DE2837019A1 - Steuerventil fuer eine bremsanlage - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE Dipl.-Phys. JÜRGEN WEISSE · Dipl.-Chem. Dr. RUDOLF WOLGAST

BÖKENBUSCH41 · D 5620 VELBERT 11-LANGENBERG Postfach 110386 · Telefon: (02127) 4019 · Telex: 8516895

Patentanmeldung

Automotive Products Limited, Tachbrook Road, Leamington Spa, Warwickshire, England

Steuerventil für eine Bremsanlage

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil zur Steuerung des von einer Pumpe geförderten Druckmittels zwecks Erzeugung des Freigabedrucks für ein durch eine Feder ausgelöstes Bremsbetätigungsglied.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Steuerventil der vorgenannten Art zu schaffen, das auch zur Steuerung der Bremsen eines Anhängers geeignet ist und so ausgebildet sein soll, daß es mittels eines Steuerdrucks steuerbar ist, der von dem Bremskraftaufwand am zugehörigen Antriebsfahrzeug abhängig ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Steuerventil ein unter der Einwirkung des Freigabedrucks gegen eine Feder bewegliches Ventilglied und zusätzliche Hilfsmittel aufweist, mittels derer das Ventilglied in der Weise mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist, daß der Freigabedruck mit zunehmendem Steuerdruck abnimmt und umgekehrt. Ein Steuerventil der vorgenannten Art findet beispielsweise bei Zugmaschinen mit Anhängern Verwendung, wie sie in der Landwirtschaft betrieben werden.

909811/0755

Vorteilhafterweise ist bei dem Steuerventil nach der Erfindung ein Zulastventil vorgesehen, das durch eine Zulastkolbeneinrichtung steuerbar ist, die in der Weise mit dem Freigabedruck und dem Steuerdruck beaufschlagbar ist, daß das Zulastventil bei laufender Pumpe offengehalten ist, wenn die Summe beider Drücke einen vorgegebenen Wert übersteigt. Durch das Zulastventil kann Druckmittel auf druckmittelbetätigte Arbeitswerkzeuge, z.B. Verladeeinrichtungen, gegeben werden.

Die Erfindung ist nachstehend durch Ausführungsbeispiele beschrieben, die anhand der Zeichnungen und Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben werden. Es zeigen

Fig. 1 das Diagramm einer Bremsanlage mit dem

erfindungsgemäßen Steuerventil für eine Zugmaschine mit Anhänger;

Fig. 2 einen diagrammartigen Querschnitt durch ein

erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steuerventils bei einer Bremsanlage nach Fig. in einer ersten Betriebsstellung;

Fig. 3 eine ähnliche Ansicht des Steuerventils nach Fig. 2 in einer zweiten Betriebsstellung;

Fig. 4 eine ähnliche Ansicht des in Fig.'2 dargestellten Steuerventils in einer dritten Betriebsstellung;

Fig. 5 eine ähnliche Ansicht des in Fig» 2 dargestellten Steuerventils in einer vierten Betriebsstellung;

Fig. 6 eine Auftragung des Bremsdrucks bei dem

Steuerventil nach Fig. 2 gegen den Steuerdruck;

909811/0755

Fig. 7 eine Auftragung des Bremsmoments gegen den

Bremsdruck bei dem durch eine Feder ausgelösten Bremsbetatigungsglied in der Bremsanlage nach Fig. 1;

Fig. 8 eine Auftragung des Bremsmomentes gegen den

Steuerdruck in einer Bremsanlage nach Fig. 1;

Fig. 9 einen diagrammartigen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steuerventils für eine Bremsanlage nach Fig. 1 in einer ersten Betriebsstellung;

Fig. 10 eine ähnliche Ansicht des in Fig. 9 dargestellten Steuerventils in einer zweiten Betriebsstellung;

Fig. 11 eine ähnliche Ansicht des in Fig. 9 dargestellten Steuerventils in einer dritten Betriebsstellung; und

Fig. 12 eine ähnliche Darstellung des in Fig. 9

dargestellten Steuerventils in einer vierten Betriebsstellung.

In Fig. 1 ist mit 11 die Bremse an einer Zugmaschine bezeichnet, die mittels eines Pedals 14 oder auch durch einen Handhebel 15 über Zugstangen 12,und 13 betätigt wird. Die Zugstangen 12 und 13 sind in einem auf Zug arbeitenden Hauptzylinder 16 miteinander verbunden, und in der Leitung 17 wird ein Steuerdruck erzeugt. Der Hauptzylinder 16 besitzt ein davon entfernt angeordnetes Vorratsgefäß 18.

90981 1/0755

Ein Anhänger besitzt vier Bremsen 21,22,23,24, die jeweils durch ein durch eine Feder ausgelöstes Bremsbetätigungsglied 25,26,27,28 betätigt werden. Die durch eine Feder ausgelösten Bremsbetätigungsglieder 25,26,27,28 sind über eine selbstdichtende Rohrkupplung 29 mit einem Steuerventil 31 verbunden, das im folgenden im einzelnen beschrieben werden wird. Das Steuerventil 31 steht über die Leitung 17 mit dem Hauptzylinder 16 in Verbindung und ebenfalls mit einer Pumpe 32, mit einem Druckmittelvorratstank 33 und mit einer Zulast 34, z.B. einem Beladungsgerät. Die Pumpe 32 entnimmt dem Druckmitteltank 33 Druckmittel und über die Zulast 34 wird Druckmittel in den Druckmitteltank 33 gefördert.

Das Steuerventil 31 trägt einen Hebel 35, der mittels eines Handhebels 36 oder einer federbelasteten Kurbel 37 verstellbar ist, die neben der Rohrkupplung 39 angeordnet ist, so daß der Hebel 35 betätigt wird, wenn die Rohrkupplung 29 gelöst wird.

Das Hauptbetätigungsglied in dem Steuerventil 31 ist gemäß Fig. 2 ein Ventilglied 41, das einen becherförmigen Schieber darstellt, der in einer Bohrung 42 beweglich ist und einen zylindrischen Ansatz 43 von kleinerem Durchmesser besitzt, der von seinem Bodenteil vorsteht und innerhalb einer Bohrung 44 von kleinerem Durchmesser gleitbeweglich ist. Eine Verstärkung 45 zwischen einer ersten Ausnehmung 46 und einer zweiten Ausnehmung 47 an dem Ventilglied 41 steuert einen Anschluß 48, wobei die Ausnehmung 46 durch die Wandung des Ventilgliedes 41 hindurch mit einer Leitung 49, die an den Druckmitteltank 33 angeschlossen ist, und die Ausnehmung 47 über eine Zweigleitung 50 mit einer an die Pumpe 32 angeschlossenen Leitung 51 in Verbindung steht. Die Leitung 49 verläuft von einer Kammer 52, die einen Teil einer Schraubendruckfeder 53 aufnimmt, die sich in das Ventilglied 41 hineinerstreckt und dieses gegen die Kammer 52 vorspannt.

90981 1/0755

Ober den Anschluß 48 wird der Zufluß und der Abfluß zu bzw. von einer Leitung 54 gesteuert, die mit der Rohrkupplung 29 und dadurch mit den durch Federn ausgelösten Bremsbetätigungsgliedern 25,26,27,28 (Fig. 1) verbunden ist. Eine Zweigleitung 55 steht mit dem Ende der Bohrung 44 in Verbindung, so daß der an die Bremsbetätigungsglieder angelegte Druck auch auf das Außenende des Ansatzes 43 des Ventilgliedes 41 einwirkt und diesen gegen die Feder 53 zu bewegen trachtet.

Die von dem Hauptzylinder 16 ausgehende Leitung 17 für den Steuerdruck ist an eine Leitung 56 angeschlossen, die an ein Ende einer Bohrung 57 und über eine Zweigleitung 58 an eine Bohrung 59 von größerem Durchmesser angeschlossen ist. Ein Stufenkolben 61, der ein Kolbenelement der Hilfsmittel für die Übertragung von Steuerdruck auf das Ventilglied 41 bildet, ist mit einem Endteil in der Bohrung 57 und mit dem entgegengesetzten Endteil in einer Bohrung 62 von kleinerem Durchmesser gleitbeweglich, die in Zweigleitung 55 mündet. Zwischen den Endteilen des Kolbens 61 befindet sich ein Teil mit einem Durchmesser, der größer als der Durchmesser der Bohrung 57 ist und auf dem eine ringförmige, becherförmige Dichtung 63 und ein im Schnitt Z-förmiger Ring 64, der das andere Kolbenelement der vorgenannten Hilfsmittel bildet, gleitbeweglich sind, die ebenfalls in der Bohrung 59 von größerem Durchmesser gleitbeweglich sind. Die Verschiebung der Dichtung 63 und des Ringes 64 innerhalb der Bohrung 59 wird durch eine Stufe 65 zwischen der Bohrung 59 und einer mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Kammer 66 begrenzt. Durch eine vorgespannte Druckfeder 67 wird der Ring 64 in Anlage an der Dichtung 63 gehalten, wobei sich die Feder 67 an einer Unterlegscheibe abstützt, die durch einen Sprengring an dem Kolben 61 gehaltert wird.

- 10 -

90981 1/0755

Ein Zulastventil 71 in Gestalt eines Kegelventils dient zur Steuerung des Druckmittelflusses von der Pumpe 32 zur Zulast 34. Dabei arbeitet der Ventilschieber mit einem Ventilsitz am Eingang des Anschlusses 72 zusammen, der an die Zulast 34 angeschlossen ist. Der Ventilschieber ist mit Stufen versehen, wobei ein Teil von großem Durchmesser in einer Bohrung 73 gleitbeweglich ist, die mit der Leitung 51 verbunden ist, und ein Teil von kleinerem Durchmesser in einer Bohrung 74 gleitbeweglich ist, die sich zwischen der Kammer 52 und einer Kammer 75 erstreckt, die eine Druckfeder 76 aufnimmt, mittels derer der Ventilschieber gegen den Anschluß 72 vorgespannt wird. In dem Teil des Ventilschiebers von großem Durchmesser befindet sich ein Drosselkanal 75, durch den ein gedrosselter Druckmitteldurchtritt von der Leitung 51 in die Kammer 75 und von dieser durch eine Leitung 78, einen Anschluß 79 und die Leitung 49 zu dem Druckmitteltank 33 ermöglicht wird.

Ein Freigabeventil 81 wird mittels einer Druckfeder 82 so vorgespannt, daß es den Anschluß 79 schließt. Es wird durch das Kolbenelement 83 der Zulastkolbeneinrichtung gesteuert, dessen gegenüberliegende Endteile in Bohrungen 84 und 85 von gleichem Durchmesser gleitbeweglich sind. Zwischen den Endteilen besitzt das Kolbenelement 83 ein Teil von größerem Durchmesser, auf dem eine Dichtung 86 und ein Ring 87, der das zweite Kolbenelement der Zulastkolbeneinrichtung bildet, gleitbeweglich sind, und zwar in ähnlicher Weise wie die Dichtung 63 und der Ring 64 „ Eine Verschiebung der Dichtung 86 und des Rings 87 gegen das Freigabeventil 81 wird durch eine Stufe 88 zwischen einer Bohrung 89 von großem Durchmesser, innerhalb derer die Dichtung 86 und der Ring 87 gleitbeweglich sind, und einer zur Atmosphäre offenen Kammer 91 begrenzt. Der Ring 87 wird durch eine Druckfeder 92 in Anlage an die Dichtung 86 vorgespannt, wobei sich die Feder über eine Unterlegscheibe und einen Sprengring an dem Kolbenelement 83 abstützt» Der Hauptzylinder 16 ist über die Leitung 17 und die Leitung 56 an das Ende der Bohrung 89 angeschlossen, das der Bohrung 84 benachbart ist.

909811/0755

Das andere Ende der Bohrung 84 ist mit der Leitung 54 und über die Rohrkupplung 29 mit den Bremsbetätigungsgliedern 25,26,27,28 (Fig. 1) verbunden.

Der Hebel 35 ist mit einer Welle 93 verbunden, auf der zwei Nocken 94 und 95 ausgebildet sind. Der Nocken 94 wirkt über ein Federgehäuse 96 auf den Kolben 61 im Sinne einer Verschiebung in Richtung auf das Ventilglied 41 ein und der Nocken 95 über ein Federgehäuse 97 auf das Kolbenelement 83 im Sinne einer Verschiebung in Richtung auf den Kolben 81.

In der in Fig. 2 dargestellten Betriebsstellung sind die Bremsen an der Zugmaschine gelöst, so daß die Zugstangen 12 und 13 spannungslos sind und in den Leitungen 17 und 56 kein Steuerdruck herrscht. Die Anhängerbremsen sind angelegt, und die Pumpe 3 2 ist gerade angeworfen, so daß in der Leitung 51 ein geringer Druck erzeugt wird. Das Ventilglied 41 wird durch die Schraubenfeder 53 gegen den Kolben 61 vorgespannt, der Ventilschieber des Zulastventils 71 wird durch die Feder 76 vorgespannt und sperrt den Anschluß 72 ab, und das Freigabeventil 81 wird durch die Feder 82 in schließendem Sinne gegen den Anschluß 79 vorgespannt. In der in Fig. 2 bezeichneten Betriebsstellung gestattet das Ventilglied 41, daß der von der Pumpe 32 erzeugte Druck über den Anschluß 48 auch in der Leitung 54 wirksam wird, die an die Bremsbetätigungsglieder 25,25,27,28 des Anhängers angeschlossen ist, durch welchen die Anhängerbremsen gelöst werden, jedoch reicht der in der Leitung 54 erzeugte Druck nicht aus, um das Ventilglied 41 gegen die Feder 53 oder das Kolbenelement 83 und das Freigabeventil 81 gegen die Feder 82 zu verschieben.

In dem Maße, in dem der Druck in der Leitung 51 ansteigt, vergrößert sich auch der Druck in der Leitung 78, da wegen der Sperrung des Anschlusses 79 kein Durchfluß durch den Drosselkanal 77 erfolgt. Jedoch nimmt auch der Druck in der Leitung in gleichem Maß zu, so daß das Kolbenolement 83 im Druckgleichgewicht gehalten wird und auch im Kräftegleichgewicht, da die

90981 1/0755

- 12 -

Bohrungen 84 und 85 gleiche Durchmesser haben. Dieses Druckgleichgewicht besteht solange, bis der Druck in der Zweigleitung 55, der auf den Ansatz 43 des Ventilgliedes 41 einwirkt, das Ventilglied 41 gegen die Kraft der Feder 53 unter Schließen des Anschlusses 48 verschiebt. Die Anhängerbremsen sind dann gelöst. Der von der Pumpe 32 erzeugte Druck in den Leitungen 50,51 und 7 8 steigt dann rasch an bis das Freigabeventil 81 von dem Anschluß 79 abgehoben wird, indem der Druck in der Leitung 78, der auf das dem Anschluß 79 zugekehrte Ende des Freigabeventils 81 einwirkt, das Ventil 81 gegen die Feder 82 verschiebt. Dadurch fällt der Druck in der Leitung 78 in dem Maße ab, in dem Druckmittel durch den Drosselkanal 77 zu fließen beginnt, so daß das Kolbenelement 83 nicht gegen den Anschluß 7 9 vorgespannt ist, wodurch sichergestellt ist, daß das Freigabeventil 81 sich weiterhin gegen die Feder 82 verschiebt, bis die Druckdifferenz an dem Kolbenelement 83 durch die Feder 82 ausgeglichen wird.

Der Druckabfall am Drosselkanal· 77, der durch die Öffnung des Anschlusses 79 entsteht, bewirkt, daß der Ventilschieber des Zulastventils 71 gegen die Feder 7 6 verschoben wird und den Durchtritt von Druckmittel durch den Anschluß 72 zu der Zulast 34 erlaubt. Wird an der Zuiast 34 mehr Druck ve^angt, so steigt der Druck am Anschluß 72 bis auf den Druck der Pumpe 3 2 an, so daß das Zulastventil 71 von dem Anschluß 72 abgehoben bleibt, wozu der Druck in der Leitung 51 beiträgt, der auf die Kolbenfläche des Zulastventils 71 einwirkt, die durch den Querschnitt der Bohrung 74 bestimmt wird. Wird jedoch an der Zulast 3 4 kein weiterer Druck verlangt, sondern im Gegenteil über den Anschluß 72 Druckmittel zum Druckmitteltank 33 abgelassen, ohne daß ein wesentlicher Druckabfall entsteht, so führt der entsprechende Abfall in dem von der Pumpe 32 erzeugten Druck in der Leitung 51 dazu, daß der Ventilschieber des Zulastventils 71 in die geschlossene Stellung zurückkehrt, bis der Druckabfall aus der Leitung 51 in den Anschluß 72 dem Druckabfall über den Drosselkanal 77 entspricht.

90981 1/0755

- 13 -

In der in Fig. 3 gezeigten Betriebsstellung ist die Bremse 11 der Zugmaschine gelöst, so daß in der Leitung 56 kein Druck herrscht. Es besteht jedoch Druck in der Leitung 54, durch den die Federn der Bremsbetätigungsglieder 25,26,27,28 zusammengedrückt werden, so daß die Bremsen 21,22,23,24 des Anhängers gelöst sind. Das Ventilglied 41 befindet sich in einer Abdeckstellung, in der der Anschluß 48 durch die Verstärkung abgesperrt wird und die Kraft der Feder 53 durch den Druck in der Zweigleitung 55 ausgeglichen wird, der auf das Ende der Verlängerung 43 des Ventilgliedes 41 einwirkt. Der Hebel 35 ist in "Aus"-Stellung, in der der Nocken 94 nicht auf den Kolben einwirkt und dieser durch den Anhängerbremsdruck in der Zweigleitung 55, die auf das dünnere Ende des Kolbens 61 in der Bohrung 62 einwirkt, gegen das Federgehäuse 96 vorgespannt ist.

In dieser Betriebsstellung ist der Ventilschieber des Zulastventils 71 gegen die Feder 76 offengehalten, und zwar durch den Druckabfall an dem Drosselkanal 77, so daß durch den Anschluß 72 Druckmittel zur Zulast 34 hindurchtreten kann. Die Leitung 78 befindet sich unter dem gleichen Druck wie der Druckmitteltank 33, denn der Bremsdruck beim Anhänger auf das Ende des Kolbenelementes 83 reicht aus, um das Freigabeventil 81 gegen die Feder 82 vorzuspannen, so daß der Anschluß 79 offen ist.

In der in Fig. 4 dargestellten Betriebsstellung hat die Bremsanlage den in Fig. 3 dargestellten stationären Zustand erreicht, so daß der in der Leitung 54 herrschende Druck die Bremsbetätigungsglieder 25,26,27,28 gelöst hält und die Pumpe 32 weiterhin läuft. Jedoch sind die Bremsen der Zugmaschine mittels des Pedals 14 oder des Handhebels 15 (Fig. 1) angelegt worden, so daß in den Leitungen 17 und 56 Steuerdruck herrscht. Dieser Steuerdruck wirkt auf den Kolben 61 ein und verschiebt diesen in Richtung auf das Ventilglied 41 und anschließend beide gegen die Feder 53. In Fig. 4 befindet sich der Kolben an der Grenze seiner Verschiebung in Richtung auf das Ventilglied 41, so weit sie durch den Ring 64 zugelassen wird, und

909811/0755

- 14 -

dadurch nimmt das Ventilglied 41 eine Stellung ein, in der der Anschluß 48 geöffnet wird und Durchtritt von Druckmittel über die Leitung 54, die Ausnehmung 46, die Kammer 52 und die Leitung 49 zum Druckmitteltank 33 erlaubt. Dadurch verringert sich der Druck an den Bremsbetätigungsgliedern 25,26,27,28, und die Anhängerbremsen 21,22,23,24 werden angelegt.

Zum Ausgleich für den Druckverlust in der Leitung 54 wirkt der Steuerdruck auch auf das Kolbenelement 83. ein, um so sicherzustellen, daß der Anschluß 79 geöffnet bleibt. Das Kolbenelement 83 wirkt somit unter dem Einfluß des an die Bremsbetätigungsglieder angelegten Druckmitteldrucks und des Steuerdrucks in der Weise, daß das Zulastventil 71 offengehalten wird, wenn die Summe dieser beiden Drücke oberhalb eines bestimmten Wertes liegt und die Pumpe 32 läuft.

In der in Fig. 5 gezeigten Betriebsstellung besteht der Steuerdruck weiterhin, aber der Druck in der Leitung 54 ist so weit abgefallen, daß sich die Kraft vermindert, die durch den Druck in der Zweigleitung 55 auf das Ende der Verlängerung 43 des Ventilgliedes 41 einwirkt. Dementsprechend ist das Ventilglied 41 in die Abdeckstellung zurückgekehrt, in der der Anschluß 48 durch die Verstärkung 45 abgesperrt wird, wobei gleichzeitig auch der Kolben 61 mitbewegt wird. Der Steuerdruck ist jedoch so hoch, daß der Ring 64 in Anlage an der Stufe 65 verbleibt, so daß der Wirkungsquerschnitt des Kolbens 61 durch den Innendurchmesser der Dichtung 63 bestimmt wird, obwohl auch noch eine der Feder 53 entgegenwirkende Kraft durch die Feder 67 vorhanden ist.

Die Feder 67 bewirkt, daß der Kolben 61 wie ein Kolben mit zwei Kolbenflächen wirkt. Bei niedrigen Steuerdrücken bleibt der Ring 64 in Anlage an der Stufe in dem Kolben 61, und zwar als Folge der Vorspannung unter der Feder 67, so daß der Wirkungsquerschnitt des Kolbens 61 durch den Außendurchmesser der Dichtung 63 bestimmt wird. Wenn jedoch der Steuerdruck einmal ausgereicht hat, um den Ring 64 in Anlage an die Stufe 65 zu

90981 1/0755

- 15 -

bringen, so wird der Wirkungsquerschnitt des Kolbens 61 nur noch durch den Innendurchmesser der Dichtung 63 bestimmt.

Die Dichtung 86, der Ring 87 und die mit dem Kolbenelement 83 verbundene Feder 92 erzeugen eine ähnliche Wirkung bei dem Kolbenelement 83, so daß die Abhängigkeit des Anhängerbremsdrucks in der Leitung 54 von dem Steuerdruck in der Leitung 56, wie sie sich aus den unterschiedlichen Wirkungsquerschnitten des Kolbens 61 ergibt, bei der Betätigung des Freigabeventils 81 durch die unterschiedlichen Wirkungsquerschnitte des Kolbens 83 kompensiert wird.

Fig. 6 zeigt die Charakteristik des Steuerventils 31, wobei der Bremsdruck (P,) in der Leitung 54 gegen den Steuerdruck (P ) in der Leitung 56 aufgetragen ist. Die gerade Linie von A nach C entspricht der Wirkung des großen Wirkungsquerschnitts am Kolben 61 vor Anlage des Rings 64 an der Stufe 65. Der Abschnitt C-D entspricht der Wirkung des kleineren Wirkungsquerschnitts des Kolbens 61, wenn der Ring 64 der Stufe 65 anliegt. Der Punkt B fällt mit dem Punkt B auf der in Fig. 7 dargestellten Kurve des Bremsmomentes (T, ) gegen den Bremsdruck (Pi ) zusammen, bei dem die Bremsbetätigungsglieder 25,26,27,28 das maximale Bremsmoment der Bremsen 21,22,23,24 zu vermindern beginnen. Fig. 8 zeigt die Gesamtcharakteristik der Bremsanlage, wobei das Bremsmoment (T,) gegen den Steuerdruck (P ) aufgetragen ist.

In Notfällen und zum Parken können die Anhängerbremsen mittels des Hebels 36 (Fig. 2) angelegt werden, der auf den Hebel 35 einwirkt und die Welle 93 mit den Nocken 94 und 95 verdreht. Diese wirken über die Federgehäuse 96 und 97 in ähnlicher Weise auf die Kolben 61 und 63 ein wie der Steuerdruck in der Leitung 56. Der Hebel 35 wird auch durch die Kurbel 37 betätigt, wenn die Rohrkupplung 29 gelöst wird, so daß das Freigabeventil 81 vom Anschluß 79 abhebt und dadurch sicherstellt, daß der Ventilschieber des Zulastventils 71 geöffnet bleibt und damit der von der Pumpe 32 erzeugte Druck auf einem Minimum gehalten wird.

909811/0755

- 16 -

In einer abgeänderten Ausführung des in Fig. 2 bis 5 dargestellten Steuerventils 31 ist in die Zweigleitung 50 ein Rückschlagventil eingebaut, um den Rückfluß von der Ausnehmung 46 des Ventilschiebers 41 zu der Leitung 51 zu verhindern. Das unterstützt die Aufrechterhaltung von Druck in der Leitung 54, um die Anhängerbremsen gelöst zu halten, wenn sich der Ventilschieber des Zulastventils 71 und das Freigabeventil 81 entsprechend den Änderungen der Anforderungen durch die Zulast 34 verstellen.

Fig. 9 zeigt in einer zweiten Ausführung das Steuerventil 101, das anstelle des vorstehend beschriebenen Steuerventils 31 vewendet werden kann. Das Steuerventil 101 besteht aus einem Gehäuse mit einer Reihe koaxialer Bohrungen 102,103,104, 105,106,107,108,109,111,112 und 113.

In den Bohrungen 102 und 103 ist ein Kegelventilkörper 114 gleitbeweglich gegenüber einem Ventilsitz in einer Stufe 115, die an der Verbindungsstelle zwischen den Bohrungen 103 und 104 ausgebildet ist. Der Kegelventilkörper 114 wird durch eine Druckfeder 116 gegen die Stufe 115 vorgespannt. Der Kegelventilkörper 114 steuert den Durchfluß durch eine Leitung 117, die über ein Rückschlagventil 118 und eine Leitung 119 an die Pumpe 32 angeschlossen ist, zu den durch eine Feder ausgelösten Bremsbetätigungsglxedern 25, 26,27,28 über die Bohrungen 104,105, die Leitung 121 und die Rohrkupplung 29. Die Leitung 121 ist mit dem Teil der Bohrung 102 verbunden, der die ' Feder 116 aufnimmt, und zwar über eine Zweigleitung 120, und durch eine weitere Zweigleitung 130 auch mit dem Ende der Bohrung 113, das der Bohrung 112 abgewandt ist.

Der Durchfluß von den Anhängerbremsen über die Leitung 121 wird durch ein weiteres Kegelventil 122 gesteuert, das in dem Endteil der Bohrung 106 gleitbeweglich ist, das der Bohrung 105 benachbart ist. Das Kegelventil 122 wird durch eine Druckfeder 123 gegen einen Ventilsitz vorgespannt, der an dem benachbarten Ende der Innenbohrung 124 einer das Ventilglied bildenden Hülse

909811/0755

- 17 -

ausgebildet ist, die innerhalb des Hauptteils der Bohrung 106 gleitbeweglich ist. Auskehlungen 126 in der Außenfläche des Kegelventils 122 erlauben den Durchtritt von Druckmittel am Kegelventil"-122 vorbei in die Bohrung 124, wenn die Hülse 125 von dem Kegelventil 122 wegbewegt ist, wobei die Verschiebung des Kegelventils 122 in Richtung auf die Hülse 125 durch einen Flansch 127 begrenzt wird. Der weitere Durchfluß erfolgt aus der Bohrung 124 durch axiale und diametrale Bohrungen in einen weiteren Kolben 128 in eine von der Bohrung 109 gebildete Kammer und durch eine Leitung 129 in den Druckmitteltank 33.

Die Verschiebung der Hülse 125 und des Kolbens 128 wird durch den von dem Hauptzylinder 16 ausgehenden Steuerdruck gesteuert, der an einem Anschluß 131 gegen die Kraft einer in die Bohrung 112 eingebrachten Druckfeder 132 wirksam wird. Eine becherförmige Ringdichtung 133, die sich an einem Ring 134 abstützt, ist innerhalb der Bohrung 107 gleitbeweglich, und bildet mit dem Ring 134 die koaxiale Kolbenanordnung als Hilfsmittel zur Übertragung von Steuerdruck auf das Ventilglied. In der Bohrung 107 ist ein Anschlagring 135 für den Ring 134 durch einen Sprengring 136 gehaltert, wobei der Ring 134 auf der Hülse 125 gegen eine vorgespannte Druckfeder 137 in ähnlicher Weise gleitbeweglich ist wie der Ring 64 auf dem Kolben 61 in dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel. Die Feder 137 stützt sich an einer von einem Sprengring 139 gehalterten Unterlegscheibe 138 ab.

Die Hülse 125 ist ebenfalls mittels eines stiftartigen Exzenters 141 an einem Ende einer Welle 142 gegen die Feder 132 beweglich. Die Welle 132 trägt einen dem Hebel 35 äquivalenten Hebel 143, und der Stift 141 kommt bei Verdrehung der Welle 142 in Berührung mit einem Flansch 144.

Die Pumpe 32 ist mit einer Zulast 34 durch eine Leitung 145 und einen Anschluß 146 verbunden, der von einem Zulastventil 147 gesteuert wird, das in einer großen Bohrung 148 und in einer kleinen Bohrung 149 verschiebbar ist. Durch eine Druckfeder 151

909811/075 5

- 18 -

wird das Zulastventil 147 in schließende Anlage an den Anschluß

146 vorgespannt; der Teil der Bohrung 148, der die Feder 151 aufnimmt, ist über einen Anschluß 150 und eine (nicht gezeigte) Leitung mit der Leitung 129 und darüber mit dem Druckmitteltank 3 3 verbunden.

Neben der Stufe zwischen der Bohrung 148 und der Bohrung 149 befindet sich eine Ringkammer 153, die über ein federbelastetes Ventil 152 an die Leitung 129 und somit an den Druckmitteltank 33, sowie über eine diametrale Bohrung 154 und eine axiale Bohrung 155 in dem Zulastventil 147 und über eine radiale Drosselbohrung 156 an die Leitung 145 und damit an die Pumpe 32 angeschlossen ist. Das Ventil 152 kann mittels eines Flansches 157 an dem Ventil 128 von seinem Sitz abgehoben werden.

Das dem Anschluß 146 gegenüberliegende Ende des Zulastventils

147 ist zur Aufnahme eines Kolbens 158 mit einer Gegenbohrung versehen, dessen eine Stirnfläche über den Anschluß 150 mit dem Druck im Druckmitteltank 33 und dessen andere Stirnfläche über die Axialbohrung 155 mit dem Druck der Pumpe 32 beaufschlagt ist.

Die in Fig. 9 gezeigte Betriebsstellung entspricht der Darstellung in Fig. 2, d.h. in dieser Stellung sind die Bremsen der Zugmaschine gelöst und es herrscht kein Druck am Anschluß 131, während die Anhängerbremsen angelegt sind und in den Leitungen 145 und 119 nur ein geringer Druck herrscht, da die Pumpe 32 gerade angelaufen ist. Der Kolben 128 und die Hülse 125 sind durch die Feder 132 in Stellungen vorgespannt, in denen der Kegelventilkörper 114 durch das Kegelventil 122, das selbst in schließender Anlage am Ende der Bohrung 124 verbleibt, von seinem Sitz abgehoben wird. Weiter wird auch das Ventil 152 durch den Flansch 157 von seinem Sitz abgehoben. Die Pumpe 32 fördert daher durch das Rückschlagventil 118 über die Leitung 121 Druckmittel zu den Bremsbetätigungsgliedern, während der Anschluß 146 durch das Zulastventil 147 abgesperrt wird, das nicht durch den Druck von der Pumpe 32 gegen die Feder 151 verschoben werden kann, da die Ringkammer 153 über

90981 1/0755

- 19 -

das Ventil 152 und die Leitung 129 mit dem Druckmitteltank verbunden ist.

Mit zunehmendem Druck von der Pumpe 32 verschieben sich die Hülse 125 und der Kolben 128 gegen die Kraft der Feder 132 dadurch, daß die Querschnittsfläche der Bohrung 106 größer ist als die der Bohrung 113. Wenn der von der P.umpe 32 erzeugte Druck auf einen Wert angestiegen ist, der größer ist als der zum Lösen der Anhängerbremsen erforderliche Druck, gestattet der Flansch 157, daß das Ventil 152 schließt und der Druck in der Ringkammer 153 auf den von der Pumpe 32 erzeugten Druck ansteigt. Das Zulastventil 147 wird dann gegen die Kraft der Feder 151 verschoben und erlaubt Durchtritt von Druckmittel durch den Anschluß 146 zu der Zulast 34, wobei die Größe der Verschiebung von dem an der Zulast 34 erforderlichen Druck bestimmt wird.

Wird an der Zulast 34 Druck gefordert, so verstellt sich das Zulastventil 147 gegen die Feder 151 so weit, wie der Kolben 158 eine Maximalöffnung des Anschlusses 146 zuläßt. Bei hinreichend hohen Druckanforderungen steigt der Anhängerbremsdruck in der Leitung 121 weiter an bis, die Hülse 125 und der Kolben 128 sich soweit gegen die Feder 132 verstellt haben, daß der Kegelventilkörper 114 zur Anlage an seinem Ventilsitz kommen kann. Ist die Druckanforderung an der Zulast 34 geringer als der Druck, bei dem das Ventil 152 schließt, um eine Öffnung des Zulastventils 147 zu ermöglichen, oder ist die Druckanforderung geringer als der Druck, der zur Anlage des Kegelventilkörpers 114 erforderlich ist, wird der Lösungsdruck für die Anhängerbremsen durch das Rückschlagventil 118 unabhängig von dem jeweiligen Druck der Pumpe 32 auf einem Wert gehalten, bei dem die Anfangerbremsen gelöst bleiben.

Die in Fig. 10 gezeigte Betriebsstellung entspricht der in Fig. 3, d.h. daß die Pumpe 32 Druck erzeugt, .aber am Anschluß 131 kein Steuerdruck herrscht, weil die Bremsen der Zugmaschine gelöst sind. Auch die Anhängerbremsen 21,22,23,24 sind gelöst,

90981 1/0755

- 20 -

und die Betätigungsglieder 25,26,27,28 werden durch den Druck in der Leitung 121 in Ablage gehalten.

Die Belastung an der Hülse 125 und dem Kolben 128 ist ausgeglichen, indem der am Anhänger wirksame Bremsdruck auf die Flächendifferenz der Querschnittsflächen der Bohrungen 106 und 113 einwirkt und an der Hülse 125 und dem Kolben 128 eine resultierende Kraft erzeugt, der die Feder 132 entgegenwirkt. Die Feder 123 stützt sich an dem Flansch 127 ab, der der Stufe zwischen den Bohrungen 105 und 106 anliegt, und die Feder 116 spannt den Kegelventilkörper 114 in schließende Anlage gegen die Stufe 115 vor. Der Druckmitteldruck an dem Kegelventilkörper 114 ist ausgeglichen, da die Bohrungen 102 und 104 gleiche Durchmesser besitzen.

Der Hebel 143 befindet sich in "Aus"-Stellung, in der der Exzenter 141 nicht mit dem Flansch 144 in Eingriff kommt, und der Flansch 157 liegt an dem Ventil 152 an, so daß durch die Drosselbohrung 156 kein Durchfluß erfolgt und die Ringkammer 153 unter dem von der Pumpe 32 erzeugten Druck steht. Das Zulastventil 147 befindet sich in Ablage von dem Anschluß 146 gegen die Feder 151 unter einem von der Pumpe 32 erzeugten Druck, der auf eine Kolbenfläche des Zulastventils 147 einwirkt, die der Querschnittsfläche der Bohrung 148 abzüglich der Querschnittsfläche des Kolbens 158 entspricht.

Die in Fig. 11 gezeigte Betriebsstellung entspricht der Darstellung in Fig. 4, d.h. die Bremsanlage hat den in Fig. dargestellten stationären Zustand erreicht, in dem die Anhängerbremsen durch den Druck in der Leitung 121 gelöst gehalten werden und die Pumpe 32'läuft. Die Bremsen der Zugmaschine sind angelegt, so daß nunmehr an dem Anschluß 131 Steuerdruck besteht. Die Hülse 125, die Dichtung 133 und der Ring 134 arbeiten in ähnlicher Weise wie der Kolben 61, die Dichtung 63 und der Ring 64 unter Ausbildung eines zweifachen Wirkungsguerschnitte. Zunächst wirkt nämlich der Steuerdruck auf einen Wirkungsquerschnitt, der der Querschnittsfläche der

90981 1 /0755

- 21 -

Bohrung 107 abzüglich der Querschnittsfläche der Bohrung 106 entspricht, wobei der Druck auf die Dichtung 133 über den Ring

134 und die vorgespannte Feder 137 auf die Hülse 125 einwirkt. Hat jedoch der Steuerdruck einmal ausgereicht, um die Feder zu überwinden und den Ring 134 in Anlage an den Anschlagring

135 zu bringen, so wirkt der Steuerdruck auf einen geringeren Wirkungsquerschnitt entsprechend der durch den Innendurchmesser der Dichtung 133 bestimmten Querschnittsfläche abzüglich der Querschnittsfläche der Bohrung 106.

Die Wirkung des Steuerdruckes auf die Hülse 125 besteht darin, daß diese und der Kolben 128 weiter gegen die Feder 132 verschoben werden, so daß das Kegelventil 122 in der Stellung verbleibt, in der der Flansch 127 der Stufe zwischen den Bohrungen 105 und 106 anliegt, wodurch der Durchtritt von Druckmittel aus den Bremsbetätigungsgliedern des Anhängers über die Leitung 121, die Auskehlungen 126, die Bohrung 124 und die Leitung 129 zum Druckmitteltank 33 ermöglicht wird.

Mit abfallendem Druck in den Anhängerbremsen ändert sich auch das Kräftegleichgewxcht an der Hülse 125 und dem Kolben 128, und zwar in der Weise, daß sich beide unter der Kraft der Feder 132 zurückbewegen und dadurch erneut in Anlage an das Kegelventil 122 kommen, wie in Fig. 12 dargestellt ist.

Eine Abnahme des Steuerdrucks bewirkt, daß die Hülse 125 und der Kolben 128 unter dem Einfluß der Feder 132 weiter in die in Fig. 9 dargestellte Stellung bewegt werden, so daß das Kegelventil 122 in Anlage an seinem Sitz am Ende der Bohrung 124 verbliebt, aber der Kegelventilkörper 114 abgehoben wird. Ebenso bewirkt eine solche Verschiebung, daß der Flansch 157 das Ventil 152 von seinem Sitz abhebt, um vorübergehend das Zulastventil 147 zu schließen und mittels der Pumpe 32 einen Druck in der Leitung 121 zu erzeugen, durch den die Anhängerbremsen gelöst werden» Es wird daher das Zulastventil 147 durch eine Einrichtung gesteuert, die mit dem an den Bremsbetätigungsgliedern anliegenden Druck und dem Steuerdruck beaufschlagt ist und. die in der Weise arbeitet, daß das

90981 1/0755

- 22 -

Zulastventil 147 offen gehalten wird, wenn die Summe der vorgenannten Brücke einen bestimmten Wert übersteigt und die Pumpe 32 läuft.

Der Hebel 143 entspricht dem Hebel 35. Wird er mittels des Handhebels 36 oder der Kurbel 37 verstellt, so bewirkt der Exzenter 141, daß die Hülse 125 und der Kolben 128 gegen die Feder 132 verstellt werden und die Anhängerbremsen freigeben, wie oben im Zusammenhang mit Fig. 11 beschrieben wurde.

90981 1 /0755

2h

Leerseite

Claims (12)

1. Patentansprüche

   ( 1 ...j Steuerventil zur Steuerung des von einer Pumpe geförderten "^ Druckmittels zwecks Erzeugung des Freigabedrucks für ein durch eine Feder ausgelöstes Bremsbetätigungsglied, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (31,101) ein unter der Einwirkung des Freigabedrucks gegen eine Feder (53,132) bewegliches Ventilglied (41,125) und zusätzliche Hilfsmittel aufweist, mittels derer das Ventilglied (41,125) in der Weise mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist, daß der Freigabedruck mit zunehmendem Steuerdruck abnimmt und umgekehrt.
2. 2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsmittel einen Kolben (61) mit zwei konzentrischen Kolbenelementen (61,64) aufweisen, die getrennte Wirkungsquerschnitte besitzen, durch die das Ventilglied (41) mit dem Steuerdruck beaufschlagbar ist, daß ein

   .. Kolbenelement (64) über Federmittel (67) mit dem anderen Kolbenelement (61) und dieses über einen Stößel (62) mit dem Ventilglied (41) in Wirkverbindung ist, so daß oberhalb eines bestimmten Steuerdrucks die Federmittel (67) nachgeben und das eine Kolbenelement (64) gegenüber dem anderen Kolbenelement (61) in axialer Richtung gegen einen festen Anschlag (65) bewegbar ist und der Steuerdruck danach nur über das andere Kolbenelement (61) wirksam ist.
3. 3. Steuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Hilfsmittel auch mit dem Freigabedruck beaufschlagbar sind.

   9098 11/0 75 5
4. 4. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (31,101) einen mechanisch gegen das Ventilglied (41,125) betätigbaren Stößel aufweist, so daß bei Betätigung des Stößels Ablaß des Freigabedrucks sichergestellt ist.
5. 5. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied als eine Hülse (125) ausgebildet ist, . deren eines offenes Ende an einen Ablaß angeschlossen ist und deren anderes offenes Ende durch ein federbelastetes Kegelventil (122) verschlossen ist, mittels dessen der Freigabedruck in dem durch eine Feder ausgelösten Bremsbetätigungsglied (25,26,27, 28) aufrechterhaltbar ist, daß die Hülse (125) mit einer mit dem Steuerdruck beaufschlagbaren Außenschulter (144) versehen ist, so daß die Hülse (125) unter der Einwirkung des Steuerdrucks axial gegen eine Feder (132) beweglich ist und das Kegelventil (122) oberhalb eines bestimmten Steuerdrucks an einem festen Anschlag (127) anliegt und die Hülse (125) sich von dem Kegelventil (122) wegbewegt.
6. 6. Steuerventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsmittel eine mit dem Steuerdruck beaufschlagbare und mit der Hülse (125) koaxiale Kolbenanordnung (133,134) aufweisen, die über Federmittel (137) mit der Hülse (125) in Wirkverbindung ist, wobei die Federmittel (137) oberhalb eines bestimmten Steuerdrucks nachgeben und die Kolbenanordnung (133,134) gegenüber der Hülse (125) axial bis zu einem festen Anschlag (135) bewegbar ist.
7. 7. Steuerventil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein mechanisch gegen die Außenschulter (144) der Hülse (125) betätigbarer Exzenter (141) vorgesehen ist, mittels dessen die Hülse (125) von dem Kegelventil (122) wegbewegbar ist„

   90981 1/0755
8. 8. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zulastventil (71,147) vorgesehen ist, das durch eine Zulastkolbeneinrichtung steuerbar ist, die in der Weise mit dem Freigabedruck und dem Steuerdruck beaufschlagbar ist, daß das Zulastventil (71,147) bei laufender Pumpe (32) offen gehalten ist, wenn die Summe beider Drücke einen vorgegebenen Wert übersteigt.
9. 9. Steuerventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

   das Zulastventil (71) ein Kegelventil mit zwei gegenüberliegenden, durch einen Drosselkanal (77) verbundenen Kolbenflächen ist, dessen Verschiebung durch den Druckabfall am Drosselkanal (77) bestimmt ist, der von der Zulastkolbeneinrichtung erzeugt ist.
10. 10. Steuerventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulastkolbeneinrichtung einen Kolben mit zwei konzentrischen Kolbenelementen (83,87) aufweist, die getrennte Wirkungsquerschnitte für den Steuerdruck aufweisen und daß ein Kolbenelement (87) über Pedermittel (91) mit dem anderen Kolbenelement (83) in Wirkverbindung ist, so daß oberhalb eines bestimmten Steuerdrucks die Federmittel (91) nachgeben und das eine Kolbenelement (87) gegenüber dem anderen Kolbenelement (83) in axialer Richtung gegen einen festen Anschlag (88) bewegbar ist und der Steuerdruck danach nur über das andere Kolbenelement

    (83) wirksam ist.
11. 11. Steuerventil nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher, mechanisch gegen die Zulastkolbeneinrichtung bewegbarer Stößel vorgesehen ist, mittels dessen das Zulastventil (71) sicher in offener Stellung gehalten ist.

    909811/0755 " ⁴
12. 12. Steuerventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein hydraulisches Rückschlagventil stromauf von dem Ventilglied (41,125) angeordnet ist.

    90981 1/075S