-
Die Erfindung betrifft eine Druckluftbremsanlage, insbesondere für
Kraftfahrzeuge, mit mindestens einem Bremszylinder, dessen Kolben beiderseits mit
Druckluft beaufschlagbar und auf einer Seite durch eine Feder belastet ist, die
eine zusätzliche Bremsbetätigungskraft ausübt. Bei Ausfall der Druckluft betätigt
die Feder die Bremsen. Bei einer bekannten Bremsanlage dieser Art wird sowohl beim
Betätigen als auch beim Lösen der Bremsen jeweils eine Bremszylinderkammer entlüftet,
was einen Druckluftverlust zur Folge hat.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Druckluftbremsanlage
der genannten Art verfügbar zu machen, die sich durch einen gegenüber der bekannten
Bremsanlage wesentlich geringeren Druckluftverbrauch auszeichnet.
-
Die Lösung besteht darin, daß bei Betriebsbremsungen die gegen die
Belastungsfeder wirkende Kammer des Bremszylinders ständig in direkter Verbindung
mit der Druckluftquelle steht und die mit der Belastungsfeder wirkende Kammer über
ein durch ein Betätigungsorgan beeinflußbares Steuerventil mit der Druckluftquelle
verbunden ist und daß ferner der Kolben so bemessen ist, daß der durch die Druckluftquelle
erzeugte Druck am Kolben eine Kraft ergibt, die größer als die Federkraft ist.
-
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird in der Verbindung zwischen
der gegen die Belastungsfeder wirkenden Kammer des Bremszylinders und der Druckluftquelle
ein zusätzliches Steuerventil angeordnet, welchem ein zusätzliches Betätigungsorgan
zugeordnet ist.
-
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß die @Kolbenstäüge
in dem Bremszylinder an einem napfartigen Ansatz des Kolbens angreift, an dem eine
flexible Membran befestigt ist, die abdichtend innen mit einem konzentrisch angeordneten
Führungsrohr und außen mit dem Zylindergehäuse verbunden ist.
-
Dabei ist es für die praktische Ausführung vorteilhaft, daß die Kolbenstange
mit einem Spielraum in dem Führungsrohr sich nach außen erstreckt und der Spielraum
und der damit in Verbindung stehende Innenraum des napfartigen Ansatzes des Kolbens
mit der Atmosphäre in Verbindung stehen.
-
Zweckmäßig ist--die Membran an einem Flansch des napfartigen Ansatzes
mittels Bolzen und eines Klemmringes an dem Kolben befestigt, wobei die Membran
innen zwischen dem Führungsrohr und einem Klemmrohr und außen zwischen einem Basisteil
und einem Deckelteil des Zylindergehäuses eingeklemmt ist.
-
Der durch die Erfindung erreichte Vorteil ist darin zu sehen, daß
beim Betrieb der Bremsanlage nur eine kleine Menge Druckluft verbraucht wird. Wenn
ein Fahrzeug in starkem Verkehr, insbesondere im Stadtverkehr, eingesetzt ist und
die Bremsen häufig betätigt werden, besteht bei der erfindungsgemäßen DruckluftbremsanIage
keine Gefahr, daß ein zu großer Druckabfall eintritt.
-
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht eines Teiles eines
Fahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen DruckluftbremsanIage, F i g. 2 die Rückansicht
nach F i g. 1, F i g. 3 eine vergrößerte, teilweise geschnittene Teilansicht der
Bremsbetätigungsvorrichtung, F i g. 4 eine Ansicht nach F i g. 3 mit einer veränderten
Lage der Teile, F i g. 5 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Druckluftbremsanlage
in nicht betätigtem Zustand, F i g. 6 die Bremsanlage bei betätigter Betriebsbremse,
F i g. 7 die Bremsanlage bei betätigter Abstellbremse und F i g. 8 die Bremsanlage
bei durch die Feder angelegter Bremse auf Grund eines Druckverlustes im System.
-
F i g. 1 zeigt einen Fahrzeugrahmen 10 mit einer Achse 12, die im
Rahmen mit Hilfe eines Federpaketes 14 und U-förmiger Bolzen 16 aufgehängt ist.
Die Räder 18 sind auf der Achse befestigt, und in den Rädern sind Bremsen
20 angeordnet, die über Wellen 22 (F i g. 2) betätigt werden, welche von
den Bremsankerplatten ausgehen und in den von der Achse getragenen Auslegern 24
gelagert sind. Die Wellen 22 mit Betätigungshebeln 26 verbunden, welche durch Bremsbetätigungsvorrichtungen
28, die auf den Auslegern 24 angeordnet sind, betätigt werden.
-
Jede Vorrichtung 28 weist einen Zylinder 30 mit einem Basisteil 32
auf, der mit Hilfe von Schraubenbolzen 34 auf dem Ausleger 24 befestigt ist. Der
Zylinder besitzt einen Deckelteil 36. Zwischen diesem Teil und dem Basisteil 32
ist der Außenrand 38 einer flexiblen Membran 40 aus Gummi oder ähnlichem Material
dicht eingeklemmt, welche Teil eines Kolbens 41 innerhalb des Zylinders ist. Der
radial nach innen gelegene Teil 42 der Membran ist dicht zwischen zwei koaxial
angeordneten Rohren 44 und 46 eingeklemmt, die zentral in das Innere des Zylinders
hineinragen, so daß die Membran 40
den Zylinder in zwei abgedichtete Druckkammern
48 und 50 teilt.
-
Mit der Membran 40 wirkt ein napfförmiges Element 52 zusammen und
bildet mit ihm den Kolben 41. Das napfförmige Element 52 weist einen radial nach
außen weisenden Flansch 54 auf, der mit Hilfe der Bolzen 56 und eines Klemmringes
58 dicht an der Membran 40 befestigt ist. Im inneren zentralen Teil des napfförmigen
Elementes 52 ist eine Druckstange 60 verankert, die durch das Führungsrohr 46 aus
dem Zylinder 30 herausragt und über eine Gabel 62 mit dem Bremshebel 26 verbunden
ist. Zwischen der Druckstange 60 und dem Zylinder 30 ist eine balgförmige Schmutzdichtung
64 vorgesehen.
-
Der Innenraum des napfförmigen Elementes 52 ist über einen Spielraum
66 zwischen dem Führungsrohr 46 und der Druckstange 60 dem atmosphärischen Luftdruck
ausgesetzt. Der Spielraum ist genügend groß, um seitliche Bewegungen der Druckstange
60 zu ermöglichen, die bei Schwenkbewegungen des Bremshebels 26 um seinen Zapfen
auftreten.
-
Die wirksame Fläche des Kolbens 41, die der Kammer 48 zugewandt ist,
wird durch den gesamten Durchmesser des Zylinders 30 bestimmt, während die wirksame
Fläche des Kolbens, die der Kammer 50 zugewandt ist, sich aus dem gesamten Durchmesser
abzüglich des zentralen Teils des Kolbens, welcher über den Spielraum 66 dem atmosphärischen
Druck ausgesetzt ist, ergibt. Die Kammern 48 und 50 sind jeweils mit Anschlußstücken
68 und 70 ausgestattet, an die mit einem gemeinsamen Druckluftbehälter 76
verbundene
Druckluftleitungen 72 und 74 angeschlossen sind.
-
In den Druckluftleitungen 72 und 74 sind Steuerventile 78 und 80 vorgesehen,
um den Kammern 48 und 50 Druckluft zuzuführen bzw. aus ihnen abzulassen. In den
F i g. 5 bis 8 sind Betätigungsorgane für die Steuerventile schematisch in Form
eines Pedals P und eines Handhebels L dargestellt. In der Kammer sind drei Schraubenfedern
82, 84 und 86 angeordnet, die zwischen dem Flansch 54 des napfförmigen Elementes
und einer Abschlußwand des Zylinders 30 eingespannt sind. Diese Federn sind in den
F i g. 5 bis 8 schematisch in Form einer einzelnen Feder S gezeigt.
-
Für den Betrieb soll angenommen werden, daß sich die Bremsbetätigungsanordnung
28 zu Anfang im Zustand nicht betätigter Bremsen entsprechend F i g. 3 und 5 befindet.
In dieser Lage entspricht der Druck in der Kammer 48 dem atmosphärischen Luftdruck,
da sich das Steuerventil 78 in der Entlüftungslage befindet und Druckluft aus dem
Druckbehälter 76 über das Steuerventil 80 in die Kammer 50 eingeführt worden ist.
Der Kolben 41 wird gegen die Wirkung der gespannten Federn 82, 84 und 86 (Feder
S) in der Darstellung entsprechend den Figuren nach links gehalten, und die Druckstange
60 befindet sich in der zurückgezogenen Lage.
-
Zum Anlegen der Bremsen betätigt der Fahrer das Pedal P und schiebt
das Ventil 78 in die in F i g. 6 gezeigte Lage, in der Druckluft in die Kammer 48
strömt und den Druck auf den sich gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 41 ausgleicht.
Da die der Kammer 48 zugewandte wirksame Fläche des Kolbens größer ist als die der
Kammer 50 zugewandte Fläche, wird der Kolben in der Zeichnung nach rechts verschoben
und bewegt die Druckstange 60 nach vorn, so daß der Bremshebel 26 verschwenkt wird
und die Bremsen anlegt. Die gespannte Feder S übt zusätzlich zu der Druckluft eine
Kraft auf den Kolben 41 aus.
-
Da die gespannte Feder verhältnismäßig kräftig gemacht werden kann,
kann sie eine verhältnismäßig große Kraft ausüben, die die Kraft der Druckluft unterstützt.
Auf diese Weise kann der Durchmesser des Kolbens 41 und der Bremsbetätigungsanordnung
allgemein verhältnismäßig klein gehalten werden.
-
Zum Lösen der Bremsen gibt der Fahrer das Pedal P frei, um das Ventil
78 in die Entlüftungslage entsprechend F i g. 5 zu bringen, so daß der Druck in
der Kammer 48 abfällt und der Druck in der Kammer 50, welcher aufrechterhalten worden
ist, den Kolben 41 gegen die Wirkung der Feder S wieder nach links drückt
und dabei die Druckstange 60 und den Bremshebel 26 zurückzieht. Man beachte, daß
beim Anlegen und Lösen der Bremsen keine Luft aus der Kammer 50 nach außen entweicht.
Es wird nur die Luft verbraucht, die beim Anlegen der Bremsen in die Kammer 48 eingeführt
worden ist. Bei jedem Anlegen und Lösen der Bremsen geht also nur eine sehr kleine
Luftmenge verloren.
-
Zum Anlegen der Abstellbremsen (Parkbremsen) betätigt der Fahrer den
Handhebel L und schiebt das Ventil 80 in seine Entlüftungslage, in welcher die Druckluft
aus der Kammer 50 entweicht. Dann kann sich die Feder S ausdehnen und den Kolben
41 und damit die Druckstange 60 nach rechts drücken, so daß der Bremshebel 26 nach
rechts verschwenkt wird und die Fahrzeugbremsen anlegt. Zum Lösen der Bremse stellt
der Fahrer den Hebel L zurück und betätigt das Ventil 80, so daß wiederum Druckluft
aus dem Druckbehälter 76 in die Kammer 50 einströmt. Dadurch wird der Kolben 41
gegen die Wirkung der Feder S nach links bewegt, die Druckstange 60 zurückgezogen
und die Bremse gelöst. Auch in diesem Falle geht Druckluft aus dem System nur auf
einer Seite des Kolbens 41 verloren.
-
Wenn der Luftdruck im System auf Null abfällt oder gefährlich niedrig
wird, werden die Bremsen automatisch angelegt, wie in F i g. 8 gezeigt. Bei einem
außergewöhnlichen Druckabfall im System sinkt der Druck in der Kammer 50 so weit
ab, daß die Feder S den Kolben automatisch nach vorn drückt und damit die Druckstange
60 nach rechts, so daß der .Bremshebel 26 verschwenkt und die Bremse angelegt wird.
Bei einem Ausfall der Druckluft ist also eine automatische Sicherung vorhanden.
-
Wenn ein Fahrzeug in starkem Verkehr, insbesondere im Stadtverkehr,
eingesetzt ist, werden die Bremsen häufig angelegt, wodurch der Luftdruck im Bremsbetätigungssystem
verringert werden kann. Bei dem vorliegenden System ergibt sich, wie oben ausgeführt,
nur ein sehr kleiner Druckverlust bei jedem Anlegen und Lösen der Bremsen, so daß
die Neigung in Richtung auf einen unerwünschten Druckabfall verringert wird. Die
Rückstellkraft des Kolbens 41
auf die Feder S reicht aus, um einen beträchtlichen
Druckabfall im System zuzulassen, bevor die Feder automatisch die Bremsen anlegt.
Solange genügend Druck im System vorhanden ist, um die Feder S zu spannen, ist gleichzeitig
auch genügend Druck vorhanden, um die Bremsen auf die übliche Weise mit Hilfe der
unterschiedlich großen, wirksamen Flächen des Kolbens 41 anzulegen.
-
Die äußere Gestalt und Ausbildung der Betätigungseinrichtung 28 sind
derart, daß sie in herkömmlich ausgerüsteten Fahrzeugen montiert werden kann, ohne
daß irgendwelche Änderungen der Befestigungsausleger oder der Bremsgestänge, mit
denen die Betätigungseinrichtung verbunden ist, nötig sind.