DE2406586A1

DE2406586A1 - Regelventilanordnung fuer eine fahrzeugdruckluft-bremsanlage

Info

Publication number: DE2406586A1
Application number: DE19742406586
Authority: DE
Inventors: Thomas Gordon Lawson
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1973-02-13
Filing date: 1974-02-12
Publication date: 1974-08-15
Also published as: AR201940A1; GB1460146A; JPS53475B2; FR2217193B1; DE2406586B2; JPS49112073A; US3907379A; FR2217193A1; BR7401031D0

Description

Regelventilanordnung für eine Fahrzeug-Druckluft-Bremsanlage

Die Erfindung betrifft eine Regelventilanordnung zur Verwendung in Verbindung mit einer Druckluft-Bremsanlage, bei der eine Bremse an wenigstens einem Rad eines Fahrzeuges mit einem Bremszylinder spannbar ist, dessen Druckluftversorgung mit einem pedalbetätigten Ventil geregelt wird, und bei der eine Blockier- oder Gleitschutzeinrichtung den Druckluft-Druckunterschied über einer beweglichen Wand im Bremszylinder verringert, sobald die Verzögerung des Rades einen vorbestimmten Wert überschreitet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine wirtschaftlich herstellbare Regelventilanordnung zu schaffen, die die gestellten Forderungen in besonders zuverlässiger Weise erfüllt und mit der insbesondere die Ansprechzeit der Bremsanlage verbessert wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer in eine Druckluft-Bremsanlage der eingangs erwähnten Art eingliederbaren Regelventilanordnung gelöst, die ein erstes Ventil aufweist, das normalerweise von einer Feder geschlossen gehalten ist

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und die Verbindung durch, einen ersten Ventilsitz regelt, der in einem Gehäuse zwischen einem an eine Druckluftquelle anschließbaren Einlaß und einem an die Hochdruckseite des Bremszylinders anschließbaren ersten Auslaß angeordnet ist, weiterhin ein zweites Ventil, das die Verbindung durch einen zweiten Ventilsitz regelt, der zwischen dem ersten Auslaß und einem an die Niederdruckseite des Bremszylinders anschließbaren zweiten Auslaß angeordnet ist, sowie eine druckempfindliche Einrichtung, die sich gegenüberliegende Bereiche aufweist und das zweite Ventil zu schließen und das erste Ventil zu öffnen vermag, sobald Druckflud einem der Bereiche zugeführt wird, von denen der zweite mit dem Druck im ersten Auslaß beaufschlagt ist, wobei im Betrieb der auf den ersten Bereich der druckempfindlichen Einrichtung wirkende Druck mit der Blockierschutzeinrichtung so regelbar ist, daß das erste Ventil sich schließt und das zweite Ventil sich öffnet, sobald die Verzögerung des abgebremsten Rades den vorbestimmten Wert übersteigt.

Vorzugsweise ist der zweite Ventilsitz im ersten Ventil ausgebildet, und die beiden Ventile sind relativ zueinander verstellbar. Das zweite Ventil kann als Membranventil ausgebildet sein.

Die Regelventilanordnung weist zweckmäßigerweise zum Regeln des Druckfludstromes zur Membran des zweiten Ventils ein drittes, magnetbetätigtes Ventil auf.

Die Ventilanordnung kann weiterhin zwischen dem Einlaß und einem über der Membran liegenden Raum einen Durchlaß oder Kanal aufweisen, so daß sich das erste Ventil öffnet, sobald dem Einlaß Druckluft zugeführt wird. Vorzugsweise regelt das dritte Ventil diesen Kanal und einen im Gehäuse ausgebildeten dritten Auslaß, über den der Kanal an die Außenluft angeschlossen ist. Normalerweise ist der dritte Auslaß geschlossen und der Kanal ist geöffnet, jedoch wird bei

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Erregung des magnetbetätigten Ventils der Kanal geschlossen und der zweite Auslaß geöffnet.

In einer anderen Ausgestaltung kann die Ventilanordnung einen zum dritten Ventil führenden, gesonderten zweiten Einlaß aufweisen, der an das Irittplatten- oder pedalbetätigte Ventil anschließbar ist.

Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Druckluft-Bremsanlage der eingangs erwähnten Art, in die eine Regelventilanordnung der vorbeschriebenen Art eingegliedert ist.

In entsprechender Fortbildung der Erfindung ist die Niederdruck seit e des zu einer solchen Bremsanlage gehörenden Bremszylinders mit einer ins Freie mündenden Strömungsdrosselstelle versehen.

Diese Ausbildung hat gegenüber einer Bremsanlage, bei der Luft aus dem Bremszylinder rasch abgelassen wird, den Vorteil, daß bei Betätigen der Blockierechutzeinrichtung die Luftzufuhr zur Hochdruckseite des Bremszylinders unterbrochen wird und die beiden Seiten des Bremszylinders miteinander verbunden werden, so daß der Druck über der beweglichen Wand ausgeglichen und die Bremskraft herabgesetzt wird. Die Ansprechzeit der Bremsanlage ist daher verkürzt und, sobald die Blockierschutzeinrichtung zum erneuten Spannen der Bremse die Verbindung zwischen der Druckluftquelle und dem Bremszylinder zuläßt, wirkt der Luftdruck gegen die Luft auf der Niederdruckseite des Bremszylinders, so daß der an der Bremse aufgetragene Effektivdruck niedriger ist als beim anfänglichen Spannen der Bremse.

Außerdem kann dafür gesorgt werden, daß der Druck auf der Niederdruckseite des Bremszylinders auf das erste und das zweite Ventil wirkt, und dieser Rückdruck äußert sich dadurch, daß er dem auf die druckempfindliche Einrichtung wirkenden

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Flud entgegenwirkt und das Bestreben hat, das zweite Ventil zu schließen und das erste Ventil zu öffnen, und auf diese V/eise das erneute Spannen der Bremse verzögert, nachdem das erste Ventil während eines Blockierzustandes geschlossen wurde.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine in eine Bremsanlage eingeschaltete Ventilanordnung, und

Fig. 2 eine Fig. 1 ähnliche Ansicht einer Ventilanordnung in abgewandelter Ausbildungsform.

Die Rege!ventilanordnung weist ein Gehäuse auf, das in der Hauptsache aus drei miteinander zusammenfügbaren Gehäuseteilen 1, 2 und 3 zusammengesetzt ist. Das mittlere oder Zwischengehäuseteil 2 weist einen zentralen Steg 4 auf, der einen oberhalb von ihm angeordneten Auslaß 6 von einem unterhalb von ihm und an einer dem Auslaß gegenüberliegenden Seite angeordneten Einlaß 5 trennt. Von einem nach unten ragenden, ringförmigen Teil des Steges 4, der eine den Steg durchsetzende Öffnung umschließt, ist ein Ventilsitz 7 gebildet, mit dem ein zylindrisches Verschlußglied 8 zusammenwirkt, welches in einer Axialbohrung 9 im unteren Gehäuseteil 1 verschieblich und unter Abdichtung geführt ist. Vom unteren Ende der Axialbohrung 9 geht in Querrichtung ein zweiter Auslaß 10 ab. Vom oberen Ende des Verschlußgliedes 8 geht in radialer Richtung ein Flansch 11 aus, der dazu dient, über der Oberseite des Verschlußgliedes ein ringförmiges Dichtglied 12 festzuhalten. Eine im Verschlußglied 8 ausgebildete Axialbohrung 13 weist eine Bohrungserweiterung 14 auf, wobei eine Schulter am Durchmesserübergang eine Feder 15 abstützt, welche zwischen dem Verschlußglied und der Wand des

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Gehäuses wirksam ist und normalerweise das Dichtglied 12 zur Anlage am Sitz 7 drängt.

Ein die Axialbohrung 13 umschließender, ringförmiger Teil des Dichtgliedes 12 bildet einen Sitz für einen nach unten ragenden, ringförmigen Rand 16, der vom Absperrglied 17 eines zweiten Verschlußgliedes 18 ausragt, welches von einer flexiblen Membran 19 getragen ist, die zwischen Anschlußflächen der Gehäuseteile 2 und 3 abdichtet. Auf diese V/eise regelt das zweite Verschlußglied 18 Strömung zwischen dem · ersten Auslaß 6 und dem zweiten Auslaß 10.

Eine Ausnehmung in der benachbarten Wand des oberen Gehäuseteils 3 bildet eine über der Membran liegende Kammer 20. Von dieser aus führt ein in der Seitenwand des Gehäuseteils 3 ausgebildeter Kanal 21 zu einer nach innen weisenden Ausnehmung 22. Eine in deren Basis ausgebildete Öffnung 23 führt zu einem zweiten Kanal 24, der sich durch beide Gehäuseteile 3 und 2 erstreckt und an den Einlaß 5 angeschlossen ist. Die offene Seite der Ausnehmung 22 ist mit einem Stopfen 25 verschlossen, der abdichtend an den Seiten der Ausnehmung anliegt. Eine im Stopfen ausgebildete Axialbohrung 26 weist eine Bohrungserweiterung 27 auf, deren Ende einen Sitz für ein Verschlußglied 28 bildet, das von einer die Axialbohrung 26 durchdringenden Stange 29 getragen ist. Die Stange 29 ist mit einer Magnetvorrichtung 30 betätigbar, die im oberen Gehäuseteil 3 aufgenommen ist. Die Stange 29 ist von einer Feder in der Va.se belastet, daß das Verschlußglied 28 normalerweise am Sitz im Stopfen 25 anliegt. Durch Erregen des Magneten ist das Verschlußglied zur Anlage an einem Sitz drängbar, der die Öffnung 23 umschließt. Ein im Stopfen 25 ausgebildeter, radial verlaufender Kanal 31 führt von der Bohrungserweiterung 27 zu einem ans Freie angeschlossenen Raum im Gehäuse. Der Einlaß 5 ist daher normalerweise mit der Kammer 20 verbunden. Bei Erregung des Magneten wird die Kammer 20 jedoch vom Einlaß getrennt und ins Freie entlüftet.

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In einer Fahrzeug-Druckluft-Bremsanlage mit Blockier schutz ist ein Druekluftbehälter 32 über ein pedalbetätigtes Ventil 33 an (fen Einlaß 5 der Ventilanordnung angeschlossen und der Auslaß 6 mit der Hochdruckseite eines schematisiert gezeichneten Membran-Bremszylinders 34 verbunden. Der Auslaß 10 ist an die Unterdruckseite des Bremszylinders angeschlossen, der eine ins Freie führende Strömungsdrosselstelle 35 aufweist. Die Magnetvorrichtung 30 ist mit einem Fühler 36 verbunden, der die Verzögerung des abgebremsten Rades abtastet und bei einer einen vorbestimmten Wert übersteigenden Verzögerung ein elektrisches Signal zum Erregen des Magneten zu erzeugen vermag.

Das erste Ventil 8 ist normalerweise geschlossen, so daß zwischen dem Einlaß 5 und dem Auslaß 6 keine Verbindung besteht. Sobald jedoch dem Einlaß über das pedalbetätigte Ventil Luft zugeführt wird, wirkt diese über die Kanäle 24 und 21 auf die Membran 19, um das zweite Ventil 18 zur Anlage am ersten Ventil zu drängen, das gegen die Wirkung der Feder 15 vom Sitz 7 weg bewegt wird. Somit kann Luft an der Hochdruckseite des Bremszylinders 34 zum Spannen der Bremse eintreten. Die Unterseite der Membran 19 ist mit dem Zuleitungsdruck beaufschlagt, da jedoch die Fläche der Membranoberseite aufgrund des zentral angeordneten Verschlußgliedes 18 größer ist, ist eine nach unten gerichtete Überschußkraft wirksam.

Wird der Magnet 30 aufgrund eines einen Blockierzustand anzeigenden Signals erregt, wird die Kammer 20 entlüftet und die an der Membran angreifende Überschußkraft wirkt nach oben, so daß das erste Ventil sich schließen kann und dann das zweite Ventil geöffnet wird. Dadurch wird die Luftzufuhr zum Bremszylinder unterbrochen und dessen Hochdruck- und Miederdruekseiten miteinander verbunden. Es kommt zu einem Druckausgleich über der Membran und auf diese Weise zu einer Herabsetzung des Bremsdruckes bzw. der Bremskraft.

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Sobald das Blockiersignal aufgehoben wird, wird die Membran 19 erneut mit Zuleitungsdruck beaufschlagt, der nunmehr jedoch dem im Bremszylinder verbliebenen und über der ganzen Fläche der Membran wirksamen Druck entgegenwirken muß. Die Größe der Drosselstelle 35 ist so gewählt, daß die Geschwindigkeit, mit der sich der Druck an der Mederdruckseite des Bremszylinders abbaut, niedrig ist im Vergleich mit der Geschwindigkeit des Druckaufbaues nach Öffnen des zweiten Ventils, so daß am Ende eines Blockiersignals der Druck im Bremszylinder etwa 50$ des Zuleitungsdruckes betragen kann. Das zweite Ventil schließt sich verhältnismäßig rasch, während das erste Ventil aufgrund dieses Rückdruckes sich nicht so rasch und auch nicht so weit wie normal öffnet. Der Druckabfall am Ventil ist größer als normal, so daß der den Bremsen zugeführte Luftdruck niedriger ist als normal. Außerdem muß dieser verringerte Zuleitungsdruck gegen den auf der Niederdruckseite des Bremszylinders verbliebenen Druck wirken. Die Geschwindigkeit, mit der an der Drosselstelle 35 luft austritt, nimmt nicht linear mit dem Druckanstieg auf der Hochdruckseite des Bremszylinders zu, so daß Verstellen der Membran nach vorn die Luft an der Mederdruckseite zusammendrückt, um den Druckunterschied über der Membran zu verringern. Aus diesen beiden Wirkungen ergibt sich beim zweiten Arbeitsspiel der Blockierschutzeinrichtung ein stark herabgesetzter Bremsdruck. Entsprechende Verringerungen der wirksamen Bremsdrücke stellen sich beim dritten und den nachfolgenden Arbeitsspielen ein, solange wie die Blockierzustände anhalten.

Benutzt man den Druck auf der Mederdruckseite des Bremszylinders dazu, dem Öffnen des ersten Ventils entgegenzuwirken, so ergeben sich die folgenden Wirkungen:

1) Die Verzögerungsdauer beim Öffnen des ersten Ventils ist abhängig vom der Größe dieses Rückdruckes. Ist daher der Rückdruck groß, beispielsweise beim Gleiten oder-

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Blockieren auf Eis, wären die beiden Seiten des Bremszylinders während einer beträchtlichen Zeitspanne miteinander verbunden, das Öffnen des ersten Ventils wird stärker verzögert als bei niedrigem Rückdruck.

2) Sobald das erste Ventil sich öffnet, wird bei Betätigen des Bremszylinders der Rückdruck erhöht, um das Öffnen des Ventils zu verlangsamen, d.h. die Geschwindigkeit, mit der der Druckunterschied über der Bremszylindermembran ansteigt, wird verringert.

3) Über aufeinanderfolgende Arbeitsspiele kommt das Öffnen

des ersten Ventils bei einem Druck unterhalb des Zuleitungsdruckes zur Ruhe. Bei diesem Gleichgewichtsdruck ist die Geschwindigkeit der in den Bremszylinder eintretenden Luft gleich der Luftaustrittsgeschwindigkeit an der Drosselstelle 35.

Der Vorteil einer Herabsetzung des in Blockierzuständen verfügbaren Bremsdruckes besteht darin, daß erneutes Gleiten oder Blockieren infolge zu starker Druckbeaufschlagung des Bremszylinders nach der einmal erfolgten Erniedrigung des Bremsdruckes weniger wahrscheinlich ist. Auch muß in nachfolgenden Arbeitsspielen weniger wirksamer Bremsdruck abgebaut werden, so daß die Ansprechzeit der Bremsanlage verkürzt und der Luftverbrauch während des Betriebes der Blockierschutzeinrichtung verringert ist. Die Bremsanlage nach der Erfindung geht rascher auf normalen Bremsbetrieb zurück als eine Anlage, bei der das Druckmittel einfach abgelassen wird.

Bei einigen Fahrzeugen befinden sich der Luftverdichter und der Luftbehälter 32 am hinteren, das Trittplatten- oder pedalbetätigte Ventil am vorderen Fahrzeugende, so daß bei ' nahe eines Hinterrad-Bremszylinders angeordneter Ventilanordnung die Zuleitung zum Bremszylinder nahezu das Zweifache

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der Fahrzeuglänge beträgt. Es hat sich daher als vorteilhaft herausgestellt, den Behälter unmittelbar an die Ventilanordnung anzuschließen, woraus sich eine beträchtliche Verringerung des bei einer Bremsbetätigung zu bewegenden Luftvolumens ergibt.

Eine für diesen Anwendungsfall abgewandelte Ventilanordnung zeigt Fig. 2. Der Durchlaß bzw. die Öffnung 23 ist weggelassen, und über einen im Gehäuseteil 3 ausgebildeten dritten Einlaß 37 läßt sich das pedalbetätigte Ventil 33 unmittelbar an die Ausnehmung 22 anschließen.

/Patentansprüche 409833/0853

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. ι Druckluft-Bremsanlage mit Blockierschutz, mit einem

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Bremszylinder, in dem Hochdruck- und Niederdruckkammern von ^—S

einer beweglichen Wand zum Spannen der Bremse voneinander getrennt sind, mit einem Trittplatten- oder pedalbetätigten Ventil zum Regeln des Luft stromes von einer Hochdruckquelle zur Hochdruckkammer des Bremszylinders, weiterhin mit einer Regelventilanordnung, die zusammengesetzt ist aus einem Gehäuse mit einem Einlaß in Verbindung mit der Druckluftquelle, einem ersten Auslaß in Verbindung mit der Hochdruckkammer und einem an die Niederdruckkammer angeschlossenen zweiten Auslaß, einem ersten Ventil zum Regeln der Strömung durch einen ersten Ventilsitz zwischen dem Einlaß und dem ersten Auslaß, einem zweiten Ventil zum Regeln der Strömung durch einen zweiten Ventilsitz zwischen dem ersten und dem zweiten Auslaß, und einer druckempfindlichen Einrichtung zum Steuern des ersten und des zweiten Ventils, sowie mit einem dritten Ventil zum Regeln des auf die druckempfindliche Einrichtung wirkenden Fluddruckes in Abhängigkeit von Signalen eines auf die Verzögerung eines abgebremsten Rades ansprechenden Fühlers, wobei bei Eintreten eines Blockierzustandes das erste Ventil sich schließt und das zweite Ventil sich öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil (8) normalerweise von einer Feder (15) geschlossen gehalten ist,und daß die druckempfindliche Einrichtung (19) zwei sich gegenüberliegende Bereiche aufweist, wobei das dritte Ventil (28) den auf den ersten Bereich wirkenden Druck regelt und der zweite Bereich vom Druck in der Hochdruckkammer des Bremszylinders (34) beaufschlagt ist, und wobei beim Spannen der Bremse Fluddruck dem ersten Bereich der druckempfindlichen

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Einrichtung (19) zugeführt wird, um das zweite Ventil (18) zu schließen und das erste Ventil (8) zu öffnen.

2. Druckluft-Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ventilsitz (13) im ersten Ventil (8) ausgebildet ist, und daß das erste und das zweite Ventil (8,18) relativ zueinander verstellbar sind.

3. Druckluft-Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gek ennz e ichne t, daß die druckempfindliche Einrichtung (19) eine am zweiten Ventil (18) befestigte Membran ist.

4. Druckluft-Bremsanlage nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich der Membran (19) größer ist als der zweite Bereich und sich im Abstand vom ersten Ventil (8) befindet.

5. Druckluft-Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mederdruckkammer des Brems Zylinders (34) eine an die Außenluft angeschlossene Drosselstelle (35) aufweist, so daß den ersten Bereich der druckempfindlichen Einrichtung (19) beaufschlagender Fluiddruck das Bestreben hat, das zweite Ventil (18) gegen Fluddruck im Bremszylinder (34) zu schließen, dann das erste Ventil (8) gegen auf den zweiten Bereich der druckempfindlichen Einrichtung (19) wirkenden Fluddruck in der Hochdruck— kammer des Bremszylinders (34) und gegen auf das zweite Ventil (18) wirkenden Fluddruck in der Niederdruckkammer des Bremszylinders (34) zu öffnen.

6. Druckluft-Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trittplatten- oder pedalbetätigte Ventil (33) an den Einlaß (5) angeschlossen ist, der über das dritte Ventil (28) mit dem ersten Bereich der druckempfindlichen Einrichtung (19) in Verbindung steht.

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7. Druckluft-Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trittplatten- oder pedalbetätigte Ventil (33) über das dritte Ventil (28) an den ersten Bereich der druckempfindlichen Einrichtung (19) angeschlossen ist.

8. Segelventilanordnung, bei der eine druckempfindliche Einrichtung ein erstes, die luftversorgung der Hochdruckkammer eines Bremszylinders regelndes Ventil und ein zweites, die Verbindung zwischen den beiden Kammern des Bremszylinders steuerndes Ventil betätigt, insbesondere zur Verwendung in einer Druckluft-Bremsanlage mit Blockierschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennz eichnet, daß die druckempfindliche Einrichtung (19) eine Membran ist, die am zweiten Ventil (18) befestigt ist, das mit einem Ventilsitz (13) im ersten, normalerweise von einer Feder (15) geschlossen gehaltenen Ventil (8) zusammenwirkt, wobei eine Seite der Membran (19) beaufschlagender Fluddruck das Bestreben hat, gegen auf die andere Seite der Membran (19) wirkenden Druck im Bremszylinder (34) das zweite Ventil (18) zu schließen und das erste Ventil (8) zu öffnen.

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