DE2739884B2

DE2739884B2 - Lastabhängige Bremskraft-Regeleinrichtung für druckluftbetatigbare Kraftfahrzeug- und Anhängefahrzeug-Bremsanlagen

Info

Publication number: DE2739884B2
Application number: DE2739884A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Ing. Deike (Grad.), 3017 Pattensen; Bernd-Joachim Ing.(Grad.) 3050 Wunstorf Kiel
Original assignee: Wabco Fahrzeugbremsen GmbH
Current assignee: Wabco Fahrzeugbremsen GmbH
Priority date: 1977-09-05
Filing date: 1977-09-05
Publication date: 1979-12-13
Also published as: SU755188A3; IT1159716B; GB2003566B; ATA554378A; DE2739884A1; IT7868326A0; ES473057A1; JPS6228021B2; NL188566B; GB2003566A; FR2401805A1; FR2401805B1; YU209978A; YU42291B; NL188566C; HU187754B; AT376938B; NL7809009A; JPS5449465A; PL209186A1

Description

Die Erfindung betrifft eine lastabhängige Bremskraft-Regeleinrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche lastabhängige Bremskraft-Regeleinrichtung ist Gegenstand eines älteren Vorschlags (DE-AS 2643296). Obwohl die Bremskraft-Regel-

einrichtung gemäß diesem älteren Vorschlag konstruktiv relativ einfach ist und nur eine Ansprechstufe aufweist, hat sich gezeigt, daß sie Nachteile aufweist. Die erforderliche Relaiswirkung bestimmt nämlich die Ventilgröße hinsichtlich der Be- und Entlüftungszeiten der Bremsanlage, die möglichst kurz sein sollen, was nur durch große Querschnitte am kombinierten Regel-Relaisventil, insbesondere für den Entlüftungsvorgang, erreichbar ist. Große Querschnitte erfordern große Bauabmessungen und erfordern wegen der erheblichen Druckbeaufschlagung größere Betätigungskräfte am Stößel; die größere Bekstung macht es wiedenun notwendig, die Bauteile stärker auszuführen und verursacht darüber hinaus einen schnelleren Verschleiß. Da das Druckmittel wegen der Integration von Regelventil und Relaisventil relativ lange Wege zurücklegen muß, zeigt sich eine gewisse Drosselwirkung, durch die längere Be- und Entlüftungszeiten hervorgerufen werden. Das Druck-Vorsteuerventil ist notwendig, um die erforderliche Relaiswirkfläehe zu erhalten und damit für das Funktionieren des Relaisventils; bei Ausfall des Druck-Vorsteuerventils oder bei Störungen an diesem Ventil sind wesentlich höhere Ansprechdrücke zur Betätigung des Relaisventils notwendig.

Durch die DE-OS 2 456 074 ist eine lastabhängige Bremskraft-Regeleinrichtung bekannt, die ein Relaisventil und einen als Stufenkolben ausgebildeten Bremsdruck-Regelkolben aufweist. Der Bremsdruck-Regelkolben betätigt ein Bremsdruck-Regelventil, dessen Regelgröße über eine Feder einstellbar ist, deren Federspannung lastabhängig über ein Stellglied verstellbar ist. Die lastabhängige Einstellung des Regelkolbens erfolgt damit kraftmäßig über eine Feder. Aus der DE-OS 2 456 074 ist ferner das Merkmal

to e) des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 für sich bekannt. Durch die Hintereinanderanordnung des lastabhängig verstellbaren Stellgliedes, des von diesem kraftmäßig verstellbaren Regelventils und des Relaisventils weist die bekannte lastabhängige Bremskraft-Regeleinrichtung eine relativ große Baulänge auf und ist, bedingt durch diesen Aufbau, konstruktiv relativ aufwendig.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine lastabhängige Bremskraft-Regeleinrichtung gemaß Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszubilden, daß die Betätigungskräfte verringert werden können und die Bremskraft-Regeleinrichtung insgesamt wesentlich kleiner gebaut werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im

b5 Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung erfolgt funktionsmäßig eine Trennung des Bremsdruckregel-

ventils und des Relaisventils. Hierdurch kann das Bremsdruckregelventil kleiner ausgeführt, der Relaiskolben und das Relaisventil zwischen der Membran und der Verstelleinrichtung für den Stößel angeordnet und ferner der Weg für das Druckmittel vom Anschluß für den Vorratsdruck zum Anschluß für den Bremszylinder über das Relaisventil verkleinert werden, wodurch schnellere Be- und Entlüftungszeiten erzielt werden können. Die Querschnittsfläche des Stößels kauf, entsprechend den kleineren Baumaßen des lastabhängigen Regelteiles ebenfalls verringert werden, wodurch sich geringere Betätigungskräfte für die lastabhängige Bremskraft-Regeleinrichtung und geringere Belastungen des Stößels ergeben. Dies bedeutet wiederum, daß der bauliche Aufwand, vor allem hinsichtlich der Stärke der Bauteile, Federn und Federungskörper, verringert werden kann. Der Vorteii eines einzigen kompakten Gerätes ohne zusätzliche Leitungen anstelle zweier Geräte bleiot trotz der funktionsmäßigen Trennung von Bremsdruckregelventil und Relaisventil voll erhalten. Durch die abgedichtete Führung des Stößels im Relaiskolben, sozusagen nach Art eines Kolbens, sind weniger Abdichtungen notwendig, wodurch die Bauweise einfacher und kleiner gestaltet werden kann. Außerdem wird hierdurch ein Flächengewinn für den Relaiskolben erzielt, wodurch geringere Ansprechdrücke erreichbar sind.

Durch die weitere Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 ergibt sich der Vorteil, daß die Ansprechdrücke unabhängig vom Beladungszustand sind.

Durch die vorteilhaften weiteren Ausbildungen gemäß den Ansprüchen 3 und 4 ergeben sich weitere bauliche Vereinfachungen der lastabhängigen Bremskraft-Regeleinrichtung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung, die einen Schnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete lastabhängige Bremskraft-Regeleinrichtung zeigt, näher erläutert.

Im oberen Gehäuseteil 2 sind ein Vorsteuerventil 4 und ein lastabhängiges Bremsdruckregelventil 5 angeordnet. Im unteren Gehäuseteil 6 sind ein Relaisventil 8 und eine lastabhängig verstellbare Stellvorrichtung 10 für das Bremsdruckregelventil 5 angeordnet.

Das Bremsdruckregelventil weist einen als Stufenkolben ausgebildeten Bremsdruckregelkolben auf, der aus einem Kolben 12 und einer Membran 14 besteht. Im Innenraum des Kolbens 12 ist ein hohler Doppelventilkörper 16 angeordnet, der unter der Vorspannung einer Feder 18 steht und mit einem am Kolben 12 ausgebildeten Ventilsitz 20 ein Einlaßventil 16, 20 bildet.

Mit dem Kolben 12 ist eine Anzahl radialer Rippen 22 verbunden, deren der Membran 14 zugewandte Stirnfläche 24 Teile eines Kegelmantels bilden.

Im Gehäuseteil 2 ist ein Einlegering 25 mit einer Anzahl radialer feststehender Rippen 26 vorgesehen, in deren Zwischenräume die Rippen 22 berührungslos eingreifen und deren der Membran 14 zugewandte Stirnflächen 28 Teile eines entgegengesetzt verlaufenden Kegelmantels bilden.

Der Stufenkolben 12,14 weist eine obere konstante Wirkfläche 30 und eine untere mit der Bewegung des Stufenkolbens veränderliche Wirkfläche 32 auf.

Das Vorsteuerventil 4 besteht aus einem Vorsteuerkolben 34, einem hohlen Doppelventilkörper 36, der koaxial im hohlen Doppelventilkörper 16 des Bremsdruckregelventils 5 angeordnet und geführt ist und durch eine Feder 38 vorgespannt ist. Der Doppelventilkörper 36 bildet mit einem gehäusefesten Sitz 40 ein Einlaßventil 36, 40 und rtdt der als Ventilsitz 42 ausgebildeten unteren Fläche des Vorsteuerkolbens 34 ein Auslaßventil 36, 42.

Im oberen Gehäuseteil 2 ist ein Anschluß 44 zum Bremsventil angeordnet. Der Abschluß steht über eine Kammer 46 und das Einlaßventil 36,40 mit einer

ίο Vorsteuerkammer 48 in Verbindung.

Die Vorsteuerkammer 48 steht über eine Bohrung 54 direkt mit einer oberhalb der Membran 14 befindlichen Kammer 56 in Verbindung.

Der Vorsteuerkolben 34 steht unter der Spannung einer Feder 58, mit deren Hilfe der »Einsprung« mittels einer Stellschraube 60 einstellbar ist.

Die Bewegung des Bremsdruckregelkolbens wird begrenzt durch den Einlegering 25, der hier als Anschlag 62 für den Kolben 12 dient.

2<: Die im unteren Gehäuseteil angeordnete Stellvorrichtung 10 besteht im wesentlichen aus einer Kurvenscheibe 63, die von einem lastabhängig verstellbaren Stellhebel 64 bewegt wird. Die Kurvenscheibe 63 betätigt einen teilweise hohlen Stöße 66. Das obere Ende des Stößels ist als Ventilsitz 68 ausgebildet und bildet mit dem Doppelventilkörper 16 ein Auslaßventil 16, 68.

Das Relaisventil 8 umfaßt einen Relaiskolben 70, der eine zentrale Bohrung 72 aufweist, durch die der

mi Stößel 66 dichtend mit Hilfe eines Dichtelementes 73 hindurchgeführt ist zur lastabhängigen Einstellung des Bremsdruckregelventils 5. Der Stößel ist ferner im Bereich der Kurvenscheibe in einer im Gehäuse ausgebildeten Bohrung 74 geführt. Das Relaisventil 8

j5 weist ferner einen im unteren Gehäuseteil 6 dichtend geführten Doppelventilkörper 76 auf, der zusammen mit einem mit dem Gehäuseteil 6 fest verbundenen Sitz 78 ein Einlaßventil 76, 78 und mit einem am Relaiskolben ausgebildeten Sitz 80 ein Auslaßventil 76, 80 bildet.

Im unteren Gehäuseteil 6 ist ein Anschluß 82 für Vorratsdruck vorgesehen, der über eine Kammer 84 und das Relaisventil mit einem Ausgangsanschluß 86 in Verbindung steht, der zu den Bremszylindern führt. Oberhalb des Relaiskolbens 70 befindet sich eine Kammer 88, die über das Einlaßventil 16, 20 mit dem Steuerdruck beaufschlagbar ist. Unterhalb des Relaiskolbens befindet sich eine Kammer 90, die über das Relaisventil mit dem zu den Bremszylindern ausgesteuerten Druck (Vorratsdruck) beaufschlagbar ist. Die Belüftung des Relaisventils 8 erfolgt über das Auslaßventil 76,80 und den hohlen Doppelventilkörper 76 an der Kurvenscheibe 63 vorbei über ein Entlüftungsventil 94.

Die Entlüftung des Bremsdruckregelventils 5 und des Vorsteuerventils 4 erfolgt über den teilweise hohlen Stößel 66, eine Querbohrung 92 im Stößel in den Entlüftungsraum des Relaisventils 8.

Der Kolben 12 ist direkt auf dem Relaiskolben 70

bo geführt, so daß die Belüftung der Kammer 88 über den Führungsspalt zwischen dem Kolben 12 und dem Relaiskolben 70 erfolgt.

Bis gezeigte Bremskraft-Regeleinrichtung arbeitet wie folgt:

_b5 Ein vom Motorwagen- oder Anhänger-Bremsventil kommender Bremsdruck oder Steuerdruck wird über den Anschluß 44 gleichzeitig über die Kammer 46 und das Einlaßventil 36, 40 in die Vorsteuerkammer 48

und über die Bohrung 54 in die Kammer 56 oberhalb der Membran 14 eingesteuert.

Beim Erreichen eines bestimmten, auf den Vorsteuerkolben 34 wirkenden Steuerdruckes bewegt sich der Vorsteuerkolben 34 gegen die Kraft der Feder 58, die über die Stellschraube 60 einstellbar ist, nach oben, wodurch das Einlaßventil 36, 40 schließt.

Gleichzeitig wirkt der Steuerdruck bzw. Bremsdruck in der Kammer 46 auf die Oberseite des Kolbens 12 und - wie oben bereits erläutert - auf die Oberseite der Membran 14 und damit auf den Stufenkolben des Bremsdruckregelventils und drückt diesen dadurch hinunter. Der Doppelventilkörper 16 folgt dieser Bewegung unter dem Einfluß der Feder 18, setzt sich auf die als Auslaßventilsitz ausgebildete Stirnfläche des Stößels 66 und verschließt somit das Auslaßventil 16,68 und öffnet beim weiteren Hinabgehen des Bremsdruckregelkolbens 12, 14 das Einlaßventil 16, 20. Der über den Anschluß 44 anstehende Steuerdruck von den Bremsventilen wird nun über das Einlaßventil 16, 20 am Führungsspalt zwischen Kolben 12 und Relaiskolben 70 vorbei in die Kammer 88 oberhalb des Relaiskolbens eingesteuert. Der Relaiskolben wird daraufhin nach unten bewegt und schließt mit seinem Sitz 80 das Auslaßventil 76, 80 und öffnet beim weiteren Herablaufen das Einlaßventil 76, 78, so daß Druckluft über den Anschluß 82 aus dem Druckluftvorratsbehälter 84 in die Kammer 90 und über den Anschluß 86 in die Bremszylinder strömen kann. Unterhalb des Relaiskolbens 70 baut sich der Druck vom Vorratsbehälter auf und bewegt beim Übersteigen des Druckes in der Kammer 88 oberhalb des Relaiskolbens 70 diesen wieder nach

ίο oben und schließt das Einlaßventil 76, 78, wodurch eine Bremsdruckabschlußstellung erreicht ist. Der jetzt in den Bremszylindern herrschende Druck entspricht dem in Abhängigkeit von Beladungsgewicht über das Bremsdruckregelventil 5 geregelten Druck.

In der Zeichnung ist die Vollaststellung im drucklosen Zustand dargestellt.

Nach Beendigung des Bremsvorganges baut sich der Bremsdruck bzw. Steuerdruck wieder ab, wodurch der Relaiskolben 70 und der Kolben 12 in die jeweils obere Endlage bewegt werden und zugleich die Auslaßventile 16,68 und 76,80 des Bremsdruckregelventils bzw. Relaisventils geöffnet werden; das Druckmittel kann dann über das Entlüftungsventil 94 entweichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lastabhängige Bremskraft-Regeleinrichtung für druckluftbetätigbare Kraftfahrzeug- und Anhängefahrzeug-Bremsanlagen mit

a) einem als Stufenkolben ausgebildeten Bremsdruck-Regelkolben, der aus einem Kolben und einer mit diesem verbundenen Membran mit veränderlicher Wirkfläche besteht, wobei die eine Stirnfläche des Kolbens entgegen dem Druck in der von der Membianunterseite und der anderen Kolbenstirnfläche begrenzten Druckkammer von dem von einem Bremsventil ausgesteuerten Druck beaufschlagt ist,

b) einem im Stufenkolben angeordneten, zusammen mit diesem ein Bremsdruckregelventil bildendes Doppelventil mit einem Ventilkörper, der in der Ruhestellung auf einem am Stufenkolben vorgesehenen Einlaßventilsitz aufliegt und die Druckzufuhr zu der Druckkammer sperrt, und einem mit einem axialen Entlüftungskanal versehenen, in Abhängigkeit von der Fahrzeugbelastung axial verstellbaren Stößel, mit dem der Ventilkörper unter gleichzeitigem Absperren des Entlüftungskanals von seinem Sitz abhebbar ist,

c) einem Vorsteuerventil, mit dem die Oberseite der Membran bis zu einem vorbestimmten Druck mit dem vom Bremsventil ausgesteuerten Druck beaufschlagbar ist,

d) einem im gleichen Gehäuse angeordneten Relaisventil, über das den Radbremsen bei einer Betätigung des Bremsventils Druckluft aus einem Druckluftvorratsbehälter zuführbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

e) in an sich bekannter Weise das Relaisventil (8) dem Bremsdruckregelventil (5) nachgeschaltet ist und durch einen koaxial unter dem Stufenkolben (12) angeordneten Relaiskolben (70) betätigbar ist, der in Richtung öffnen des Relaisventils vom lastabhängig eingestellten Druck in der Druckkammer (88) und in der Gegenrichtung vom Druck in einer mit den Radbremsen verbundenen, über das Relaisventil mit dem Druckluftvorratsbehälter verbindbaren Auslaßkammer (90) beaufschlagt ist,

f) der lastabhängig verstellbare Stößel (66) durch den Ventilkörper (76) des Relaisventils (8) und den Relaiskolben (70) koaxial hindurchgeführt und im Relaiskolben abgedichtet geführt ist.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Relaiskolben (70) des Relaisventils (8) in an sich bekannter Weise eine konstante Wirkfläche hat.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufenkolben (12) des lastabhängig verstellbaren Bremsdruckregelventils auf dem Relaiskolben (70) des Relaisventils (8) geführt ist.

4. Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekannter und üblicherweise verwendeter Einlegering (25) als Anschlag für den Stufenkolben (12) des Bremsdruckregelventils (5) vorgesehen ist.