DE1234550B - Druckmittel-Hilfskraftbremse fuer Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

DEUTSCHES 'MTWl· PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 63 c - 53/01

Nummer: 1234550
Aktenzeichen: B 49643 H/63 c

J 234 550 Anmeldetag: 16.Juli 1958

Auslegetag: 16. Februar 1967

Die Erfindung betrifft eine Druckmittel-Hilfskraftbremse für Fahrzeuge, insbesondere Druckluft-Hilfskraftbremse für Kraftfahrzeuge, bei der die am Bedienungshebel ausgeübte Muskelkraft über einen Waagebalken zu einem Teil auf das zu den Bremsgliedern führende Bremsgestänge wirkt, das mit einem die Bremswirkung verstärkenden Arbeitskolben verbunden ist, und zu einem anderen Teil das mit einem Rückführkolben versehene Stellglied eines dem Arbeitskolben Druckmittel zuführenden Steuerventils bewegt.

Diese Hilfskraftbremsen haben den Vorteil, daß der Fahrer fein abgestuft, gefühlsmäßig und mit geringem Kraftaufwand bremsen kann. Wenn jeoch die unterstützende Hilfskraft, z.B. durch Leitungsbruch, ausfällt, muß der Fahrer die volle Bremswirkung allein durch eigene Muskelkraft herbeifüh- - ren, wobei unter Umständen ein längerer Bremsweg und auf alle Fälle eine stärkere und unerwartete Belastung des Fahrers entsteht. Es sind deshalb zur Sicherheit schon Zweikreisbremsanlagen vorgeschlagen worden, die mit je einer Hilfskraftbremse oder, mit anderen Worten, mit je einem eigenen Hilfskraftverstärker in jedem Kreis ausgerüstet sind, wobei der eine Kreis z.B. auf die Bremsglieder der Vorderachse, der andere auf die Bremsglieder der Hinterachse wirkt. Diese Anordnung ist aber so aufwendig, daß sie sich bei den meisten Fahrzeugen nicht lohnt. Außerdem ist es häufig schwer, die beiden baulich selbständigen Aggregate im Fahrzeug unterzubringen, besonders wenn beide Aggregate nahe beim gemeinsamen Bedienungshebel liegen sollen.

Eine Einrichtung mit zwei voneinander getrennten und durch einen gemeinsamen Bedienungshebel betätigbaren Ventilen ist bereits bekannt. Über diese Ventile werden aber keine Hilfskraftverstärker, sondern gewöhnliche und voneinander getrennte Druckluft-Arbeitszylinder beschickt. Es handelt sich also nicht um eine Hilfskraftbremse, sondern um eine reine Druckluftbremse. Außerdem erfordert eine solche Anlage sehr lange Leitungen, die leicht zu Störungen Anlaß geben. Schließlich werden der Hauptbremszylinder und der Hilfsbremszylinder aus dem gleichen Druckluftbehälter gespeist, und die Bremsleitung der Hauptbremse ist über das Ventil der Hilfsbremse geführt, dessen Steuerschieber bei Undichtheit Luftverluste von der einen Leitung zu der anderen bzw. zum Auslaßkanal ermöglicht.

Es ist auch schon eine Zuspanneinrichtung für eine Scheibenbremse bekannt, bei der in einem Bremszylinder außer einem ersten Arbeitskolben auch noch ein Hilfskolben vorhanden ist. Dabei haben Druckmittel-Hilfskraftbremse für Fahrzeuge,
insbesondere Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Robert Bosch G. m. b. H.,
Stuttgart 1, Breitscheidstr. 4

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Josef Trui, Bissingen/Enz.

Der Miterfinder hat beantragt, nicht genannt zu

werden

beide Kolben stets nur eine Aufgabe zu erfüllen, gleichgültig, ob das antreibende Druckmittel zwischen den beiden Kolben oder hinter dem Hilfskolben in den Zylinder eingeleitet wird. Der Hilfskolben legt sich, Bremskraft erzeugend, im einen Fall an den beweglichen Zylinderboden, im anderen Fall unmittelbar an den ersten Arbeitskolben an.
Demgegenüber besteht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe darin, eine Druckmittel-Hilfskraftbremse zu schaffen, bei der für einen Bremskraftverstärker auf einfache Weise eine zweite Antriebsmöglichkeit aus einem Druckmittelkreis geschaffen wird, wenn die Druckmittelzufuhr aus dem ersten Kreis aus irgendeinem Grund unterbrochen wird. Diese Aufgabe soll ohne wesentliche Verteuerung der bisherigen einkreisigen Hilfskraftbremsanlagen gelöst werden, wobei auch bei Ausfall des üblichen Verstärkers ein sicheres Bremsen gewährleistet sein soll. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß dem Hauptsteuerventil ein rückwirkungsfreies, den Druck an einem Hilfsarbeitskolben überwachendes Hilfssteuerventil beigeordnet ist, das in an sich bekannter Weise erst dann betätigt wird, wenn das Stellglied des dem Arbeitskolben zugeordneten Hauptsteuerventils über seine Vollbremsstellung hinaus verstellt ist.

Nun ist es zwar Gegenstand eines älteren Patents, einen zweikreisig aufgebauten Druckluftbremsverstärker mit zwei Arbeitskolben und zwei Steuerventilen zu versehen, die jedoch vom Bremshebel aus gemeinsam und gleichzeitig betätigt werden und jeweils einem eigenen Druckluftkreis zugeordnet sind. Bei dem älteren Vorschlag werden also beide Kreise stets gleichzeitig gesteuert.

Im Gegensatz hierzu bezieht sich die Erfindung auf eine Druckmittel-Hilfskraftbremse, bei der, so-

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lange die Hauptbremse intakt ist, immer nur diese zum Verzögern des Fahrzeugs benutzt und die Hilfsbremse erst herangezogen wird, wenn die Hauptbremse ausgefallen ist. Damit deckt sich aber der Gegenstand der Erfindung nicht mit dem genannten Gegenstand des älteren Patents.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung im Schnitt dargestellt.

Ein bei 1 drehbar gelagerter Fußbremshebel 2 ist durch eine Druckstange 3 gelenkig mit einem Waagebalken 4 verbunden, an dessen oberes Ende eine KolbenstangeS angelenkt ist. Diese Kolbenstange geht mit Spiel durch eine Bohrung 6 in der Zwischenwand 7 zwischen der Hebelkammer 8 und dem Arbeitszylinder 9 einer Einkammer-Druckluft-Servobremse hindurch. Die Bohrung 6 ist durch eine Dichtung 10 gegen die mit der Außenluft (bei 11) verbundene Hebelkammer 8 abgedichtet. Auf die Kolbenstange 5 ist lose ein Kolben 12 aufgeschoben, der in gleicher Richtung wie die Zwischenwand 7 an der Kolbenstange durch eine Dichtung 13 abgedichtet ist. Hinter dem Kolben 12 ist noch ein Kolben 14 angeordnet, der jedoch starr, z.B. durch Schweißen, mit der Kolbenstange 5 verbunden ist. Der Kolben 14 wird durch eine am Deckel 15 des Zylinders 9 sich abstützende Feder 16 nach links gedrückt. Der Kolben 14 erfaßt dabei mit einer Kegelfläche 17 eine entsprechend ausgebildete Nabe 18 am Kolben 12, der sich seinerseits mit einer Kegelfläche 19 an eine kegelig endende Nabe 20 an der Zwischenwand 7 legt. Die Kolben 12 und 14 sind daher in ihrer linken Endstellung, der Fahrstellung, allein durch den Rückdruck der Feder 16 mit Hilfe der Kegelanlagen schüttelsicher zentral in ihrem Zylinder 9 gehalten. Der Kolben 12 bildet mit der Wand 7, der Kolben 14 mit dem Kolben 12 je eine Kammer 21 bzw. 22 im Zylinder 9. In die Naben 20 und 18 sind Löcher 23 bzw. 24 gebohrt.

Das rechte Ende der Kolbenstange 5 liegt vor dem Kolben 25 eines Öldruckhauptzylinders 26, der unmittelbar mit dem Zylinderdeckel 15 zusammengebaut ist und von dem eine Druckleitung 27 zu nicht gezeichneten Radbremszylindern führt.

Unterhalb des Angriffspunkts der Stange 3 ist am Waagebalken 4 ein DrackboIzen angelenkt, der aus zwei ineinander verschiebbaren und durch eine sehr steife Feder 28 in eine Spreizstellung gehaltenen Teilen 29, 30 besteht. Diese Teile sind durchbohrt und liegen vor einem Ventilkolben 31, der hinter einer Schulter 32 in ein Ventilrohr 33 übergeht. Das Ventilrohr ist mit geringem Spiel durch eine Ringscheibe 34 hindurchgeführt, die von einer kräftigen Feder 35 an einem ihr als Anschlag dienenden Sprengring gehalten ist. Auf der linken Seite der Ringscheibe 34 stützt sich die Rückführfeder 36 des Ventilkolbens 31 ab, die schwächer ist als die Feder 35. Vor dem Ende des Ventilrohrs 33 ist ein Ventilteller 37 durch eine Feder 38 an seinem Sitz 39 des Ventilgehäuses 40 gehalten. Die Ventilkammer zwischen dem Ventilteller 37 und der Ringscheibe 34 ist durch einen Kanal 41 mit dem Zylinderraum 22 verbunden. Das Ventilgehäuse 40 bildet mit dem Arbeitszylinder 9 zusammen ein Gußstück.

Von der Kammer rechts des Ventiltellers 37 führt eine Rohrleitung 42 zu einem Vorratsbehälter 43, der über eine Leitung 44 von einem Luftpresser 45 gespeist wird. Der Luftdruck im Behälter 43 ist durch einen Druckregler 46 bestimmt. Dieser Druckregler

verhindert außerdem ein Zurückströmen von Druckluft aus dem Behälter 43 gegen den Luftpresser. Der gleiche Luftpresser versorgt über eine Leitung 47 und einen Druckregler 48 einen zweiten Vorratsbehälter 49, von dem eine Rohrleitung 50 zu einem Ventilraum 51 im Gehäuse 40 führt, das bereits das Ventil 31, 39 aufnimmt.

Im Ventilraum 51 hält eine Feder 52 einen Ventilteller 53 an einem Gehäusesitz 54. Im Raum 55 links

ίο des Sitzes 54 beginnt ein Ventilrohr 56, das dicht abschließend durch eine Führungsbohrung 57 im Gehäuse 40 beweglich ist und in einen Ansatz 58 größeren Durchmessers übergeht. Eine Feder 59 hält diesen Ansatz an einem Gehäuseanschlag 60. In den hohlen Ansatz 58 ist eine mehrfach durchbohrte Mutter 61 mit Verlängerungsstift 62 eingeschraubt. Der Stift 62 endet in einiger Entfernung vom unteren Ende des Waagebalkens 4. Vom Ventilraum 55 geht ein im Gehäuse 40 verlaufender Kanal 63 aus, der durch ein Rohr 64 mit der Zylinderkammer 21 in Verbindung steht.

Das Kraftfahrzeug wird vom Fußbremshebel 2 in der bei Servobremsen üblichen Weise mit Hilfe des auf der Kolbenstange 5 festgeschweißten Arbeiters kolbens 14 und des nachgeschalteten Öldruck-Hauptkolbens 25 gebremst. Beim Niedertreten des Fußbremshebels 2 wird der Waagebalken 4 zunächst um den Anlenkpunkt an der Widerstand bietenden Kolbenstange 5 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt Der Bolzen 29,30 wird nach rechts geschoben und drückt den Ventilkolben 31 so weit nach rechts, daß das Ende des Ventilrohrs 33 sich gegen den Ventilteller 37 legt und diesen von seinem Sitz 39 abhebt. Die bisher über die Bohrungen der Teile 33,30,29 offene Außeniuftverbindung ist geschlossen, und an ihrer Stelle ist die Verbindung zum Vorratsbehälter 43 geöffnet. Die vom Vorratsbehälter 43 kommende Druckluft strömt durch den Kanal 41 in die Kammer 22 des Bremszylinders 9. Sie hält dort den losen Kolbenl2 in seiner linken Endstellung am Anschlag 20 und drückt den anderen Kolben 14 mit seiner Kolbenstange 5 nach rechts. Gleichzeitig gelangt ein Teil der durch das Ventil 37,39 einströmenden Druckluft durch den Spalt zwischen der Ringscheibe 34 und dem Ventilrohr gedrosselt vor den Rückführkolben 31 und schiebt das Ventilrohr 33 in eine Mittelstellung zurück, in der Ein- und Auslaß geschlossen sind. Der vor dem Rückführkolben 31 entstehende Druck wirkt über den Waagebalken 4 auf den Bremshebel 2 zurück, so daß der Fahrer stets ein Gefühl für die Bremsstärke hat. Durch ständiges Nachschieben des Fußes hält der Fahrer den Luftzustrom zum Bremszylinder 9 im Fluß, und die steigende Belastung des Rückführ- bzw. Reaktionskolbens 31 macht ihm dabei die zunehmende Leistung der Servobremse bemerkbar.

Die beschriebene Einrichtung ergibt somit die gleiche Wirkungsweise, wie sie bei den üblichen Servobremsen festzustellen ist. Fällt nun aus irgendeinem Grund, z. B. durch Undichtwerden des Dichtstulpes am Arbeitskolben 14 oder am Ventilkolben 31 oder durch einen Bruch der Leitung 42, die Arbeitsleistung des Kolbens 14 und damit auch der Druck vor dem Ventilkolben 31 aus, so geht def Ventilkolben 31 rasch nach rechts. Er legt sich mit seiner Schulter 32 gegen die Ringscheibe 34 und schiebt diese unter Überwindung der steifen Feder 35 vor den Kanal 41, so daß sie diesen Kanal abdeckt

Claims (4)

und den Rechtshub des Ventilkolbens 31 begrenzt. Der Fahrer muß verstärkt auf den Bremshebel drücken und übt eine größere Kraft am Waagebalken 4 aus. Die Feder 28 zwischen den Druckbolzenteilen 29, 30 gibt nach, läßt das untere Waagebalkenende den Stift 62 erreichen und dann diesen Stift zusammen mit dem Ventilrohr 56 nach rechts schieben. Jetzt wird im unteren Hilfsventil der Luftauslaß abgeschlossen und durch Anheben des Ventiltellers 53 eine Verbindung zwischen den Räumen 51 und 55 geschaffen. Es strömt Druckluft aus dem Behälter 49, durch die Kammern 51, 55, den Kanal 63 und die Leitung 64 in die Bremszylinderkammer 21 zwischen der Wand 7 und dem Hilfskolben 12. Dieser Kolben verschiebt sich somit unter dem in der Kammer 21 sich aufbauenden Druck auf der Kolbenstange 5 nach rechts, bis er den Kolben 14 erreicht und über diesen an der Kolbenstange 5 eine Bremskraft ausübt. Mit den einfachen zusätzlichen Mitteln des Hilfskolbens 12 des Hilfsventils 51, 62 und des zweiten Behälters 49 ist also dem Fahrer die Möglichkeit gegeben, nach Ausfall des ersten Kreises (Behälter 43 bis Kolben 14) noch mit dem zweiten Kreis (Behälter 49 bis Hilfskolben 12) zu bremsen und dabei den vollen Behälterdruck des zweiten Kreises auszunutzen, da die in diesem Fall dichtend vor dem Kanal 41 liegende Scheibe 34 das Abströmen von Druckluft aus der sich vergrößernden Bremszylinderkammer über den Kanal 41 und Undichtstellen des ersten Kreises verhindert. Der Ausfall des ersten Kreises macht sich dem Fahrer durch das Nachlassen des Rückdruckes des Ventilkolbens 31 bemerkbar, ebenso wie er dann auf das Einsetzen des zweiten Kreises durch den zu überwindenden Widerstand der Federn 35 und 28 aufmerksam wird. Es ist daher sehr sinnvoll, die Steuerung des ersten Kreises in der bei Servobremsen üblichen Weise mit einem abstufbaren Reaktionsventil, die des zweiten Kreises mit einem rasch voll öffnenden Wegeventil ohne Rückführkolben durchzuführen. In der Zeichnung sind die beiden Ventile untereinanderliegend gezeichnet. In Wirklichkeit wird man diese Ventile in eine senkrecht zur Schwingebene des Waagebalkens 4 gerichtete Ebene verlegen, weil dann beide Ventile vom gleichen Waagebalkenende aus erfaßt werden können. Es kann dann leicht auch eine Anordnung zum Umändern üblicher Einkreis-Servobremsen durch seitliches Ansetzen des zweiten Ventils geschaffen werden. Patentansprüche:

1. Druckmittel-Hilfskraftbremse für Fahrzeuge, insbesondere Druckluft-Hilfskraftbremse für

Kraftfahrzeuge, bei der die am Bedienungshebel ausgeübte Muskelkraft über einen Waagebalken zu einem Teil auf das zu den Bremsgliedern führende Bremsgestänge wirkt, das mit einem die Bremswirkung verstärkenden Arbeitskolben verbunden ist, und zu einem anderen Teil das mit einem Rückführkolben versehene Stellglied eines dem Arbeitskolben Druckmittel zuführenden Steuerventils bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hauptsteuerventil (33, 37, 39) ein rückwirkungsfreies, den Druck an einem Hilfsarbeitskolben (12) überwachendes Hilfssteuerventil (53, 54, 56) beigeordnet ist, das in an sich bekannter Weise erst dann betätigt wird, wenn das Stellglied (33) des dem Arbeitskolben (14) zugeordneten Hauptsteuerventils (33, 37, 39) über seine Vollbremsstellung hinaus verstellt ist.

2. Druckmittel-Hilfskraftbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptsteuerventil (33, 37, 39) ein Steuerglied (Ringscheibe 34) besitzt, das beim Betätigen des Hauptsteuerventils (33,37,39) über seine Vollbremsstellung hinaus einen von diesem zum Druckwechselraum (22) des Arbeitskolbens (14) führenden Kanal (41) verschließt, dessen Mündung ein dem Arbeitskolben (14) nachgeschalteter Hilfskolben (12) bei Ausfall der Hauptbremse überfährt.

3. Druckmittel-Hilfskraftbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückführfeder (32) eines Rückwirkkolbens (31) des Hauptbremsventils (33,37, 39) sich an einer von einer sehr steifen Feder (35) in Ruhelage gehaltenen Ringscheibe (34) abstützt, die vom Stellglied (33) des Hauptbremsventils (33, 37,39) in eine die Verbindung (41) zum Druckwechselraum (22) absperrende Lage gebracht wird, wenn am Stellglied (33) eine den Widerstand der steifen Feder (35) überwiegende Kraft ausgeübt wird.

4. Druckmittel-Hilfskraftbremse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfssteuerventil (53,54, 56) ein an das Gehäuse der Hilfskraftbremse ansetzbarer, besonderer Bauteil ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 1 650 286, 2 041 884,
438, 2 539 538, 2 649 169.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1105 293.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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