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Bremseinrichtung für Kraftwagen-, insbesondere Lastkraftwagenzüge
Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung für Kraftwagen-, insbesondere Lastkraftwagenzüge,
mit deren Bedienungshebel die Zugwagenbremse durch Muskelkraft und über den Kolben
einer zusätzlichen Hilfskrafteinrichtung angetrieben wird und die Anhängerhilfskraftbremse
vom erwähnten Bedienungshebel aus mit Voreilung, insbesondere durch Wahl eines Zweikammerkolbens
mit verschiedener Flächenbelastung für die Zugwagenhilfskrafteinrichtung, gesteuert
wird. Bei diesen Bremseinrichtungen spricht beim Beginn einer Bremsung der Kolben
der Zugwagenhilfskrafteinrichtung erst an, nachdem eine bestimmte Druckänderung
in der Druckwechselkammer dieser Einrichtung hervorgerufen ist. Dieser Vorgang ist
an sich erwünscht, weil dadurch die Druckänderung in der Steuerleitung der Anhängerbremse
der Bremsdruckerzeugung in der Hilfskraftennrichtung des Zugwagens vorauseilt. Wenn
nun aber bei diesen Bremsen mit Voreilung zwischen der Hilfskrafteinrichtung und
den Übertragungsgliedern ein Spiel vorhanden ist, was seich kaum vermeiden läßt
und besonders in Erscheinung tritt, wenn die Hilfskrafteinrichtun.g und, die Übertragungsmittel
getrennte bauliche Einheiten bilden, z. B. hei Zugwagen bremsen mit hydraulischer
Kraftübertragung, ist beim Bremsbeginn am Bremsbedienungshebel kurzzeitig ein Nachlassen
des zurückwirkenden Widerstands spürbar. Der Fahrer hat dann für den Ablauf des
Bremsvorgangs nicht das richtige Gefühl und läuft Gefahr, den Wagen zu überbremsen.
Dies ist besonders beim Anbremsen bei schlüpfriger Fahrbahn, z. B. hei Glatteis,
gefährlich.
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Um diesen Mangel zu beheben, wird die Hilfskrafteinrichtung der Zugwagenbremse
mit einer Einrichtung versehen, die in der Lösestellung der Zug-
Wagenbremse
die ,Wirkung der Voreilung aufhebt und diese beim Bremsen. erst nach Überwindung
des Gestängespiels wieder wirksam werden läßt.
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Einige Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine erste Ausführung im Schnitt, Fig. 2 ein
Schaubild des Druckverlaufs bei dieser Ausführung und Fig. 3 ein Schaubild des Pedalkraftverlaufs.
Vorn Fußbremshebel i führt eine Stange 2 zum einen Ende eines Schwinghebels 3. Dieser
Hebel ist in einem Gehäuse 4 untergebracht, das auch den Druckerzeugungszyl,inder
5 der hydraulischen Bremsanlage eines Zugwagen., trägt. Die vom Zylinder 5 ausgehende
Flüssigkeitsdruckleitung dieser Bremse ist mit 6, der Kolben dieses Zylinders mit
7 und dessen Rückführfeder mit 8 bezeichnet. Vordem Kolben 7 liegt die Stange q
'eines in einem Zylinderraum io des Gehäuses 4 laufenden, Kolbens i i, den eine
Feder 12 nach links gegen einen Anschlag 13 schieben will. Mit einer Stange 14 ist
der Kolben i i gelenkig an den Hebel 3 angeschlossen. Der Durchmesser der Kolbenstange
14 auf der linken Seite des Kolbens i i ist größer als derjenige der Kolbenstange
9 rechts des Kolbens i i.
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Oberhalb des Kolbens i i ist im Gehäuse 4 ein Ventil untergebracht,
das aus einem Kolben 15 mit leichter Rückführfeder 16 und axial angesetztem Rohrstück
17 sowie einem Ventilteller 18 besteht, der durch eine Feder i9 am Rohrstück 17
gehalten oder gegen einen vom Rohr durchdrungenen Sitz 20 am Gehäuse gelegt wird.
Die Ventilkammer 21 rechts des Sitzes 2o ist durch eine Bohrung 22 und eine Leitung
23 mit dem von einem nicht dargestellten Luftpresser mit Druckluft gespeisten. Behälter
24 verbunden. Von der Ventilkammer 25 links des Sitzes 20 führt eine Bohrung 26
zur Steuerleitung27 einer nicht dargestellten Drucklufteinkammeranhängerbremse bekannter
Bauart. Es verbindet ferner ein Kanal 28 die Ventilkammer 21 mit dem Raum links
des Kolbens i i und ein Kanal 29 die Ventilkammer 25 mit dem Raum rechts des Kolbens
i i. Gegen die linke Seite des Ventilkolbens 15 legt sich mit ihrem Boden eine hutförmige
Hülse 3o, die durch eine Feder 31 nach rechts geschoben wird und dabei mit ihrem
Rand auch am oberengabelförmigen Ende 32 des Hebels 3 gehalten wird. Die Spannung
der Feder 31 ist von außen mit einer Schraube 33 einstellbar.
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Der Gehäuseraum, in dem der Hebel 3 untergebracht ist, ist über ein
nicht dargestelltes Filter mit der Außenluft verbunden. Dieses Filter kann gegebenenfalls
in einem die Durchtrittsöffnung der Stange 2 überdeckenden Balg 34 angeordnet oder
durch eine Klappe in diesem Balg ersetzt sein.
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Links dies Kolbens 7 sind im Zylinder 5 Anschläge 35 vorgesehen. Außerdem
trägt die Stange 9 des Kolbens i i eine Scheibe 36, an der eine kurzhubige Schraubenfeder
37 befestigt ist. Diese Feder hat eine steile Kennlinie und liegt in der linken
Endstellung des Kolbens i i an der rechten Begrenzungswand des Zylinders io an,
Die dargestellte und beschriebene Bremseinrichtung besteht aus zwei Bauteilen, nämlich
dem Druckluftteil 4 und dem hydraulischen Teil 5. Beide Teile werden getrennt voneinander,
und zwar häufig von verschiedenen Firmen hergestellt und erst nachträglich im Fahrzeug
zusammengebaut. Die Zeichnung zeigt diese Bauteile im eingebauten Zustand bei gelöster,
betriebsbereiter Bremse. Damit der Kolben 7 des hydraulischen Teils nach dem Anbau
ohne Nacharbeit in seine (linke) Lösestellung gehen kann, ist die Stange 9 des Kolbens
r i vorsorglich so bemessen, daß in der Lösestellung zwischen ihrem Ende und dem
Kolben 7 ein Spiel vorhanden ist.
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In der Lösestellung ist der Ventilkolben 15 durch die Feder 3t nach
rechts geschoben, wodurch die Ventilkammer 25 und die Steuerleitung 26, 27 über
die Leitung 22, 23 mit dem Druckluftbehälter 24 verbunden sind. Der Druck in der
Steuerleitung hält in bekannter Weise d,ie Anhänge.rbrernse gelöst. Der Ventilkolben
15 steht rechts unter dem Behälterdruck, dem auf der anderen Seite des Kolbens 15
die Spannung der Feder 31 entgegenwirkt und das Gleichgewicht hält. Bei dieser Ventilstellung
sind aber auch die Räume vor und hinter dem Arbeitskolben i i mit der Drticlcluftquelle
24 in Verbindung, so daß zu beiden Seiten des Arbeitskolbens i i der gleiche Druck
herrscht und dieser Kolben wegen der durch die unterschiedliche Stärke der Kolbenstangen
14 und 9 bedingten Flächenunterschiede und der Rückführfeder 12 in seiner linken
Endstellung am Anschlag 13 gehalten wird. Daran ändert auch die Feder 37 nichts,
denn sie reicht praktisch nur aus, um in der Bremslösestellung die durch den Flächenunterschied
am Kolben i i wirksame Linkskraft aufzuheben.
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Zum Anziehen der Bremsen wird vom Fahrer der Fußbremshebel i niedergetreten
und die Stange 2 nach rechts geschoben. Der Hebel 3 schwingt dabei um dien An.lenkzapfen
der Kolbenstange 14 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn. Die Hebelgabel
32
drückt auf den Flansch der Hülse 30, schiebt diese entgegen der Feder 31
nach links und entlastet den Ventilkolben 15, so daß dieser unter dem Druck auf
seiner rechten Seite der Hülse nachfolgt, den Ventilteller 18 auf seinen Sitz 2o
gehen läßt und seich dann vom Ventilteller i8 löst. Damit wird die nunmehr vom Vorratsbehälter
24 getrennte Ventilkammer 25 über das, nach links offene Rohr 17 mit der Außenluft
verbunden. Der Druck in der Kammer 25 und der angeschlossenen Steuerleitung 27 fällt,
und die Anhängerbremse beginnt zu arbeiten. Gleichzeitig strömt über den Kanal 29
auch aus dem Raum rechts des Kolbens i i Druckluft ab. Damit bewegt sich auch der
Bremskolben i i unter dem Einfluß der Feder 37 nach rechts, bis das Spiel zwischen
der Stange 9 und, dem Kolben 7 überwunden und gegebenenfalls der Kolben 7 bis zur
Überdeckung des bei hydraulischen Bremsen vielfach vorhandenen Schnüffelloches vorgeschoben
ist. Dieser Weg des Kolbens i i beträgt nur wenige Millimeter, und dementsprechend
ist auch der wirksame Hub der Feder 37 klein. Nach Beendigung dieses Weges wird
die Feder 37 wirkungslos. Bei weiterem Niedertreten des
Bremshebels
wird zunächst wieder die Kolbenstange 1,4 zum unbeweglichen Stützpunkt für den Schwinghebel
3 und bleibt dies so lange, bis der Druck im Zylinder io soweit abgefallen ist,
daß die ursprüngliche Druckbelastung der kleineren, linken Fläche des Kolbens i
i ausreicht, diesen Kolben nach rechts zu bewegen und den Druck in der hydraulischen
Zugwagenbremse zu steigern. Während des Stillstands des Kolbens i i geht die Druckänderung
in der Steuerleitung 27 und damit die Bremsdrucks.teigerung in der Anhängerbremse
ungehindert weiter, so daß die Anhängerbremse nunmehr ihre eingestellte und durch
den Flächenunterschied am Kolben; i i bedingte Voreilung erreicht und bis zur Vollbremsung
bell ä1t. ' Für den Ablauf der Bremsung am Lastzug ist das etwas verspätete Wirksamwerden
der Voreilung der Anhängerbremse nicht von Bedeutung, und zwar deshalb, weil sich
dieser Vorgang in einer kurzen Zeitspanne abspielt, in der die Druckänderungen ohnehin
noch keine spürbaren Verzögerungen hervorrufen. Am Bremsbedienungshebel aber macht
sich die vorübergehende Hilfe der Feder 37 insofern bemerkbar, als das plötzliche
Durchsacken des Bremshebels i gleich nach Brems beginn vermieden und am Bremshebel
i eine fortlaufend steigende Rückwirkung fühlbar ist.
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Die Vorgänge sind an Hand der Schaubilder nach Fig. 2 und 3 noch weiter
erläutert. Fig. 2 sucht ein Bild des zeitlichen Bremskraftanstiegs im Zugwagen und
Anhänger und der sogenannten Voreilung zu geben. Zu diesem Zweck sind auf der Abszisse
die Zeiteinheiten t und auf der Ordinate die Bremswerte p der Anhänger- und Zugwagenbremse
aufgetragen. Die Linien A und Z zeigenden Verlauf bei den bisherigen Bremsanlagen,
d. h. z. B. bei einer Anlage gemäß Fig. i jedoch ohne die Feder 37. Die Linien A
und "!. lassen erkennen, daß die Anhängerbremse A früher einsetzt als die Zugwagenbremse
und auch den Bremswert im Anhänger demjenigen im Zugwagen von Anfang an vorauseilen
läßt. Bei der neuen Bremse mit der Feder 37 bleibt die Linie für den Anhänger A
die gleiche wie bisher. Die Zugwagenbremse erfährt aber jetzt praktisch gleichzeitig
mit der Anhängerbremse eine Änderung, denn der Kolben i i bewegt sich infolge der
Feder 37 gleich nach Bremsbeginn. Die Betriebsbereitschaft der Zugwagenbremse beginnt
also gleich nach dem Einsetzen der Anhängerbremse und steigt an, bis die Feder 37
unwirksam wird (Linie Z,). Dann kommt der Kolben i i zum Stillstand, bis im Zweikammerzylinder
links und rechts des Kolbens i i wieder die gleiche Druckdifferenz wie bei der alten
Ausführung erreicht ist und also die waagerechte Linie Z2 auf die Linie Z trifft.
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In Fig. 3 ist die am Bremsbedienungshebel aufzuwendende Kraft P ins
Verhältnis zum Wegs des Bedienungshebels gesetzt. Bei der Bi-emse:inrichtung ohne
Feder 37 ist beim Anbremsen eine steigende Kraft bei wachsendem Hebelweg aufzuwenden.,
entsprechend Linie P,, und dann bei nachlassendem Widerstand des Kolbens i i ohne
weitere Kraftsteigerung nur der Kolben i i zu verschieben, was zur Linie P2 führt.
Nach Überwindendes Gestängespiels macht sich die Rückwirkung der hydraulischen Bremse
in wachsendem Maße nach Linie P3 am Bedienungshebel bemerkbar. Die aus Linie P2
sich ergebende plötzliche Unterbrechung des Kurvenanstiegs empfindet der Fahrer
als ein Durchsacken des Bedienungshebels-. Bei der neuen Einrichtung dagegen wird
das Gestängespiel gleich von Anfang an bei allmählich ansteigendem Widerstand P4
überwunden. Die daraus sich ergebende, allmählich ansteigende Linie P4 geht in die
Linie P über.
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Die Erfindung ist von besonderem Vorteil bei Druckluftlastzugbremseinrichtungen
mit hydraulischer Zugwagenbremse. Sie ist aber auch bei Einrichtungen mit reiner
Gestängeübertragung im Zugwagen brauchbar, weil auch hier an den Anschlußstellen,
Gelenken usw. stets ein Spiel vorhanden ist. Die Voreilung der Anhängerbremse kann
dabei wie beim dargestellten Erfindungsbeispiel durch unterschiedliche Flächen am
Arbeitskolben der Zugwagenbremse oder beispielsweise dadurch erreicht werden, daß
die Druckänderung bei der Zugwagenbremse durch Einschaltung eines überströmventils
gegenüber der Druckänderung in der Steuerleitung der Anhängerbremse zurückgehalten
wird.
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An Stelle einer Feder 37 zum vorübergehenden Aufheben der Voreilung
können auch andere Mittel, so z. B. solche zur vorübergehenden Änderung der wirksamen
Kolbenflächen am Arbeitskolben, sei es durch Verwendung von Stufenkolben, Wälzmembranen
oder veränderlichen Kolbendurchmessern, verwendet werden.