DE2434800A1 - Kombinierter druckluft- und federspeicherbremszylinder, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Kombinierter druckluft- und federspeicherbremszylinder, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/08Brake cylinders other than ultimate actuators
    • B60T17/083Combination of service brake actuators with spring loaded brake actuators

Description

  • Kombinierter DruckluSt- und Federspeicherbremszylinder, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft einen kombinierten DruckluSt- und Federspeicherbremszylinder, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem federbelasteten Kolben für die Hilfs- und Feststellbremse und mit einer zwischen dem Kolben und dem Bremshebel angeordneten Vollscheibenmembran für die Betriebsbremse, wobei bei Betätigung der Hilfs- und Feststellbremse ein Überhub der Hilfs- und Feststellbremse gegenüber dem Hub der Betriebsbremse erreicht werden kann.
  • Kombinierte Druckluft- und Federspeicherbremszylinder dieser Bauart, bei der also der Betriebsbremsteil zwischen dem Bremshebel und dem Teil der Hilfs- und/oder Feststellbremse angeordnet ist, sind durch die DT-PS 1 655 742, die DT-OS 1 755 396 und die US-PS 3 424 062 bekanntgeworden.
  • Dabei wird jeweils der Membranteller der Vollscheibenmembran aus zwei zueinander relativ bewegbaren Teilen gebildet, wobei die Kolbenstange der Hilfs- und Feststellbremse so ausgebildet ist, daß sie bei Betätigung nur den inneren Teil des Membrantellers kraftmäßig beaufschlagt.
  • Der äußere Teil des Membrantellers liegt bereits an dem Gehäuseteil der Betriebsbremse auf Anschlag. Trotzdem kann der innere Teil des Membrantellers bei Betätigung der Hilfs- und Feststetllbremse noch einen Überhub ausführen. Dieser Überhub ist insofern nützlich, als durch Betätigung der Hilfs- und Feststellbremse auch dann noch eine Bremswirkung ausgeübt werden kann, wenn die Bremsbeläge einen derartigen Reibungsverschleiß aufweisen, daß die Betriebsbremse keine oder nur geringe Wirkung zeigt0 Der Hub der Betriebsbremse ist an sich durch einen Anschlag genau festgelegt. Dies hat den Nachteil, daß die Bremskraft der Betriebsbremse bei großwerdendem Verschleiß der Bremsbeläge plötzlich und unerwartet für den Führer des Fahrzeuges absinkt bzw. verlorengeht.
  • Die US-PS 2 976 085 zeigt einen kombinierten Druckluft-Federspeicherbremszylinder, bei dem sowohl der Betriebsbremsteil als auch der Hilfs- und Feststellbremsteil mit je einer Vollscheibenmembran ausgestattet sind. Über eine Gestängekonstruktion greift der Hilfs- und Feststellbremsteil an der mit dem Bremshebel verbundenen Kolbenstange an, so daß auch hier die Hilfs- und Feststellbremse einen Überhub gegenüber der Betriebsbremse ausführen kann.
  • Die FR-PS 1 401 697 zeigt einen kombinierten Druckluft-Federspeicherbremszylinder unter Verwendung von zwei Kolben, die beide auf eine Kolbenstange an dem Bremshebel arbeiten können. Auch hier ist durch die geometrische Ausbildung des Hilfs- und Feststellbremsteiles im einzelnen ein Überhub gegenüber der Betriebsbremse möglich, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und einen kombinierten Druckluft- und Federspeicherbremszylinder der eingangs beschriebenen Art einfacher auszubilden. Insbesondere soll die aufwendige Ausbildung des Membrantellers, dessen Teilung und Führung der Einzelteile vermieden werden.
  • Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das dem Bremshebel zugekehrte Gehäuseteil der Betriebsbremse mit einem ersten Anschlag allein für die Vollscheibenmembran zum Zwecke der Begrenzung des normalen Hubes der Betriebsbremse und in Betätigungsrichtung nachfolgend mit einem weiteren Anschlag für den Membranteller zum Zwecke der Begrenzung des Überhubes der Hilfs- und Feststellbremse versehen ist, wobei der Membranteller einen kleineren Durchmesser aufweist, als es der Anordnung des ersten Anschlages entspricht. Hierdurch ist die Möglichkeit geschaffen, den Membranteller einstückig auszubilden. Die Gestaltung des Gehäuseteils im einzelnen erfordert einen vergleichsweise geringen Aufwand, weil diese Gehäuseteile üblicherweise durch Tiefziehen hergestellt werden und es daher nur der Ausbildung einer entsprechenden Tiefziehform bedarf. Wie bisher können Vollscheibenmembrane eingesetzt werden, so daß deren Vorteile beibehalten bleiben und das Einknüpfen und Abdichten einer in der Mitte durchbrochenen Membran entfällt. Durch die Anordnung des ersten Anschlages, der allein die Vollscheibenmembran teilweise abstützt, nicht dagegen den Membranteller, wird als besonders wesentlicher Vorteil erstmalig auch ein Überhub für die Betriebsbremse geschaffen. Dieser Überhub der Betriebsbremse ist insofern nützlich, als er dem Fahrer des -Fahrzeuges durch Verminderung der Bremswirkung bei Betätigung der Betriebsbremse einen übergroßen Reibungsverschleiß der Bremsbacken rechtzeitig und kontinuierlich anzeigt. Dies ist deshalb möglich, weil sich die Vollscheibenmembran bei Abstützung an dem ersten Anschlag noch um den Überhub der Betriebsbremse weiter durchbiegen kann, sofern der Reibungsverschleiß dies zuläßt. Die Anordnung des zweiten Anschlages begrenzt den Überhub der Hilfs- und Feststellbremse. Es versteht sich, daß die Teile der Hilfs- und Feststellbremse im einzelnen dann so ausgebildet und dimensioniert sein müssen, daß der Überhub der Hilfs- und Feststellbremse möglich ist.
  • Mit besonderem Vorteil ist die axiale Entfernung der beiden Anschläge voneinander größer als der Überhub der Betriebsbremse. Damit ist sichergestellt, daß nicht nur ein Überhub für die Hilfs- und Feststellbremse und ein Überhub für die Betriebsbremse vorhanden, sondern daß der Überhub für die Hilfs- und Feststellbremse größer als der Überhub für die Betriebsbremse ist. Damit ist die Erzeugung einer Bremswirkung über die Hilfs- und Feststellbremse auch dann noch möglich, wenn der Überhub der Betriebsbremse erschöpft ist0 Der Überhub der Betriebsbremse ist durch die Formgebung und die Flexibilität der Vollscheibenmembran, durch die Formgebung des die Membran abstützenden Gehäuseteils und durch den Betriebsdruck der Betriebsbremse bestimmt.
  • Der erste Anschlag ist zweckmäßig durch einen eingezogenen Absatz im Gehäuseteil gebildet, Der Absatz kann umlaufend angeordnet sein, damit sich die Vollscheibenmembran über den gesamten Umfang reichend sauber anlegen kann. Der weitere Anschlag ist entweder durch einen weiteren Absatz im Gehäuseteil oder durch die Stirnwand des Gehäuseteils in Verbindung mit einem Fortsatz an dem Membranteller gebildet.
  • Das Gehäuseteil ist zwischen den beiden Anschlägen im wesentlichen zylindrisch bzw. mit größerem Innendurchmesser, als es dem Außendurchmesser des Membrantellers entspricht, ausgebildet. Diese Ausbildung ist erforderlich, damit sich der Membranteller über den normalen Hub der Betriebsbremse um den Überhub der Betriebsbremse und nachfolgend um den zusätzlichen Überhub der Hilfs-und Feststellbremse bis auf seinen Anschlag bewegen kann.
  • Die Vollscheibenmembran kann auf ihrer der Kolbenstange der Hilfs- und Feststellbremse zugekehrten Seite mit einem Verstärkungs- und Anlage puffer versehen sein.
  • Hierdurch wird die Gesamtbaulänge verkleinert. Andererseits kann sich die Kolbenstange der Hilfs- und ~1'es stellbremse gedämpft anlegen.
  • Das Gehäuseteil ist zwischen dem Einspannrand der Vollscheibenmembran und dem ersten Anschlag zwecks fortlaufender Abstützung der Vollscheibenmembran und Verkleinerung der wirksamen Membranfläche konisch ausgebildet.
  • Hierdurch wird auf den Verlauf der Bremskraft in Abhängigkeit vom Bremsdruck Einfluß genommen.
  • Der Erfindungsgedanke läßt mehrere Ausführungen zu. Er ist anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch den kombinierten DruckluSt-und Federspeicherbremszylinder in der Lösestellung der Betriebs- und der Federspeicherbremse, Fig. 2 den Bremszylinder bei Betätigung der Betriebsbremse im normalen Hubbereich, Fig. 5 den Bremszylinder bei Betätigung der Betriebs bremse im Uberhubbereich der Betriebsbremse, Fig. 4 den Bremszylinder bei Betätigung der Hilfs-und Feststellbremse im Überhubbereich der Hilfs- und Feststellbremse und Fig. 5 ein Doppeldiagramm des Verlaufes der Bremskraft für Betriebsbremse und Hilfs- und Feststellbremse.
  • Der kombinierte Druckluft- und Federspeicherbremszylinder weist ein Gehäuse auf, welches sich beispielsweise.aus den Gehäuseteilen 1, 2 und 3 zusammensetzt. Das mittlere GehäuEeteil 2 ist als Wand aufgebaut und trennt die Betriebsbremse 4 von der Hilfs- und Feststellbremse 5. Es handelt sich vorliegend- um eine Bauart, bei der die Betriebsbremse 4 zwischen dem nicht dargestellten Bremshebel und der Hilfs-und Feststellbremse 5 angeordnet ist.
  • Zur Bildung der Betriebsbremse 4 ist zwischen den Gehäuseteilen 1 und 2 eine Vollscheibenmembran 6 in der gezeigten Weise eingespannt. Die Vollscheibenmembran 6 unterteilt den Betriebsbremsteil in die Druckkammer 7 und die Entlüftungskammer 8. Die Druckkammer 7 ist in bekannter Weise über einen Anschluß 9 an die Bremsleitung der Betriebsbremse angeschlossen0 Die Entlüftungskammer 8 steht mit der Atmosphäre in Verbindung.
  • In der gezeigten Weise ist ein einstückiger Membrantel-1er 10 vorgesehen, der sich gegen die Vollscheibenmembran 6 anlegt. Zur Kraftübertragung ist der flembranteller 10 mit einer Kolbenstange 11 verstehen, die an dem nicht dargestellten Bremshebel in bekannter Weise angelenkt ist. Der Membranteller 10 stützt sich andererseits über die Rückführfeder 12 ab.
  • Der Gehäuseteil 1 des Gehäuses ist in besonderer Weise ausgebildet. Zur Offenbarung wird insbesondere auf die Zeichnung verwiesen. Es ist ein erster Anschlag 15 durch die besondere Formgebung des Gehäuseteils 1 vorgesehen, der beispielsweise als umlaufender eingezogener Rand ausgebildet ist und dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des'Membrantellers 10.
  • Das Gehäuseteil 1 weist darüber hinaus einen weiteren Anschlag 14 auf, der ebenfalls umlaufend ausgebildet sein kann. Zwischen den beiden Anschlägen 13 und 14 erstreckt sich das Gehäuseteil 1 im wesentlichen zylindrisch bzw. mit leichter Konizität, die herstellungsbedingt ist. Auf jeden Fall-muß sichergestellt sein, daß sich der Membranteller 10 ungehindert zwischen den Anschlägen 15 und 14 bewegen kann.
  • Die Hilfs- und Feststellbremse 5 ist in an sich bekannter Weise ausgebildet. Es ist ein Kolben 15 dichtend und gleitend in dem Gehäuseteil 3 geführt. Dieser stützt sich auf der Speicherfeder 16 ab und besitzt -im übrigen eine Druckstange 17, die dichtend durch den mittleren Gehäuseteil 2 hindurchgeführt ist und mit ihrem vorderen Ende an der Vollscheibenmembran 10 bzw. einem auf ihr vorgesehenen Verstärkungs- und Anlagepuffer 18 anliegen kann.
  • Der Kolben 15 unterteilt auch hier den zylindrischen Raum- der Hilfs- und Feststellbremse 5 in einen Druckraum 19 und einen mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Entlüftungsraum 20. Der Druckraum 19 ist über den Anschluß 21 mit der Steuerleitung der Hilfs- und Feststellbremse verbunden.
  • In den Fig. 1 bis 4 sind verschiedene Stellungen des kombinierten DruckluRt- und Federspeicherbremszylinders dargestellt, die nachfolgend und im Zusammenhang mit dem Doppeldiagramm gemäß Fig. 5 erläutert werden sollen. Das Doppeldiagramm gemaß Fig. 5 zeigt den Verlauf der Bremskraft K über dem Hub s. Lediglich aus Übersichtlichkeitsgründen sind die beiden Kurven des Kraftverlaufes bei Betätigung der Betriebsbremse oberer Teil) und bei Betätigung der Hilfs- und Feststellbremse (unterer Teil) übereinander dargestellt.
  • Die Verbindungslinien zeigen jedoch die relative Zuordnung -an.
  • Der kombinierte Bremszylinder ist in Fig. 1 in der normalen Fahrstellung des Fahrzeuges dargestellt, also bei nicht betätigter Betriebsbremse und bei gelöster Hilfs-und Feststellbremse, indem in den Druckraum 19 der entsprechende Lösedruck eingesteuert ist. Wird nundie Betriebsbremse betätigt, so wird Bremsdruck über die Bremsleitung und den Anschluß 9 in die Druckkammer 7 der Betriebsbremse 4 geschickt, wodurch sich in der Druckkammer 7 ein entsprechender Druck aufbaut. Die-Teile werden am Ende des Druckaufbaues eine relative Lage einnehmen, wie diesin Fig. 2 dargestellt ist. Dies bedeutet, daß sich die Vollscheibenmembran, beginnend an ihrem Einspannrand, gegen das Gehäuseteil 1 anlegt und an diesem abstützt. Die Anlage und die Abstützung geht so weit, bis die Anlage an dem ersten Anschlag 13 erreicht ist. Dabei hat die Betriebsbremse ihren normalen Hub 22 (Fig. 5) zurückgelegt, wobei zu dieser Stellung ein~Bremsbackenabrieb gehört der sich in dem dafür vorgesehenen normalen Bereich bewegt.
  • Wie ersichtlich, ist der Membranteller 10 noch nicht zur Anlage an dem Gehäuseteil 1 gekommen. Durch die Abstützung der Vollscheibenmembran 6 an dem Gehäuseteil 1 bis hin zu dem ersten Anschlag 13 wird der über die Kolbenstange 11 aufgebrachte Kraftverlauf sich in Form- des Kurvenzuges bewegen, der in Fig. 5 oben dargestellt ist.
  • Liegt nun aber ein Reibungsverschleiß der Bremsbacken vor, der über den normal vorgesehenen Bereich hinaus erfolgt ist, so können die Teile der Betriebsbremse eine relative Lage einnehmen, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist.
  • Die Betriebsbremse ist also in der Lage, ihrerseits einen Überhub 23 auszuführen, der wiederum abhängig ist von dem übernormalen Verschleiß der Bremsbacken. In diesem Bereich fällt jedoch die ausübbare Kraft sehr'stark ab, so daß der Fahrer des Fahrzeuges einen Abfall der Bremskraft verspürt. Dieser Abfall wird sich selbstverständlich allmählich einstellen, entsprechend dem Reibungsverschleiß. Auf jeden Fall aber wird der Fahrer hinsichtlich des sich einstellenden übernormalen Verschleißes durch die Abnahme der Bremskraft gewarnt und an die Erneuerung der Bremsbeläge erinnert. Trotzdem ist es ihm möglich, hier noch mit Hilfe der Betriebsbremse 5 eine Bremskraft auszuüben. Die bei dieser Bewegung im Endbereich über die Kolbenstange 11 ausübbare Kraft wird schließlich sehr gering werden und dann ausbleiben, wenn sich die Vollscheibenmembran 6 infolge des begrenzten Druckes in der Druckkammer 7 nicht weiter ausdehnen und verformen kann. Hier endet der Überhub 25 der Betriebsbremse.
  • Um aber während eines übergroßen Reibungsverschleißes der Bremsbacken auch eine größere Bremskraft auszuüben, ist auch die Hilfs- und Feststellbremse 5 mit einem Überhub 24 ausgestattet. Der normale Hub der Hilfs-und Feststellbremse entspricht dem normalen Hub 22 der Betriebsbremse. Nur bei größerem Reibungsverschleiß kann der Überhub 24 oder ein Teil davon, Je nach Verschleiß, in Anspruch genommen werden. Dies geschieht durch Entlüftung der Druckkammer 7 und-durch Entlüftung des Druckraumes 19, so daß die Speicherfeder 16 in bekannter Weise den Kolben 15 und die Druckstange 17 verschieben kann. Im Endpunkt der Verschiebung, also bei sehr großem ReibungsverschleiB,--nehmen die Teile des Bremszylinders eine relative Lage ein, wie sie in Fig.
  • 4 dargestellt ist. Hierbei gelangt der Membranteller 10 in Anlage an dem weiteren Anschlag 14, so daß die überdie Kolbenstange 11 auszuübende Kraft verschwindet bzw.
  • zu Null wird. Wie insbesondere aùs Fig. 4 ersichtlich ist, legt sich die Vollscheibenmembran 6 in den Nachbarbereichen zu dem--Einspannrand hierbei vergleichsweise weniger oder nicht an das Gehäuseteil 1 an, weil die Druckkammer 7 drucklos ist. Hierdurch hat die Vollscheibenmembran 6 Gelegenheit, sich weiter durchzubiegen, als dies bei dem Betrieb und der Stellung gemäß Fig0 7 möglich ist. Damit kann erreicht werden, daß der Überhub 24 der Hilfs- und Feststellbremse größer als der Überhub 23 der Betriebsbremse gestaltet werden kann. Im einzelnen können die Bewegungsmöglichkeiten durch die Formgebung des Gehäuseteils 1 mit den beiden Anschlägen 15 und 14, durch die Material und Gestaltungsmöglichkeiten der Vollscheibenmembran 6 und durch die Druckhöhe in der Druckkammer 7 bestimmt werden. So ist es beispielsweise auch möglich, den zusätzlichen Überhub 25, der die Differenz des Überhubes 24 der Hilfs- und Feststellbremse zu dem Überhub 27 der Betriebsbremse ergibt, verschwinden zu lassen, so daß die Überhub 25 und 24 gleichgroß sind. Auch in diesem Falle bleibt der Fahrer durch den Kraftabfall der Betriebsbremse gewarnt, die Reibungsbeläge rechtzeitig zu erneuern.

Claims (8)

  1. Patentansprüche:
    Kombinierter DruckluSt- und Federspeicherbremszylinr, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem federbelasteten Kolben für die Hilfs- und Feststellbremse und mit einer zwischen dem Kolben und dem Bremshebel angeordneten Vollscheibenmembran für die Betriebsbremse, wobei bei -Betätigung der Hilfs- und Feststellbremse ein Überhub der Hilfs- und Feststellbremse gegenüber dem Hub der Betriebsbremse erreicht werden kann, d a d u r c hg e k e n n z e i c h n e t, daß das dem Bremshebel zugekehrte Gehäuseteil (1) der Betriebsbremse (4) mit einem ersten Anschlag (13) allein für die Vollscheibenmembran (6) zum Zwecke der Begrenzung des normalen Hubes der Betriebsbremse und in Betätigungsrichtung nachfolgend mit einem weiteren Anschlag (14) für den Membranteller (10) zum Zwecke der Begrenzung des Überhubes der Hilfs- ünd-Feststellbremse (5) versehen ist, wobei der Membranteller einen kleineren Durchmesser aufweist, als es der Anordnung des ersten Anschlages (13) entspricht.
  2. 2. Bremszylinder nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die axiale Entfernung der beiden Anschläge (1) 14) voneinander größer als der Überhub (23) der Betriebsbremse (4) ist.
  3. 3. Bremszylinder nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Überhub (23) der Betriebsbremse durch die Formgebung und die Flexibilität der Vollscheibenmembran, durch die Formgebung des die Membran abstützenden Gehäuseteils (1) und durch den Betriebsdruck der Betriebsbremse bestimmt ist.
  4. 4. Bremszylinder nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t, daß der erste Anschlag (13) durch einen eingezogenen Absatz im Gehäuseteil (1) gebildet ist.
  5. St Bremszylinder nach Anspruch 1 bis. 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der weitere Anschlag (14). entweder durch einen weiteren Absatz im Gehäuseteil (1) oder durch die Stirnwand des Gehäuseteil (1) in Verbindung mit einem Fortsatz an dem Membranteller (10) gebildet ist.
  6. 6.. Bremszylinder nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß. das Gehäuseteil (1) zwischen den beiden Anschlägen (13, 14) im wesentlichen zylindrisch und mit größerem Innendurchmesser, als es dem Außendurchmesser des Membrantellers (10) entspricht, ausgebildet ist.
  7. 7. Bremszylinder nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vollscheibenmembran (10) auf ihrer der Druckstange (17) der Hilfs- und Feststellbremse zugekehrten Seite mit einem Verstärkungs- und Anlagepuffer (18) versehen ist.
  8. 8. Bremszylinder nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Gehäuseteil (1) zwischen dem Einspannrand der Vollscheibenmembran (6) und dem ersten Anschlag (139 zwecks fortlaufender Abstützung der Vollscheibenmembran und. Verkleinerung. der wirksamen Membran fläche konisch ausgebildet ist.
    L e e r s e i t e
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DE2434800C3 (de) 1982-09-16
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