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Luftsicherungsventil für Druckluftbremsanlagen von Kraftfahrzeugen
Die Erfindung betrifft ein Luftsicherungsventil fÜr Zweikreis-Druckluftbremsanlagen
von Kraftfahrzeugen mit einem durch Federkraft in einer Mittelstellung gehaltenen
Schaltkolben, dessen beiden mit je einem der Druckluftverbraucher in leitender
Verbindung stehenden Beaufschlagungsräumen in Strömungsrichtung von der Druckluftquelle
je ein Rückschlagventil und ein durch den Schaltkolben betätigbares, von
einer Düse überbrücktes Absperrglied vorgeschaltet sind.
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Ein bekanntes Luftsicherungsventil weist einen Schaltkolben auf, der
durch an den Enden einer Kolbenstange angreifende Federkräfte stabil in seiner Mittelstellung
gehalten wird, und ist mit einem durch die Kolbenstange verschiebbaren Flachschieber
als Absperrglied ausgerüstet. Die beiden Rückschlagventile sind entweder als gesonderte
Bauelemente im mit dem Luftsicherungsventil verbundenen Rohmetz enthalten oder innerhalb
des Gehäuses des Luftsicherungsventils als gesonderte, zum Schaltkolben ungleichachsige
Bauelemente untergebracht. Diese Konstruktionsmerkmale bedingen eine so aufwendige
Bearbeitung, eine Vielteiligkeit und eine große, schwere Ausführung des Luftsicherungsventils
bzw. seiner Einzelteile, daß seine Gestehungskosten unverhältnismäßig hoch liegen.
Außerdem bedarf es eines besonderen von Hand zu betätigenden Umschalthahnes, um
einen Behälter, dessen Druck wesentlich unter dem des anderen Behälters liegt, auffüllen
zu können.
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Ein anderes bekanntes Luftsicherungsventil besitzt einen durch Federkraft
in einer Mittelstellung gehaltenen Schaltkolben, der gleichachsig angeordnete Absperrglieder
betätigt. Die beiden Manschetten des Schaltkolbens wirken dabei als Rückschlagventile.
Diese Doppelfunktion der Kolbenmanschetten führt jedoch insbesondere bei kleinen
Druckunterschieden zu einem ungünstigen Strömungsverhalten, indem sich dann der
übergang der Druckluft am Umfang der Manschette nur schleichend vollzieht. Außerdem
erfordert dieses bekannte Luftsicherungsventil ein verhältnismäßig kompliziertes
System weiterer, mit den vorstehend genannten Gliedern, nicht gleichachsig angeordneter
Ventile, um bei ungleichen Druckhöhen in den beiden zu füllenden Behältem auch in
denjenigen mit dem niederen Druck einspeisen zu können. Dabei muß der Nachteil in
Kauf genommen werden, daß bei einer solchen z. B. durch Undichtheit in einem Behälter
hervorgerufenen Ungleichheit der Drücke auch der dichte Behälter nur bis zu einem
unterhalb seinem Volldruck liegenden Schaltdruck gefüllt werden kann. Die Aufgabe
der Erfindung besteht demgegenüber in der Schaffung eines Luftsicherungsventils
der eingangs angeführten Art, das die geschilderten Nachteile, der bekannten Bauarten
nicht aufweist und eine kleine, leichte und billige Bauweise ergibt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schaltkolben,
die Rückschlagventile mit im Schaltkolben vorgesehenen Ventilsitzen und federbelasteten
Schließkörpern, die in bekannter Weise als Ventile ausgebildeten Absperrglieder
sowie die Düsen gleichachsig angeordnet sind und daß der Ventilsitz jedes Absperrventils
und der das zugehörige Schließglied tragendeSchaltkolben im geschlossenenZustand
des Absperrventils eine Kammer bilden, die über das Rückschlagventil von der Druckluftquelle
gespeist wird und über die Düse an den dem betreffenden Kreis zugeordneten Behälter
angeschlossen ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
im Schnitt dargestellt.
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An eine Druckluftquelle, die aus einem Kompressor 1 und einem
Druckregler 3 besteht, ist über eine Rohrleitung 5 der Eingangsstutzen
7 des Luftsicherungsventiles 9 angeschlossen. Das symmetrisch aufgebaute
Luftsicherungsventil 9 weist ein zylindrisches Ventilgehäuse 11 auf,
das beiderseits durch abgedichtet eingeschraubte, die zentrisch angeordneten Ausgangs-Rohrstutzen
13 bzw. 15 tragende Gehäusedeckel 17 bzw. 19 verschlossen
ist. Die Gehäusedeckel 17 und 19 sind im Inneren des Ventilgehäuses
11 mit je einem zentrisch angeordneten Ventilsitz 21 bzw.
23 großen Durchmessers versehen,
die zusammen mit
je einem der beiderseits an einem zwischen ihnen befindlichen Schaltkolben
25 befestigten Dichtringe 27 und 29 Absperrventile 21,
27
bzw. 23, 29 bilden. Der Schaltkolben 25 ist gegen die Gehäusedeckel
17 und 19 durch je eine innerhalb des Ventilsitzes 21 bzw.
23 angreifende Feder 31 bzw. 33
abgestützt, so daß sich seine
Ruhestellung in der Mitte des Ventilgehäuses 11 befindet. Die Federn
31
und 33 drücken je einen topfartigen, durchbrochenen Ventilkäfig
35 bzw. 37 an den Schaltkolben 25 an, in welchen sich über
Federn 39 bzw. 41 abgestützte zusammen mit der Wandung einer Axialbohrung
43 des Schaltkolbens 25 Rückschlagventile 45 bzw. 47 bildende Ventilkörper
befinden. In der mittleren Radialebene des Schaltkolbens 25 sind Querbohrungen
49 angeordnet, die die Axialbohrung 43 mit einer am Umfang des Schaltkolbens
25 befindlichen, ständig vom Druck der Rohrleitung 5 über den Eingangsstutzen
7 beaufschlagten Ringnut 51 verbinden. Zu beiden Seiten der Ringnut
51 ist der Schaltkolben 25 abgedichtet im Ventilgehäuse
11 geführt. Beiderseits des Schaltkolbens 25 befinden sich die Ventilsitze
21 und 23 umgebende Beaufschlagungsräume 53
und 55, welche über
in den Gehäusedeckeln 17 und 19 angebrachte Bohrungen 57 und
59 mit je einem der Ausgangs-Rohrstutzen 13 und 15 verbunden
sind. Die von den Ventilsitzen 21 und 23 umgebenen Räume sind über die Rückschlagventile
45 und 47 überbrückende Düsen 61 und 63 mit den Querbohrungen 49 und
über die Absperrventile 21, 27 und 23, 29 überbrückende Düsen
65 und 67 mit je einem der Ausgangs-Rohrstutzen 13 und
15 verbunden. Von jedem Ausgangsrohrstutzen 13 und 15 führt
eine Rohrleitung 69 bzw. 71 zu einem Luftbehälter 73
bzw.
75, an welche je einer der in der Figur nicht dargestellten Luftverbraucher
angeschlossen ist.
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Die Wirkungsweise des in seinem Aufbau beschriebenen Luftsicherungsventils
ist folgende: Bei unterDruck befindlicherAnlage und normalem Luftverbrauch aus den
Luftbehältern 73 und 75 fördert der Kompressor 1 über den Druckregler
3 und die Rohrleitung 5 Druckluft in die Axialbohrung 43 des Schaltkolbens
25. Während eines gleichmäßigen Luftverbrauches aus den beiden Luftbehältern
strömt die Druckluft aus den Bohrungen des Schaltkolbens 25 zum Hauptteil
über die sich öffnenden Rückschlagventile 45 und 47 und zum geringen Teil über die
Düsen 61 und 63, weiter über die Düsen 65 und 67
bzw.
die offenen Absperrventile 21, 27 und 23, 29
sowie die Bohrungen
57 und 59 in die Ausgangsrohrstutzen 13 und 15 und weiter
über die Rohrleitungen 69 und 71 in die Luftbehälter 73 und
75 ein. Falls zeitweise nur aus einem Luftbehälter 73 oder
75
Druckluft entnommen wird, schließt sich das zum anderen Luftbehälter führende
Rückschlagventil 45 bzw. 47 und verhindert somit einen Druckausgleich zwischen den
beiden Luftbehältern; wegen des geringen Durchströmungsquerschnittes kann dabei
der noch offene Wege über eine der Düsen 61 bzw. 63
vernachlässigt
werden.
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Wenn in der Rohrleitung 5 Regeldruckhöhe erreicht wird, trennt
sie der Druckregler 3 in bekannter Weise vom Kompressor 1 ab und verbindet
den letzteren mit der Atmosphäre. Die Rückschlagventile 45 und 47 schließen sich
und trennen die Luftbehälter 73 und 75 voneinander ab. Sobald durch
Undichtigkeiten oder Luftverbrauch der Druck in der Rohrleitung 5 unter ein-en
bestimmten Grenzwert sinkt, verbindet der Druckregler 3 den Kompressor
1 mit der Rohrleitung 5, so daß wieder Druckluft gefördert wird.
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Die bekannten Bauarten der Druckregler 3 weisen im allgemeinen
eine Entlüftungsdüse auf, über die bei abgeschaltetem Kompressor die Rohrleitung
5 entlüftet und damit auch ohne Druckluftentnahme aus den Luftbehältern
73 und 75 ein in bestimmten Zeitabständen erfolgendes Einschalten
des Kompressors 1
erzwungen wird. Die Düsen 61 und 63 bewirken
dabei eine ständige Verbindung der Rohrleitung 5 mit den Luftbehältern
73 und 75, um so ein zu rasch aufeinanderfolgendes Umschalten des
Druckreglers zu vermeiden. Falls die Düsen 61 und 63 unerwünscht sind,
können sie durch einen in die Rohrleitung 5 einzuschaltenden Luftbehälter
ersetzt werden.
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Wenn in einem der L#uftverbraucher eine Undichtigkeit auftritt, so
sinkt der Druck in dem zugehörigen Luftbehälter 73 bzw. 75 und damit
auch in dem betreffenden Beaufschlagungsraum 53 bzw. 55 ab. Die hieraus
resultierende, einseitig überwiegende Druckbeaufschlagung des Schaltkolbens
25 verschiebt diesen aus seiner Mittellage, wodurch das die Aufladung des
genannten Luftbehälters 73 und 75 überwachende Absperrventil 21,
27 bzw. 23, 29 geschlossen wird. Der undichte Druckluftteil ist damit
von der Druckluftquelle abgetrennt und der Kompressor fördert Druckluft zum verbleibenden,
dichten Luftbehälter und Luftverbraucher. In den undichten Luftbehälter wird zwar
über die Düse 65 bzw. 67
ebenfalls noch nachgespeist. Deren Querschnitt
ist jedoch so bemessen, daß die Leistung des Kompressors trotzdem ausreicht, den
dichten Behälter auf seinen vollen Betriebsdruck zu füllen. Nach Beseitigung der
Undichtheit in dem vorgenannten Druckluftteil wird der betreffende Luftbehälter
73 bzw. 75
über die Düse 65 bzw. 67 langsam wieder aufgefüllt.
Sobald in ihm Regeldruckhöhe erreicht wird und damit dieDruckdifferenz zu beidenSeiten
desSchaltkolbens 25 verschwindet, wird letzterer unter der Kraft der Federn
31 und 33 in seine dargestellte MittelIage zurückbewegt und das Absperrventil
21, 27 bzw. 23, 29 wieder geöffnet.