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Anhänger-Steuerventil
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Die Erfindung betrifft ein Anhänger-Steuerventil für eine druckluftbetätigte
Zweileitungs-Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bei Zweileitungs-Bremsanlagen besteht die Druckluftverbindung zwischen
dem Motorfahrzeug und dem Anhänger aus einer Vorratsleitung und einer Bremsleitung.
Bei einem Bruch der Anhänger-Bremsleitung wird die Vorratsleitung bei einer Bremsung
über die Bruchstelle entlüfter und damit eine Bremsung des Anhängers über die Vorratsleitung
ausgelöst. Da jedoch der Luftdruck in den
Behältern des Motorfahrzeugs
zunächst auf die Sicherheitsdrücke, z.B. bei Zweikreis-Zweileitungs-Bremsanlagen
auf die Schließdrücke des Mehrkreis-Schutzventils und des betreffenden Überströmventils
fallen muß, würde es unter Umständen viele Sekunden dauern, bis der Druck in der
Vorratsleitung unter einen vorbestimmten Wert, gemäß EG-Richtlinien 1,5 bar,fällt
und der Anhänger bremst. Als Folge dieser langen Zeitdauer bestünde die Gefahr,
daß bei einer Vollbremsung nur das Motorfahrzeug bremst, während die Bremsanlage
des Anhängers nicht bzw.
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viel zu spät anspricht, was vor allem bei schwer beladenen Anhängerfahrzeugen
zur Folge hätte, daß dieses aufschiebt und der Lastzug einknickt.
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Eine aus der DE-OS 25 20 692 bekannte Einrichtung löst dieses Problem
dadurch, daß an das Anhänger-Steuerventil eine schaltbare Drossel angeflanscht ist,
über die die Vorratsleitung geführt ist. Die Drossel weist ein Betätigungsglied
auf, welches von einem in das Anhänger-Steuerventil integrierten Steuerkolben betätigbar
ist.
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Der Steuerkolben wird einerseits vom Steuerdruck des Anhänger-Steuerventils
und andererseits vom Ausgangsdruck des Anhänger-Steuerventils so beaufschlagt, daß
die Vorratsleitung bei einem Bruch der Anhänger-Bremsleitung gedrosselt wird.
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Die somit erreichte Drosselung des Druckluftdurchsatzes durch die
Vorratsleitung bewirkt nun eine Entlüftung des der Drossel nachgeschalteten Teiles
der Vorratsleitung innerhalb von 2 Sekunden unter den erwähnten Wert von 1,5 bar
und ermöglicht somit eine schnelle automatische Bremsung des Anhängers beim Bruch
der Anhänger-Bremsleitung.
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Bei diesem bekannten Anhänger-Steuerventil kann es passieren, daß
bei intakter Bremsanlage während der Bremsdruckeinsteuerphase der die Drossel betätigende
Steuerkolben
in eine Stellung gebracht wird, in welcher er die Drossel im Sinne einer Verringerung
des Drosselquerschnittes betätigt. Die Folge ist eine gedrosselte Zufuhr des Vorratsdruckes
zur Anhänger-Vorratsleitung und zur Anhänger-Bremsleitung.
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Diese möglicherweise auftretende unbeabsichtigte Drosselung des Vorratsdruckes
wird dadurch verursacht, daß bei einem Bremsvorgang der Steuerkolben vom Steuerdruck
des Anhänger-Steuerventils in Schließrichtung der veränderbaren Drossel beaufschlagt
wird, bevor über das kombinierte Einlaß- und Auslaßventil Vorratsdruck von der Druckmitteleingangskammer
in die Druckmittelausgangskammer gelangt und den Steuerkolben entgegen dem Steuerdruck
des Anhänger-Steuerventils in Öffnungsrichtung der veränderbaren Drossel beaufschlagt.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Anhanger-Steuerventil
der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welchem eine unbeabsichtigte Drosselung
des Vorratsdruckes ausgeschlossen ist.
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Diese Aufgabe wird mit der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung
gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in
den Unteransprüchen aufgezeigt.
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Die Erfindung bietet insbesondere den Vorteil, daß eine unbeabsichtigte
Drosselung des Vorratsdruckes während einer Betriebsbremsung bei intakter Bremsanlage
ausgeschlossen ist, da der Vorratsdruck in der Druckmitteleingangskammer ständig
den Steuerkolben in Richtung auf die Offenstellung der Drossel zu beaufschlagt und
der entgegengerichtet auf den Steuerkolben einwirkende Steuerdruck erst bei Betätigen
des Bremsventils des Zugfahrzeugs in die vom Steuerkolben begrenzte Steuerkammer
gelangt.
Die einander entgegengerichteten Wirkflächen des Steuerkolbens sind so ausgelegt,
daß bei intakter Anhänger-Bremsleitung die in Öffnungsrichtung der Drossel auf den
Steuerkolben einwirkende Kraft größer ist als die entgegengerichtete Kraft. Gemäß
einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist die schaltbare
Drossel in das Anhänger-Steuerventil integriert, wodurch eine kompakte Bauweise
des Anhänger-Steuerventils erzielt wird.
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Da der die Drossel betätigende Steuerkolben einerseits vom Steuerdruck
des Anhänger-Steuerventils und andererseits vom Vorratsdruck aus der Druckmitteleingangskammer
des Anhänger-Steuerventils beaufschlagt wird, kann der Schaltpunkt der Drossel genau
definiert werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes
erfolgt die Drosselung des Vorratsdruckes nur im Bereich zwischen dem ersten Vorratsanschluß
und der Druckmitteleingangskammer, so daß bei einem Bruch der Anhänger-Bremsleitung
der hinter der Drossel liegende Teil der Vorratsleitung über den zweiten Vorratsanschluß,
die Druckmitteleingangskammer und die Druckmittelausgangskammer sehr schnell entlüftet
wird.
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Anhand der Zeichnung werden nachstehend zwei Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 ein Anhänger-Steuerventil für eine Zweikreis-Zweileitungsbremsanlage
mit integrierter schaltbarer Drossel, wobei die Drossel von einem zwischen einem
Gehäusevorsprung und einem Steuerkolben vorgesehenen Spalt gebildet wird und Fig.
2 ein Anhänger-Steuerventil für eine Zweikreis-Zweileitungsbremsanlage mit einer
an das Anhänger-Steuerventil angeflanschten schaltbaren Drossel, welche nach dem
gleichen Prinzip arbeitet wie die Drossel gemäß Fig. 1.
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Gemäß Fig. 1 ist in einem Ventilgehäuse 1 ein erster Relaiskolben
48 angeordnet, welcher eine erste Steuerkammer 2 von einer Druckmittelausgangskammer
5 trennt. Die Steuerkammer 2 ist über einen ersten Steueranschluß 47 mit einem ersten
Bremskreis des Motorfahrzeugs verbunden. Über einen Druck-
mittelausgang
10 steht die Druckmittelausgangskammer 5 mit einer zum Anhänger-Bremsventil eines
Anhängerfahrzeuges führenden Anhänger-Bremsleitung in Verbindung.
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Der Relaiskolben 48 weist einen in Umfangsrichtung verlaufenden Dichtring
3 auf, welcher verhindert, daß Druckmittel von der ersten Steuerkammer 2 in die
Druckmittelausgangskammer 5 gelangt.. Unterhalb des ersten Relaiskolbens 48 ist
ein aus einem ersten Relaiskolbenteil 7, 8 und einem zweiten Relaiskolbenteil 23
bestehender zweiter Relaiskolben angeordnet, wobei die beiden Relaiskolbenteile
7, 8 und 23 hintereinander geschaltet und fest miteinander verbunden sind. Ein auf
der Umfangsfläche des ersten Relaiskolbenteiles 7, 8 angeordneter Dichtring 11 dichtet
die Druckmittelausgangskammer 5 gegen eine gegenüberliegende, auf der anderen Seite
des ersten Relaiskolbenteiles 7, 8 angeordnete Druckmitteleingangskammer 38 ab.
Im ersten Relaiskolbenteil 7, 8 ist zentrisch eine Ausnehmung angeordnet, die im
oberen Kolbenteil 8 des ersten Relaiskolbenteils 7, 8 als Ventilsitz 6 ausgebildet
ist. Das untere Kolbenteil 7 des ersten Relaiskolbenteils 7, 8 ist mit einem abgestuften
Kolbenrohr 30 verbunden. Das freie Ende des Kolbenrohres 30 wird in einer Ausnehmung
des Ventilgehäusebodens mittels eines Dichtringes 25 abgedichtet geführt. Im Kolbenrohr
30 ist ein mit einem Dichtring 43 versehener, als Ventilglied 44 ausgebildeter zylindrischer
Hohlkörper befestigt, der auf seiner dem Ventilsitz 6 zugewandten Seite ein Dichtelement
45 trägt. Das mit dem Dichtelement 45 versehene Ventilglied 44 bildet mit dem Ventilsitz
6 ein Einlaßventil 4X, 45, 6, über welches die Druckmitteleingangskammer 38 mit
der Druckmittelausgangskammer 5 verbindbar ist. Eine sich am Teil 7 des ersten Relaiskolbenteiles
7, 8 abstützende Druckfeder 42 beaufschlagt einen am Ventilglied 44 angeordneten
Federteller 46 und hält so das mit dem Dichtelement 45 versehene Ventilglied 44
auf dem Ventilsitz 6 des Einlaßventils 6, 44, 45. An der der
Druckmittelausgangskammer
5 zugewandten Seite des ersten Relaiskolbens 48 ist koaxial zu dem Ventilglied 44
ein Stößel 50 angeordnet, welcher an seinem dem Ventilglied 44 zugewandten Ende
einen Dichtkörper 4 trägt. Der mit dem Dichtkörper 4 versehene Stößel 50 bildet
mit dem das Dichtelement 45 tragenden Ventilglied 44 ein Auslaßventil 50, 4, 44,
45, über welches die Druckmittelausgangskammer 5 mit der Atmosphäre verbindbar ist.
Das Einlaßventil 6, 44, 45 und das Auslaßventil 50, 4, 44, 45 bilden zusammen ein
kombiniertes Einlaß- und Auslaßventil, welches vom ersten Relaiskolben 48 und vom
zweiten Relaiskolben betätigbar ist. Das freie Ende des Kolbenrohres 30 ragt in
eine Entlüftungskammer 29, welche von einem zur Atmosphäre hin in die Offenstellung
bringbaren Rückschlagventil 27, 28 verschlossen wird. Im freien Endbereich des Kolbenrohres
30 ist ein ringförmiger Anschlag 31 vorgesehen, welcher den Hub des mit dem Kolbenrohr
30 fest verbundenen zweiten Relaiskolbens 7, 8, 23 in Richtung auf den ersten Relaiskolben
48 zu begrenzt.
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Zwischen den beiden Relaiskolbenteilen 7, 8 und 23 ist eine Wand 18
mit einer zentrisch angeordneten Ausnehmung vorgesehen, durch welche das Kolbenrohr
30 mittels eines Dichtringes 17 abgedichtet hindurchgeführt ist. Das zweite Relaiskolbenteil
23 trennt eine zweite Steuerkammer 35 von einer dritten Steuerkammer 24. Die dritte
Steuerkammer 24 wird von der der Wand 18 abgewandten Seite des zweiten Relaiskolbenteiles
23 begrenzt und die zweite Steuerkammer 35 wird von der der Wand 18 zugewandten
Seite des zweiten Relaiskolbenteiles 23 begrenzt. Das zweite Relaiskolbenteil 23
weist einen in Umfangsrichtung verlaufenden Dichtring 22 auf, der die beiden Steuerkammern
35, 24 gegeneinander abdichtet. Ein das Ventilglied 44 aufnehmender Raum 40 im ersten
Relaiskolbenteil 7, 8 steht über eine im Kolbenteil 7 des ersten Relaiskolbenteiles
7, 8 vorgesehene Ausnehmung 39 mit der Druckmitteleingangskammer 38 in Verbindung.
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Zwischen der Wand 18 und dem ersten Relaiskolbenteil 7, 8 des zweiten
Relaiskolbens 7, 8, 23 ist ein Steuerkolben 15 mittels eines ersten Dichtringes
13 gegen das Kolbenrohr 30, eines zweiten Dichtringes 16 gegen die Gehäusewandung
34 und eines dritten Dichtringes 19 gegen einen umlaufenden Vorsprung 20 der Wand
18 abgedichtet verschiebbar angeordnet. Der Steuerkolben 15 begrenzt mit seiner
der Wand 18 zugewandten Wirkfläche eine vierte Steuerkammer 32 und mit seiner dem
ersten Relaiskolbenteil 7, 8 zugewandten Wirkfläche die Druckmitteleingangskammer
38. Die vierte Steuerkammer 32 steht über einen Kanal 37 und einen an diesen anschließenden
weiteren Kanal 52 mit dem ersten Steueranschluß 47 in Verbindung. Denkbar ist auch
eine Verbindung der vierten Steuerkammer 32 mit dem dritten Steueranschluß 36 Ein
in die Druckmitteleingangskammer 38 hineinragender, in Richtung auf den Steuerkolben
15 zu abgewinkelter Gehäusevorsprung 53 begrenzt zusammen mit einem auf der der
Druckmitteleingangskammer 38 zugewandten Wirkfläche angeordneten umlaufenden Vorsprung
21 des Steuerkolbens 15 einen als Drossel dienenden Spalt, der zum Beispiel als
eine in den umlaufenden Vorsprung 21 des Steuerkolbens 15 in radialer Richtung verlaufende
eingearbeitete Nut 54 ausgebildet sein kann. Mittels dieser Drossel ist der vom
ersten Vorratsanschluß 41, 51 zur Druckmitteleingangskammer 38 führende Durchlaß
in seinem Querschnitt veränderbar. Der mit dem umlaufenden Vorsprung 21 des Steuerkolbens
15 zusammenwirkende Gehäusevorsprung 53 ist so ausgebildet und so angeordnet, daß
bei einem Drosselvorgang zwischen der Druckmitteleingangskammer 38 und dem ersten
Vorratsanschluß 41 der Öffnungsquerschnitt zwischen dem ebenfalls mit der Druckmitteleingangskammer
38 verbundenen zweiten Vorratsanschluß 14 nicht verändert wird.
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Die Druckmitteleingangskammer 38 ist als Ringkammer ausgebildet, so
daß der erste Vorratsanschluß 41 und der zweite Vorratsanschluß 14 unter Umgehung
des kombi-
nierten Einlaß- und Auslaßventils ständig miteinander
verbunden sind. Der erste Vorratsanschluß 41 ist an eine Vorratsleitung des Zugfahrzeugs
und der zweite Vorratsanschluß 14 ist an die Anhänger-Vorratsleitung anschließbar.
Das erste Relaiskolbenteil 7, 8 weist einen Dichtring 11 auf, welcher die Druckmitteleingangskammer
38 gegen die Druckmittelausgangskammer 5 und gegen den Druckmittelausgang 10 abdichtet.
Über einen dritten Steueranschluß 33 ist die dritte Steuerkammer 24 mit einem zweiten
Bremskreis des Motorfahrzeuges verbunden. Die zweite Steuerkammer 35 ist über einen
zweiten Steueranschluß 36 an ein entlüftendes Handbremsventil oder eine Vorratsleitung
des Zugfahrzeuges anschließbar.
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Die Funktion des im vorstehenden beschriebenen Anhänger-Steuerventils
wird nachfolgend näher erläutert.
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Bei Betätigung des Motorwagen-Bremsventils strömt Druckluft vom ersten
Bremskreis über den ersten Steueranschluß 47 in die erste Steuerkammer 2. Der sich
in der Steuerkammer 2 aufbauende Druck verschiebt den ersten Relaiskolben 48 in
Richtung auf den zweiten Relaiskolben 7, 8 zu. Dabei setzt das mit dem Stößel 50
verbundene Dichtelement 4 auf das Ventilglied 44 auf. Das Auslaßventil 4, 50, 44
ist jetzt geschlossen und das Einlaßventil 6, 44, 45 gelangt bei der weiteren Abwärtsbewegung
des ersten Relaiskolbens 48 in die Offenstellung. Die in der Druckmitteleingangskammer
38 anstehende Druckluft gelangt durch das geöffnete Einlaßventil 6, 44,-45 des kombinierten
Einlaß- und Auslaßventils 6, 44, 45, 50, 4 in die Druckmittelausgangskammer 5 und
weiter durch den Druckmittel ausgang 10 und die Anhänger-Bremsleitung zum hier nicht
gezeigten Anhänger-Bremsventil. Über die Druckmitteleingangskammer 38 steht der
erste Vorratsanschluß 41 ständig mit dem mit der Vorratsleitung verbundenen zweiten
Vorratsanschluß
14 in Verbindung. Der Steuerkolben 15 wird vom Vorratsdruck in der Druckmitteleingangskammer
38 in einer Stellung gehalten, in welcher die Drossel 21, 53, 54 unwirksam ist.
Über die Kanäle 52 und 37 wird die vierte Steuerkammer 32 mit dem Steuerdruck vom
ersten Steuereingang 47, d.h. mit dem Druck aus dem ersten Bremskreis des Zugfahrzeugs
beaufschlagt. Da die vom Vorratsdruck in der Druckmitteleingangskammer 38 beaufschlagte
Wirkfläche des Steuerkolbens 15 größer ist als die vom Steuerdruck aus der vierten
Steuerkammer 32 beaufschlagte Wirkfläche des Steuerkolbens, wird der Steuerkolben
15 auch weiterhin in der Stellung gehalten, in welcher die Drossel 21, 53, 54 unwirksam
ist. Über den zweiten Steueranschluß 36 ist die zweite Steuerkammer 35 mit dem Handbremsventil
des Motorfahrzeuges verbunden. Der sich in der Druckmittelausgangskammer 5 aufbauende
Druck beaufschlagt die der ersten Steuerkammer 2 abgewandte Seite des ersten Relaiskolbens
48 und bewegt diesen gegen die vom Druck in der ersten Steuerkammer 2 auf den ersten
Relaiskolben 48 einwirkende entgegengerichtete Kraft in Richtung auf die erste Steuerkammer
2 zu.
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Das Einlaßventil 6, 44, 45 gelangt in die Schließstellung und eine
Abschlußstellung ist erreicht. Gleichzeitig mit den im vorstehenden beschriebenen
Vorgängen erfolgt vom zweiten Bremskreis über den dritten Steueranschluß 33 eine
Belüftung der dritten Steuerkammer 24 und somit eine Druckbeaufschlagung des zweiten
Relaiskolbenteiles 23 in Richtung auf die zweite Steuerkammer 35 zu. Da jedoch die
Kraft des in der Druckmittelausgangskammer 5 anstehenden und das erste Relaiskolbenteil
7, 8 beaufschlagenden Druckes und die Kraft des in der zweiten Steuerkammer 35 vom
Handbremsventil anstehenden und das zweite Relaiskolbenteil beaufschlagenden Druckes
überwiegen, verändert sich die Lage des zweiten Relaiskolbens 7, 8, 23 nicht.
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Fällt durch einen Defekt der erste Bremskreis des Motorfahrzeuges
aus, so verschiebt der in der dritten Steuerkammer 24 aus dem zweiten Bremskreis
anstehende Druck das zweite Relaiskolbenteil 23 nach oben in Richtung auf die zweite
Steuerkammer 35 zu. Das über das Kolbenrohr 30 mit dem zweiten Relaiskolbenteil
23 verbundene erste Relaiskolbenteil 7, 8 wird vom zweiten Relaiskolbenteil 23 in
Richtung auf die Druckmittelausgangskammer 5 zu verschoben.
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Dabei gelangt das Einlaßventil 6, 44, 45 in die Offenstellung. Über
den Druckmittel ausgang 10 wird Druckluft in die Anhänger-Bremsleitung abstufbar
eingesteuert.
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Wird die erste Steuerkammer 2 entlüftet, so überwiegt der Druck in
der Druckmittelausgangskammer 5. Der erste Relaikolben 48 fährt nach oben in Richtung
auf die erste Steuerkammer 2 zu und öffnet so das Auslaßventil 4, 44, 45.
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Die Anhänger-Bremsleitung wird über den Druckmittelausgang 10, die
Druckmittelausgangskammer 5, das geöffnete Auslaßventil 4, 44, 45 sowie durch das
Kolbenrohr 30 und das Rückschlagventil 28 zur Atmosphäre hin entlüftet.
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Der zweite Vorratsanschluß 14 bleibt weiterhin über die Druckmitteleingangskammer
38 mit dem ersten Vorratsanschluß 41 verbunden.
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Bei einem Bruch der Anhänger-Bremsleitung während eines Bremsvorganges
sinkt der Druck in der Druckmittelausgangskammer 5 ab. Der erste Relaiskolben 48
fährt nach unten in Richtung auf das erste Relaiskolbenteil 7, 8 des zweiten Relaiskolbens
7, 8, 23 zu. Das Auslaßventil 4, 44, 45 schließt und das Einlaßventil 6, 44, 45
gelangt in die Offenstellung. Der Druck in der Druckmitteleingangskammer 38 baut
sich über das Einlaßventil 6, 44, 45 sowie die Auslaßkammer 5, den Ausgang 10 und
die Bruchstelle an der Anhänger-Bremsleitung schnell ab. Da jetzt der Steuerdruck
in der vierten Steuerkammer 32 überwiegt, wird der Steuerkolben 15 nach oben in
Richtung auf die Druckmittelein-
gangskammer 38 zu verschoben.
Der umlaufende Vorsprung 21 des Steuerkolbens 15 kommt am Gehäusevorsprung 53 zur
Anlage. Die weitere Belüftung der Druckmitteleingangskammer mit Vorratsdruck erfolgt
jetzt nur noch gedrosselt über den Spalt 54.
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Der Druck aus der Anhänger-Vorratsleitung baut sich über den zweiten
Vorratsanschluß 14, den daran anschließenden mit der Druckmitteleingangskammer 38
verbundenen Raum 12, das geöffnete Einlaßventil 6, 44, 45, die Ausgangskammer 5
sowie den Ausgang 10 und die Bruchstelle der Anhänger-Bremsleitung zur Atmosphäre
hin sehr schnell ab.
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Die eingangs erwähnte Forderung, daß nach Bruch der Anhänger-Bremsleitung
der Druck in der Vorratsleitung zum Anhänger auf höchstens 1,5 bar innerhalb von
2 Sekunden nach dem Betätigen des Motorwagen-Bremsventils abgesunken sein muß, wird
jetzt erfüllt. Der sich in der Anhänger-Vorratsleitung abbauende Druck führt somit
zur Zwangsbremsung des Anhängers.
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Denkbar ist es auch, daß der vom ersten Vorratsanschluß 41 zur Druckmitteleingangskammer
38 führende Durchlaß 51 so angeordnet ist, daß der Steuerkolben 15 oder ein mit
dem Steuerkolben 15 zusammenwirkendes Teil sich bei Abriß der Anhänger-Bremsleitung
vor den Durchlaß 51 schiebt und dessen Querschnitt verringert.
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Figur 2 zeigt ein Anhänger-Steuerventil mit einer angeflanschten schaltbaren
Drossel. Der besseren Über sicht halber werden nur die Teile des Anhänger-Steuerventils
beschrieben, die zur Erläuterung der Funktion der Drossel im Zusammenwirken mit
dem Anhänger-Steuerventil erforderlich sind.
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In einem als Ventilgehäuse dienenden ersten Gehäuse 58 ist ein erster
Relaiskolben 56 angeordnet, welcher eine
Steuerkammer 57 von einer
Druckmittelausgangskammer 93 trennt. Die Steuerkammer 57 ist über einen Steueranschluß
61 mit einem ersten Bremskreis des Motorfahrzeuges verbunden. Über einen nicht dargestellten
Druckmittelausgang steht die Druckmittelausgangskammer 93 mit einer zum Anhänger-Bremsventil
eines Anhängerfahrzeuges führenden Anhänger-Bremsleitung in Verbindung. Der Relaiskolben
56 weist zwei in Umfangsrichtung verlaufende Dichtringe 67, 55 auf, welche verhindern,
daß Druckmittel aus der Steuerkammer 57 und aus der Ausgangskammer 93 in die Atmosphäre
gelangt. Unterhalb des ersten Relaiskolbens 56 ist ein aus zwei miteinander verbundenen
Teilen bestehender zweiter Relaiskolben angeordnet, von dem lediglich das obere
Teil 68 dargestellt ist. Ein auf der Umfangsfläche des oberen Teiles 68 des zweiten
Relaiskolbens 68 angeordneter Dichtring 69 dichtet die Druckmittelausgangskammer
93 gegen eine gegenüberliegende auf der anderen Seite des zweiten Relaiskolbens
68 angeordnete Druckmitteleingangskammer 70 ab. Im zweiten Relaiskolben 68 ist zentrisch
eine Ausnehmung angeordnet, die im oberen Teil 68 des zweiten Relaiskolbens 68 als
Ventilsitz 59 ausgebildet ist. Das untere Teil des zweiten Relaiskolbens 68 ist
mit einem abgestuften Kolbenrohr 95 verbunden. Das freie Ende des Kolbenrohres 95
wird in einer Ausnehmung des Ventilgehäusebodens abgedichtet geführt und mündet
in einer von einem Rückschlagventil 94 verschlossenen, zur Atmosphäre hin führenden
Entlüftungskammer.
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Im Kolbenrohr 95 ist ein mit einem Dichtring 65 versehener, als Ventilglied
64 ausgebildeter zylindrischer Hohlkörper befestigt, der auf seiner dem Ventilsitz
59 zugewandten Seite ein Dichtelement 63 trägt. Das mit dem Dichtelement 63 versehene
Ventilglied 64 bildet mit dem Ventilsitz 59 ein Einlaßventil 59, 63, 64, über welches
die Druckmitteleingangskammer 70 mit der Druckmittelausgangskammer 93 verbindbar
ist. Eine sich am unteren Teil des zweiten Relaiskolbens 68 abstützende Druckfeder
66
beaufschlagt einen am Ventilglied 64 angeordneten Federteller
und hält so das mit dem Dichtelement 63 versehene Ventilglied 64 auf dem Ventilsitz
59 des Einlaßventils 59, 63, 64. An der der Druckmittelausgangskammer 93 zugewandten
Seite des ersten Relaiskolbens 56 ist koaxial zu dem Ventilglied 64 ein Stößel 60
angeordnet, welcher an seinem dem Ventilglied 64 zugewandten Ende einen Dichtkörper
62 trägt. Der mit dem Dichtkörper 62 versehene Stößel 60 bildet mit dem das Dichtelement
63 tragenden Ventilglied 64 ein Auslaßventil 60, 62, 63, 64, über welches die Druckmittelausgangskammer
93 mit der Atmosphäre verbindbar ist. Das Einlaßventil 59, 63, 64 und das Auslaßventil
60, 62, 63, 64 bilden zusammen ein kombiniertes Einlaß- und Auslaßventil, welches
vom ersten Relaiskolben 56 und vom zweiten Relaiskolben 68 betätigbar ist. Ein das
Ventilglied 64 aufnehmender Raum im zweiten Relaiskolben 68 steht über eine im zweiten
Relaiskolben 68 vorgesehene Ausnehmung mit der Druckmitteleingangskammer 70 in Verbindung.
Die Druckmitteleingangskammer 70 ist als Ringkammer ausgebildet, so daß ein mit
der Vorratsleitung des Zugfahrzeugs verbundener erster Vorratsanschluß und ein zweiter
hier nicht dargestellter Vorratsanschluß für die Anhänger-Vorratsleitung unter Umgehung
des kombinierten Einlaß- und Auslaßventils ständig miteinander verbunden sind.
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An das erste Gehäuse 58 ist ein zweites Gehäuse 78 angeflanscht, welches
eine abgestufte Ausnehmung aufweist, in welcher ein Steuerkolben 85, 88 mittels
Dichtringen 86, 89 abgedichtet verschiebbar angeordnet ist. Der Steuerkolben 85,
88 weist zwei einander entgegengerichtete Wirkflächen 88 und 85 auf, wobei die eine
Wirkfläche 88 eine Steuerkammer 90 begrenzt, welche über einen Kanal 91 mit der
von dem im ersten Gehäuse 58 angeordneten Relaiskolben 56 begrenzten Steuerkammer
57 verbunden ist. Die der die Steuerkammer 90 begrenzenden Wirkfläche 88 entgegengerichtete
Wirkfläche 85 des Steuerkolbens 85, 88,
begrenzt eine als Druckmitteleingangskammer
81 dienende Kammer, welche über einen im zweiten Gehäuse 78 vorgesehenen Kanal 75
sowie einen Druckmittelanschluß 72 mit der im ersten Gehäuse 58 angeordneten Druckmitteleingangskammer
70 verbunden ist.
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Die Druckmitteleingangskammer 81 wird auf ihrer dem Steuerkolben 85,
88 gegenüberliegenden Seite von einem mit einem Dichtring 77 versehenen Gehäusedeckel
74 verschlossen, der mittels eines Sicherungsringes 76 am Gehäuse 78 gehalten wird.
Der Gehäusedeckel 74 weist einen sich in die Druckmitteleingangskammer 81 hineinerstreckenden
ringförmigen Vorsprung 80 auf, dessen Ringfläche zusammen mit einem an der die Druckmitteleingangskammer
81 begrenzenden Wirkfläche 85 des Steuerkolbens 85, 88 angeordneten umlaufenden
Vorsprung einen als Drossel dienenden Spalt bildet, der z.B. als eine in den umlaufenden
Vorsprung des Steuerkolbens 85, 88 in radialer Richtung verlaufende eingearbeitete
Nut 84 ausgebildet sein kann.
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Die im zweiten Gehäuse 78 angeordnete Druckmitteleingangskammer 81
steht über einen ersten Vorratsanschluß 82 mit der Vorratsleitung des Zugfahrzeuges
in Verbindung. Mittels der Drossel ist der vom ersten Vorratsanschluß 82 zur Druckmitteleingangskammer
81 führende Durchlaß in seinem Querschnitt veränderbar. Der ringförmige Vorsprung
80 ist mittels eines Dichtringes 79 gegen die Gehäusewandung abgedichtet, so daß
das vom ersten Vorratsanschluß 82 kommende Druckmittel ausschließlich durch den
Durchlaßquerschnitt der Drossel 85, 84, 83 in die Druckmitteleingangskammer 81 gelangen
kann. Die über den Druckmittelanschluß 72 und den Kanal 75 miteinander verbundenen
Druckmitteleingangskammern 81, 70 des den Steuerkolben 85, 88 aufnehmenden Gehäuses
und des den Relaiskolben 56 aufnehmenden Gehäuses 58 bilden funktionsmäßig eine
gemeinsame Druckmitteleingangskammer, welche über die schaltbare Drossel und den
ersten Vorratsanschluß 82
an die Vorratsleitung des Zugfahrzeugs
angeschlossen ist.
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Dies trifft auch dann zu, wenn die schaltbare Drossel nicht direkt
an das Gehäuse des Anhänger-Steuerventils angeflanscht, sondern in die Vorratsleitung
des Zugfahrzeugs geschaltet ist. Der die beiden Druckmitteleingangskammern 70 und
81 miteinander verbindende Druckmittelanschluß 72 ist mittels Dichtringen 71 und
73 gegen die die entsprechenden Gehäuseausnehmungen begrenzenden Wandungen des ersten
Gehäuses 58 und des zweiten Gehäuses 78 abgedichtet. In gleicher Weise ist der die
vom Relaiskolben 56 begrenzte Steuerkammer des ersten Gehäuses 58 und die im zweiten
Gehäuse 78 angeordnete, vom Steuerkolben 85, 88 begrenzte Steuerkammer 90 verbindende
Kanal 91 gegen die Nahtstelle zwischen den beiden Gehäusen 58 und 78 abgedichtet.
Eine Atmungsbohrung 87 verbindet den zwischen den beiden Kolbenteilen 88 und 85
des Steuerkolbens 88, 85 verbleibenden Raum mit der Atmosphäre, Die Funktion des
im vorstehenden beschriebenen Anhänger-Steuerventils wird nachfolgend näher erläutert.
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Bei Betätigung des Motorwagen-Bremsventils strömt Druckluft vom ersten
Bremskreis des Zugfahrzeugs in die vom Relaiskolben 56 begrenzte Steuerkammer 57.
Der sich in der Steuerkammer 57 aufbauende Druck verschiebt den ersten Relaiskolben
56 in Richtung auf den zweiten Relaiskolben 68 zu. Dabei setzt das mit dem Stößel
60 verbundene Dichtelement 62 auf das Ventilglied 63, 64 auf. Das Auslaßventil 62,
63, 64 ist jetzt geschlossen und das Einlaßventil 63, 64, 59 gelangt bei der weiteren
Abwärtsbewegung des ersten Relaiskolbens 56 in die Offenstellung.
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Die in der Druckmitteleingangskammer 70 des Anhänger-Steuerventils
(Gehäuse 58) sowie in der Druckmitteleingangskammer 81 der schaltbaren Drossel (Gehäuse
78) anstehende Druckluft gelangt durch das geöffnete Einlaßventil 59, 63, 64 des
kombinierten Einlaß- und Auslaßventils 59, 63, 64, 62 in die Druckmittelausgangskammer
93
und weiter durch den Druckmittelausgang und die Anhänger-Bremsleitung
zum hier nicht gezeigten Anhängerbremsventil. Über die Druckmitteleingangskammer
81 der schaltbaren Drossel und die Druckmitteleingangskammer 70 des Anhänger-Steuerventils
steht der erste Vorratsanschluß 82 ständig mit dem mit der Vorratsleitung des Anhängerfahrzeugs
verbundenen zweiten Vorratsanschluß in Verbindung.
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Der Steuerkolben 85, 88 wird vom Vorratsdruck in der Druckmitteleingangskammer
81 der schaltbaren Drossel in einer Stellung gehalten, in welcher die Drossel 85,
84, 83 unwirksam ist. Über den Kanal 91 wird die Steuerkammer 90 aus der Steuerkammer
57 des Anhänger-Steuerventils mit dem Druck aus dem ersten Bremskreis des Zugfahrzeugs
beaufschlagt. Da die vom Vorratsdruck in der Druckmitteleingangskammer 81 beaufschlagte
Wirkfläche 85 des Steuerkolbens 85, 88 größer ist als die vom Steuerdruck aus der
Steuerkammer 90 beaufschlagte Wirkfläche 88 des Steuerkolbens 85, 88 wird der Steuerkolben
85, 88 auch weiterhin in der Stellung gehalten, in welcher die Drossel 85, 84, 83
unwirksam ist. Der sich in der Druckmittelausgangskammer 93 des Anhänger-Steuerventils
aufbauende Druck beaufschlagt die der Steuerkammer 57 des Anhänger-Steuerventils
abgewandte Seite des ersten Relaiskolbens 56 und bewegt diesen gegen die vom Druck
in der Steuerkammer 57 auf den Relaiskolben 56 einwirkende entgegengerichtete Kraft
in Richtung auf die Steuerkammer 57 zu. Das Einlaßventil 59, 63, 64 gelangt in die
Schließstellung, und eine Abschlußstellung ist erreicht.
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Bei einem Bruch der Anhänger-Bremsleitung während eines Bremsvorganges
sinkt der Druck in der Druckmittelausgangskammer 93 sowie in der Druckmitteleingangskammer
70 und in der Druckmitteleingangskammer 81 ab. Der Druck in den Druckmitteleingangskammern
70, 81 baut sich über das Einlaßventil 59, 63, 64 sowie die Druckmittelausgangskammern
93, den Druckmittelausgang und die Bruchstelle
an der Anhänger-Bremsleitung
schnell ab. Da jetzt der Steuerdruck in der Steuerkammer 57 des Anhänger-Steuerventils
und in der Steuerkammer 90 der schaltbaren Drossel überwiegt, wird der Steuerkolben
85, 88 nach unten in Richtung auf die Druckmitteleingangskammer 81 der schaltbaren
Drossel zu verschoben. Der umlaufende Vorsprung des Steuerkolbens 85, 88 kommt am
ringförmigen Gehäusevorsprung 83, 80 zur Anlage. Die weitere Belüftung der Druckmitteleingangskammer
81 der schaltbaren Drossel und somit auch der Druckmitteleingangskammer 70 des Anhänger-Steuerventils
erfolgt jetzt nur noch gedrosselt über den Spalt 84.
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Der Druck aus der Anhänger-Vorratsleitung baut sich über den zweiten
Vorratsanschluß, den daran anschließenden mit der Druckmitteleingangskammer 70 des
Anhänger-Steuerventils verbundenen Raum, das geöffnete Einlaßventil 59, 63, 64,
die Druckmittelausgangskammer 93 sowie den Ausgang und die Bruchstelle der Anhänger-Bremsleitung
zur Atmosphäre hin sehr schnell ab.
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Die eingangs erwähnte Forderung, daß nach Bruch der Anhänger-Bremsleitung
der Druck in der Vorratsleitung zum Anhänger auf höchstens 1,5 bar innerhalb von
2 Sekunden nach dem Betätigen des Motorwagen-Bremsventils abgesunken sein muß, wird
jetzt erfüllt. Der sich in der Anhängervorratsleitung abbauende Druck führt somit
zur Zwangsbremsung des Anhängers.
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Es ist auch möglich, den Steuerkolben mittels Federkraft in Öffnungsrichtung
der schaltbaren Drossel zu belasten.
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Denkbar ist es auch, daß der vom ersten Vorratsanschluß 82 zur Druckmitteleingangskammer
81 der schaltbaren Drossel führende Durchlaß so angeordnet ist, daß der Steuerkolben
85, 88 oder ein mit dem Steuerkolben 85, 88 zusammenwirkendes Teil sich bei Abriß
der Anhänger-Bremsleitung vor den Durchlaß schiebt und dessen Querschnitt verringert.
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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht nur bei einem Anhänger-Steuerventil
anwendbar, wie es in den Ausführungsbeispielen beschrieben ist, sondern auch bei
Anhänger-Steuerventilen für einkreisige Bremsanlagen mit oder ohne zusätzlichem
Anschluß für ein entlüftendes Bremsventil.