DE1176500B

DE1176500B - Air safety valve for air brake systems of motor vehicles

Info

Publication number: DE1176500B
Application number: DEK38993A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Vahs
Original assignee: Knorr Bremse GmbH
Current assignee: Knorr Bremse GmbH
Priority date: 1959-10-23
Filing date: 1959-10-23
Publication date: 1964-08-20

Description

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.Air safety valve for compressed air brake systems of motor vehicles The invention relates to an air safety valve for dual-circuit compressed air brake systems of motor vehicles with a switching piston held in a central position by spring force, the two pressure chambers of which are in conductive connection with one of the compressed air consumers in the direction of flow from the compressed air source each have a check valve and one through the Switching piston actuatable shut-off element bridged by a nozzle are connected upstream.

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.A known air safety valve has a switching piston that stable in its central position due to spring forces acting on the ends of a piston rod is held, and is with a slide slide through the piston rod equipped as a shut-off element. The two check valves are either as separate Components contained in the raw network connected to the air safety valve or within of the housing of the air safety valve as a separate, non-equiaxed to the switching piston Components housed. These design features require such an elaborate one Machining, a multi-part design and a large, heavy design of the air safety valve or its individual parts that its production costs are disproportionately high. In addition, a special manually operated switchover valve is required to fill a container with a pressure significantly lower than that of the other container to be able to.

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.Another known air safety valve has a spring force the switching piston held in a central position, the shut-off elements arranged on the same axis actuated. The two sleeves of the switching piston act as check valves. However, this dual function of the piston sleeves is particularly effective in the case of small ones Differences in pressure lead to an unfavorable flow behavior, in which the transition of the compressed air at the circumference of the cuff takes place only gradually. aside from that this known air safety valve requires a relatively complicated one System of further, with the above-mentioned members, not arranged in the same axis Valves, in case of unequal pressure levels in the two containers to be filled, also in to be able to feed the one with the lower pressure. The disadvantage in Be taken that with such a z. B. by leakage in a container caused inequality of the pressures also the tight container only up to one below its full pressure switching pressure can be filled. The task In contrast, the invention consists in the creation of an air safety valve of the type mentioned above, the disadvantages outlined, the known types does not have and results in a small, light and cheap construction.

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.This object is achieved according to the invention in that the switching piston, the check valves with valve seats provided in the switching piston and spring-loaded Closing bodies, which are designed as valves in a known manner and the nozzles are coaxially arranged and that the valve seat of each shut-off valve and the switching piston carrying the associated closing element in the closed state of the shut-off valve form a chamber that is connected to the compressed air source via the check valve is fed and via the nozzle to the container assigned to the circuit in question connected.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch im Schnitt dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing shown in section.

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.The inlet port 7 of the air safety valve 9 is connected to a compressed air source, which consists of a compressor 1 and a pressure regulator 3 , via a pipe 5. The symmetrically constructed air safety valve 9 has a cylindrical valve housing 11 which is closed on both sides by sealed, screwed-in housing covers 17 and 19 carrying the centrally arranged outlet pipe stubs 13 and 15, respectively. The housing cover 17 and 19 are provided in the interior of the valve housing 11, each with a centrally disposed valve seat 21 and 23, large-diameter, which together with one of the fastened on both sides at a located between them switching piston 25 sealing rings 27 and 29 shut-off valves 21, 27 and 23, 29 form. The switching piston 25 is supported against the housing cover 17 and 19 by a respective engaging within the valve seat 21 and 23, spring 31 and 33, respectively, so that its rest position is in the middle of the valve housing. 11 The springs 31 and 33 each press a pot-like, perforated valve cage 35 or 37 against the switching piston 25 , in which there are valve bodies which are supported by springs 39 and 41, together with the wall of an axial bore 43 of the switching piston 25, forming check valves 45 and 47, respectively . In the central radial plane of the switching piston 25 , transverse bores 49 are arranged, which connect the axial bore 43 to an annular groove 51 located on the circumference of the switching piston 25 and continuously acted upon by the pressure of the pipeline 5 via the inlet connector 7 . On both sides of the annular groove 51 , the switching piston 25 is guided in a sealed manner in the valve housing 11. On both sides of the operating piston 25 are the valve seats 21 and 23 surrounding Beaufschlagungsräume 53 and 55 which are mounted in the housing covers 17 and 19 holes 57 and 59 each connected to an output of the pipe socket 13 and 15 °. The spaces surrounded by the valve seats 21 and 23 are bridging nozzles 61 and 63 with the cross bores 49 via the check valves 45 and 47 and bridging nozzles 65 and 67 via the shut-off valves 21, 27 and 23, 29 each with one of the outlet pipe sockets 13 and 15 connected. A pipe 69 or 71 leads from each outlet pipe socket 13 and 15 to an air tank 73 or 75, to which one of the air consumers, not shown in the figure, is connected.

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.The mode of operation of the air safety valve described in its structure is as follows: With the system under pressure and normal air consumption from the air tanks 73 and 75 , the compressor 1 delivers compressed air into the axial bore 43 of the switching piston 25 via the pressure regulator 3 and the pipeline 5 Both air tanks, the compressed air flows from the bores of the switching piston 25 to the main part via the opening check valves 45 and 47 and to a lesser extent via the nozzles 61 and 63, further via the nozzles 65 and 67 or the open shut-off valves 21, 27 and 23, 29 and the bores 57 and 59 in the outlet pipe socket 13 and 15 and further via the pipes 69 and 71 into the air tanks 73 and 75 . If compressed air is temporarily withdrawn from only one air tank 73 or 75 , the check valve 45 or 47 leading to the other air tank closes and thus prevents pressure equalization between the two air tanks; Because of the small flow cross-section, the path that is still open via one of the nozzles 61 or 63 can be neglected.

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.When the control pressure level is reached in the pipeline 5 , the pressure regulator 3 separates it in a known manner from the compressor 1 and connects the latter to the atmosphere. The check valves 45 and 47 close and separate the air tanks 73 and 75 from one another. As soon as the pressure in the pipeline 5 falls below a certain limit value due to leaks or air consumption, the pressure regulator 3 connects the compressor 1 to the pipeline 5, so that compressed air is conveyed again.

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.The known types of pressure regulator 3 generally have a vent nozzle, via which the pipe 5 is vented when the compressor is switched off and thus the compressor 1 is forced to switch on at certain time intervals even without compressed air being extracted from the air tanks 73 and 75. The nozzles 61 and 63 bring about a constant connection of the pipeline 5 with the air tanks 73 and 75, in order to avoid the pressure regulator being switched over too quickly in succession. If the nozzles 61 and 63 are undesirable, they can be replaced by an air tank to be switched into the pipeline 5.

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.If a leak occurs in one of the air consumers, the pressure in the associated air container 73 or 75 and thus also in the relevant pressure chamber 53 or 55 drops. The resultant, one-sided predominant pressurization of the switching piston 25 moves it out of its central position, whereby the shut-off valve 21, 27 and 23, 29 monitoring the charging of said air reservoir 73 and 75 is closed. The leaky compressed air part is thus separated from the compressed air source and the compressor delivers compressed air to the remaining, sealed air container and air consumer. The leaking air tank is also replenished via the nozzle 65 or 67 . However, their cross-section is dimensioned so that the performance of the compressor is still sufficient to fill the tight container to its full operating pressure. After eliminating the leak in the aforementioned compressed air part, the relevant air reservoir 73 or 75 is slowly refilled via the nozzle 65 or 67. As soon as the control pressure level is reached in it and the pressure difference on both sides of the switching piston 25 disappears, the latter is moved back into its central position under the force of the springs 31 and 33 and the shut-off valve 21, 27 or 23, 29 is opened again.

Claims

Claims: 1. Air safety valve for dual-circuit compressed air brake systems of motor vehicles with a switching piston held in a central position by spring force, the two pressure chambers of which are in conductive communication with one of the compressed air consumers in the direction of flow from the compressed air source each have a non-return valve and one actuated by the switching piston nozzle bridged shut-off are connected upstream -zeichnet d a d ur ch g e k hen that the switching piston (25), the check valves with the control piston provided valve seats and spring-loaded locking bodies (45 and 47), which are designed as valves in a known manner blocking members (21, 27 or 23, 29) and the nozzles (65, 67) are arranged coaxially and that the valve seat (21 or 23) of each shut-off valve and the switching piston carrying the associated closing element form a chamber when the shut-off valve is closed via the check valve from the compressed air source ll is fed and is connected via the nozzle to the container assigned to the circuit in question.

2. Air safety valve according to claim 1, characterized in that each of the check valves (45 or 47) is bridged by a nozzle (61 or 63). Documents considered: German Patent No. 703 868; German Auslegesehrift No. 1 045 195; Austrian Patent No. 163 077; French Patent No. 1000 546; British Patent No. 753 577; U.S. Patent No. 2,483,312.