DE604530C - Bremsvorrichtung, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der ein mit dem Bremsgestänge verbundener Kolben in einem Zylinder durch, federbeeinflußte Ventile gesteuert wird, von denen die Feder des Druckventils dem Anziehen der Bremsen Widerstand entgegensetzt.

Es ist bekannt, bei derartigen Bremseinrichtungen dem Führer durch Federn, besondere Widerstände oder ähnliche Hilfsvorrichtungen ein Gefühl für die Stärke der von der Hilfskraft ausgeübten Bremswirkung zu übermitteln.. Dabei sind die von den Hilfsvorrichtungen ausgeübten Widerstandskräfte der jeweiligen Bremskraft des Kolbens proportional.

Die Erfindung bezweckt nun, die bekannte Hilfsvorrichtung, welche das Gefühl für die Widerstandskräfte, wenn auch in geringerem Maße als bei der Erfindung, vermittelt, so zweck-

ao mäßig auszugestalten, daß in der Bremsstellung der Führer bei geschlossenem Druckventil von der dauernden Belastung durch die Widerstandskräfte der Hilfsvorrichtung befreit wird.
Der Erfindung gemäß ist der Durchmesser des Druckventiltellers ein Vielfaches des Durchmessers des Unterdruckventiltellers. Außerdem sind besondere Hilfsfedern vorgesehen, die in Bremslösestellung den Druckventilteller auf seinen Sitz drücken und deren Kraft zusätzlich zu der Kraft der Ventilfeder wirkt. Die Hilfsfedern sind so bemessen, daß ihre Kraft viel größer ist, als zum Schließen eines gewöhnlichen Druckventils erforderlich wäre, damit sie beim Öffnen des Ventils, d. h. beim Ausgleich der Drucke, zu dessen beiden Seiten eine genügend starke Widerstandskraft erzeugen. Infolge der wesentlich größeren Druckventiltellerfläche fällt die durch den Druckunterschied auf den Teller ausgeübte Kraft so groß aus, daß sie den starken Hilfsfedern annähernd das Gleichgewicht hält und daß daher das Druckventil mit wenig Kraft geöffnet und nach dem Öffnen die gesamte Spanne der Federkräfte von Null bis zur größten Federkraft zur Erzeugung der das Gefühl für das Offenhalten des Druckventils in bremsverstärkendem Sinn ausgewertet werden kann. Die gleichzeitige Anwendung der Hilfsfedern und der Bemessung des Druckventiltellers ergibt also ein solches Zusammenwirken, daß mit einfachsten Mitteln dasselbe erreicht werden kann, wozu bisher besondere Hilfseinrichtungen erforderlich waren. Darüber hinaus wird durch diese Kombination die Empfindlichkeit der Einrichtung gesteigert und dadurch nicht nur die Bedienung erleichtert, sondern auch die Sicherheit wesentlich erhöht.

Bekannt ist die Anordnung einer besonderen Hilf sfeder, und zwar auch bei einer Einrichtung, bei welcher die Durchmesser der beiden Ventilteller verschieden groß sind. Dabei ist der Unterdruckventilteller größer als der Druckventilteller. Die Bremskraft wird zwar dabei auch am Bedienungshebel fühlbar, denn bei Beginn des Bremsens wird durch das Spannen der Feder und durch den auf den Unterdruckventilteller wirkenden Druckunterschied eine verhältnisgleiche Rückwirkung der Bremskraft auf den Bedienungshebel ausgeübt; diese Rückwirkung ist jedoch infolge der geringeren Abmessungen des bekannten Ventiltellers geringer als beim Erfindungsgegenstand. Darüber hinaus ist der entscheidende Vorteil der Ventilausbildung nach der Erfindung darin zu sehen, daß bei Fuhlbarmachung der Bremskraft am Bedienungshebel in der Bremsstellung der Führer bei geschlossenem Druckventil von der Rückwirkung der Hilfsfederkraft vollständig entlastet wird, und zwar dadurch, daß die zusätzlichen Hilfsfedern zwischen dem Druckventil-. teller und der Vorderwand der Ventilkammer des Kolbens eingeschaltet sind. Dadurch wird erreicht, daß die Kraft der Hilfsfeder bei geschlossenem Druckventil durch die Wände der Ventilkammer des Kolbens aufgenommen wird.

Der auf das Druckventil in Bremslösestellung desselben wirkende Druck versucht das Ventil zu öffnen. Gegen diese Kraft wird das Ventil ■ von der Kraft der besonderen Hilfsfedern geschlossen gehalten. Bei derjenigen Bauart, bei welcher die Ventile in der Nabe des Kolbens untergebracht sind und bei welcher sich die besonderen Hilfsfedern an dem Kolben abstützen, würde der auf den Ventilteller lastende Druck auf den Kolben übertragen werden. Dieser würde nun seinerseits dadurch eine anziehende Kraft auf die Bremsen ausüben, so daß diese auch in Bremslösestellung, d.h. bei geschlossenem Druckventil, mit einer gewissen Kraft angezogen gehalten werden. Um dieses zu vermeiden, ist der Erfindung gemäß die Nabe des Kolbens mit einer Ringfläche versehen, auf welche der 'Druckunterschied, d. h. der äußere Luftdruck, entgegengesetzt derjenigen Richtung wirkt, in welcher dieser auf den Druckventilteller drückt. Dadurch wird erreicht, daß die in Bremslösestellung vom äußeren Luftdruck auf den Kolben über den Druckventilteller ausgeübten Kräfte ausgeglichen und daher die Bremsen in dieser Stellung ohne besonderen Kraftaufwand gehalten werden.

Es ist bekannt, zum Ausgleich der Wirkung der auf den Kolben und Druckventilteller wirkenden Kräfte im Bremslösezustand den Kolben eines Bremszylinders mit einer Ringfläche zu versehen, auf die der äußere Luftdruck entgegengesetzt derjenigen Richtung wirkt, in welcher er auf den Druckventilteller drückt. Bei der Bauart gemäß Erfindung hat jedoch nach obigem diese RingfLäche im Zusammenwirken mit dem größer bemessenen Druckventilteller eine besondere Bedeutung.

Auf den Zeichnungen sind zwei beispielsweise Ausführungsformen des Erftndungsgegenstandes dargestellt.

Abb. ι bis 3 zeigen eine Ausführungsform, bei welcher die Ventile im Bremskolben bzw. in der Nabe desselben untergebracht sind.

Abb. 4 bis 6 zeigen zwei Ausführungsformen, bei denen die Ventile in einer besonderen Ventilvorrichtung außerhalb des Zylinders angeordnet sind.

Der an beiden Enden mit Deckeln 2 abgeschlossene Zylinder 1 enthält den Bremskolben3, an dessen Nabe mittels eines Rohres 5 und einer Kappe 9 die Bremsen 70, 71 des Fahrzeuges über eine Stange 74 angeschlossen sind. Durch die Kolbennabe ist eine hohle Stange 20 hindurchgeführt, die sich nach hinten bis zur Kappe 9 erstreckt und nach vorne aus dem vorderen Deckel 2 des Zylinders 1 herausgeführt ist. An das herausragende Ende ist mittels eines Zwischenstückes 29 das zu dem Fußhebel 80 führende Gestänge 82 angeschlossen. Auf das hintere Ende wirkt eine im Rohr 5 untergebrachte Schraubenfeder 21, die sich an einem im Rohr 5 befestigten Anschlag 23 abstützt und mit dem anderen Ende auf einen Ring 22 drückt, der auf das Ende der hohlen Stange 20 aufgeschraubt ist. Die Feder 21 drückt in Ruhe- oder Bremslösestellung einen am vorderen Ende der Stange 20 befestigten Ring 30 gegen die Nabe des vorderen Zylinderdeckels 2.

Die Kappe 9 ist mit einer Eintrittsöffnung für die Außenluft versehen. Die Luft strömt dann durch das rechte Ende der Stange 20 und durch in dieser befindliche Löcher 28 in das Rohr 5 und von hier in das Innere der Kolbennabe.

Die Kolbennabe bildet einen Ventilraum 13 (Abb. 3), in welchem, auf der Stange 20 verschiebbar, zwei Ventile, ein Unterdruckventil 16 und ein Druckventil 14, untergebracht sind. In Ruhestellung (Abb. 3) wird das Unterdruckventil 16 offen gehalten, indem es durch eine zwischen den beiden Ventilen angeordnete Feder 19 gegen einen an der Stange 20 an entsprechender Stelle befestigten Anschlagring 20^έ gedrückt wird, während dieselbe Feder in entgegengesetzter Richtung das Druckventil 14 auf seinen Sitz drückt. Außer dieser Feder 19 sind die besonderen Hilfsfedern 25 vorgesehen, deren eines Ende in Bohrungen 26 der Kolbennabe eingelassen sind, während das andere Ende auf die innere Fläche des Druckventiltellers drückt. Die Federn werden etwa so

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bemessen, daß sie eine Federkonstante von z.B. 5 kg pro Millimeter Zusammendrückung haben. Die Federn 25 halten das Ventil 14 gegen den äußeren, auf der Außenseite des Tellers 14 wirkenden Luftdruck geschlossen, d. h. sie üben eine etwas größere Kraft aus als der äußere Luftdruck. Die Feder 19 kann vernachlässigt werden, da sie so schwach wie möglich gewählt wird und lediglich das Unterdruckventil 16 gegen den Anschlagring 20* drückt.

In Ruhestellung, d. h... bei geschlossenem Druckventil 14 und bei offenem Unterdruckventil 16, wirkt auf das Ventil 14 der größte Druckunterschied. In dieser Stellung ist die Ventilkammer 13, d. h. der hinter dem Ventil fliegende Raum, durch einen neben der hohlen Stange 20 verlaufenden Kanal 18 mit dem vorderen Zylinderende verbunden, das über ein Rohr 32 ständig mit dem Ansaugrohr 61 des Fahrzeugmotors 60 in Verbindung steht, so daß in der Kammer 13 derselbe Unterdruck wie in dem Motoransaugrohr 61 herrscht.

Sollen die Bremsen angezogen werden, so wird der Fußhebel 80 heruntergedrückt und dadurch die hohle Stange 20 vermittels der Verbindungsstange 82 nach links (Abb. 2, 3) bewegt. Bei dieser Bewegung legt sich ein an der Vorderseite des Ventils 14 befindlicher und an der Stange 20 befestigter Anschlagring 20^a gegen das Ventil 14, während gleichzeitig der Anschlagring 20* dem Unterdruckventil 16 den Weg bis zur Abschlußstellung freigibt. Es wird also während der ersten Periode das Ventil 16 durch die Feder 19 geschlossen und dadurch die Kammer 13 von ,der Saugquelle abgesperrt. Bei der Weiterbewegung nimmt der < Anschlagring 20^a den Ventilteller 14 mit und öffnet das Ventil. Bei geöffnetem Ventil 14 strömt der von außen auf das Ventil wirkende Luftdruck in die Kammer 13 ein, so daß sich, je nachdem, ob das Ventil 14 stärker oder schwächer geöffnet ist, der Druckunterschied zu beiden Seiten des Ventils schneller oder langsamer ausgleicht. Dadurch verschwindet aber immer mehr die Kraft, welche in Ruhestellung, d. h. bei geschlossenem Ventil 14, den Federn 25 das Gleichgewicht hält. Die Federn 25 üben also, je mehr sich die Drucke zu beiden Seiten des Ventils ausgleichen, einen ständig wachsenden Widerstand auf den · Fußhebel 80 aus, denn die Federn drücken auf den Ventilteller 14, der sich an dem an der hohlen Stange 20 befestigten Anschlagring 20^α abstützt.

Die Kammer 13 ist durch einen Kanal 13* mit dem hinteren Zylinderende verbunden, so daß also der Druck hinter dem Kolben 3 der gleiche ist wie in der Kammer 13. Da nun der Widerstand der Federn 25 auf den Fußhebel 80 proportional zu dem Anwachsen des Druckes in der Kammer 13 und hinter dem Kolben 3 wächst, so gibt dieser Widerstand dem Führer ein Maß für die Kraft, die der Kolben auf die Bremsen ausübt bis zu dem Augenblick, in dem das Druckventil wieder geschlossen ist.

Ist der Druck in der Kammer 13 und damit hinter dem Kolben 3 bis auf den äußeren Luftdruck angewachsen, so kann der Führer "die Anzugskraft der Bremsen dadurch verstärken, daß er den Fußhebel 80 noch weiter herunterdrückt. Hierdurch werden die Windungen der Schraubenfeder 21 am rechten Ende der hohlen Stange 20 und des Rohres 5 (Abb. 2) aneinandergedrückt und dann das Rohr 5 mit der Kappe 9 und mit dem Bremsgestänge unmittelbar durch die Stange 20 mitgenommen. In derselben Weise kann der Führer die Bremsen durch seine Kraft allein anziehen, wenn die Bremsvorrichtung aus irgendeinem Grunde versagt.

Beim Lösen der Bremsen wird der Fußhebel 80 freigegeben, so daß er sich unter Wirkung seiner Rückführfeder 81 anhebt und dabei die Stange 20 nach rechts (Abb. 2, 3) verschiebt. Dabei wird zunächst das Ventil 14 geschlossen, ohne das Unterdruckventil 16 zu öffnen. In dieser Stellung werden die Bremsen angezogen gehalten, ohne daß der Führer die große Widerstandskraft der Federn 25 überwinden muß, denn in dieser Stellung stützt sich der Ventilteller 14 nicht mehr an seinem Anschlagring 20^a, sondern an seinem Ventilsitz ab. Es besteht also nicht die Gefahr, daß der Führer ermüdet, wenn die Bremsen z. B. beim Herunterfahren eines längeren Gefälles längere Zeit angezogen gehalten werden.

Der in Ruhestellung auf die Außenseite des Ventiltellers 14 wirkende Luftdruck wird durch die Federn 25 auf den Kolben 3 übertragen. Es würde also auf den Kolben auch in Ruhestellung, d. h. in Lösestellung der Bremsen, eine gewisse Kraft ausgeübt werden, die die· Bremsen anzuziehen sucht. Um diesen Übelstand zu beseitigen, durch den die Bremsbänder sehr schnell abgenutzt und das Fahrzeug stets gebremst werden würde, ist die Kolbennabe mit einer Ringfläche 13^d versehen, welche der Vorderseite des Ventiltellers 14 zugekehrt ist. Auf diese Fläche wirkt der Luftdruck genau so, aber in entgegengesetzter Richtung wie auf den Ventilteller 14. Die Wirkung des Luftdruckes auf den Kolben wird also ausgeglichen, so daß die Bremsen vollkommen gelöst sind. Der geringe Unterschied zwischen der Fläche des Tellers 14 und der Ringfläche 13^d ist so gering, daß der durch diesen Unterschied bedingte Kraftüberschuß des Luftdruckes in der Richtung, in welcher die Bremsen angezogen werden, nicht genügt, um den Reibungswiderstand des Kolbens zu überwinden.

Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 4 und 5 sind die beiden Ventile 114 und 116 in einem besonderen Ventilgehäuse 106 außerhalb des Bremszylinders 101 untergebracht. Die die Ventile tragende Stange 120 ist in das vom Fußhebel 180 zu den Bremsen führende Gestänge 182, 174^ eingeschaltet. Bei dieser Bauart ist eine Schwenkwelle 176 vorgesehen, an welche die Stange 174** vom Ventilgehäuse mittels eines Hebels 175° angeschlossen ist. In derselben Weise ist die vom Bremskolben kommende Stange 174 mit der Schwenkwelle 176 verbunden. Von der vom vorderen Zylinderende 101 zum Motorsaugrohr 161 führenden Saugleitung 132", 132 ist eine Leitung abgezweigt, die in die Kammer 118 des Ventilgehäuses 106 führt. Die Eintrittsöffnung in für die Außenluft mündet entsprechend der Ausbildungsform gemäß Abb. 1 bis 3 in das Gehäuse vor dem Druckventil 114, während die Kammer 113 zwischen den beiden Ventilen durch eine Leitung H3^C mit dem hinteren Zylinderende verbunden ist.

Die der Feder 21 bei der Ausführungsform gemäß Abb. 1 bis 3 entsprechende Feder 121 drückt die Stange 120 gegen einen einstellbaren Anschlag 130.

Abb. 6 zeigt eine Sonderausführungsform, bei welcher die vom Ventilgehäuse zur Schwenkwelle 276 fahrende Stange 274^s an einem Ende mit einem Schlitz 274* versehen ist, in dem ein am Arm 275" befestigter Stift 275* eingreift. Eine Feder 279 greift an der Stange 274° an und ist an einem festen Teil des Wagens befestigt. Diese Feder ist so stark, daß sie das Ventilgehäuse unbeweglich gegen einen Anschlag 2θ6^α halten kann, wenn das Gestänge 282 beim Herunterdrücken des Fußhebels in Richtung des Pfeiles (Abb. 5) bewegt wird, unter Überwindung des von den Federn der Ventilvorrichtung ausgeübten Widerstandes.

Wenn die Bremsen von den Kolben angezogen werden, bewegt sich der Zapfen 275* in dem Schlitz 274*, während das Ventilgehäuse est bleibt, da es durch die Feder 279 fest gegen den Anschlag 2o6^a gedrückt wird. Der Führer kann jedoch, wie bei der Ausführungsform gemäß Abb. 1 bis 3, seine Kraft zusätzlich auf die Bremsen ausüben, falls die größte Kolbenkraft nicht ausreicht oder die Vorrichtung versagt.. In diesem Falle wird der Fußhebel so kräftig heruntergedrückt, daß die Spannung der Feder 279 überwunden wird. Das Ventilgehäuse bewegt sich dann selbst in Richtung des Pfeiles gemäß Abb. 5 und nimmt die Stange 274" mit. Sobald das hintere Ende des Schlitzes 274* an den Zapfen 275* stößt, wird die auf den Fußhebel ausgeübte Kraft unmittelbar auf die Bremsen übertragen.

Gegebenenfalls kann an das hintere Ende des Bremszylinders ein Abzweigstutzen x^b, ϊοΐ* mit einem Absperrhahn z^ä, χοτ^α vorgesehen werden, an welchen ein oder mehrere andere Bremskolben (z. B. von einem oder mehreren Anhängewagen) angeschlossen werden 6g können.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Bremsvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der ein mit dem Bremsgestänge verbundener Kolben in einem

. Zylinder durch federbelastete Ventile gesteuert wird, von denen die Feder des Druckventils dem Anziehen der Bremsen Widerstand entgegensetzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Druckventiltellers (14) ein Vielfaches des Durchmessers des Unterdruckventiltellers (16) ist und daß besondere Hilfsfedern (25) vorgesehen sind, die in Bremslösestellung den Druckventilteller (14) auf seinen Sitz drücken und deren Kraft zusätzlich zu der Kraft der Ventilfeder (19) wirkt.

2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe des Kolbens (3) mit einer Ringfläche (13^d) versehen ist, auf welche der äußere Luftdruck entgegengesetzt derjenigen Richtung wirkt, in welcher er auf den Druckventilteller (14) drückt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen