruck aus wi einem Behälter über ein Fahr.··' .'imsventil, welches üblicherweise ein fußbetätigtes Ventil ist. Der an einer Austrittsöffnung 27 des Bremskraftregelventils gelieferte Druck wird an die Bremsenbetätigungseinrichtungen angelegt und, falls auch ein Anhänger vorhanden ist, h> möglicherweise an ein Relaisventil, welches die Betriebsbremsen des Anhängers steuert.

Die Arbeitsweise des Bremskraftregelventils ist wie folgt: Wenn eine Bremsung erfolgt, wird unter dem Lieferdruck stehende Luft über die Eintrittsöffnung 13 an die Kammer über dem Ventilglied 5 angelegt, wodurch eine Abwärtsbewegung des Steuerkolbens 3 hervorgerufen wird. Gleichzeitig ergibt sich eine Luftströmung von der Eintrittsöffnung 13 zu dem Zylinder 11, so daß der Kolben 10 nach oben bewegt wird, um den Kugelschwenkkopf 8 gegen den inneren verschiebbaren Rohrteil 7 zu klemmen. Die beweglichen Teile sprechen somit nur dann an, wenn Bremsdruck angelegt wird, so daß unnötige Abnutzung vermieden ist. Da das Ventilglied 5 von dem Rohrteil 7 abgestützt ist, bewirkt Abwärtsbewegung des Kolbens 3 das Entfernen des Ventilgliedes 5 von seinem Sitz 6, so daß Druckluft über die Austrittsöffnung 27 zu den Brenxsbetätigungseinrichtungen strömen kann. Gleichzeitig wird dieser Druck dem Raum unter der Membran 4 dargeboten, und zwar über einen Durchgang, der in der Zeichnung nicht sichtbar ist. Weiterhin bewegt sich, wenn der Steuerkolben 3 nach unten verschoben wird, die Membran 4 von der ortsfesten Abstützung der nach innen gerichteten vom Gehäuse 1, 2 getragenen Finger 28 weg und wird mehr und mehr von den von dem Steuerkolben 3 getragenen Fingern 14 abgestützt. Hierdurch wird die wirksame Fläche der von dem sich bewegenden Steuerkolben 3 abgestützten Membrar. 4 geändert, bis die unterhalb der Membran 4 herrschende Kraft, die von dem Druck und der wirksamen Fläche abhängt, mit der oberhalb des .Steuerkolbens 3 wirkenden Kraft ins Gleichgewicht gelangt. Zu diesem Zeitpunkt gelangt das Ventilglied 5 wiederum in Anlage an den Ventilsitz 6 und es ist ein Gleichgewichtszustand erzielt, wobei der Druck an der Austrittsöffnung 27 niedriger ist als der an der Einirittsöffnung 13 angelegte Druck. Im Bremskraftregelventil werden sodann Eintrittsweg und Austrittsweg über das Ventilglied 5 geschlossen gehalten. Der Druck, bei welchem dies erreicht wird, hängt von der Stellung des Hebels 9 und damit von der Last des Fahrzeuges ab. Wenn die Bremsen gelöst werden, hebt der an der Austrittsöffnung 27 herrschende Druck, wie er an die Bremsbetätigungseinrichtungen angelegt wird, den Steuerkolben 3, wodurch sich auch das Ventilglied 5 von dem Rohrteil 7 abhebt, so daß der Druck, der an der Austrittsöffnung 27 herrscht, über das Rohrteil 7 zur Atmosphäre hin abgebaut wird, bis ein neuer Gleichgewichtszustand erreicht ist oder bis die Bremsen vollständig gelöst sind. Bei der vorstehenden Beschreibung der Arbeitsweise wurde für den Zweck anfänglichen Verständnisses die Tatsache unberücksichtigt gelassen, daß Druck vom Ansprungventil oberhalb der Membran 4 angelegt wird. Es ist jedoch /u bemerken, daß bei einem Druck Null an der Eintrittsöffnung 13 und damit an der Fintrittsöffnung 17 des Ansprungventils das Ventilglied 24 sich in Anlage an der unteren Stirnseite des Kolbens 19 (wobei ,dann der Entlüfiungsdurchgang 23 geschlossen ist) befindet und unter d<*r Wirkung der Feder 22 von seinem Ventilsitz 25 wegbewegt ist. Wenn nun Druck an die Eintrittsöffnung 13 und damit an die Eintrittsöffnung 17 angelegt wird, erscheint zunächsi ein entsprechender Druck an der Austrittsöffnung, bis bei Erreichen eines bestimmten Drucks an der Eintrittsöffnung 17 und auch an der Eintrittsöifnung 18 der Kolben 19 durch den an seinen Ringflächen 20 und 21 anliegenden Druck nach oben verschoben wird und das Ventilglied 24 in Anlage an seinen Sitz 25 gelangt. Sich weiter erhöhender Bremsdruck, der an die Eintrittsöffnung 17 angelegt wird, kann dalier die Austrittsöffnung 16 nicht mehr

erreichen, sondern er kann lediglich die kleinere ringförmige Fläche 21 erreichen, die mit der Eintrittsöffnung 18 in Verbindung steht, mit dem Ergebnis, daß nach einer kurzen Druckänderung der Kolben 19 weiter verschoben wird, wobei das untere Ende des Auslaßdurchganges 23 von dem Ventilglied 24 abhebt. Der Kolben 19 wirkt hier als Graduiereinrichtung.

Hierdurch wird eine zunehmende Abnahme des an der Austrittsöffnung 16 herrschenden Drucks über den Durchgang 23 ermöglicht. Wird angenommen, daß das Flächenverhältnis der ringförmigen Fläche 21 zu der Fläche 20 unter dem Kolben 19 etwa 1 :7 beträgt, und wird angenommen, daß das Ventilglied 24 bei einem Druck von etwa 1,019 Atmosphären (ein bar) von dem Kolben 19 abhebt und in Anlage an seinen Ventilsitz 25 gelangt, so wird mit zunehmendem Zufuhrdruck an der Eintrittsöffnung 18 über den Druck hinaus, bei welchem das Ventilglied 24 sich in Richtung Anlage an seinen Sitz 25 bewegt, der Druck arr der Austrittsöffnung 16 bei der nachfolgenden Erhöhung von etwa 7,13 Atmosphären (7 bar) des Zufuhrdrucks graduierbar verringert.

Der Ansprungdruck an der Austrittsöffnung 16, der an den Kolben 3 angelegt wird, führt anfänglich zu einem Ansprung entsprechend der Strecke A-D der graphischen Darstellung der Fig.2. Für einen festen Lastwert und daher für eine feste Stellung des Hebels 9 ändert sich der Druck an der Austrittsöffnung 27 mit dem Zufuhrdruck gemäß dem Linienzug ADB. Der Punkt B ist der Punkt, der dem lastproportionierten

Zufuhrdruck ohne Ansprung entspricht, erzielt durch

graduierten Abbau des Ansprungdrucks oberhalb der

Membran 4 über den Arbeitsbereich nach dem Punkt D.

Im Gegensalz dazu zeigt der Linienzug ADE den

Ausgang, der in dem Fall erhalten würde, daß der Ansprungdruck nicht graduiert abgebaut wird, sondern

im Bereich des Arbeitens aufrechterhalten wird.

Gemäß vorstehender Beschreibung erhält das An-

If) Sprungventil, welches wirksam ist, einen anfänglichen Bereich des Druckausgangs unabhängig von dem lastabhängigen Signal, d.h. unabhängig von der von dem Hebel 9 eingenommenen Stellung, zu schaffen, den Eintrittsdruck des Bremskraftregelventils, um zu bewir-

ken, daß die Ansprungdruckkomponente zunehmend verkleinert wird. Es kann jedoch auch ein anderer Druck verwendet werden, um ein ähnliches Ergebnis zu erzielen. Beispielsweise kann der Abgabedruck des Bremskraftregelventils verwendet werden, um diese graduierbare Verringerung der Ansprungkomponente zu erzielen.

Bei einer anderen Abwandlung kann der Auslaßdruck verwendet werden, um indem Ansprungventil diejenige Funktion auszuüben, die bei der oben beschriebenen Ausführung von dem vom Bremsventil kommenden Eintrittsdruck ausgeübt wird. Die Eintritisöffnung ist in diesem Fall nach wie vor mit der Eintrittsöffnung 13 des Reglers verbunden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Lastabhängige Bremskraft-Regelvorrichtung für eine druckluftbetätigbare Fahrzeugbremsanlage mit einem abgestuften Bremsdruck-Regelkolben, dessen kleinere Fläche in einer Steuerkammer mit einem vom Bremsventil ausgesteuerten Lieferdruck und dessen größere Fläche in einer Auslaßkammer mit dem in den zugeordneten Radbremszylindern wirksamen Druck beaufschlagt ist und dessen Abstufung von einer Membran gebildet ist, und mit einer die Verbindungen Steuerkammer-Auslaßkammer bzw. Auslaßkammer-Atmosphäre steuernden Ventileinrichtung, die vom Bremsdruck-Regelkolben betätigbar ist und deren Umschaltpunkte über ein Stellglied lastabhängig beeinflußbar sind, ferner mit einem Bremsdruck-Ansprungventil, das in Abhängigkeit vom Lieferdruck eine Verbindung zwischen der Steuerkammer und der von der Membran auf der der Auslaßkammer gegenüberliegenden Seite begrenzte Kammer steuert und diese Verbindung oberhalb eines vorbestimmten Lieferdruckes sperrt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zunahme des Lieferdrucks über den vorbestimmten Wert hinaus über eine durch den Lieferdruck bzw. einen von diesem abhängigen Druck gesteuerte Druckentlastungsvorrichtung (18—22) die von der Membran auf der der Ausiaßkammer gegenüberliegenden Seite begrenzte Kammer entsprechend der weiteren Lieferdruckzunahme zunehmend zur Atmosphäre hin entlüftbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Ansprungventil baulich vereinigte Druckentlastungsvorrichtung als Doppelventil ausgebildet ist und daß dieses Doppelventil von einem abgestuften Kolben (19) betätigbar ist, dessen kleinere Stirnfläche (20) vom Druck in der von der Membran auf der der Auslaßkammer gegenüberliegenden Seite begrenzte, als Ringkammer ausgebildeten Kammer und dessen von der Abstufung gebildete Ringflächc (21) vom Lieferdruck bzw. einem von diesem abhängigen Druck in Richtung derjenigen Stellung beaufschlagt sind, in der die Ringkammer zur Atmosphäre hin entlüftet ist und in der die Verbindung zwischen der Sleuerkammer und der Ringkammer durch ein in Schließrichtung von einer Feder (26) belastetes Ventilglied (24) abgesperrt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (19) entgegen seiner Druckbeaufschlagung durch die Kraft einer Feder (22) beaufschlagt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfläche (21) am Kolben (19) kleiner ist als seine kleinere Stirnfläche (20).