BRAKE VALVE WITH PRESSURE LIMITER FOR COMPRESSED AIR BRAKE SYSTEMS OF MOTOR VEHICLES

Abstract: 1. Brake valve for compressed air braking systems of motors vehicles, this brake valve being provided with a pressure-limiting device, a balancing piston (7), to which the pressure deployed is applied, and with a grading spring (6) in the mechanical actuating part, and with an inlet-seat (18), at which compressed air from the reservoir is present, and outlet-seat (8) for venting the brake chamber (11), and a duplex valve body (9), which is assigned to the inlet valve (9, 18) and to the outlet valve (8, 9), characterized in that the inlet-seat (18) is provided on an additional balancing piston (15), which is designed to be unloaded with respect to the compressed air from the reservoir, and which possesses an effective surface (23) on the side facing away from the pressure deployed, the atmospheric pressure being applied to this surface, on which a second balancing spring (24) additionally acts, and in that the two balancing pistons (7,15), with their springs (6, 24), are guided to move in opposite directions within the housing (2) of the brake valve, and the pressure deployed, which is limited, is applied to the two balancing pistons, in the common brake chamber (11).

Description: Mit einer Druckbegrenzungseinrichtung versehenes Bremsventil für Druckluftbremsanlagen von Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf ein mit einer Druckbegrenzungseinrichtung versehenes Bremsventil für Drudiuftbremsanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem vom ausgesteuerten Druck beaufschlagten Wiegekolben und einer Stufungsfeder im mechanischen Betätigungsteil, sowie mit einem Einlasssitz, an dem Vorrats-Druckluft ansteht, einem Auslasssitz zum Entlüften der Bremskammer und einem dem Einlassventil und dem Auslassventil zugeordneten Doppelventilkörper. Ein mit einer Druckbegrezungseinrichtung versehenes Bremsventil der eingangs beschriebenen Art ist aus der DE-OS 22 61 101 bekannt. Dabei wird jedoch die Druckbegrenzung durch eine Wegbegrenzung des Hubes im mechanischen Betätpngsteil erreicht. Es finden hutartig ausgebildete Federteller Verwendung, die mit am Gehäuse vorgesehenen, verstellbaren Anschlägen zur Begrenzung des Betätigungsweges jeder Ventileinheit, die jedem Kreis zugeordnet ist, zusammenarbeiten. Fertigungstoleranzen an den Ventileinheiten bzw. deren %in zelteilen können durch die verstellbaren Anschläge ausgeglichen und die Höhe der Druckbegrenzung entsprechend eingestellt werden. Aus der DE-OS 24 59 824 ist ebenfalls ein Bremsventil der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei dem wiederum die Druckbegrenzung durch eine Wegbegrenzung des Hubes im mechanischen Betätigungsteil erreicht wird. Dabei finden gegenüber dem Gehäuse verstellbar angeordnete Anschläge Verwendung, die in den Betätigungsweg des Wiegebalkens des zweikreisig ausgebildeten Bremsventiles eingreifen. Darüber hinaus ist die Ventileinheit des einen Kreises mit einer Rückhalteeinrichtung versehen, so dass der andere Kreis Voreilung bekommt. Diese Rückhalteeinrichtung wird dadurchte- bildet, dass der Wiegekolben der betreffenden Ventileinheit nicht nur über eine im Wiegeraum angeordnete Feder gehäuseseitig abgestützt ist, sondern zusätzlich noch durch eine weitere zweite Wiegefeder, die mit der ersten parallel arbeitet, abgestützt wird. Diese zweite Biegefeder ist jedoch nicht im Wiegeraum, sondern unterhalb der Ventileinheit gelagert, wodurch es erforderlich wird, einen gesonderten Stössel und ein Druckstück vorzusehen, die der Kraftübertragung dienen, und den Doppelventilkörper des Einlassventiles und des Auslassventiles durchbrochen auszubilden. Die Rückhalteeinrichtung hat jedoch mit der Druckbegrenzung nichts zu tun. Die DE-OS 26 45 506 zeigt ebenfalls ein zweikreisiges Bremsventil, jedoch ohne eine Einrichtung zur Begrenzung des maximalen Ausgangsdruckes. Die Kraftübertragung im oberen Teil des Ventiles wird auf hydraulischem Wege herbeigeführt und aufgeteilt, wobei eine mechanische Aufteilung mit Wiegebalken zur Sicherheit zusätzlich vorgesehen sein kann. Es handelt sich jedoch um ein weggesteuertes Bremsventil. Es wird ein Betätigungsweg. vorgegeben, zu dem ein einziger Wiegekolben mit Wiegefeder einen proportionalen Bremsdruck aussteuert. Lediglich zur Trennung des hydraulischen Teiles von den pneumatischen Teilen sind kolbenartig ausgebildete Stössel vorgesehen, deren freie Enden die Doppelventilkörper der Ausund Einlassventile betätigen. Diese Bauart weicht von den bisher beschriebenen Bauarten auch insofern ab, als keine Stufungsfeder im mechanischen oder hydraulischen Betätigungs- teil vorgesehen ist. Der einzige Wiegekolben ist im unteren Teil der Ventileinheit gelagert und über eine starke Feder, deren Kraft einstellbar ist, gehäuseseitig aufgelagert. Der Wiegekolben selbst trägt den Einlasssitz und ist gegenüber der Vorratsdruckluft entlastet ausgebildet. Auf der dem ausgesteuerten Druck abgekehrten Seite besitzt er eine vom Atmosphärendruck beaufschlagte Wirkfläche, auf die zusätzlich die erste und einezige Biegefeder einwirkt. Zwischen dem Wiegekolben und dem kolbenartigen Stössel ist eine Feder zum Öffnen des Auslassventiles und zur Rückführung der Kolbenteile im hydraulischen Betätigungsteil vorgesehen. Der kolbenartige Stössel und der Wiegekolben sind in einem einzigen durchgehenden Zylinder gelagert. Der Hub des kolbenartigen Stössels ist um den öffnungsweg des Auslassventiles grösser als der Hub des Wiegekolbens. Der Wiegekolben weist zwei Dichtungen gleichen Durchmessers auf, wobei zwischen diesen Dichtungen die Vorratsdruckluft herangeführt ist. Bremskammer und Wiegekammer sind hier ein gemeinsamer Raum. Die DE-OS 27 23 787 zeigt ein zweikreisig ausgebildetes Tandembremsventil, bei dem der den Einlasssitz tragende Kolben mit zwei Dichtungen ausgestattet und mittig an Druckluft-Vorratsluft angeschlossen ist. Der Kolben ist geringfügig beweglich gelagert und auf einer Feder gehäuseseitig abgestützt. Es ist ein Anschlag für die Begrenzung der Beweglichkeit des Kolbens vorgesehen, so riss auf diese Weise - solange ein hoher Druck vorherrscht - das Auslassventil des zweiten Kreises einen vergleichsweise vergrösserten Auslassquerschnitt freigibt bzw. besitzt. Eine Druckbegrenzung ist damit jedoch nicht erreichbar, weil durch den Anschlag Abschlussstellungen nicht eintreten können. Aus der Druckschrift 471 200, Ausgabe Oktober 1964, der Firma Wabco Westinghouse ist ein luftgesteuertes Anhänger Steuerventil mit Druckbegrenzung bekannt, welches für eine Einleitungsbremse bestimmt ist. Das Anhängersteuerventil funktioniert bekanntlich so, dass eine Drucklufteinsteuerung eine Entlüftung der Anhängerbremse auslöst. Zusätzlich ist an dem Anhängersteuerventil eine nicht-stufbare Handbremse angeschlossen, die in gleichem Sinne wirkt. Die Druckbegrenzung in der Steuerleitung der Einleitungsbremse wird durch die Anordnung eines zweifach abgedichteten, den beweglichen Einlasssitz tragenden Kolbens mit mittigem Vorrats-Drudduftanschluss und Abstützung des Kolbens auf einer einstellbaren Feder erreicht. Dieses Anhänger-Steuerventil besitzt jedoch keine Stufungsfeder, wie sie bei Bremsventilen unumgänglich notwendig ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mit einer Druckbegrenzungseinrichtung versehenes Bremsventil der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem die Druckbegrenzung nicht über ein-e Wegbegrenzung, sondern über ein Kräftegleichgewicht erreicht wird. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Einlasssitz an einem gegenüber der Vorratsdruckluft entlastet ausgebildeten weiteren Wiegekolben vorgesehen ist, der auf der dem ausgesteuerten Druck abgekehrten Seite eine vom Atmosphärendruck beaufschlagre Wirkfläche aufweist, auf der zusätzlich eine zweite Wiegefeder einwirkt. Db Erz in dung kehrt sich damit zunächst einmal völlig ab von dem bisherigen Verlauf der Realisierung des Standes der Technik, gemäss welchem eine Druckbegrenzung an Bremsventilen ausschliesslich durch eine Wegbegrenzung realisiert worden ist. Durch die Ausnutzung eines Kräftegleichgewichtes entsteht darüber hinaus der besondere Vorteil, dass der mechanische Betätigungsteil des Bremsventiles vergleichsweise leichter und einfacher .konstruiert werden kann als bei der wegbegrenzten Druckbegrenzung. Die wegbegrenzte Druckbegrenzung setzt systembedingt die Aufnahme der vollen und unter Umständen qtrark übersetzten Betätigungskraft im mechanischen Betätigungsteil voraus, während bei der Druckbegrenzung infolge eines Kräftegleichgewichtes der allgemein übliche Anschlag an der Trittplatte des Bremsventiles beibehalten bleiben kann. Die Ubertragung der konstruktiven Ausbildung der Druckbegrenzung von einem Anhängersteuerventil einerseits auf das gattungsgemässe Bremsventil liegt insofern nicht nahe, als hier Ventile sehr verschiedener Gattung vorliegen und zum weiteren das Anhängersteuerventil eine erste Biegefeder nicht besitzt. Der Hub des zweiten Wiegekolbens ist grösser als der Hub des ersten Wiegekolbens ausgebildet, damit unabhängig vom Betätigungsweg des Bremsventiles jeweils Abschlussstellungen erreichbar sind. Werden Abschlussstellungen bei grossem Betä-tigungsweg durch die Anordnung eines Anschlages verhindert, dann kann auch dies die erwünschte Folge haben, beim Erreichen dieses Uberhubes die Druckbegrenzung aufzuheben und den unbegrenzten, d.h vollen Vorratsdruck, beispielsweise zum Zwecke der Erzielung einer Notbremswirkung, aus zusteuern. Der weitere Wiegekolben weist zwei Dichtungen gleichen Durchmessers auf und ist zwischen den Dichtungen an die Vorratsdruckluft angeschlossen. Damit ist dieser zweite Wiegekolben gegenüber der Vorratsdruckluft druckentlastet und es entsteht die vom AtmosphÅarendruck beaufschlagte Wirkfläche. Die Wiegefeder dieses zweiten Wiegekolbens ist einstellbar aufgelagert, um zu einem Fertigungstoleranzen der Teile des Bremsventiles auszugleichen und zum anderen die Druckbegrenzung einstellbar zu machen. Die beiden Wiegekolben sind mit ihren Federn gegenläufig im Gehäuse des Bremsventiles geführt und in der gemeinsamen Bremskammer vom begrenzten ausgesteuerten Druck beaufschlagt. Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles weiter beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Halbschnitt durch ein zweikreisig ausgebildetes Bremsventil mit Druckbe grenzung und Fig. 2 ein Diagramm des über den Betätigungsweg ausgesteuerten Druckes. Das in Fig. 1 dargestellte zweikreisige Bremsventil ist nur hinsichtlich seines einen Kreises geschnitten dargestellt, wobei der Teil des Bremsventiles, der dem anderen Kreis zugeordnet ist, analog ausgebildet ist. Im folgenden wird nur der geschnittene Kreis beschrieben. Zum mechanischen Betätigungsteil gehört unter anderem neben einer nicht dargestellten Trittplatte ein Stössel oder im Gehäuse 2 gelagert ist und mit einem Wiegebalken 3. in Verbindung steht, mit dessen Hilfe in bekannter Weise die mechanische Betätigungskraft auf die beiden Kreise aufgeteilt wird. Dem Weg der Betätigungskraft folgend ist ein Stössel 4 vorgesehen, der über einen Federteller 5 auf eine Stufungsfeder 6 einwirkt, die dem ersten Wiegekolben 7 zugeordnet ist. Der erste Wiegekolben 7 ist zum Zwecke der Entlüftung hohl ausgebildet und trägt an seinem unteren Ende einen Rand 8, der mit dem Doppelventilkörper 9 das Auslassventil 8, 9 bildet. Unterhalb des Wiegekolbens 7 ist die Wiegekammer 10 gebildet, die über die nicht abgedichtete Durchführung des Randes 8 des Wiege kolbens 7 am Gehäuse 2 mit der Bremskammer 11 in stetiger Verbindung steht. Vom Anschluss 12, der ebenfalls mit der Bremskammer 11 in Verbindung steht, führt die Leitung 13 zum Bremszylinder 14 oder einem Steuerventil. Im unteren Teil, d.h. unterhalb der Bremskammer 11, ist im Gehäuse 2 ein weiterer Wiegekolben 15 verschiebbar gelagert, der die beiden Dichtungen 16 und 17 besitzt, die gleichen Durchmesser aufweisen. Der zweite Wiegekolben 15 ist in seinem Innern hohl ausgebildet, wobei er im Bereich der Dichtung 17 geschlossen ausgebildet ist, während im Bereich der Dichtung 16 einen eingezogenen Rand 18 aufweist, der mit dem Doppelventilkörper 9 das Einlassventil 9, 18 bildet. Dieser Innenraum 19 des zweiten Wiegekolbens 15 ist über den Anschluss 20 und die Leitung 21 an Vorrats Druckluft angeschlossen, die von einer nicht dargestellten Druckluftbeschaffungseinrichtung in den Vorratsbehälter 22 gefördert wird. Durch die geschlossene Ausbildung des Wiegekolbens 15 im Bereich der Dichtung 17 ist eine Wirkfläche 23 vorgesehen, die vom Atmosphärendruck beaufschlagt ist. Auf dieser Wirkfläche 23 sEtzt sich darüber hinaus die zweite Wiegefeder 24 ab. Die Kraft der Biegefeder 24 ist einstellbar, und zwar zu Zwecken des Toleranzausgleiches der Einzelteile des Bremsventiles und zur Einstellung der Druckbegrenzung. Die Wirkungsweise des Bremsventiles baut zunächst auf der bekannten Wirkungsweise von Bremsventilen mit dem Wiegekolben 7 und der Stufungsfeder 6 auf. Die Einzelteile des Bremsventils der Fig. 1 sind in einer mittleren Betätigungsstellung dargestellt, also in einer Abschlussstellung, bei der der Begrenzungsdruck noch nicht erreicht ist. Beim Niederdrücken des Stössels 1 hat sich zunächst der Rand 8 auf den Doppelventilkörper 9 aufgesetzt, so dass das Auslassventil 8, 9 geschlossen worden ist. Anschliessend wurde das Einlassventil 9, 18 geöffnet, so dass ein entsprechend der Betätigung ausgesteuerter Druck in der Bremskammer 11 entstand und zu dem Bremszylinder 14 weitergeleitet worden ist.Mit Hilfe der Stufungsfeder 6 hat sich somit die Stellung gemäss Fig. 1 ergeben. Dies ist eine Abschlussstellung, in der sowohl das Einlassventil 9, 18, wie auch das Auslassventil 8, 9 geschlossen sind. Bei weiterer Betätigung des Stössels 1 durch Niedertreten der Trittplatte werden jeweils neue Abschlussstellungen erreicht, die mit Hilfe der Stufungsfeder 6 ohne weiteres möglich sind. Während dieser Betätigungen hält die zweite Wiegefeder 24 den weiteren Wiegekolben 15 im Anschlag am Gehäuse 2, so dass der Rand 18 gleichsam ortsfest ist. Wird jedoch der an der zweiten Wiegefeder 24 eingestellte begrenzte Druck aussteuerseitig erreicht, dann kann das Einlassventil 9, 18 nicht mehr geöffnet werden, da der Wiegekolben 15 gegen die Kraft der Wiegefeder 24 vom ausgesteuerten Druck im Gleichgewicht gehalten wird, so dass. der begrenzte Druck aussteuerseitig auch bei weiterer Betätigung eingehalten wird. Es ist dann der begrenzte Druck gemäss dem horizontalen Kurvenast 25 gemäss Fig. 2 erreicht. Falls das Ventil gemäss Fig. 1 noch so abgeändert wird, dass ein weiterer Betätigungsweg zurückgelegt werden kann, also ein Uberhub möglichst gemacht wird, so kann zur zusätzlichen Erhöhung des Bremsdruckes und zur Ausschaltung der Druckbegrenzung durch Anordnung eines entsprechenden Anschlages für den zweiten Wiegekolben E in diesem Uberhubbereich der volle unbegrenzte Vorratsdruck ausgesteuert werden, der im horizontalen Kurvenstück 26 gemäss Fig. 2 entspricht. Im allgemeinen ist Es jedoch nicht erforderlich, diesen Uberhubbereich vorzusehen.

Claims: Patentansprüche: 1. Mit einer Druckbegrenzungseinrichtung versehenes Bremsventil für Druckluftbremsanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem vom ausgesteuerten Druck beaufschlagten Wiegekolben und einer Stufungsfeder im mechanischen Betätigungsteil sowie mit einem Einlasssitz, an dem Vorrats-Druckluft ansteht, einem Auslasssitz zum Entlüften der Bremskammer und einem dem Einlassventil und dem Auslassventil zugeordneten Doppelventilkörper, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasssitz (19) an einem gegenüber der Vorratsdruckluft entlastet ausgebildeten weiteren Wiegekolben (15) vorgesehen ist, der auf der dem ausgesteuerten Druck abgekehrten Seite eine vom Atmosphärendruck beaufschlagte Wirkfläche (23) aufweist, auf die zusätzlich eine zweite Wiegefeder (24) einwirkt. 2. Bremsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hub des zweiten Wiegekolbens (15) grösser als der Hub des ersten Wiegekolbens (7) ausgebildet ist. 3. Bremsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Wiegekolben (15) zwei Dichtungen (16, 17) gleichen Durchmessers aufweist und zwischen den Dichtungen an die Vorratsdruckluft angeschlossen ist. 4. Bremsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wiegefeder (24) einstellbar aufgelagert ist. 5. Bremsventil nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wiegekolben (7, 15) mit ihren Federn (6, 24) gegenläufig im Gehäuse (2) des Bremsventiles geführt und in der gemeinsamen Bremskammer (11) vom begrenzten ausgesteuerten Druck beaufschlagt sind.

Inventors: MULLER, WOLFGANG, DIPL.-ING., Müller, Wolfgang, Dipl.-Ing.
Applicants: GRAUBREMSE GMBH
Application year: 1980
Main classification: B60T15
IPC codes: B60T15