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Druckluftarbeitszylinder
Die Erfindung betrifft einen Druckluftarbeitszylinder, verwendbar insbesondere als Bremsverstärker für hydraulisch gebremste Strassenfahrzeuge, in dessen Zylinderdeckel koaxial zum Arbeitskolben ein muskelbetätigter Steuerkolben verschiebbar angeordnet ist, in welchem sich der Einlassventilsitz und der zugehörige, in Schliessrichtung federbelastete Ventilteller befinden, welch letzterer zusammen mit einem am Arbeitskolben vorgesehenen Ventilsitz das Auslassventil bildet, das in seiner geöffneten Stellung die Druckwechselkammer des Arbeitskolbens mit der auf der andern Seite dieses Kolbens befindlichen Aussendruckkammer verbindet, und mit einem am Boden des Arbeitszylinders befestigten Hydraulikzylinder, auf dessen Kolben der Arbeitshub des pneumatischen Kolbens übertragbar ist.
Bei Zugmaschinen verhältnismässig geringen Eigengewichtes, die zum Ziehen von Anhängern eingesetzt werden, deren Eigengewicht um ein Mehrfaches grösser ist, bestehen die folgenden bremstechnischen Schwierigkeiten :
Die alleinfahrende Zugmaschine, die häufig auch als Leicht-Lastkraftwagen eingesetzt wird, sollte, um sich dem bei Personenkraftwagen üblichen Bremsverhalten anzupassen, hohe Bremsverzögerungen erreichen können. Insbesondere ist dies dann nötig, wenn diese Fahrzeuge mit Geschwindigkeiten fahren, die an die der Personenkraftwagen herankommen.
Wird ein solcher Leicht-Lastkraftwagen bzw. eine solche Zugmaschine dann im Betrieb mit schweren Anhängern gefahren, muss die Eigenverzögerung dieses Fahrzeuges derjenigen des Anhängers angepasst werden. Da die Abbremsung der schweren Anhänger im Durchschnitt wesentlich niedriger liegt als die der Personenkraftwagen, heisst dieses, dass die Abbremsung der Zugmaschinen beim Betrieb mit Anhängern ebenfalls wesentlich niedriger sein muss als beim Alleingang der Zugmaschine. Andernfalls besteht die Gefahr, dass der schwächer bremsende, wesentlich schwerere Anhänger die leichte Zugmaschine beim Bremsen aus der Sprur drücken kann.
Dieses an sich bekannte Problem ist dadurch lösbar, dass man den Verstärkungsgrad eines für die Bremsanlage der Zugmaschine benutzten Bremsverstärkers veränderbar macht. Dabei muss aber gewährleistet bleiben, dass der Anhänger über seine Druckluftleitung immer den gleichen, vom Verstärkungsgrad der Motorwagenbremse unabhängigen Bremsdruck erhält. Beim Betrieb mit Anhänger soll der Verstärkungsgrad niedrig sein ; beim Betrieb ohne Anhänger dagegen hoch.
Bei druckluftverstärkten hydraulischen Bremsanlagen ist eine Lösung dieses Problems bekanntgeworden, bei der die Höhe des zur Brennkraftverstärkung benutzten Luftdruckes entsprechend dem Betrieb mit oder ohne Anhänger verändert wird. Diese Ausführung ist aufwendig und damit teuer, weil hiezu ein zusätzliches umschaltbares Druckminderventil und ein Absperrhahn benötigt werden, um den Luftdruck herabzumindern oder nicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gleiche Problem auf wesentlich einfachere und billigere Weise zu lösen und die Verwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemässen Druckluftarbeitszylinders über das unmittelbare Aufgabenziel hinaus auszuweiten.
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Die Lösung dieser Aufgabe sieht im wesentlichen vor. dass der Arbeitskolben durch eine Ringwand in zwei Beaufschlagungsflächenunterteiltist. denenvoneinanderdurchdieRingwandgetrennteRäume der Druck- wechselkammerzugeordnet sind, die lediglich mittels eines willkürlich betätigbaren. eineEntlüftungsbohrung
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chen 2 und S. 111. der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Sie zeigt einen Mittellängsschnitt durch den Druckluftarbeitszylinder gemäss der Erfindung mit schematischen Ergänzungen.
Mit 1 ist derDruckluftarbeitszylinder bezeichnet, an dessen Boden 2 der hydraulische Hauptzylinder 3 angeschlossen ist, und in dessen Deckel 4 der Steuerkolben 5, vom Pedal 6 betätigt, abgedichtet gleiten kann. Der Steuerkolben enthält ein aus dem Ventilsitz 7 und dem federbelasteten Abschlussorgan 8 bestehendes Einlassventil, an dem die Behälterluft durch den Anschluss 9 ständig ansteht. Im Arbeitszylinder 1 ist der Arbeitskolben 10 angeordnet, dessen äusserer Umfang als zylinderförmige Wand 10a ausgebildet ist. Die Kolbenmitte trägt den Auslassventilsitz 11 und gegenüber den auf den hydraulischen Hauptzylinder 3 einwirkenden Stössel 12.
Zwischen dem Arbeitskolben 10, 10a einerseits und dem Zylinderdeckel 4 sowie dem Steuerkolben 5 anderseits wird eine Druckwechselkammer,. bestehend aus den Räumen 13 und 15, gebildet, welch letztere durch einen vom Zylinderdeckel 4 gehaltenen Dichtring 14 voneinander getrennt sind. Im zentralen Raum 13 hat der Arbeitskolben 10, 10a eine Beaufschlagungsfläche vom Durchmesser F. Er hat ausserdem aber noch eine zweite ringförmige Beaufschlagungsfläche von der Breite f, deren zugehöriger Beaufschlagungsraum mit 15 bezeichnet und vom Dichtring 16 abgeschlossen ist. Die beiden Räume 13 und 15 sind voneinander getrennt. Es ist jedoch vorgesehen, sie mittels des Absperrorgans 17 verbinden zu können. Trennt das Organ 17 die beiden Räume, so entlüftet es dabei den ringförmigen Raum 15.
An den zentralen Raum 13 ist ständig der selbstschliessende Kupplungskopf 18 für die Anhängerbremsleitung angeschlossen.
In der gezeichneten Bremslösestellung aller Teile sind die Räume 13 und 15 der Druckwechselkammer entlüftet. Es sei angenommen, an die leichte Zugmaschine sei ein Anhänger angekuppelt. Wie
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soll dann die Abbremsung der Zugmaschine mittels des hydraulischen Hauptzylinderswobei der Raum 15 entlüftet ist. Wird nun das Bremspedal 6 betätigt, der Auslassventilsitz 11 dadurch geschlossen, das Einlassventil 7,8 geöffnet, so strömt Behälterluft vom Anschluss 9 in den zentralen Raum 13. Da das Absperrorgan 17 geschlossen ist, bleibt der ringförmige Raum 15 mit der Aussenluft verbunden, so dass nur ein Teil (F) des Arbeitskolbens bremsverstärkend wirksam wird.
Fährt hingegen die gleiche Zugmaschine ohne Anhänger, so soll der ganze Arbeitskolbendurchmesser F + 2 f bremsverstärkend beaufschlagt werden. Das Absperrorgan 17 wird daher geöffnet, so dass beide Räume 13 und 15 der Druckwechselkammer miteinander in Verbindung stehen. Bei Betätigung des Bremspedals 6 wird unmittelbar der Raum 13 und über das Organ 17 auch der andere Raum 15 mit Druckluft beaufschlagt. In diesem Falle ist also die Bremsverstärkung kräftig erhöht.
Ein wesentlicher Fortschritt der Erfindung besteht darin, dass kein zusätzliches Druckminderventil benötigt wird. Die neue Ausführung des Arbeitskolbens mit zwei Beaufschlagungräumen ist bei zweckmä- ssiger Ausbildung kaum teurer, als ein solcher mit nur einem. Ferner ist ohne Aufwand gewährleistet, dass der Anhänger immer den gleichen, vom Verstärkungsgrad der Motorwagenbremse unabhängigen Bremsdruck erhält. Ausser für den dargelegten Verwendungszweck ist der Erfindungsgegenstand auch für leich - te wie auch schwerere Motorfahrzeuge mit Vorteil verwendbar, die stets ohne Anhänger fahren. Das
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kannlüftung des Raumes 15, im andern die Verbindung beider Räume 13 und 15 erforderlich.
Auf solche Weise kann die Lagerhaltung verringert werden.
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Pneumatic working cylinder
The invention relates to a compressed air working cylinder, usable in particular as a brake booster for hydraulically braked road vehicles, in the cylinder cover of which a muscle-actuated control piston is arranged coaxially to the working piston, in which the inlet valve seat and the associated valve disk, spring-loaded in the closing direction, are located, the latter together with one on the working piston The valve seat provided forms the outlet valve, which in its open position connects the pressure change chamber of the working piston with the external pressure chamber on the other side of this piston, and with a hydraulic cylinder attached to the bottom of the working cylinder, to whose piston the working stroke of the pneumatic piston can be transmitted.
In the case of tractors with a relatively low dead weight that are used to pull trailers whose dead weight is several times greater, the following braking difficulties exist:
The self-driving tractor, which is often also used as a light truck, should be able to achieve high braking decelerations in order to adapt to the braking behavior that is usual in passenger vehicles. This is necessary in particular when these vehicles are traveling at speeds approaching those of passenger cars.
If such a light truck or such a tractor unit is then driven in operation with heavy trailers, the inherent deceleration of this vehicle must be adapted to that of the trailer. Since the braking of heavy trailers is on average much lower than that of passenger cars, this means that the braking of the tractor units when operating with trailers must also be much lower than when the tractor unit goes it alone. Otherwise there is a risk that the weaker braking, much heavier trailer could push the light tractor out of the crack when braking.
This problem, known per se, can be solved by making the gain of a brake booster used for the brake system of the tractor changeable. However, it must be ensured that the trailer always receives the same brake pressure via its compressed air line, regardless of the degree of amplification of the truck brake. When operating with a trailer, the gain should be low; when operating without a trailer, however, it is high.
In the case of compressed air-boosted hydraulic brake systems, a solution to this problem has become known, in which the level of the air pressure used for the internal combustion boost is changed according to operation with or without a trailer. This design is complex and therefore expensive, because an additional switchable pressure reducing valve and a shut-off valve are required for this in order to reduce the air pressure or not.
The invention is based on the object of solving the same problem in a much simpler and cheaper way and of expanding the possible uses of the compressed air working cylinder according to the invention beyond the immediate objective.
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The solution to this problem is essentially foreseen. that the working piston is divided into two impingement surfaces by an annular wall. to which spaces separated from one another by the annular wall of the pressure change chamber are assigned, which can only be actuated by means of an arbitrarily. a vent hole
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Chen 2 and p. 111. of the drawing shows an embodiment of the invention. It shows a central longitudinal section through the compressed air working cylinder according to the invention with schematic additions.
1 with the compressed air working cylinder is referred to, at the bottom 2 of which the hydraulic master cylinder 3 is connected and in the cover 4 of which the control piston 5, actuated by the pedal 6, can slide in a sealed manner. The control piston contains an inlet valve consisting of the valve seat 7 and the spring-loaded closing element 8, at which the container air is constantly available through the connection 9. In the working cylinder 1, the working piston 10 is arranged, the outer circumference of which is designed as a cylindrical wall 10a. The center of the piston carries the outlet valve seat 11 and opposite the tappet 12 acting on the hydraulic master cylinder 3.
Between the working piston 10, 10a on the one hand and the cylinder cover 4 and the control piston 5 on the other hand, there is a pressure change chamber. consisting of spaces 13 and 15, the latter being separated from one another by a sealing ring 14 held by the cylinder cover 4. In the central space 13, the working piston 10, 10a has an impact surface of diameter F. It also has a second annular impact surface of width f, the associated impact space denoted by 15 and closed by the sealing ring 16. The two rooms 13 and 15 are separated from each other. However, it is provided that they can be connected by means of the shut-off element 17. If the organ 17 separates the two spaces, it ventilates the annular space 15 in the process.
The self-closing coupling head 18 for the trailer brake line is constantly connected to the central space 13.
In the drawn brake release position of all parts, the spaces 13 and 15 of the pressure change chamber are vented. It is assumed that a trailer is coupled to the light tractor. How
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should then the braking of the tractor by means of the hydraulic master cylinder, whereby the space 15 is vented. If the brake pedal 6 is now actuated, the outlet valve seat 11 is thereby closed and the inlet valve 7, 8 opened, container air flows from connection 9 into the central space 13. Since the shut-off element 17 is closed, the annular space 15 remains connected to the outside air, so that only part (F) of the working piston has a braking effect.
If, on the other hand, the same tractor unit is driving without a trailer, the entire working piston diameter F + 2 f should be acted upon to boost the brake. The shut-off element 17 is therefore opened so that both spaces 13 and 15 of the pressure change chamber are in communication with one another. When the brake pedal 6 is actuated, the space 13 and, via the member 17, also the other space 15 are acted upon with compressed air. In this case, the brake gain is significantly increased.
A major advance of the invention is that no additional pressure reducing valve is required. The new design of the working piston with two admission spaces is hardly more expensive than one with only one if it is designed appropriately. Furthermore, it is ensured without any effort that the trailer always receives the same brake pressure independent of the gain of the truck brake. In addition to the stated purpose, the subject matter of the invention can also be used to advantage for light as well as heavier motor vehicles which always drive without a trailer. The
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Can ventilation of room 15, in the other the connection of both rooms 13 and 15 is required.
In such a way, inventory can be reduced.
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