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Nachstellvorrichtung für die Spreizglieder einer hydraulischen Bremse,
insbesondere an Kraftfahrzeugen Es sind bereits Nachstellvorrichtungen für die Spreizglieder
einer hydraulischen Bremse, insbesondere an Kraftfahrzeugen, bekannt, bei denen
im Rohrnetz zwischen Druckquelle und Bremszylinder ein Hilfszylinder angeordnet
ist. In dem Hilfszylinder ist ein Kolben v erstellbar vorgesehen, der mit einem
Ventil zur Bestimmung des Rücklaufes des oder der Bremsglieder ausgestattet ist.
Bei diesen bekannten Vorrichtungen ist die Ventilfeder so stark gewählt, daß hierdurch
eine nicht unerhebliche Bremsung verbleibt, was im Laufe der Zeit zu nicht unerheblichen
Reibungsverlusten führt.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Verluste auf ein
Kleinstmaß abzustellen. Ei reicht wird das dadurch, daß die Spannung einer Rückstellfeder
des Hilfsventils auf ihrem Sitz derart gewählt ist, daß der maximale Druck vor dem
Ventil, der eine Verstellung des Kolbens. herbeiführen kann, sobald das Pedal oder
auch ein anderes Betätigungsorgan sich in der Ruhestellung befindet und demnach
das Ventil auf seinem Sitz
ruht, nur wenig größer ist als der Druck,
den in der Ruhestellung vor dem Ventil die Rückstellfeder oder die Rückstellfedern
des oder der beweglichen Bremsglieder nach der größten möglichen Abnutzung des oder
der Beläge hervorrufen. Infolge der erwähnten Wahl der Spannung, z. B. durch Einstellbarkeit
der Rückstellfeder, lassen sich die Reibungsverluste praktisch vermeiden, insbesondere
dann, wenn die Rückstellfeder so eingestellt wird, daß der Druckunterschied ungefähr
Zoo g/cm2 beträgt.
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Die Rückstellfeder des Ventils stützt sich zweckmäßigerweise an einem
verstellbaren Anschlag ab, der eine Änderung der ursprünglichen Federspannung ermöglicht.
Die Rückstellfeder des Ventils kann mit dem Ventil zusammen in einer Ausnehmüng
des Kolbens untergebracht sein. Der regelbare Anschlag ist hierbei in einer Gewindeausnehmung
in dem Kopf des Ventils oder in seinem Kolben eingeschraubt. Dieser Kopf ist dann
hülsenartig verlängert. Der hülsenartige Teil des Kolbens ist zweckmäßigerweise
außen prismatisch ausgeführt, wodurch die Führung des Ventils gewährleistet wird.
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Der -bewegliche Anschlag, gegen den sich die Rückstellfeder des Ventils
abstützt, kann durch Mittel quer zum Kolben geregelt werden. Der bewegliche Anschlag
kann somit gegen einen exzentrisch gelagerten Körper abgestützt werden, der drehbar
in dem hülsenartigen Teil des Ventils vorgesehen ist. Dieser exzentrisch gelagerte
Körper kann die Form eines Prismas aufweisen, dessen Achse in bezug auf die Achse
der beiden äußeren Zapfen exzentrisch angeordnet ist.
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In den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt ist, zeigt Abb. i eine schematische Ansicht einer Anordnung, die als
Bremsvorrichtung bekannt ist und auf welche die Erfindung angewendet ist, Abb. 2
einen Längsschnitt der Hilfsvorrichtung - in der Ruhelage - mit Ventilkolben; diese
Anordnung ist erfindungsgemäß. verbessert, Abb. 3 einen Querschnitt ach der Linie
3-3 der Abb. 2, Abb. q. und 5 Längsschnitte von abgewandelten Kolben der erläuterten
Hilfsvorrichtung, Abb.6 eine Ansichtsdarstellung mit teilweisem Längsschnitt einer
abgeändertenAusführungsform; danach gestatten von außen zugängliche Mittel die Änderung
der Tarierung der Ventilfeder nach Bedarf, Abb. 7 einen Schnitt durch einen Teil
der Vorrichtung nach der Linie 7-7 der Abb. 6 in größerem Maßstab.
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Die in Abb. i veranschaulichte Bremsanordnung ist bekannter Art. Sie
enthält ein Pedal i, das um eine feste Achse 2 schwenkbar ist, und über eine Stange
3 mit dem Kolben q. eines Hauptzylinders 5 in Verbindung steht. Dieser Hauptzylinder
wird von einem Vorratsbehälter 5" mit Öl oder einer anderen Flüssigkeit gespeist.
Der übliche Hauptzylinder ist derart beschaffen, daß er unter der Wirkung des Kolbens
4 die Flüssigkeit unter dem Druck parallel an vier Rohre 6a, 6b, 6, und 6d abgibt.
Die vorerwähnten vier Rohre sind den vier Fahrzeugrädern zugeordnet. Jedes Rohr
endigt, wie dies für das Rohr 6, bei 7 veranschaulicht ist, in einer Hilfsvorrichtung
D, welche dazu bestimmt ist, den Rücklauf der Bremsbacken zu beschränken, die zu
einem der Räder gehören. DieVorrichtungD wird weiter unten im einzelnen beschrieben.
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Die Vorrichtung D ist auf dem Bremszylinder <9 fest angeordnet.
Letzterer ist in üblicher, nicht dargestellter Weise auf der Radfläche angebracht.
In dem Zylinder verstellen sich in umgekehrter Richtung zwei Kolben io. Die beiden
Kolben wirken über Stößel ii auf Bremssegmente oder Backen 1a. Die Bremsbacken sind
mit Achsen 13 verschwenkbar auf der Radebene 13a angeordnet; die Bremsbacken werden
in die veranschaulichte Ruhestellung durch die Verstellfeder 14 übergeführt. Die
Backen tragen Bremsbeläge 15, die der Abnutzung unterworfen sind und die nach einem
bestimmten Bremsbackenhub e, d. h. nach einem durch die Kolben io gegebenen Hub,
und nach einer Vergrößerung des Rauminhaltes der Kammer 16 zwischen den beiden Kolben
zur Andrucklage in der Bremstrommel 17 gelangen, die auf dem zu bremsenden Rad befestigt
ist.
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Die Vorrichtung D (Abb. 2) enthält in an sich bekannter Weise einen
zylindrischen Körper 18, in dem durch Verschraubung bei i9 der mit Gewinde ausgestattete
Anschlußkörper 7 befestigt ist. Letzterer ist dazu bestimmt, auf dem Rohr 6, befestigt
zu werden, welches die Steuerflüssigkeit unter Druck einführt oder sie zur Flüssigkeitsquelle
zurückführt. Die Dichtung 2o gewährleistet die Dichthaltung. Das Anschlußstück ist
von einem axialen Loch 21 durchsetzt, welches in der Bohrung des Zylinders 18 liegt.
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Diese Bohrung ist hinten durch einen Schraubenkopf 22 abgeschlossen
und von der einen Seite zu der anderen hin vor diesem Verschlußkopf durch eine Schraube
23 durchsetzt, deren Kopf 24 -sich auf einer ebenen runden Fläche des Zylinders
18 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 25 abstützt. Eine Markierung 27 ist an
dem Kopf 2q. in bezug auf eine Gradeinteilung der Dichtung 26 angebracht, oder umgekehrt.
Das andere Ende der Schraube 23 ist bei 28 verschraubt und schafft die Voraussetzung
dafür, daß das Ganze in der Gewindebohrung des Bremszylinders 9 fest angeordnet
wird. Eine zweite Dichtung 30 ist zwischen den beiden Anlageflächen hinsichtlich
der Zylinder 18 und 9 vorgesehen. Die Schraube 23 besitzt in ihrem im Innern des
Zylinders 18 befindlichen Teil in bekannter Weise eine zunehmende Aussparung, derart,
daß der verbleibende zylindrische Teil 31
exzentrisch ist. Dieser zylindrische
Teil weist eine gewisse Anzahl von radialen Lochungen 32 auf, welche die Bohrung
des Zylinders 18 mit einem Kanal 33 in Zusammenhang bringt; der Kanal 33 ist axial
innerhalb der Schraube 23 angeordnet.
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Die Bohrung des Zylinders 18 stellt sich zwischen dem Anschlußstück
7 und dem exzentrischen Teil der Schraube 23 als zwei zylindrische abgestufte
Teile
34 und 35 dar; der Abschnitt 34 besitzt einen größeren Durchmesser als der Abschnitt
35.
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In dieser Bohrung (34-35) ist in an sich bekannter Weise ein abgestufter,
mit einem Ventil versehener Kolben untergebracht.
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Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an diesen Kolben, an
einem Ventil und an dazugehörigen Einrichtungen, die damit kombiniert sind, d. h.
auf alle die Merkmale, die nachfolgend beschrieben werden.
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Nach dem in Abb. 2 und 3 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel stellt
sich der Kolben als eine Kombination der beiden Teile 36 und 37 dar, die bei 38a
miteinander verschraubt sind. Der Teil 36 ist abgestuft und seine beiden Abschnitte,
die unterschiedlichen Durchmesser besitzen, sind ohne merkliches Spiel in den Abschnitten
34 und 35 der Bohrung geführt. Die Dichthaltung des Kolbens wird durch zwei Armaturen
38 und 39 gewährleistet. Die beiden Teile des Kolbens belassen zwischen sich einen
zylindrischen Hohlraum 4o, der an beiden Seiten des Kolbens in axiale Kanäle 41
urid 42 übergeht, die entsprechend in den Teilen 36 und 37 des Kolbens vorgesehen
sind. Der Kanal 41 ist an seinem Ende mit seitlichen Aussparungen 43 ausgestattet,
welche der unter Druck befindlichen Flüssigkeit, die durch die Öffnung 21 des Anschlußstückes
7 eintritt, ermöglichen, in den Ringraum einzutreten, der zwischen dem Anschlußstück
und der Dichtungsarmatur 38 des Kolbens vorhanden ist; dies gilt selbst in dem Fall,
daß der Kolben mit den äußersten Enden der Aussparungen gegen, das Anschlußstück
7 rings um die Bohrung 21 anschlägt. Am anderen Ende endigt der Kanal 41 frei in
den Hohlraum 40. Der Weg zwischen diesem Hohlraum und dem Kana142 wird im Gegensatz
zu der Anordnung an dem gegenüberliegenden Ende durch ein Ventil überwacht. Dieses
besitzt einen Ventilkopf 44, in den eine -Nut eingearbeitet ist, die einen
Ring 45 aus Kautschuk oder einem anderen Stoff enthält. Dieser Ring dient zur Gewährleistung
der Dichtigkeit des Verschlusses, wenn er sich gegen den Ventilsitz abstützt. Der
Ventilsitz wird durch das vorspringende Ende 46 des Teiles 37 des Kolbens gebildet.
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Der Ventilkopf erstreckt sich einerseits an der dem Dichtungsring
45 gegenüberliegenden Seite in einen hülsenartigen Hohlkörper 47, dessen Außenfläche
prismatisch gehalten ist, beispielsweise mit acht Begrenzungsflächen; dieser Hohlkörper
gewährleistet die Führung des Ventils durch Führung in den zylindrischen Hohlraum
40, wobei Längswege 48 mit ausreichendem Gesamtquerschnitt bestehenbleiben, damit
die unter Druck stehende Flüssigkeit strömen kann, und andererseits an der Seite
des Dichtungsringes 45 in eine Stange 49, die mit Spiel in dem Kanal derart untergebracht
ist, daß ein ringförmiger Durchtrittsweg verbleibt, der ausreichend ist, um die
unter Druck befindliche Flüssigkeit strömen zu lassen. Die Stange besitzt eine solche
Länge, daß sie dann, wenn die Dichtung 45 sich auf dem Sitz 46 befindet, um ein
gewisses Maß a (Abb. 2) das Ende des Teiles 37 des Kolbens überragt. Dieses Ende
ist mit Aussparungen 51 versehen, die ein freies seitliches Abströmen der Flüssigkeit
gestatten, während die Stange des Ventils an ihrem Ende einen Schlitz 52 zum Verschrauben
besitzt.
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Das Ventil 43 wird durch eine Feder 53 gegen seinen Sitz gedrückt.
Die Feder 53 stützt sich einerseits gegen den Abschnitt 36 des Kolbens um den Kanal
4.i usw. ab, andererseits gegen einen regelbaren Anschlag 54. Dieser Anschlag wird
durch eine kleine, mit Gewinde versehene Scheibe gebildet, die einen zum Verschrauben
dienenden Schlitz aufweist und in eine zylindrische und mit Gewinde versehene Ausnehmung
des hülsenartigen Teiles 47 des Ventils eingeschraubt ist.
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Das freie Ende des hülsenartigen Teiles 47 des Ventils befindet sich
in dem Fall, daß das Ventil 44 auf seinem Sitz ruht, in einem Abstand b von dem
Boden der Ausnehmung 4o. Der Abstand b ist größer als der Abstand a, mit dem die
Stange 49 des Ventils über den Kolben noch hinausragt.
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Die Vorrichtung D, die vorstehend erläutert worden ist, wird in Abhängigkeit
von der Bremsvorrichtung geregelt, mit der sie kombiniert ist.
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Durch eine Drehung der Schraube 23 um ihre Achse regelt man die Winkelstellung
des exzen trischen Teiles 31 der Schraube, und dadurch wird der Abstand der Erzeugenden
dieses Teiles, die am nächsten zum Kolben verläuft, zu dem Kolben derart eingestellt,
daß der Rauminhalt, der in dem Zylinder 18 verändert wird, wenn der Kolben von der
Anschlaglage in bezug auf das Anschlußstück 7 (veranschaulichte Lage) in die hintere
Anschlaglage in bezug auf den exzentrischen Teil 31 der Schraube 23 wandert, genau
der Vergrößerung des Rauminhaltes entspricht, die innerhalb der zwischen den Kolben
io im Bremszylinder 9 vorhandene Kammer 16 eintreten muß, um den Bremsbacken 12
den Hub oder die Verstellung e zu übermitteln, der die Bremsflächen 15 mit der Trommel
17 zur Berührung bringt, wobei zu berücksichtigen ist, daß die Bremsflächen, abgesehen
von der Einwirkung- der vorstehend erläuterten Bremsung, keine Abnutzung erleiden.
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Im übrigen wird die Einstellung der Spannung der Rückstellfeder 53
des Ventils 44 auf seinem Sitz erfindungsgemäß derart bewerkstelligt, daß bei Stellung
des Kolbens 36, 37 in der dargestellten Lage und des Ventils auf seinem Sitz der
in den Zylindern 18 und 9 herrschende Druck, der notwendig ist, um das Ventil von
seinem Sitz abzuheben, einen Wert p1 aufweist, der nur wenige hunderte Gramm pro
cm2 höher ist als der verbleibende Druck p2, den die Rückstellfeder 14 der Bremsbacken
in den genannten Zylindern erzeugen kann, unter der Annahme, daß das Ventil44 sich
auf seinem Sitz befindet.
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Die genaue Einstellung der Spannung der Feder -53 wird durch die Regelung
der Lage des Anschlages 54 für die Feder gewährleistet. Um diese Regelung durchzuführen,
und zwar vor der Montage der Vorrichtung D (oder im Anschluß an ihre Demontage)
legt man das Ventil mit Hilfe eines
Schraubenziehers, der in den
Schlitz 52 der Ventilstange 49 eingreift, fest, während man mit Hilfe eines anderen
Schraubenziehers, der mit dem Schlitz 55 der Scheibe 54 eingreift, diese Scheibe
in dem gewünschten Sinne verstellt, um das Einschrauben oder Ausschrauben innerhalb
des hülsenartigen Teiles 47 des Ventils herbeizuführen.
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Die Einstellung der Spannung der Feder 53 hängt von dem verbleibenden
Druck p,. ab, der vorn in der in Ruhe befindlichen Vorrichtung D herrscht, ein Druck,
der in dem gleichen Sinne wirkt wie die Feder 53 und in dem Maße die Beanspruchung
verringert, die an die Feder gestellt wird.
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Vorteilhaft wählt man p1 = p2 -I- Zoo g/cm2; die Einstellung
der Federspannung wird dann in diesen Fällen durch den Druck (p2 - p,. -1-
Zoo g) pro cm2 bewerkstelligt. Um ein Beispiel zu geben ist in dem Falle, daß der
Bremsdruck P 9o kg/cm2 beträgt, p2 im allgemeinen etwa 3 k/cm2, und die Feder wird
bei (3 + 0,2 - pr) eingestellt. Genauer wird unter der Voraussetzung, daß
p,.
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(der vordere verbleibende Druck) beispielsweise o,6 k/cm2 beträgt,
die Feder 53 bei 3,2 - o,6 = 2;6 k/em2 eingestellt. Der regelbare Anschluß 54 gestattet
wohlgemerkt die ursprüngliche Einstellung der Federspannung während des Betriebes
zu verändern, wenn p2, das ist der verbleibende auf die Rückstellfeder 14 der Bremsbacken
zurückzuführende Druck, sich ändert.
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Unter den genannten Voraussetzungen vollzieht sich der Betrieb wie
folgt: Übt man einen Bremsvorgang aus, so wird die Flüssigkeit aus dem Hauptzylinder
5 in die Rohre 6" 6b, 6, und 6d übergeführt. Diese Flüssigkeit verstellt
jeweils in der Bremsvorrichtung den Kolben 36, 37 aus seiner vorderen Ruhestellung
bis zum Anschlag gegen den exzentrischen Teil 31 der Schraube 23. Der auf diese
Weise durch den Kolben in dem Zylinder 18 verlegte Rauminhalt entspricht in Wirklichkeit
der durch die Winkeleinstellung der Schraube 23 hervorgerufenen Erhöhung des Rauminhaltes
der Kammer 16, die notwendig ist, um die Bremsbacken 12 an die Trommel 17 anzulegen,
wenn die Bremsbacken, abgesehen von der erwähnten Bremsung, keiner Abnutzung unterworfen
werden. Kurz vor dem Ende des Hubes des Kolbens 36, 37 im Zylindez i8 kommt die
Stange 52 des Ventils .4,4 zum Anschlag gegen den exzentrischen Teil 31 der Schraube
23, was das Abheben des Ventils zur Folge hat, wodurch der Druck, der in dem Hauptzylinder
5 durch das Pedal i erzeugt wird, sich in dem Aufnahmezylinder 9 an der Bremseinrichtung
auswirken kann.
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Am. Ende der Betätigung, beim Rückgang des Bremspedals i führt die
Rückstellfeder 14 der Bremsbacken 12, die ihrerseits die Kolben io des Aufnahmezylinders
9 in die Ruhestellung zurückführen, gleichzeitig den Kolben 36, 37 in die vordere
dargestellte Lage zurück.
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Zu gleicher Zeit läßt das Ventil 44 den Druck, ausgehend von dem Betätigungsdruckwert
p auf den Wert p1 fallen, der durch die Einstellung der Spannung der Rückstellfeder
53 gestimmt ist, und der nur wenig höher ist als der Druck p2, den die Rückstellfedern
14 der Bremsbacken liefern können.
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Sofern die Bremstrommel 17 im Verlauf einer energischen und andauernden
Bremsung eine Erhitzung erleidet, welche die Ursache für eine vorübergehende Ausdehnung
am Ende des Bremsvorganges ist, vorausgesetzt, daß die Bremsbacken den Rücklaufhub
e durchlaufen und wenn nach der Abkühlung die Zusammenziehung der Trommel größer
ist als e, kommt die Trommel bremsend zur Anlage an die Bremsbacken; indessen kann
der Druck zwischen Trommel und Bremsbacken nicht über p1 hinaus ansteigen, da das
Ventil 44 sich bei diesem Wert abhebt.
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Die sich dann zur Unzeit einstellende Bremsung ist unbedeutend; man
braucht nur den Wert p1 (3,2 k/cm2 in dem gewählten Beispiel) mit dem Wert P (9o
k/cm2) der effektiven Bremsung zu vergleichen.
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Wohlgemerkt ist am' Ende der ersten normalen Bremsung ohne Erhitzung,
die dem Zwischenfall folgt, das normale Spiel e von neuem automatisch wieder hergestellt.
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Es sei bemerkt, daß der verbleibende Druck p1 ausreichend sein sollte,
um eine gute Anlage der Dichtung 39 gegen die Wandung des des Zylinders 18 zu gewährleisten.
Dies ist der Fall, wenn die als Ausführungsbeispiel genannten Zahlenwerte beachtet
werden.
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Im übrigen wird die Dichtigkeit des Ventils völlig bei den genannten
Zahlen-,verten durch die Dichtigkeitsverbindung 45 gewährleistet.
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In Abb. 4 ist eine abgeänderte Ausführungsform veranschaulicht. In
diesem Falle ist die Dichtigkeitsverbindung 45, in eine Nut des Teiles 37" des Kolbens
36a, 37, eingebettet, während das Ventil 44" eine Rippe 46" besitzt,
die sich auf der Dichtigkeitsverbindung 45a abstützt.
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Bei dem in Abb. 5 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel stützt sich
die Feder 53b auf der einen Seite unmittelbar an dem Boden des prismatischen Hohlkörpers
47b des Ventils 44b ab und auf der anderen Seite an einer Anlagescheibe 54b, die
in eine mit Gewinde versehene Lochung 57 am vorderen Boden des Teiles.37b des Kolbens
37b, 38b am Ende des Kanales Orb eingeschraubt ist.
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Schließlich ist in den Abb. 6 und 7 noch ein weiteres Ausführungsbeispiel
veranschaulicht, nach welchem die Feder 53, sich auf der einen Seite gegen
eine Anlagescheibe 54, legt, die in den Kolben eingeschraubt ist, und auf der anderen
Seite gegen eine Scheibe 58, welch letztere sich gegen ein Prisma 59 legt. Dieses
Prisma ist bei 6o auf eine' Achse 61 aufgestiftet, die in Bezug auf das Prisma exzentrisch
verläuft und sich in zwei Lagern dreht, die diametral zu dem hülsenartigen Teil
47, des Ventils 44, angeordnet sind. Ein Ende der
Achse weist eine
Nut 62 für einen Schraubenzieher auf, der durch Verdrehungen um 3@ - n ist die Anzahl
der Prismenseiten - die Einstellung der Lage der Anlagescheibe 58 ermöglicht. Im
Hinblick auf das Einführen des Schraubenziehers besitzt der Teil 37, des Kolbens
eine Öffnung 63, vor der Manschette A, und der Zylinder 18, sowie das Anschlagstück
7, sind selbst von Lochungen 64 und 65 durchsetzt. Ein Stopfen 66 mit Dichtungsscheibe
67 ermöglicht das Verschließen dieser Lochungen 64, 65 nach der Regelung, die mithin
durchgeführt werden kann, ohne daß die Vorrichtung demontiert werden muß.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt. Die Erfindung ist im übrigen bei jeglichen hydraulischen Bremsanlagen
anwendbar, bei denen durch eine intensive Bremsung eine Ausdehnung der Trommel oder
eines anderen Bremsorgans auftreten kann, wobei dann durch die Zusammenziehung ein
unzeitiges Bremsen auftritt; hier hilft die Erfindung dadurch ab, daß die Nachteile
vermieden werden, indem man die Wirkung auf einen sehr geringen Wert begrenzt.