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Druckluft-Servobremsgerät, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung
betrifft ein Druckluft-Servobremsgerät, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei welchem
der als Einkammerzylinder ausgebildete Arbeitszylinder mit Kolben, das Steuerventil
und die Steuerhebelkammer zu einem Einbauteil vereinigt und außerdem der Auslaß
des Steuerventils sowie der Entlüftungskanal der Außenluftkammer des durch den Öldruckzylinder
bzw. durch einen diesen Zylinder aufnehmenden Träger abgedeckten Arbeitszylinders
mit der Steuerhebelkammer verbunden sind.
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Ein derartiges Druckluft-Servobremsgerät, bei dem die Außenluftkammer
über eine die Kolbenstange durchziehende Längsbohrung zur Steuerhebelkammer hin
entlüftet ist, ist Gegenstand eines älteren Patents.
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Diese Bremsgeräte haben den Vorteil, daß sie nur eine einzige Entlüftungsbohrung
auf der Seite der Steuerhebelkammer brauchen und daß eine unmittelbare Entlüftung
der Außenluftkammer des Arbeitszylinders durch Öffnungen in der Zylinderwand nicht
erforderlich ist. Diese Servobremsen sind daher sehr betriebssicher und können leicht
durch entsprechende Abschirmung der einzigen Entlüftungsöffnung auf der Seite der
Steuerhebelkammer wasserdicht gemacht werden. Es kann jedoch bei diesen Bremsgeräten
mit Entlüftungskanal vorkommen, daß die aus dem Steuerventil ausströmende Druckluft,
insbesondere beim raschen Lösen der Bremse, in der Steuerhebelkammer - besonders
wenn letztere klein ist - kurzzeitig einen wenn auch geringen Druckstau herbeiführt
und dieser Druckstau dann auch in der Außenluftkammer des Arbeitszylinders eine
Drucksteigerung bewirkt. Infolge dieser vorübergehenden Drucksteigerung kann bei
Undichtigkeiten an dem der Außenluftkammer des Arbeitszylinders nachgeschalteten
Öldruckteil Luft in den Ölkreis gelangen und dadurch der Wirkungsgrad der Öldruckbremse
verschlechtert werden.
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Dieser Mangel wird gemäß der Erfindung durch ein den Verhindungskanal
zwischen der Außenluftkammer des Arbeitszylinders und der Steuerhebelkammer überwachendes
Ventil behoben, das ein Abströmen von Druckluft von der Steuerhebelkammer in die
Außenluftkammer des Arbeitszylinders verhindert oder drosselt, das Ausströmen von
Luft aus der Außenluftkammer jedoch praktisch unbeeinflußt läßt.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung erläutert,
und zwar zeigt Fig. 1 eine erste Ausführungsform im Schnitt, Fig.2 ein Teilbild
aus Fig.1 mit einer Abänderung, Fig. 3 ein Teilbild einer weiteren Ausführung ähnlich
der nach Fig. 1 und Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 3. Das Gehäuse
des Druckluftteils des Einkammer-Servobremsgerätes setzt sich aus zwei schalenförmig
gestalteten Teilen 1 und 2 zusammen, von denen der erste eine durch einen Stulp
3 abgedichtete Durchtrittsöffnung 4 für die zum Fußbremshebel führende Antriebsstange
5 des Steuerhebels 6 erkennen läßt. Der Teil 2 ist nach rechts verlängert und bildet
dort den Arbeitszylinder 7 und ein Gehäuse 8 für die Aufnahme der Innenteile des
Steuerventils. Der Bremszylinder 7 ist von der durch die beiden Schalen 1 und 2
gebildeten Kammer 9 durch eine Wand 10 getrennt, die an einer mit einer Dichtung
11 abgedeckten Stelle von einer den Bremskolben 12 tragenden Stange 13 durchdrungen
wird. Der Bremskolben ist ein an seinem Rand mit einer Manschette 14 versehener
Blechteil, dessen innen liegender, zur Außenluftkammer 15 des Bremszylinders vorgezogener
Hals 16 in eine Nut 17 der Kolbenstange 13 eingerollt ist. Der Bremszylinder 7 ist
auf der rechten Seite durch das Gehäuse 18 eines Öldruckhauptzylinders abgedeckt.
In der zylindrischen Bohrung 19 dieses Gehäuses läuft der in üblicher Weise ausgebildete
und mit Dichtungen versehene Öldruckkolben 20, in dessen Vertiefung 21 das ballig
abgerundete Ende 22 der Kolbenstange gelagert ist.
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Eine Rückführfeder 23 sucht den Bremskolben 12 in eine durch einen
Ringwulst 24 der Wand 10 bestimmte Anfangsstellung (Fahrstellung) zurückzuführen.
Das linke Ende der Kolbenstange 13 trägt einen Gabelkopf 25, in dessen Längsschlitz
26 der Steuerhebel 6 eingeschoben und durch einen Bolzen 27 gelenkig gehalten ist.
Der Gabelkopf 25 hat einen Gewindeansatz 28, mit dem er in eine mit entsprechendem
Gewinde versehene Bohrung 29 der Kolbenstange eingeschraubt ist. Vom Schlitz 26
geht eine Axialbohrung 30 aus, die eine gleichgerichtete Verlängerung 31 in der
Kolbenstange selbst findet. Durch eine Querbohrung 32 ist die Bohrung 31 mit der
Außenluftkammer
15 des Bremszylinders in ständiger Verbindung.
Die Gewindebohrung 29 hat einen größeren Durchmesser als die Bohrung 31 und begrenzt
einen Raum 33, in dem ein scheibenförmiges Ventilplättchen 34 aus dünnem Blech untergebracht
ist. Eine leichte Feder 35 drückt dieses Plättchen gegen eine Schulter zwischen
den Bohrungen 31 und 29. Das Plättchen 34 hat eine Mittelbohrung 36. Die Feder 35
ist an einem Vorsprung 37 des Gewindeansatzes 28 geführt. Querschlitze 38 bilden
zusätzliche Verbindungen der Bohrung 30 mit der Kammer 33.
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An das untere Ende des Steuerhebels 6, das sich in einer Endstellung
an einen - in der Praxis in der Regel durch eine einstellbare Schraube gebildeten
- Anschlag 39 des Gehäuseteils 1 legt, ist ein Bolzen 40 angelenkt. Dieser Bolzen
weist einen Schlitz 41 und eine in diesen Schlitz mündende Axialbohrung 42 auf.
Das ballige rechte Ende des Bolzens 40 legt sich in einer Pfanne gegen einen Kolben
43, der in einer zylindrischen Bohrung 44 gegen die Kraft einer Feder 45 verschiebbar
ist und den Rückführkolben des Steuerventils des Servobremsgerätes bildet. Von diesem
Kolben 43 geht ein rohrförmiger Ansatz 46 aus, dessen rechtes Ende der bewegliche
Sitz für einen Ventilteller 47 ist. Eine Feder 48 hält diesen Ventilteller auf seinem
festen Sitz 49. In die Kammer, in der dieser Ventilteller beweglich angeordnet ist,
mündet ein Kanal 50, von dem aus das Servobremsgerät mit Druckluft aus dem nicht
dargestellten Vorratsbehälter versorgt wird. Die Kammer links des Ventiltellers
ist durch einen Kanal 51 mit dem Druckraum 52 des Bremszylinders verbunden.
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Wenn das Fahrzeug mit Hilfe des Servobremsgerätes verzögert oder angehalten
werden soll, wird durch Niedertreten des Bremshebels in bekannter Weise der rohrförmige
Auslaß 46 des Steuerventils geschlossen, der Ventilteller 47 angehoben und Druckluft
aus der Leitung 50 über den Kanal 51 in die Arbeitskammer 52 des Bremszylinders
geleitet. Der Überdruck auf der linken Seite des Bremskolbens 12 verschiebt diesen
nach rechts, so daß er mit dem Ende 22 seiner Kolbenstange den Öldruckkolben 20
in entsprechendem Sinne bewegt und die Bremsglieder am Ende des Öldruckkreises anlegt
bzw. anpreßt. Die vom Bremskolben 12 bei seinem Bremshub verdrängte Luft entweicht
aus der Außenluftkammer 15 über den Kanal 32; 31 und die Bohrung 36 im Ventilplättchen
oder gegebenenfalls unter Anheben des Ventilplättchens über die Bohrung 30 in die
Steuerhebelkammer und von dort über das Luftfilter 53 und das Lippenventil 54 der
im tiefsten Teil der Steuerhebelkammer liegenden Entlüftungsöffnung ins Freie.
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Soll die Bremse wieder gelöst werden, so läßt der Fahrer den Bedienungshebel
zurückgehen. Dabei kann der Ventilkolben 43 nach links ausweichen und den Druckraum
52 des Bremszylinders über den Kanal 51 und das Ventilrohr 46 mit der Steüerhebelkammer
9 verbinden. Die Druckluftzufuhr zum Bremszylinder ist unterbrochen, und die Druckluft
aus dem Druckraum entspannt sich in die Steuerhebelkammer 9. Wenn das Filter 53
verschmutzt ist und infolgedessen keinen raschen Luftdurchgang mehr gestattet, kann
in der Steuerhebelkammer, insbesondere beim raschen Lösen der Bremse, eine Drucksteigerung
eintreten, die sich aber nicht in der Außenluftkammer 15 auswirken kann, weil das
Ventilplättchen 34 auf seinem Sitz gehalten ist und der Drosselkanal 36 keinen
genügenden Durchgang für diese Druckluft bietet. Über diese Bohrung 36 kann aber
beim raschen Zurückgehen des Bremskolbens 12 trotzdem das Entstehen eines Unterdrucks
in der Kammer 15 vermieden werden. Das Ventilplättchen 34 sorgt also selbsttätig
dafür, daß die Außenluftkammer 15 tatsächlich Außenluftkammer bleibt, d. h. keinen
wesentlichen Druckunterschied nach oben oder unten erfährt.
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An Stelle eines Verbindungskanals 31 in der Kolbenstange wie beim
vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel kann auch ein Verbindungskanal 55 unmittelbar
im Gehäuseteil 2 des Servobremsgerätes vorgesehen werden (Fig. 2). Dieser Kanal
verläuft zweckmäßig im wesentlichen parallel zur Achse des Bremszylinders und ist
gegen die Steuerhebelkammer 9 hin in einer erweiterten Gewindebohrung 56 durch ein
ebenfalls aus dünnem Blech bestehendes Scheibchen 57 mit einem engen Loch 58 abgedeckt.
Auch hier ist das Ventilplättchen durch eine schwache Feder 59 in Absperrstellung
gehalten. Ein axial mit einem Durchmesser entsprechend 55 durchbohrter Gewindering
60 bildet das Widerlager der Feder 59. Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist
die gleiche wie die beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beschriebene. Diese Ausführung
hat den Vorteil, daß die Kolbenstange 13 mit ihrem Gabelkopf 25 einstückig ausgeführt
werden kann und die Entlüftungseinrichtung 57, 58 leicht zugänglich ist.
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In Fällen, in denen für die Unterbringung des Entlüftungskanals im
Gußstück des Aggregates kein Platz ist und deshalb der Entlüftungskanal in der Kolbenstange
beibehalten werden muß, kann diesem Kanal 31' (Fig. 3 und 4) an seinem linken in
den Schlitz 26 des Gabelkopfes 25 einmündenden Ende ein Absperrglied aus einem Federblechstreifen
61 von sehr geringer Stärke und entsprechend kleinem Gewicht vorgeschaltet werden.
Die Enden 62 dieses Streifens sind unter einem rechten Winkel gegen den Steuerhebel
hin abgebogen und umfassen einen in eine Ringnut 63 des Gabelkopfes eingelassenen
Sprengring 64. Dieser Sprengring federt nach innen und läßt zwischen seinen Enden
eine Strecke 65 frei, die bei eingelassenem Sprengring größer ist als die Breite
des Streifens 61. Dieser Streifen ist außerdem um so viel schmaler als der Schlitz
26 des Gabelkopfes, daß er sich leicht in diesem Raum bewegen und außerdem einen
ausreichenden Luftdurchgang an seinen Rändern von der Bohrung 31' her bzw. zu dieser
hin frei läßt. Erforderlichenfalls kann in der Mitte des Plättchens noch eine zusätzliche
enge Durchgangsöffnung vorgesehen werden, ähnlich wie bei den Ausführungen nach
Fig. 1 und 2. Da der Federblechstreifen 61 mit seinen Enden 62 den Sprengring 64
umgreift, muß bei der Montage zuerst der Ring eingebaut werden, darauf kann der
Streifen ohne weiteres eingeführt werden, indem zunächst der Sprengring 64 so weit
verdreht wird, daß er mit seinem Zwischenraum 65 den Schlitz 26 des Gabelkopfes
auf der einen Seite frei läßt. Durch Zurückdrehen des Ringes in eine Stellung gemäß
Fig.4 außerhalb des Schlitzbereichs wird dann der Federblechstreifen in seiner Betriebslage
gesichert. In Absperrstellung legt sich der Streifen gegebenenfalls unter gleichzeitigem
Durchbiegen unmittelbar vor die Mündung des Kanals 31', der Hub nach links ist durch
den Sprengring64 begrenzt. Dieser Federblechstreifen hat nur geringes Gewicht und
bewegt sich sehr leicht in der einen oder in der anderen Richtung schon bei geringen
Luftströmungen bzw. Druckunterschieden. Seine Wirkungsweise stimmt im übrigen sinngemäß
mit der Wirkung der Ventilplättchen 34 und 57 der zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiele
überein.
Es ist wesentlich, daß das Absperrglied so ausgebildet
und angeordnet ist, daß es bei einer Drucksteigerung in der Steuerhebelkammer den
unerwünschten Luftzutritt zur Außenluftkammer des Bremszylinders verhindert, gleichzeitig
aber auch bei Zurückgehen des Bremskolbens dazu beiträgt, daß in der Außenluftkammer
kein Vakuum entstehen kann. An Stelle eines metallischen Absperrgliedes kann auch
ein solches aus leichtem Kunststoff gewählt werden.