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Servo-Bremsgerät für öldruckgebremste Motorwagen und druckluftgebremste
Anhänger Die Erfindung betrifft ein Servo-Bremsgerät für öldruckgebremste Motorwagen
und druckluftgebremste Anhänger, bei dem die den Öldruckhauptzylinderkolben betätigende
Stange mit einem Kraftkolben verbunden ist. Die Beaufschlagung des Kraftkolbens
mit Druckluft wird hierbei durch ein Bremsventil geregelt, dessen Einstellung von
der vom Fahrer am Bremshebel ausgeübten Kraft und von dem Druck der Anhängerbremsleitung
abhängig ist und bei dem auf beide Seiten des mit seiner einen Seite gegen eine
Feder laufenden Steuerkolbens des Bremsventils bei gelöster Bremse der gleiche Luftdruck
wirkt und der Steuerkolben mit Bezug auf seine den Luftauslaß aus der Anhängerbremsleitung
regelnde Kolbenstange als Schleppkupplung ausgebildet ist, so daß er erst nach Zurücklegung
eines bestimmten Hubes das Luftauslaßventil über die Kolbenstange im Schließsinne
mitnimmt.
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Es sind bereits Servo-Bremsgeräte bekanntgeworden, bei welchen der
Steuerkolben als Schleppkolben ausgebildet ist. Hierbei ist eine Kolbenfeder vorgesehen,
welche zwischen dem Kolben und der Gehäusewand gelagert ist. Hierdurch und durch
die Vorspannung der Kolbenfeder bedingt, ergibt sich ein schneller, unkontrollierbarer
Druckabfall in der
Anhängerbremsleitung. Dieser Druckabfall entspricht
einer bestimmten Steuerventilempfindlichkeit und ist nicht einstellbar.
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Der Bremskolben dieser Bremsgeräte ist als Differentialkolben ausgebildet,
wobei die größere Kolbenfläche vom Anhängerleitungsdruck beaufschlagt wird. Dieser
Differentialkolben ist erforderlich, um zu gewährleisten, daß der Bremskolben sich
erst nach dem Erreichen des festgelegten Druckabfalls in Bewegung setzt und somit
die Motorwagenbremse betätigt. Mit diesen Bremsgeräten ist es nicht möglich, den
unterschiedlichen Ansprechwerten der Anhängersteuerventile Rechnung zu tragen oder
die Kolbenkraft eines durchgehenden Bremskolbens bei gleichem Außendurchmesser zu
erreichen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Servo-Bremsgerät zu schaffen, welches
die Nachteile dieser zum Stand der Technik zählenden Einrichtungen nicht aufweist.
Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Feder zwischen Steuerkolben und
Kolbenstange angeordnet und vorgespannt ist. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Gerätes
ist im wesentlichen darin zu erblicken, daß nach Aufwendung einer nur geringen Leergangsreibung
infolge des anfänglichen Stillstehens des Steuerkolbens ein feinfühliges Kontrollieren
des nur in kleinen Stufen abfallenden Anhängerleitungsdruckes möglich ist, weil
von Anfang an jede auf den Steuerkolben ausgeübte Kraft, die von dem nach dem kurzen
Öffnen des Auslaßventils entstehenden Druckunterschied herrührt, über die Feder,
die Kolbenstange, den Hebel und das Gestänge auf den Fußhebel übertragen wird und
somit am Fuß spürbar ist. Der Fahrer kann durch leichtes Nachgeben am Fußhebel erreichen,
daß der Steuerkolben jeweils nach kurzem Öffnen des Auslaßventils vom Behälterdruck
verschoben wird und das Auslaßventil wieder schließt. Er hat damit die Möglichkeit,
einen unerwünschten schnellen Druckabfall in der Anhängerleitung zu vermeiden.
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In weiterer Ausgestaltung des Grundgedankens der Erfindung liegt zwischen
der Anhängerbremsleitung und der Steuerkammer des Kraftkolbens, der in an sich bekannter
Weise auf seiner einen Seite vom Vorratsbehälterdruck und auf seiner anderen Seite
von einem dem jeweiligen Anhängerbremsleitungsdruck entsprechenden Druck beaufschlagt
wird, ein federbelastetes Rückhalteventil, durch welches ein Unterschied zwischen
dem Steuerkammerdruck und dem sinkenden Druck der Anhängerbremsleitung erzielt werden
kann. Hierdurch wird es ermöglicht, die Motorwagenbremse auch auf Anhängersteuerventile
mit verschiedenen Ansprechwerten abzustimmen. Dies geschieht durch Vorspannen der
Feder, das ein weiteres Absinken des Anhängerleitungsdruckes zur Folge hat, bevor
der Bremskolben des Servogerätes auf die Motorwagenbremse wirkt.
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Ein weiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes ist darin zu erblicken,
daß durch die Feder zwischen Steuerkolben und Kolbenstange sowie das Rückhalteventil
die Möglichkeit geschaffen wird, die gesamte Kolbenfläche des Bremskolbens für die
Abbremsung des Motorwagens nutzbar zu machen.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand an Hand einer schematischen
Darstellung beispielsweise erläutert.
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Das Servo-Bremsgerät I wird betätigt durch den Bremsfußhebel 26, der
über das Gestänge 27 an dem Hebel 2 angreift, der gelenkig mit der Kolbenstange
3 und mit der Zugstange 22 verbunden ist. Die Kolbenstange 3 trägt den Kraftkolben
4; sie ist an ihrem anderen Ende 28 an den Öldruckhauptzylinderkolben angeschlossen.
Der Öldruckhauptzylinderkolben kann demnach mechanisch durch die Fußkraft des Fahrers
verstellt werden. Eine größere Kraft zur Verstärkung der Muskelkraft des Fahrers
kann mittels des Kraftkolbens 4 ausgeübt werden, indem der in der Steuerkammer 5
herrschende Luftdruck gesenkt wird gegenüber dem in der Kolbenkammer 6 wirksamen
Luftdruck.
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Zur Steuerung des Luftdrucks in der Kolbenkammer 5 dient das im unteren
Teil des gezeichneten Servo-Bremsgerätes befindliche Bremsventil, das sich aus folgenden
Teilen zusammensetzt: der Zugstange 22 mit der axialen Bohrung I2, den radialen
Bohrungen 29 und dem als Einlaßventilsitz wirkenden Flansch 30, ferner der Ventilplatte
I4, die zusammen mit dem Flansch 3o das Einlaßventil und mit dem ins Freie führenden
Stutzen 3I das Auslaßventil für die Kammer 8 bildet, und schließlich den Steuerkolben
2I, der auf der Zugstange 22 um ein bestimmtes Maß axial verschiebbar ist, im übrigen
an der Stufe 23 der Zugstange 22 einen Anschlag findet. Zwischen dem Steuerkolben
2I und der Zugstange 22 liegt eine Feder 20. Die Kammer 8 ist an die Anhängerbremsleitung
Io angeschlossen. Der Vorratsluftbehälter 32 ist bei 9 an die Kammer 7 angeschlossen,
die über den Kanal II mit der Kammer 6 des Kraftkolbens 4 in Verbindung steht. Der
Kraftkolben 4 ist mit einer als Rückschlagventil wirkenden Manschette I9 versehen
und enthält Bohrungen 25, so daß in der Richtung von rechts nach links ein Druckausgleich
zwischen den Kammern 5 und 6 stattfinden kann.
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Zwischen der den Anhängerbremsleitungsdruck aufweisenden Kammer 8
und der Steuerkammer 5 befindet sich der Luftübertrittskanal I5 und das mit einem
Rückschlagventil I6, I8 kombinierte Rückhalteventil I7, 24. Das Rückschlagventil
I6, I8 wird durch die Bohrungen und eine Gummiplatte gebildet; es ermöglicht den
Luftübertritt von der Kammer 8 zur Steuerkammer 5.
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Das Rückhalteventil 17, 24 wird durch den Ventilteller gebildet, der
seinen Sitz an einem Ansatz 33 des Ventilgehäuses findet. Die Feder, die das Rückhalteventil
17, 2¢ für gewöhnlich auf seinem Sitz hält, ist mittels der Schraube 34 einstellbar.
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Bei gelöster Bremse nehmen die Teile die in der Zeichnung dargestellte
Lage ein. Vorratsbehälterluft gelangt aus dem Behälter 32 über den Anschluß 9 in
die Kammer 7, von hier über die Bohrungen 29 und 12 und über das geöffnete Einlaßventil
1q., 30 zur Kammer 8 und damit zur Anhängerbremsleitung io. Beide Seiten
des
Steuerkolbens 2I werden demnach bei gelöster Bremse von dem
gleichen Luftdruck beaufschlagt, ohne Rücksicht auf die zahlenmäßige Höhe des Vorratsbehälterdruckes.
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Vorratsbehälterluft gelangt außerdem aus der Kammer 7 über die Verbindung
II zur Kolbenkammer 6 des Kraftkolbens 4.
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Bei gelöster Bremse erhält auch die Steuerkammer 5 des Kraftkolbens
4 den Vorratsbehälterdruck, und zwar auf dem Wege über die Kammer 8, die Verbindung
I5 und das Rückschlagventil I6, I8.
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Sämtliche Kammern 7, 8, 5 und 6 haben demnach den Druck des Vorratsbehälters.
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Bei einer Bremsung wird der Fußbremshebel 26 herabgedrückt. Der Widerstand,
den die Bremsbacken der Motorwagenbremse anfänglich bieten, bis die Bremsbacken
sich an die Bremstrommel angelegt haben, ist nur gering. Infolge dieses Umstandes
und weiterhin infolge der Vorspannung der Feder 2o und des Hebelverhältnisses a-b
zu a-c schwenkt der Hebel 2 um den Drehpunkt c, wobei die Kolbenstange 3 nach rechts
verschoben und damit die Bremsbacken der Öldruckbremse angelegt werden. Eine Bremswirkung
ist hiermit praktisch noch nicht verbunden. Eine etwaige Druckerhöhung in der Steuerkammer
5 zufolge der Rechtsbewegung des Kraftkolbens 4 gleicht sich aus über das Rückschlagventil
I9, 25.
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Durch den Druck auf den Fußbremshebel 26 wird der Punkt b zum Drehpunkt
des Hebels 2. Die Zugstange 22 geht hierbei nach links, so daß das Auslaßventil
I4, 31 im Öffnungssinne beeinflußt wird. Der Steuerkolben 2I ist als Schleppkolben
ausgebildet, damit bei der Betätigung der Bremsvorrichtung die Leergangsreibung
der großen Manschette des Steuerkolbens 2I nicht von der Fußkraft des Fahrers überholt
werden muß, sondern lediglich die Kolbenstange 22 durch die kleine Manschette im
Steuerkolben 2I, die eine wesentlich geringere Reibung aufweist, gezogen zu werden
braucht. Durch die Lage der Feder 2o zwischen dem Steuerkolben 2I und der Steuerstange
22 wird von Anfang an jede aus einem Druckunterschied herrührende, am Kolben 2I
entwickelte Kraft über die Feder 2o auf die Kolbenstange 22 übertragen.
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Der Steuerkolben 2I verschiebt sich nun so weit nach rechts, daß er
gegen die Stufe 23 der Kolbenstange 22 anschlägt und das Auslaßventil I4, 3I schließt.
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Während der Druckabsenkung in der Kammer 8 hat sich der Druck in der
Steuerkammer 5 des Kraftkolbens 4 nicht verändert, weil dem Druck in der Kammer
5 das Gleichgewicht gehalten wird durch den auf die rechte Seite des Rückhalteventils
I7 wirkenden Luftdruck zuzüglich der Spannung der Feder 24. Man erkennt hieraus,
daß das Rückhalteventil die gewünschte Voreilung der Anhängerbremse bewirkt. Das
Maß dieser Voreilung ist einstellbar durch die Schraube 34, durch die die Spannung
der Feder 24 eingestellt werden kann.
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In besonderen Fällen, z. B. wenn das Fahrzeug ohne Anhänger gefahren
wird, kann man die Feder 24 voll entspannen. In diesem Falle steht die ganze Fläche
des Kraftkolbens 4 zur Erzeugung der gewünschten Kraft auf den Öldruckkolben zur
Verfügung. Damit ergibt sich ein verringerter Luftbedarf im Vergleich zu Servo-Bremsgeräten
der beschriebenen Art, bei denen der Kraftkolben als Stufenkolben ausgebildet ist.
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Erst wenn durch weiteren Druck auf den Bremsfußhebel 26 der Luftauslaß
aus der mit der Anhängerbremsleitung verbundenen Kammer 8 fortgesetzt wird, öffnet
sich das Rückhalteventil I7, so daß in der Steuerkammer 5 ein Druckabfall eintritt,
der unter dem Übergewicht des Luftdruckes in der Kammer 6 die Verstärkung der Öldruckbremsung
zur Folge hat.
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Beim Lösen der Bremse spielen sich die Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge
ab. Die Zugstange 22 geht nach rechts; das Einlaßventil I4, 30 öffnet sich; die
Anhängerbremsleitung wird wieder mit Druckluft gefüllt, ebenso über das Rückschlagventil
I6, I8 die Steuerkammer 5 ; der Kraftkolben 4 geht nach links, so daß der pneumatische
Druck auf die Öldruckbremse aufhört.
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Das neue Servo-Bremsgerät ergibt auch einen der jeweilig ausgeübten
Bremskraft entsprechenden Reaktionsdruck auf den Bremsfußhebel 26, da der
Druck der Anhängerbremsleitung eine proportionale Druckdifferenz am Steuerkolben
2I ergibt und die hierdurch erzeugte Kolbenkraft sich über die Zugstange 22 und
den Hebel 2 auf den Bremsfußhebel 26 überträgt.
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Die Patentansprüche 2 bis 4 genießen Schutz lediglich in Verbindung
mit dem übergeordneten Hauptanspruch.