DE2143733A1

DE2143733A1 - Vierkreis-schutzventil

Info

Publication number: DE2143733A1
Application number: DE19712143733
Authority: DE
Inventors: Siegfried Beck; Karl Eisenmann; Ingolf Dipl Ing Grauel; Eberhard Korkowski; Helmuth Scholz; Manfred Siebold
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Daimler Benz AG
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Daimler Benz AG
Priority date: 1971-09-01
Filing date: 1971-09-01
Publication date: 1973-03-08
Also published as: FR2150995B1; AR193126A1; ATA714972A; FR2150995A1; DE2143733B2; CH546163A; AT328898B; BR7206012D0; IT964393B; GB1387892A; SE375057B

Description

2U3733

E. 461 He/Lm
4.8.71

Anlage zur
Patent- und
Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart und DAIHLEK-BEITZ AETIEtTGESELLSCHAFT, 7 Stuttgart

Vierkrei s-Schutzventil

Die Erfindung bezieht sich auf ein Vierkreis-Schutzventil für Bremsanlagen von Lastkraftwagen mit mehreren, mindestens zwei Betriebsbremskreise aufweisenden Bremskreisen, das zwischen einen Luftpresser und mehreren Behältern eingeschaltet ist und das vier Überströmventile hat, deren vier Ventilschliessglieder von je einer Feder gegen ihre Ventilsitze gedruckt v/erden und die bei erreichtem Überströmdruck den Luftdurchgang durch die Überströmventile freigeben, sowie mit je einer Drosselstelle vor den Überströmventilen.

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Ein Mehrkreis-Schutzventil für zwei Bremskreise ist bekannt (Dt-AS- 1 176 500).

Da bei einem Ventil mit vier Überströmventilen alle Einzelventile gleich hoch auf etwa 7 bar eingestellt sind

• *

und da trotz der notwendigen Drosselstellen ein verhältnismässig grosser Durchflussquerschnitt notwendig ist, um bei Luftentnahme kurze Strömungszeiten zu erreichen, kann es bei Ausfall eines Kreises vorkommen, dass die Überströmventile der intakten Kreise bei Leerlaufdrehzahl (kleine Luftmenge) nicht öffnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Mehrkreis-Bremsanlage der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der die Überströmventile der intakten Kreise bei Ausfall eines Kreises bei Leerlaufdrehzahl des Motors mit Sicherheit öffnen.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass mindestens ein Teil der vier Drosselstellen durch je einen in eine Bohrung eintauchenden ßtiftansatz des jeweiligen Ventilschliessgliedes gebildet ist und dass der Stiftansatz derart geformt ist, dass die Drosselstelie bei geöffnetem Überströmventil einen grösseren Durchgangsquerschnitt hat als bei geschlossenem Ventil.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und zwar zeigen:

FLg. 1 eine Lastkraftwagen-Bremsanlage mit einem VLer-

kreiij· ";ehuö:',ventil,
FL§-;. 2- eine c-rnt-'; Aunführum; >lc ; VLerkreis-Schut."·^"-;!- LiLiJ μ-· iiiLaktor AiJ <'.[,·:, Druck unnor 7 bar,

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BAD ORIGINAL

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das Ventil nach Fig. 2, Druck über 7 bar, das Ventil nach Fig. 2, Kreis I ausgefallen, das Ventil nach Fig. 2, Kreis III ausgefallen, das Ventil nach Fig. 2, Kreis IV ausgefallen, ein Diagramm über den Druc'kverlauf bei Ausfall des Bremskreises I und

eine zweite Ausführung des Vierkreis-Schutzventils bei intakter Anlage, Druck unter 7 bar.

Fig.	3
Fig.	4
Hg.	5
Fig.	6
Fig.	7
Fig.	8

Eine Lastkraftwagen-Bremsanlage hat einen Luftpresser 51? über einen Druckregler 52 und eine automatische Frostschutzpumpe 53 Luft in eine Förderleitung 3 drückt. An die Leitung 3 ist ein Vierkreis-Schutzventil ^A- angeschlossen, das vier Auslässe 12, 12' und 29, 29' hat. An die Auslässe 12 und 12' sind zwei Betriebsbremskreise I und II angeschlossen, die je einen Behälter 55 und 56, ein Zweikreistrittplatten-Bremsventil 57 und Hinterachsbremszylinder 58 (Bremskreis I) sowie einen. Vorderachsbremszylinder 59 (Bremskreis II) aufweisen.

An den Ausgang 29 ist ein Bremskreis III angeschlossen, der als Federspeicherbremszylinder- und Anhänger-Versorgungsbremskreis ausgebildet ist. Der Bremskreis III hat ein Rückschlagventil 60, ein von einem Handbremsventil 61 gesteuertes Relaisventil 62 sowie zwei mit einer mechanischen Löseeinrichtung 63 versehene Federspeicherbremszylinder 64. Am Ende des Zugwagens ist ein dreikreisig angesteuertes Zweileitungs-Anhängerbremsventil 65 vorgesehen, das an die drei Bremkreise I, II und III angeschlossen ist, das ferner mit einer Zulaufdrossel 66 versehen ist und durch das der Vorrat hindurch geführt wird. Hinter dem Anhängerbremsventil 65 liegen die Kupplungsköpfe 67 und 68 für die Vorrats- und die Bremsleitung.

Der Ausgang 29' des Vic-rkreis-Schutzventils 5^ führt zu einem

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Bremskreis IV, an den Nebenverbraucher wie beispielsweise eine Kippvorrichtung oder eine Luftfederungsanlage angeschlossen sind, die aber nicht dargestellt wurden.

Das in den Fig. 2. bis 6 dargestellte Tierkreis-Schutzventil 54 hat einen zentralen Eingang 2, an den die druckluftführende Förderleitung 3 angeschlossen ist. Der zentrale· Eingang 2 verzweigt sich in zwei Seitenkanäle 4 und 4', die zu je einer festen Drossel 5 und 5¹ führen. Jede Drossel 5 bzw. 5' sitzt vor einem Ringraum 6 bzw. 6¹, der von einem Ventilkolben 8 bzw. 8¹ als beweglicher Wand begrenzt wird. Der Ventilkolben 8 bzw. 8' tragt an seiner Stirnfläche ein Ventilschliessglied 7 bzw. 7'. Unter der mit Hilfe einer Schraube 9 bzw. 9' einstellbaren Kraft einer Feder 10 bzw. 10' wird der Ventilkolben 8 bzw. 8' mit seinem Ventilschliessglied 7 bzw. 7¹ gegen einen im Ringraum 6 bzw. 6" angeordneten, zentralen Ventilsitz 11 bzw. 11' gedrängt. Das hohle Innere jedes Ventilsitzes 11 und 11' ist an einen Ausgang 12 bzw. 12' angeschlossen, von denen der Ausgang 12 zu dem Bremskreis I und der Ausgang 12' zu dem Bremskreis II führt. Die beiden beschriebenen Ventile des Vierkreis-Schutzventils y\- sind als Überströmventile 13 und 14 benannt.

Von den Ausgängen 12 und 12' ist eine durch je ein Rückschlagventil 15 bzw. I5¹ überwachte zentrale Leitungsverbindung. abgezweigt, die zu zwei anderen Überströmventilen 17 und führt. An die Leitungsverbindung 16 sind zwei Seitenkanäle 19i 19' angeschlossen, an deren Ende je ein zentraler Ventilsitz 20 bzw. 20' liegt. Jedem Ventilsitz 20 bzw. 20' ist ein Ringraum 21 bzw. 21' nachgeschaltet, der von einem Ventilkolben 23 bzw. 23' als beweglicher Wand begrenzt wird. Jeder Ventilkolben 23 bzw. 23' trägt dazu an seiner Stirnfläche ein

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Ventilschliessglied 22 bzw. 22'. Unter der mit Hilfe einer Schraube 24 bzw. 24* einstellbaren Kraft einer Feder 25 bzw. 25' wird der Ventilkolben 23 bzw. 23' mit seinem Ventilschliessglie d 22 bzw. 22' gegen den Ventilsitz 20 bzw. 20' gedrängt.

In Strömungsrichtung vor dem Ventilsitz 20 bzw. 20' liegt eine zentrale Bohrung 26 bzw. 26', in die ein kegeliger Stiftansatz 27 bzw. 27' jedes Ventilkolbens 23 bzw. 23* eintaucht. Die Stiftansätze 27 und 27' sind kegelig geformt. Der Stiftansatz 27?. 27' bildet zusammen mit der Bohrung 26, 26' eine Drosselstelle 30, 30'.

Der Ringraum 21 bzw. 21' jedes Überströmventils 17 und 18 ist an einen Ausgang 29 bzw. 29' angeschlossen, von denen der Ausgang 29 zu dem Bremskreis III und der Ausgang 29' zu dem Bremskreis IV führt. Da die vier Überströmventile 13j Ί4-, 17 und 18 gleich, und zwar auf einen überströmdruck von beispielsweise 7 bar eingestellt sind, ist es einerseits erforderlich, gedrosselte Zufluss-Querschnitte zu verwenden (Drosseln 5> 5' und 30, 30'), um bei Ausfall eines Kreises die intakten Kreise noch zu öffnen; andererseits ist jedoch bei gefüllter Anlage ein grosser Durchflussquerschnitt nötig, damit bei Luftentnahme am Bremskreis III oder IV kurze Strömungszeiten der Luft von den Behältern 55 und 56 der beiden Betrieb sbremskreise I und II durch die Überströmventile 17 und 18 zu den Bremskreisen II und IV erreicht werden können.

In den Fig. 3 bis 6 sind unter Vervrendung der gleichen Bezugszahlen wie in der Fig. 2 die verschiedenen möglichen Schaltstellungen der einzelnen Überströmventile im Vierkreis-Schutzventil dargestellt.

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Die Pig. 2 zeigt das Vierkreis-Schutzventil mit seinen vier Überströmventilen 13» 14» 17 und 18 in der Stellung, die sie bei intakter Anlage bei einem Druck unter 7 bar einnehmen, also vor dem Füllen der Bremkreise I, II, III und IY. Die Luft strömt über die Förderleitung 3 in den Eingang 2 und in die zwei Seitenkanäle ¹V und 4·'. Von dort gelangt die Luft durch die Drosseln 5 und 5' in die Ringräume 6 und 6¹. Wenn dort der über die Federn 10 und 10' eingestellte Überströmdruck erreicht ist, gehen die Ventilkolben 8 und 8' nach oben, die Ventilsitze 11 und 11' werden frei, und die Luft kann durch die Ventilsitze in die Ausgänge 12 und 12' abströmen. Wenn beide Überströmventile 13 und 14- gleich eingestellt sind, dann werden die Bremskreise I und II gleichmässig mit Druckluft versorgt. Diese Versorgung der beiden Betriebsbremskreise I und II ist vorrangig.

Gleichzeitig mit der Versorgung der Bremskreise I und II öffnen sich die Rückschlagventile 15 und 15' ■> und die Bremskreis-Versorgungsluft strömt durch die Leitungsverbindung 16 und die Seitenkanäle 19 und 19' zu den Überströmventilen 17 und 18. Die Luft durchströmt die Drosseln 30 und 30',

rLngt in die Ringräume 20 und 20' ein, hebt nach einem gewissen, von den wirksamen Flächen und der Kraft der Federn Γ'5 und 25' abhängigen Druck die Ventilkolben 23 und 23' an und strömt über die dann offenen Überströmventile Ύ? und· 18 Ln die Bremskreise III und IV. Wenn beide Überströmventile und 18 gleich eingestellt sind, werden die Bremskreise III und IV gleichmässig mit Druckluft versorgt.

Nun ist eine Stellung der Überströmventile 13, 14, 17 und 1Π erreicht, wie sie in der Fig. 3 dargestellt ist.

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Fällt der Bremskreis I, also einer der beiden Betriebsbremskreise, aus_v so-nehmen die Überströmventile 13» 14·» 17 und 1S die in der Fig. 4- dargestellte Lage ein. Das dem Bremskreis I zugeordnete Überströmventil 13 ist geschlossen. Die Versorgung der Bremskreise III und IV wird vom intakten Betrieb s-Bremskreis II übernommen, wobei das Rückschlagventil 15' öffnet und das Rückschlagventil 15 dafür sorgt, dass die Luft nicht in den defekten Kreis I abströmt.

Bei Ausfall des Bremskreises III schliesst das ihm zugeordnete Überströmventil 17_S und der Bremskreis IV wird über die beiden Rückschlagventile 15 und 15' mit Druckluft versorgt (Fig. 5).

Das gleiche gilt bei Ausfall des Bremskreises IV. Das Überströmventil 18 schliesst, und der Bremskreis III wird weiter versorgt (Fig. 6).

Die Fig. 7 zeigt ein Diagramm über den Druckverlauf im Vierkreis-Schutzventil 54 bei Ausfall des Bremskreises I. In diesem Diagramm sind entsprechend den Druckangaben Po, Pol, Po2, PI und P2 in der ebenfalls den Ausfall des Bremskreises I behandelnden Fig. 4 der Eingangsdruck mit Po, die in den Ringräumen 6 und 6¹ herrschenden Primärdrücke mit Pol und Po2 sowie die Sekundärdrücke in den Ausgängen 12 und 12' mit P1 und P2 bezeichnet.

Auf der Ordinate ist nach oben mit der Bezeichnung PL der Luftpresserdruck und nach unten der Behälterdruck, d.h. der Sekundärdruck P1 und P2 aufgetragen. Auf der Abszisse ist der Ventilüberströmdruck, d.h. der Primärdruck Pol und Po2 angegeben. Bei der Diagramm-Darstellung wurde angenommen, äⁿ.ss

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zwischen den beiden Überströmventilen 13 und 14- eine Einstelltoleranz T nicht zu vermeiden ist.

Bei Druckanstieg vom Luftpresser 51 steigt auch der Primärdruck an,bis im Ringraum 6 der Primärdruck Pol erreicht ist. Dann öffnet das Überströmventil 13 und lässt Luft in den defekten Kreis I abströmen. Die abströmende Luftmenge ist wegen der Drosseln 5» 5¹ kleiner als die Fördermenge des Verdichters 51. Deshalb steigt der Druck Po weiter an, bis die Einstelltoleranz T überwunden ist und auch das Überströmventil 14 öffnet. Nun fördert der Luftpresser - mit Luftverlust über das Überströmventil 13 - durch das Überströmventil 14 hindurch in den Bremskreis II und über das Rückschlagventil 15* sowie die Überströmventile 17 und 18 in die Bremskreise III und IV. Der Luftverlust ist so gering, dass die Arbeit der intakten Anlage gesichert ist.

Nach dem öffnen des Überströmventils 14 sinkt der zum Offenhalten notwendige Druck Po2 ab, weil jetzt nicht nur die Ringfläche sondern die gesamte Stirnfläche des Ventilkolbens 8' unter Druck steht, im folgenden als Schliessdruck "bezeichnet. Diese Gegebenheit ist unter der Abszisse dargestellt. Der Druck fällt bis auf die 45°-Linie und steigt dann wieder, bis im Punkt S1 der Sicherungsdruck des ausgefallenen Bremskreises I erreicht ist. Eine weitere Drucksteigerung tritt dann nicht mehr ein. Der ebenfalls mit strichpunktierter Linie dargestellte Sicherungsdruck S2 wird nur erreicht, wenn der Bremskreis I nicht ausgefallen ist.

Die Fig.8 zeigt eine andere Ausführung des Vierkreis-Schutzventils. Für Teile, die bei der Beschreibung der Fig. 2 bis 6 schon verwendet vrarden, sind die gleichen Bezugszahlen übernommen.

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Bei diesem Vierkreis-Schutzventil 54* sind alle Überströmventile 35» 36, 37 und 38 aus Fertigungsgründen gleich. Ihre Bauart ist gleich den Überströmventilen 17 und 18 der Fig. 2 bis 6, d.h. alle Überströmventile haben den gleichen Ventilkolben 23 mit einem kegeligen Stiftansatz 27» dessen Kegelaussenwand 28 im Querschnitt konkav ist. Die Stiftansätze können in die zentrale Bohrung 26 eintauchen und bilden dadurch eine sich druckabhängig im Querschnitt verändernde Drosselstelle 30· Die Drosselstelle 30 ist bis zu einem Überströmdruck von 7 bar wirksam. Wenn ein Druck von 7»5 bar erreicht ist,wird sie ausgeschaltet. Die Druckdifferenz von 7,5 minus 7 = 0,5 bar ergibt sich daraus, dass der Ventilkolben 23 zum Schalten der Drossel einen Weg machen muss und sich dadurch die Gegenkraft der Feder 25 bedingt durch ihren .C-Wert verändert.

Der Schliessdruck ist niederer, etwa 5>5 bar, so dass bei Druckabfall bei einer Vollbremsung und bei ausgefallenem Luftpresser das Eintauchen des Stiftansatzes 27 in den Durchbruch 26 und damit das Einschalten der Drosselstelle verhindert ist.

Der Ausgangsquerschnitt 39 zwischen dem Ringraum 21 und den Auslassen 12 bzw. 12' ist kleiner als der ungedrosselte Ventildurchgang bei vollständig angehobenem Ventilkolben 23· Dementsprechend ist auch der Ausgangsquerschnitt 40 zwischen dem Ringraum 21 und den Auslassen 29 bzw. 29* kleiner bemessen als der ungedrosselte Ventildurchgang bei vollständig angehobenem Ventilkolben 23.

Auf diese Weise wir& bei Luftentnahme in den Bremskreisen ein Zusammenbrechen des Druckes unter den Ventilkolben und damit ein Einschalten der Drossel vermieden.

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Claims

Robert Bosch GmbH R. 461 He/Lm Stuttgart Daimler-Benz AG,Stuttgart Ansprüche

1.)Vierkreis-Schutzventil für Bremsanlagen von Lastkraftwagen mit mehreren, mindestens zwei Betriebsbremskreise aufweisenden Bremskreisen, das zwischen einen Luftpresser und mehreren Behältern eingeschaltet ist und das vier Überströmventile hat, deren vier Ventilschliessglieder von je einer Feder gegen ihre Ventilsitze gedrückt werden und die bei erreichtem Überströmdruck den Luftdurchgang durch die Überströmventile freigeben, sowie mit ge einer Drosselstelle vor den Überströmventilen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil (30, 30') der vier Drosselstellen (!?> 5¹» 30, 30') durch je einen in eine Bohrung (26, 26^r) eintauchenden Stiftansatz (27,27') des jeweiligen Ventilsehliessgliedes (22, 23') gebildet ist und dass der Stiftansatz (27, 27') derart geformt ist, dass die Drosselstelle (30, 30¹) bei geöffnetem Überströmventil (17, 18) einen grösseren Durchgangsquerschnitt hat als bei geschlossenem Ventil.

2. Vierkreis-Schutzventil nach Anspruch 1 mit einem Federspeicher- und Anhänger-Versorgungs-Bremskreis sowie mit

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einem Versorgungskreis für Nebenverbraucher, dadurch gekennzeichnet, dass der drosselnde Stiftansatz (27, 27') nur an den Ventilschliessglxedern (22, 22') der beiden Überströmventile (17 ₅ 18) für den Federspeicher- und Anhänger-Versorgungs-Bremskreis (III) sowie für den Versorgungskreis für Nebenverbraucher (IV) vorgesehen ist.

3. Vierkreis-Schutzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Betriebsbremskrei- * sen (I und II) in an sich bekannter Weise ein doppeltes Rückschlagventil (15» 15') vorgesehen ist und dass bei Ausfall des einen Betrxebsbremskreises (I bzw. II) Verdichterluft über die sich selbsttätig mit der Bewegung des Ventilschliessgliedes in ihrem Querschnitt verändernden Drosselstellen (30, 30') zu dem Federspeicher- und Anhänger-Versorgungs-Bremskreis (III) sowie zu dem Nebenverbraucher-Versorgungskreis (IV) geführt ist.

4. Vierkreis-Schutzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Stiftansätze (27, 27') der Schliessglieder (22, 22') kegelförmig ausgebildet sind.

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5. Vierkreis-Schutzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelaussenwand (28, 28') der Stiftansätze (27, 27¹) im Querschnitt konkav ist.

6. Vierkreis-Schutzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilschliessglieder (22) aller Überströmventile (35, 36, 37, 38) gleichartig ausgebildet sind und gleiche Stiftansätze (27) haben (Fig. 8),

7« Vierkreis-Schutzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgangsquerschnitt (39? 40) mindestens zweier Überströmventile (35? 36 bzw. 37j 38) kleiner ist als ihr Durchgangsquerschnitt bei durch entsprechende-Stellung des Ventilschliessgliedes (22) voll geöffnetem Ventil.

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