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Prüfventil sowie Verfahren zur Prüfung der Punktionstüchtig-
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kei t einer Kraftwagen-Bremsanl age Die Erfindung betrifft ein Ventil,
das in das Leitungssystem einer lastabhängigen Kraftwagen-Bremsanlage eingebaut
werden kann, deren auf die Bremszylinder einwirkende Bremskraft von einem Bremskraftregler
in Abhängigkeit von der jeweiligen durch die Achslast bestimmten Druckhöhe, z.B.
eines Feder balges oder Federbalgpaares, meist automatisch gesteuert wird. Dabei
wird die Federbalghöhe eines Fahrzeugs trotz unterschiedlicher Belastung konstant
gehalten und die im Federbalg notwendige Drucklufthöhe über ein mechanisch wirkendes
Luftfederventil (Niveauregelventil oder auch Höheneinstellventil genannt) aufgebaut.
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Von der jeweiligen Belastung des Fahrzeugs ist bekanntlich die aufzuwendende
Bremskraft abhängig, d.h. die Höhe des in den Bremszylindern zu erzeugenden Druckes,
wozu ein pneumatisch oder hydraulisch gesteuerter Bremskraftregler dient.
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Im Falle einer Druckluft--Bremsanlage ist sowohl die Bremskraft als
auch die Federkraft direkt abhängig von der Achslast, weshalb man den im Pederbalg
anstehenden und vom Luftfederventil bestimmten Druck zur Steuerung des Bremskraftreglers
ausnutzt, um die jeweils erforderliche Druckhöhe im Bremszylinder zu erzeugen. Auf
diese Weise ist der Bremsdruck der jeweiligen Belastung des Fahrzeugs angepaßt.
In äquivalenter Weise wird in hydraulisch gesteuerten Bremsanlagen verfahren.
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Üblicherweise müssen Kraftfahrzeuge in gesetzlich vorgeschriebenen
Abständen dem Technischen Überwachungsverein vorgeführt werden, damit die Verkehrstüchtigkeit
des Fahrzeugs überprüft werden kann. Bei dieser Überprüfung wird den Bremsanlagen
aus verständlichen Gründen besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Nach den bisherigen
Prüfsystemen ist die Möglichkeit der Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Bremskraftreglers
unter variablen Lastbedingungen nicht gegeben.
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Vielmehr kann bisher nur ein Wert kontrolliert werden, nämlich die
Bremskraft, die der zufälligen Achslast entspricht.
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Man könnte zwar das Fahrzeug mehrmals hintereinander dem Überwachungsverein
mit jeweils unterschiedlichem Ladegewicht vorführen lassen, um auf diesem Wege die
ordnungsgemäße Funktionstüchtigkeit des Bremskraftreglers überprüfen zu können.
Dies ist jedoch verständlicherweise einem Fahrzeughalter nicht zumutbar. Außerdem
würde ein solches Verfahren
nicht zu befriedigenden Ergebnissen
führen.
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Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Möglichkeit zu schaffen, die
Funktionstüchtigkeit einer Kraftwagen-Bremsanlage, insbesondere des Bremskraftreglers,
durch simulierte beliebige Lastbedingungen überprüfen zu können.
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Diese Aufgabe wird vornehmlich durch den Gegenstand des Anspruchs
1 gelöst, wobei die Merkmale der Unteransprüche 2 - 5 besonders zweckmäßige Ausgestaltungen
der Erfindung darstellen.
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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielhaft näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 ein Prüfventil für eine hydraulisch oder mit Druckluft betriebene
Bremsanlage, Fig. 2 schematisch das Prüfverfahren für eine hydraulisch betriebene
Bremsanlage, Fig. 3 schematisch das Prüfverfahren für eine druckluftbetriebene Bremsanlage.
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In Fig. 1 wird in der linken Hälfte der Normal- und in der rechten
Hälfte der Prüfzustand des Prüfventils für eine
hydraulische oder
mit Druckluft betriebene Bremsanlage im Schnitt dargestellt.
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Das erfindungsgemäße Prüfventil besteht im wesentlichen aus dem rohrförmigen
Ventil gehäuse 1, einem gegen den Druck einer Feder 2 wirkenden, im Gehäuse axial
gleitenden Kolben 3 ,einem Einsatzstück 4 zur Kolbenführung und -arretierung sowie
einer Schutzkappe 5.
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Das Ventilgehäuse 1 weist einen Prüfstutzen 6, gegenüberliegend einen
Anschlußstutzen 7 sowie rechtwinklig dazu etwa mittig einen Abzweigstutzen e auf.
An die Stutzen 7 und 8 können übliche Bremsleitungen angeschlossen werden, während
an den Stutzen 6 übliche Prüfanschlußleitungen 11 auf das Außengewinde 14 aufschraubbar
sind. Der Stutzen 8 weist eine übliche AnschluRbohrung 9 und der Stutzen 7 die Bohrung
10 zum Durchfluß des Mediums auf. Die äußere Ausgestaltung dieser Stutzen entspricht
üblichen Ausführungsformen zum Anschluß von hydraulischen Leitungen.
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Dagegen dient die Bohrung 13 im Prüfstutzen 6 zur Aufnahme des Kolbens
3 und des Einsatzstücks 4. Zu diesem Zweck beginnt sie prüfeinsatzseitig mit der
zylindrischen Bohrung 15 mit Innengewinde 16, die mit einer Hinterdrehung 17 endet.
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Es folgt die Gleitbohrung 18, die gegenüber der Bohrung 15 einen geringeren
Durchmesser aufweist, so daß sich die stufenförmig abgesetzte Schulter 19 ergibt.
Die Gleitbohrung
18 erstreckt sich bis über die Bohrung 9 des Stutzens
8 und geht in die Gleitbohrung 20 geringeren Durchmessers im Stutzen 7 über, so
daß sich die Schulter 21 ergibt. Der Bohrung 20 folgt die Bohrung 10 des Stutzens
7, ebenfalls mit einem geringeren Durchmesser gegenüber der Bohrung 20.
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In die Gleitbohrung 20 ist ein Kolben 3 eingesetzt. Dieser besteht
aus dem Schaft 22, an den sich der Gleitflansch 23 mit Dichtring 24 anschließt.
Es folgt ein Kolbenzwischenstück 25 geringeren Durchmessers, das schließlich in
den Gleitkopf 26 mit Dichtring 27 übergeht.
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Der Kolben 3 wird durch das zylinderringfönnige Einsatzstück 4 im
Ventilkörper gehaltert. Es weist hierzu prüfventilseitig einen Sechskant 28 und
ein dem Gewinde 16 entsprechendes Außengewinde 29 sowie eine dem Durchmesser des
Schaftes 21 entsprechende zylindrische Bohrung 30 auf. Zur Montage des Kolbens 3
wird zunächst die Druckfeder 2 in die Bohrung 18 eingesetzt. Diese stützt sich auf
der Schulter 21 ab. Dann wird der Kolben 3 mit auf den Schaft 22 aufgeschobenem
Einsatzstück 4 in den Ventilkörper eingeführt und das Einsatzstück eingeschraubtX
bis es auf die Schulter 19 stößt. Da der Durchmesser der Gleitflansches 23 dem Durchmesser
der Gleitbohrung 18 entspricht und der Durchmesser der Bohrung 30 im Einsatzstück
4 kleiner ist als der Durchmesser der Gleitbohrung 18, stößt die Gleitflanschkante
31 gegen das
Einsatzstück 4, wobei die Feder 2 gegen die Gleitflanschkante
32 drückt.
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Im Kolben 3 ist eine axiale Bohrung 33 angeordnet, die etwas tiefer
reicht als die Gleitflanschkante 32. Am Auslauf dieser Bohrung zweigen eine oder
mehrere radiale Querbohrungen 34 ab, so daß die Bohrung 33 mit dem Raum der Bohrung
18 in Verbindung steht.
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Die Bohrung 33 nimmt im oberen Bereich einen üblichen Prüfventileinsatz
12 auf. Dazu ist eine Schulter 35 zur Lagerung eines Dichtrings 36 vorgesehen, an
die sich eine Gewindebohrung 37"anschließt, die wiederum in einer Schulter 38 ausläuft.
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Der Prüfventileinsatz 12 ist außenseitig entsprechend der inneren
Ausgestaltung der Kolbenbohrung ausgeführt. Er besteht aus dem Sechskant 39, einem
Ringsteg 40, dessen Durchmesser dem Innendurchmesser der Bohrung 41 des Kolbens
3 entspricht, der Hinterdrehung 42, an die sich ein dem Gewinde 37 entsorechendes
Gewinde 43 anschließt.
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Die Unterkante 44 des Prüfventileinsatzes 12 stößt in eingeschraubtem
Zustand auf die Schulter 38. Der Prüfventileinsatz 12 besitzt eine axiale abgestufte
Bohrung 45, wobei die Bohrung geringeren Durchmessers im Sechskant 39 untergebracht
ist.
Die Öffnung dieser Bohrung im Sechskant ist im Normalzustand des Ventils mit einer
Kugel 46 verschlossen, die durch eine sich auf dem Boden der Kammerbohrung 33 abstützende
Feder 47 in die Öffnung gedrückt wird.
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Im Normalzustand (linke Seite in Fig. 1), d.h. im Betriebszustand
der Bremsanlage ist auf das Gewinde 14 die Schutzkappe 5 geschraubt, die mit einem
Drahtstück unverlierbar am Ventilkörper befestigt ist. Der Kolben 3 wird durch die
Feder 2 in seiner Ausgangsstellung gehalten, so daß das Bremsmedium frei durch die
Bohrungen 10 und 9 fließen kann, ohne durch den Stutzen 6 dringen zu können. Denn
dort ist der Weg durch die Dichtringe 24 und 36 sowie durch die Kugel 46 versperrt.
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Für den Prüfzustand wird die Schutzkappe 5 abgeschraubt und die Prüfanschlußleitung
11 angeschlossen. Hierzu wird die Mutter 48, die in bekannter Weise die Prüfleitung
49 mit Nippel 50 haltert, auf das Gewinde 14 geschraubt, wobei ein Flanschteil 51
der Prüfleitung 49 über das Prüfeinsatzstück 12 den Kolben 3 einschiebt, bis die
Schulter 52 zwischen dem Kolbenzwischenstück 25 und dem Gleitkopf 26 auf die Schulter
21 stößt. Dabei fährt der Gleitkopf 26 in die Bohrung 20, die durch den Dichtring
27 abgedichtet wird. Damit ist der Weg über den Stutzen 7 versperrt und der Weg
durch den Stutzen 6 bzw. den Kolben 3 geöffnet, denn der Nippel 50, der
durch
die Bohrung 45 gleitet und durch den in einer entsprechenden Nut in der Bohrung
45 im Sechskant 39 lagernden Dichtring 53 nach außen abgedichtet wird, drückt die
Kugel 46 gegen den Druck der Feder 47 aus der Öffnung der Bohrung 45. Das Druckmittel
kann nun über die Bohrungen 9, 34, 33 und 45 in die Prüfleitung 49 gelangen.
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Das neue Ventil für die Bremsanlage arbeitet einwandfrei, wobei durch
die Anordnung der Dichtungen gewährleistet wird, daß kein Druckmittel nach außen
dringen kann.
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Das in vorteilhafter Weise abgedichtete Kclbensystem ermöglicht somit
auch bei dieser Ausführungsform das lastvariable Prüfen einer Bremsanlage.
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Das neue Prüfverfahren mit den neuen Prüfventilen wird durch die Fig.
2 und 3 schematisch verdeutlicht. Dabei befindet sich jeweils in der Leitung zwischen
dem ALB-Ventil (automatischer, lastabhängiger Bremskraftregler) und dem Niveauregelventil
ein erfindungsgemäßes Dreiwege-Prüfventil.
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Im Fane der Druckluft-Bremsanlage (Fig. 3 ) ist das Prüfventil in
die vom Luftfederventil zum Bremskraftregler führende Leitung eingebaut. Im Fahrbetrieb
kommt dem Prüfventil lediglich eine Verbindungsfunktion zu, wobei ein freier Durchgang
des Mediums vom Luftfederventil zum Bremskraftregler gegeben ist.
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Dabei ist der Prüfanschlußstutzen durch eine Endkappe die
mit
einer Kette unverlierbar am Ventilgehäuse festgelegt ist, verschlossen. Die Endkappe
verhindert in zuverlässiger Weise das Eindringen von Schmutzpartikelchen in das
Ventil iwd von dort in das Leitungssystem der Bremsanlage.
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Beim Vorführen eines mit dem Prüfventil ausgerüsteten Fahrzeugs wird
die Endkappe vom Prüfanschlußstutzen entfernt und hieran eine Speisedruckleitung
angeschlossen. Das Anschlußstück der Speiseleitung ist bekannt und so ausgebildet,
daß es beim Aufschrauben gegen den aus den Ventil gehäuse herausragenden Bereich
des Kolbens wirkt und diesen axial gegen die Kraft der Feder verschiebt, und zwar
soweit, bis der Runddichtring des Kolbens zuverlässig dichtend in der entsprechenden
Bohrung sitzt. Hiernach ist der vorher freie Durchgang der Verbindung unterbrochen,
und es kann durch die Speisedruckleitung Druckluft in den Prüfanschlußstutzen und
von dort in den Bremskraftregler eingebracht werden. Je nach Höhe des einzuspeisenden
Luftdrucks können sodann beliebige Lastbedingungen simuliert und die entsprechenden
Reaktionen des Bremskraftreglers überprüft werden. Praktisch ist es somit möglich,
eine Überprüfung, beginnend vom Leergewicht bis zur zulässigen Höchstlast, kontinuierlich
durchzuführen. Nach Entfernung der Speisedruckleitung wird der Kolben durch die
Kraft der Druckfeder wieder in seine Ausgangsstellung überführt, wobei der Zugang
im Prüfanschlußstutzen unterbrochen und der Durchgang vom Luftfederventil zum Bremskraftregler
wieder freigegeben
ist.
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In gleicher Weise wird beim hydraulisch betriebenen Bremskraftregelsystem
gearbeitet, wie schematisch in Fig. 2 dargestellt wird. Eine nähere Beschreibung
des Verfahrens erübrigt sich somit.
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Das neue Ventil ist derart aufgebaut und abgedichtet, daß es ohne
weitere Zusatzanordnungen für alle bekannten Druckmedien in Bremsleitungen verwendbar
ist. Insbesondere bei flüssigen Medien wird vermieden, daß beim Anschließen und
Abnehmen der Prüfleitungen Flüssigkeit tropft bzw. verlorengeht.
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