DE1755952C3 - Mehrkreisbremszylinder, insbesondere für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mehrkreisbremszylinder, insbesondere für Fahrzeuge, bei dem jeweils ein Zylinder mit Kolben einem Bremskreis Zugeordnet ist, jeder Zylinder mit einem eigenen Druckluftanschluß ausgestattet ist und sämtliche Kolben auf eine gemeinsame Kolbenstange einwirken, Wobei die einzelnen Zylinder konzentrisch ineinanderliegen und in dem hinerslen Zylinder ein die Kolbenstange tragender Kolben dichtend geführt ist.

Ein derartiger Mehrkreisbremszylinder ist aus dem DT-Gbm 1908 911 oder der DT-AS Il 09048 oekanntgeworden. Es sind zwei Kreisflächenkolben konzentrisch hintereinander angeordnet, wobei der eine Kreisflächenkolben eine kleinere Wirkfläche aufweist. Wird bei intakter Anlage der den Kreisflächenkolben mit der größeren Wirkfläche zugeordnete Bremskreis ^fe5 mit Voreilung gegenüber dem anderen Bremskreis betätigt, so findet keine Bewegung des Kreisflächenkolbens mit der kleineren Wirkfläche statt, weil die Bremse bereits durch die Bewegung des Kreisflächenkolben: mit der größten Wirkfläche angelegt worden ist. Es is weiterhin als nachteilig anzusehen, daß bei diesei bekannten Konstruktion zwischen die beiden Kolbei der Kreise ein bewegliches Gehäuseteil eingeschalte ist, so daß bei Ausfall des dem Kreisflächenkolben mi der kleineren Wirkfläche zugeordneten Breroskreise; zwar die Funktionsfähigkeit des anderen Bremskreise! nicht beeinträchtigt wird, jedoch werden in einen solchen Fall die Nachteile, die mit einem im Gehäuse stillstehenden Kolben verbunden sind, hier nichi beseitigt, weil der innere Kolben und der zugehörige Zylinder gemeinsam betätigt werden, d.h. keine Relativbewegung ausführea

Die GB-PS 810 901 zeigt eine in der Gattung abweichende Konstruktion, bei der ein Zylindergehäuse als Aufnahmeraum für zwei gleich große Kreisflächen kolben vorgesehen ist Beide Kreisflächenkolben sind hintereinander angeordnet wobei sich bei Betätigung der eine Kolben an dem anderen Kolben abstützt Wird bei intakter Anlage der der Kolbenstange zugekehrte Kreisflächenkolben mit Voreilung betätigt, so findet keine Bewegung des anderen Kreisflächenkolbens statt Derselbe Nachteil tritt ein, wenn die Steuerleitung zu dem der Kolbenstange abgekehrten Kreisflächenkolben ausfällt. Weiterhin besteht die Gefahr, daß das Zylindergehäuse während des Betriebes äußeren Beschädigungen ausgesetzt ist, was dann erfahrungsgemäß zu einem Totalausfall der Bremsanlage führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mehrkreisbremszylinder zu schaffen, bei dem bei intakter Bremsanlage während der Bremsbetätigung nicht einer der Kolben funktionslos bleibt, so daß keine Gefahr besteht, daß bei Ausfall des Kreises des arbeitenden Kolbens der funktionslos gebliebene Kolben infolge seiner langen Standzeit durch Korrosion, Fremdteile oder ähnliches nicht mehr funktionsfähig ist

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der innere Kolben von mindestens einem Ringkolben und dem dazugehörigen Ringzylinder umgeben ist, wobei sich jeder Ringkolben auf -lern jeweils inneren Kolben oder dessen Zylinderwand führt. Damit wird der Kolben und die Ringkolben samt den zugehörigen Zylinderräumen radial von innen nach außen jeweils getrennt angeordnet, so daß jeder Kolben unabhängig von dem anderen oder den anderen Kolben seinen Betätigungsweg zurücklegen kann. Dabei wird ganz bewußt die auf die Bremse auszuübende Betätigungskraft auf die einzelnen Kolben verteilt, so daß die volle Bremsbetätigungskraft durch die Addition der Bremskräfte der einzelnen Kreise erreicht wird. Damit ist zugleich — bei vernünftiger Aufteilung der Wirkflächen auf die einzelnen Kolben — eine Möglichkeit geschaffen, mit Hilfe der der Fahrer eines Fahrzeuges den Ausfall eines Bremskreises an der verminderten Bremswirkung erkennen kann.

Gemäß den Merkmalen der Unteransprüche ergeben sich weitere Vorteile. Es wird erreicht, daß der innere Kolben auch bei einem Defekt in seiner Zuleitung bei Durchführung von Bremsungen laufend bewegt wird, so daß auch in diesem Fall die Nachteile, die mit dem Eintritt von langen Standzeiten verbunden sind, nicht auftreten können. Wird dann die defekte Zuleitung instandgesetzt, dann ist die volle Funktion des innersten Kolbens sogleich gegeben. Es ist weiterhin von Vorteil, daß der Mehrkreisbremszylinder in einfacher Weise um einen weiteren Bremskreis erweitert werden kann.

ι lediglich zusätzlich ein Ringkolben mit zugehöri-Zylinderraum radial nach außen anschließend gesehen wird,
u die Anordnung sämtlicher voneinander ge-

nnten Zylinderräume auf einer gemeinsamen Bodendie zugleich Träger für die nach den einzelnen ern führenden Druckluftanschlüsse ist, ist sicher-

itellt, daß die einzelnen Kolben, sofern sie mitge-.hleppt werden, gegenüber diesen stillstehenden lylinderwandteilen jeweils eine Relativbewegung aus- * lu-en müssen.

Konstruktion gestattet es ferner, daß der einzelne ilächenkolben bzw. die Ringkolben eine unter-

fiiedlich große wirksame Kolbenfläche aufweisen, um ondere Bedingungen zu erfüllen bzw. Anpassungen

!erreichen.

Für die Merkmale des Anspruchs 4 wird nur im Zusammenhang mit Anspruch 1 Schutz begehrt

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung ferden in den Zeichnungen dargestellt und
folgenden erläutert Es zeigt:

¹ Fig. 1 einen Mehrkreisbremszylinder im Längsschnitt,

F i g. 2 einen Mehrkreisbremszylinder, angeschlossen tn eine Zweikreis-Druckluftbremsanlage,

F i g. 3 einen weiteren Mehrkreisbremszylinder und

Fig.4 einen Mehrkreisbremszylinder mit hydraulischem Mehrkreis-Hauptzylinder in Verbindung mit einem angeflanschten, hydraulisch gesteuerten Mehrkreis-Steuerventil.

Der Mehrkreisbremszylinder nach F i g. 1 besteht aus einem Zylinder 1, welcher mit einer kombinierten Bodenplatte 2 verschlossen ist. Die Bodenplatte 2 weist Druckluftanschlüsse 3 und 4 auf. In einem in den Zylinder 1 hineinragenden ringförmigen Zylinder 5 arbeitet ein innerer Kolben 6, der als Kreisflächenkolben ausgebildet sein kann.

Ein Ringkolben 7 führt sich einerseits in dem Zylinder 1 und andererseits auf dem verlängerten Schaft 8 des inneren Kolbens 6. Zwischen den Zylindern 1 und 5 wird der zu dem Ringkolben 7 gehörige Ringzylinder 5, 1 gebildet. Am Ende des verlängerten Schaftes 8 des inneren Kolbens 6 ist ein Mitnehmer 9 vorgesehen. Eine Rückholfeder 10 gewährleistet, daß alle Kolben 6; 7 in der Ausgangsstellung gehalten bzw. in diese zurückgeführt werden. Der innere Kolben 6 trägv eine Kolbenstange U. Auf der Stirnseite 12 des Zylinders 1 ist ein Anschlußflansch 13 für einen hydraulischen Mehrkreis-Hauptzylinder 14 vorgesehen. Über einen Filter 15 steht der Raum 16 mit der Atmosphäre in Verbindung.

Die Ausführung nach F i g. 2 zeigt gegenüber der Fig. 1, daß der ringförmige Zylinder 5 zusätzlich auf seiner Außenseite 17 als Kolbenlauffläche für den Ringkolben 7 ausgebildet ist. Der Druckluftanschluß 3 an der Bodenplatte 2 ist über eine Leitung 18 mit einem Anschluß 19 eines Mehrkreisbremsventils 20 verbunden. Der Druckluftanschluß 4 an der Bodenplatte 2 hat über eine Leitung 21 Verbindung zu einem Anschluß 22 des Mehrkreisbremsventils 20. Ein Anschluß 23 ist über eine Leitung 24 an einen Luftbehälter 25 angeschlossen, während ein Anschluß 26 über eine Leitung 27 mit einem Luftbehälter 28 verbunden ist. Die Luftbehälter 25 und 28 sind an ein Mehrkreisschutzventil 29 und über eine Leitung 30 mit der nicht dargestellten Luftbeschaffung in Verbindung. Der hydraulische Mehrkreis-Hauptzylinder 14 ist über Leitungen 31 und 32 mit den einzelnen hvdraulischen Bremskreisen verbunden.

F i g. 3 zeigt eine weitere Ausführung der Mehrkreisbremszylinderanordnung zum mechanischen Betätigen von Radbremsen. Hierbei ist der innere Kolben 6 mit einem zusätzlichen Kolbenrohr 33 versehen und trägt

im Zentrum eine lose Kolbenstange 34 mit Gabelauge 35 nebst Schutzbalg 36. Die Stirnseite 12 des Zylinders 1 trägt hier eine Kolbenrohrführung 37. Das Gabelauge 35 verfügt über einen Bolzen 38, der an einem nicht dargestellten Bremshebel angreift Ein weiterer Mehr-

ό kreisbremszylinder 39 nach der Erfindung ist über Leitungen 40 und 41 einerseits mit dem Druckluftanschluß 3 des ersten Mehrkreisbremszylinders und andererseits mit einem Anschluß 42 eines mechanisch betätigten Mehrkreisbremsventils 43 verbunden. Eine Leitung 45 führt von einem Anschluß 46 des Mehrkreisbremsventils 43 zu dem Druckluftanschluß 4 tier Bodenplatte 2 und über eine Leitung 44 an den zweiten Mehrkreisbremszylinder 39. Ein Anschluß 47 hat über eine Leitung 48 Verbindung mit einem Kupplungskopf 49. Ein weiterer Kupplungskopf 50 ist über eine Leitung 51 an die Vorratsleitung 52 eines Vorratsbehälters 53 angeschlossen. Die Vorratsleitung 52 ist weiterhin an einen Anschluß 54 des Mehrkreisbremsventils 43 angeschlossen. Ein Vorratsbehälter 55 ist über eine Leitung 56 und einen A.nschluß 57 und ein Vorratsbehälter 58 über eine Leitung 59 und einen Anschluß 60 mit dem Mehrkreisbremsventil 43 verbunden. Ein Mehrkreisschutzventil 61 hat Verbindung über Leitungen 62,63 und 64 mit den Vorratsbehältern 55,58 und 53. Eine Leitung 65 ist an eine nicht dargestellte Luftbeschaffung angeschlossen.

F i g. 4 zeigt einen Mehrkreisbremszylinder im Prinzip nach F i g. 1 im Kombination mit einem ar-£^pbauten Mehrkreis-Steuerventil. Für diese Kombination sind die Druckluftanschlüsse 3 und 4 besonders ausgebildet. Sie stehen mit einem Mehrkreis-Steuerventil 66 in direkter Verbindung. Dem Druckluftanschluß 3 ist ein Steuerkolben 68 und dem Druckluftanschluß 4 ein Steuerkolben 69 des Mehrkreis-Steuerventils 66 zugeordnet. Ein Anschluß 70 hat über eine Leitung 71 Verbindung zu einem Luftbehälter 72, während ein Anschluß 73 über eine Leitung 74 Verbindung hat mit einem Luftbehälter 75. Ein Kupplungskopf 76 ist über eine Leitung 77 an einem Anschluß 78 angeschlossen. Ein hydraulischer Mehrkreis-Hauptzylinder 79 hat einerseits über eine Leitung 80 Verbindung mit einem Anschluß 81 und andererseits über eine Leitung 82 Verbindung mit einem Anschluß 81 und andererseits über eine Leitung 82 Verbindung mit einem Anschluß 83 des Mehrkreis-Steuerventils 66. Ein hydraulischer Stufenkolben 84 steht mit seiner Kreisfläche 85 über einen Raum 86, eine Bohrung 87, Anschluß 81 und Leitung 80 einerseits und mit seiner Ringfläche 88 über einen Raum 89, eine Bohrung 90, den Anschluß 83 und die Leitung 82 andererseits mit dem hydraulischen Mehrkreis-Hauptzylinder 79 in Verbindung. Eine Stufenfeder 91 steht in Wirkungsverbindung mit dem hydraulischen Stufenkolben 84 einerseits und dem pneumatischen Steuerkolben 69 andererseits. Der Steuerkolben 69 trägt einer

(Ό Einlaßsitz 92 und wird durch ein Doppelventil 93 ir Ausgangsstellung verschlossen. Ein Raum 94 de! Steuerkolbens 69 hat über eine Bohrung 95 und einei Raum % Verbindung mit dem Anschluß 73. De Steuerkolben 68 trägt Auslaßsitze 97 und 98. Eil

('5 Doppelventil 99 verschließt in Ausgangsstellung einei Einlaßsitz 100. Ein Raum 101 hat Verbindung zun Anschluß 70. Das Doppelventil 99 hat eine Bohrung ίο: die über ein Entlüftungsfilter 103 Räume 104 und 105 mi

der Atmosphäre verbindet. Entlüftungsventile 106 und 107 dienen zur Entlüftung der Räume 89 und 86 des hydraulischen Stufenkolbens 84.

Die Funktion des Mehrkreisbremszylinders gemäß der Erfindung wird nachstehend anhand der F i g. 2, 3 und 4 erläutert: Nach Fig.2 steht die Vorratsluft aus den Luftbehältern 25 und 28 vor den Ventileinlässen über die Anschlüsse 23 und 26. Wird das Mehrkreisbremsventil 20 betätigt, so strömt die Bremsluft über die Anschlüsse 19 bzw. 22 und die Leitungen 18 bzw. 21 zu den Druckluftanschlüssen 3 und 4 des erfindungsgemäßen Mehrkreisbremszylinders. Die eingeströmte Luft über den Druckluftanschluß 3 beaufschlagt den inneren Kolben 6, während die Luft über den Druckluftanschluß 4 zugleich den Ringkolben 7 beaufschlagt. Durch die gleichzeitige Beaufschlagung der Kolben 6 und 7 addieren sich die Kolbenkräfte und wirken über die Kolbenstange 11 im Bremssinn auf den hydraulischen Mehrkreis-Hauptzylinder 14. Wird die Bremse gelöst, werden die Kolben 6 und 7 gemeinsam durch die Rückholfeder 10 in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt. Bei Ausfall eines Teiles, z. B. Bruch der Leitung 18, wird der Kolben 6 nicht mehr durch die Druckluft beaufschlagt, und die Druckluft wird nur noch über die Leitung 21 und den Druckluftanschluß 4 zum Ringkolben 7 geführt. Durch diese Beaufschlagung des Ringkolbens 7 wird über den Mitnehmer 9 der innere Kolben 6 kraftschlüssig mitgenommen und somit über die Kolbenstange 11 die Bremsung eingeleitet. Sollte dagegen die Leitung 21 brechen, so wird über die Leitung 18 und den Druckluftanschluß 3 der innere Kolben 6 direkt beaufschlagt und über die Kolbenstange 11 die Bremsung ebenfalls eingeleitet.

Wie Fig.3 zeigt, ist vorgesehen, daß Mehrkreisbremszylinder nach der Erfindung an eine mechanisch betätigbare Radbremseinrichtung angepaßt sind. Dabei ist beispielsweise der Mehrkreisbremszylinder 39 der Vorderachse und der zweite Mehrkreisbremszylinder der Hinterachse zugeordnet. Die Vorratsluft aus den Vorratsbehältern 55 und 58 sowie 53 hat über die Leitungen 56, 59 und 52 Verbindung zu dem Mehrkreisbremsventil 43. Gleichzeitig steht die Luft des Vorratsbehälters 53 über die Leitung 51 am Kupplungskopf 50 als Fülleitung für den Anhänger an. Wird die Bremse betätigt, so strömt die Druckluft gleichzeitig über die Anschlüsse 46 ind 42 sowie die Leitungen 45 und 44 und 41 und 40 über die Druckluftanschlüsse 3 und 4 in die Mehrkreisbremszylinder und beaufschlagt den inneren Kolben 6 und den Ringkolben 7. Durch diese Beaufschlagung wird über die Kolbenstange 34 sowie Gabelauge 35 nebst Bolzen 38 die Betätigung der Radbremsen eingeleitet Bei Ausfall eines Teiles, z. B. Bruch der Leitung 45, werden die Ringkolben 7 in den beiden Zylindern nicht mehr beaufschlagt Die über die Leitungen 41 und 40 sowie die Druckluftanschlüsse 3 einströmende Druckluft beaufschlagt die inneren Kolben 6 in beiden Mehrkreisbremszylindern und leitet im Gegensatz zu bekannten Mehrkreisbremsanlagen über die Kolbenstangen 34 in beiden Zylindern die Bremsung der Vorder- und Hinterachse ein. Bei Bremsbetätigung wird gleichzeitig über den Anschluß 47, die Leitung 48 und den Kupplungskopf 49 die Bremsleitung zum Anhänger belüftet und hierdurch die Anhängerbremsung eingeleitet.

Wie in F i g. 4 dargestellt, steht von den Luftbehältern 72 und 75 über die Leitung 71 und den Anschluß 70 Druckluft im Raum 101 und über die Leitung 74, Anschluß 73, Raum % und Bohrung 95 im Raum 94. Wird die Bremse über den hydraulischen Mehrkreis-Hauptzylinder 79 betätigt, so wird über die Leitung 80, Anschluß 81, Bohrung 87 die Kreisfläche 85 des Stufenkolbens 84 und gleichzeitig über die Leitung 82, Anschluß 83 und Bohrung 90 die Ringfläche 88 des Stufenkolbens 84 beaufschlagt. Der Stufenkolben 84 wird hierdurch gegen die Kraft der Stufenfeder 91 verschoben und nimmt die Steuerkolben 69 und 68 mit. Die Doppelventile 93 und 99 verschließen die Auslaßsitze 97 und 98 und öffnen die Einlaßsitze 92 und 100. Hierdurch strömt die Druckluft einerseits aus dem Raum 94 über den geöffneten Einlaßsitz 32 in den Raum 105 und über den Druckluftanschluß 4 auf den Ringkolben 7; andererseits strömt die Druckluft aus dem Raum 101 über den geöffneten weiteren Einlaßsitz 100 in den Raum 104 und über den Druckluftanschluß 3 auf den inneren Kolben 6. Vom Raum 104 strömt gleichzeitig zum Betätigen der Anhängerbremse Druckluft über Anschluß 78 und Leitung 77 zum Kupplungskopf 76. Durch die Beaufschlagung der Kolben 6 und 7 wird über die Kolbenstange 11 der hydraulische Mehrkreis-Hauptzylinder betätigt und die Bremsung eingeleitet. Wird die Bremse gelöst, werden die Einlaßsitze 100 und 92 durch die Doppelventile 99 und 93 geschlossen, die Auslaßsitze 97 und 98 geöffnet, so daß die Druckluft über die Bohrung 102 des Doppelventils 99 und den Entlüftungsfilter 103 aus dem Mehrkreisbremszylinder in die Atmosphäre strömen kann. Bei Ausfall eines Druckluft-Kreises ist die Wirkung des Mehrkreisbremszylinders die gleiche wie für die Schaltung nach F i g. 2 beschrieben.

Es ist besonders zu erwähnen, daß z. B. nach dei Anordnung gemäß Fig.3 für reine Druckluft — entgegen bekannten Mehrkreisbremsen, wo bei Ausfal eines Kreises z. B. bei zweiachsigen Fahrzeugen nui noch eine Achse gebremst werden kann — immer beide Achsen zur Abbremsung herangezogen werden, wo durch eine vergleichsweise größere Verzögerung dei Fahrzeuges erreicht wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Mehrkreisbremszylinder, insbesondere für Fahrzeuge, bei dem jeweils ein Zylinder mit Kolben einem Bremskreis zugeordnet ist, jeder Zylinder mit einem eigenen Druckluftanschluß ausgestattet ist und sämtliche Kolben auf eine gemeinsame Kolbenstange einwirken, wobei die einzelnen Zylinder konzentrisch ineinanderliegen und in dem innersten Zylinder ein die Kolbenstange tragender Kolben dichtend geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Kolben (6) von mindestens einem Ringkolben (7) und dem dazugehörigen Ringzylinder (5, 1) umgeben ist, wobei sich jeder Ringkolben (7) auf dem jeweils inneren Kolben (6) oder dessen Zylinderwand (Zylinder 5) führt

2. Mehikreisbremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kolben (6; 7) sich mittels Mitnehmern (9) gegenseitig abstützen.

3. Mehrkreisbremszylinder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der im Durchmesser jeweils kleinere zweier benachbarter Kolben (6 und

7) an seinem jeweiligen kolbenstangenseitigen, aus dem Zylinder (5) herausreichenden Ende mit dem Mitnehmer (9) für den jeweils nach außen folgenden Ringkolben (7) derart versehen ist, daß bei Ausfall der zum jeweils inneren Zylinder (5) strömenden Druckluft der jeweils innere Kolben (6) von dem jeweils benachbarten Ringkolben (7) mitgeschleppt wird.

4. Mehrkreisbremszylinder nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine dem Kolben (6) bzw. sämtlichen Ringkolben (7) zugeordnete gemeinsame Rückholfeder (10).

5. Mehrkreisbremszylinder nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle Zylinder (5; 1) auf einer gemeinsamen Bodenplatte (?) sitzen, die zugleich Träger für die nach den einzelnen Zylindern führenden Druckluftanschlüsse (3;4) ist.

6. Mehrkreisbremszylinder nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6) bzw. die einzelnen Ringkolben (7) eine unterschiedlich große wirksame Kolbenfläche aufweisen.