DE1950443B2 - Druckluftbetätigte Bremseinrichtung für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine druckluftbetätigte Bremseinrichtung für Fahrzeuge, mit einem Betriebsbremsteil und einem Hilfsbremsteil, wobei der Betriebsbremsteil eine Druckkammer und einen auf ein Bremsbetätigungsglied einwirkenden Betriebskolben. aufweist, der über einen in die Druckkammer führenden Anschluß mit Druckluft beaufschlagbar ist, und wobei der Hilfsbremsteil aus zwei durch einen ebenfalls auf das Bremsbetätigungsglied einwirkenden Hilfskolben voneinander getrennten Kammern besteht, von denen die erste Kammer normalerweise über einen zu einer Druckluftquelle führenden Anschluß mit Druckluft beaufschlagt ist und die zweite Kammer mit der ersten Kammer über eine öffnung in Verbindung steht, in der ein Rückschlagventil angeordnet ist.

Bei einer bekannten derartigen Bremseinrichtung (US-PS 3 302 530) ist das Rückschlagventil in der Öffnung, die die beiden Kammern des Hilfsbremsteils verbindet, derart angeordnet und ausgebildet, daß bei normalen DnickverhSlinissen die öffnung zur zweiten Kammer hin gesperrt ist. jedoch bei einem Druckluftabfall oder Ausfall der Druckluftzufuhr diese Sperrung aufgehoben wird, so daß die beiden Kammern in Verbindung miteinander kommen. In letzterem Fall findet dann ein Druckausgleich zwischen den beiden Kammern statt, der ermöglicht, daß die auf den Hilfskolben einwirkende Druckfeder in Funktion treten und den Hilfskolben in Bremsbeiätigungsrichtung bewegen kann. Die in die zweite Kammer des Hilfsbremsteils einströmende Druckluft kann über ein Entlüftungsventil in die Atmosphäre entweichen. Die Betätigung des Hilfskolben in Bremsbetätigungsrichtung erfolgt also in obigen Fällen praktisch ausschließlich durch die den Hilfskolben beaufschlagte Druckfeder, die entsprechend stark ijimensioniert sein muß und demzufolge viel Platz beansprucht. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Bremseinrichtung besteht darin, daß die den Hilfskolben beaufschlagende Druckfeder erst dann wirksam werden kann, wenn nach Öffnung des Rück schlagventib der Druckausgleich zwischen den beiden Kammern des Hilfsbremsteils stattgefunden hat, wodurch wertvolle Zeit verlorengeht, wenn man die Situation bei einer Notbremsung betrachtet.

Bei Hydraulikmotoren ist es ferner bekannt (US-PS 3 316817), zur Abführung der sich an einer Seite des Hydraulikkolbens ansammelnden störenden Luft durch den Kolben eine Öffnung zu führen, in der ein Rückschlagventil angeordnet ist. Man erreicht durch diese Entfernung der Luft aus dem Bereich des Kolbens, daß unzulässige Verkeilungen des Kolbens nach Abschaltung der Hydf aülikflüssigkeit vermieden werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine druckluftbetätigte Bremseinrichtung der eingangs be zeichneten Art derart weiterzubilden, daß bei einem Druckluftabfall bzw. Ausfall der Druckluftquelle die den Hilfskolben beaufschlagende Druckfeder durch Druckluft zusätzlich unterstützt wird und bei der ferner die Ansprechzeit des Hi'fsbrer'steiis gegenüber bekannten Einrichtungen verringert ist. Die die Druckfeder im Hilfsbremsteil unterstützende Druckluft soll da bei aus dem System der Bremseinrichtung entnommen werden, so daß keine zusätzliche Druckluftquelle benötigt wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer druckluftbetätigten Bremseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Rückschlagventil bei einem vorbestimmten Wert des Druckes in der ersten Kammer in Richtung zur zweiten Kammer hin öffnet, damit bei Abfall des Druckes in der ersten Kammer der Hilfskolben infolge des in der zweiten Kammer herrschenden Druckes in Bremsbetätigungsrichtung bewegt wird. Der bei Abfall des Druckes in der ersten Kammer entstehende Druckunterschied zwischen den beiden Kammern des Hilfsbremsteils bewirkt also die Schließung des Rückschlagventils, so daß der Luftdruck in der zweiten Kammer die den Hilfskolben beaufschlagende Druckfeder in Bremsbetätigungsrichtung unterstützen kann. Dieser in der zweiten Kammer herrschende Druck unterstützt also in vorteilhafter Weise bei Abfall des Druckes in der ersten Kammer die den Hilfskolben beaufschlagende Druckfeder, so daß letztere schwächer dimensioniert werden kann und weniger Platz benötigt. Der Hilfsbremsteil spricht bei Druckabfall in der ersten Kammer schlagartig an. da im Gegensatz zu der eingangs erläuterten bekannten Bremseinrichtung kein Druckausgleich zwischen den beiden Kammern des Hilfsbremsteils abgewartet

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werdon muß. Außerdem ist keine zusätzliche Druckluftquelle erforderlich, um den Luftdruck in der «weiten Kammer aufzubauen.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist eine zweite öffnung vorgesehen, die die bei· den Kammern des Hilfsbremsteils miteinander verbindet, während ein Rückschlagventil in der zweiten öffnung vorhanden ist, das eine Druckluftströmung aus der ersten Kammer in die zweite Kammer verhindert, jedoch eine Druckluftströmung von der zweiten Kam- w mer in die erste Kammer mit einer niedrigen Geschwindigkeit zuläßt, wenn der Druck in der zweiten Kammer denjenigen in der ersten Kammer um einen vorbestimmten Wert überschreitet.

Vorteilhaft erstrecken sich wenigstens die eine, vorzugsweise jedoch beide öffnungen, die die beiden Kammern des Hilfsbremsteils miteinander verbinden, durch den Hilfskolben hindurch. Dies ist eine Platz sparende und baulich einfache Lösung.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden ao anschließend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F 1 g. ! einen Längsschnitt durch eine druckluftbetätigte Bremseinrichtung mit einem BetrieSsbremsteil und einem Hil.fsbremsteil, _aj

f-.g. 2 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführur.gsform einer Bremseinrichtung mit einem Be-Iriebsbremsteil und einem Hilfsbremsteil,

F i g. 3 einen Schnitt durch ein Teil der in F i g. 2 gezeigten Bremseinrichtung. 3„

Ks wird nun auf F i g. 1 Bezug genommen. Mit 10 ist da-> Gehäuse für den Hilfsbremsteil bezeichnet. In der dargestellten Zeichnung ist mit »unten« der Bereich gegen die Fahrzeugachse und mit »oben« der Bereich außerhalb der Bremseinrichtung oder weg von der Fahrzeugachse oder Bremstrommel (nicht gezeigt) gemeint. Die Stirnwand U des Gehäuses für den Hilfsbremsteil ist vorzugsweise in der Mitte bei 12 etwas eingeprägt und weist eine Mittelöffnung 13 auf, die zur Aufnahme eines mit Innengewinde versehenen Anschlußstückes 14 client. Das Anschlußstück 14 enthält lösbar einen Ventilkörper 15. der in seiner Mitte ein Entlüftungsventil 16 trägt, das noch beschrieben wird. Der untere R^nd IO.1 des Gehäuses IO ist mittels Schrauben 17 am Umfangsabschnitt 18 einer Zwischenwand 19 befestigt. Die letztere bildet einerseits die Begrenzung des Hilfsbremsteils und andererseits die Begrenzung des Betriebsbremsteils. Der Umfangsabschnitt 18der Zwischenwand 19 weist eine in Umfangsrichtung verlaufende Dichtung 20 auf, die an der Innenseile des Gehä ises 10 anliegt. Eine Anschlußöffnung 21 läßt Druckluft nach innen durch einen Kanal 22 treten. so daß sie eine erste Kammer 23 des Hilfsbremsteils erreicht.

Ein Hilfskolben 24 w^ist einen Umfangsabschnitt 25 auf, der einen Druckdichtungsring 27 und einen äußeren Filzring 26 trägt. Der Hilfskolben 24 besitzt ferner eine zentrale Nabe 28 mit einer durchgehenden Mittelöffnung 2?, in der eir Stange 30 festgemacht ist. Die Stange 30 kann eine nit einem Innengewinde versehe- ββ ne Bohrung 31 an ihrem oberen Ende aufweisen, um von der Stirnwand 11 her eine mit einem Außengewinde versehene Stange aufzunehmen, die eine mechanische Freigabefunktion erfüllt. Dies ist bekannt und wird nicht weiter beschrieben, (ine Feder 32 liegt mit ihrem 8j einen Ende an der Innenseite der Stirnband 11 und m\{ ihrem anderen Ende an dem Hilfskollxr 24 an. In der /wischenwand 19 ist eine zentrale Öf'nunp 33 vorgesehen, durch die die Stange 30 zur Ausführung einer Hin- und Herbewegung abgedichtet hindurchtreten kann. Eine Dichtung 34 und eine Führungsbuchse 33, die durch einen Ring 36 in Einbaulage gehalten werden, dichten die Stange 30 in der Öffnung 33 ab. Eine Auflage&cheibe 37 ist am unteren Ende der Stange 30 mittels einer Schraube 38 befestigt.

Es wird nun auf den Betriebsbremsteil Bezug genommen. Das untere Ende 18a des Umfangsabschnitts 18 der Zwischenwand t9 liegt an der ebenen Umfangsfläche einer nachgiebigen Membrane 39 an. Die letztere liegt mit ihrer unteren Umfangsfläche an einem Gehäuseteil 40 des Betriebsbremsteils an, und die Membrane, das Ende 18a und der Auflageflansch des Gehäuseteiis 40 werden durch ein Klemmband 41 zusammengehalten, das seinerseits entfernbar ist.

Ein Betriebskolben 42 ist am oberen Ende eines Bremsbetätigungsgliedes 43 befestigt und liegt an der unteren Seite der Membrane 39 an. Eine Membranrückführfeder 44 liegt mit ihrem oberen Ende an einem Federhalter 45 und mit ihrem unteren Ende an der Stirnwand 40a des Gehäusetnls 40 an. Schrauben 46 und Bc'lagescheiben 46a dien'..·; dazu, die Bremseinrichtung an entsprechenden Stellen am Fahrzeug zu befestigen.

Eine nicht gezeigte Anschlußöffnung, die dem Kanal 22 entspricht, ist in dem Zwischenwand-Umfangsabschnitt 18 vorgesehen, wodurch man Druckluft von irgendeiner Druckluftquelle in eine Druckkammer 47 einführen kann. Die letztere liegt zwischen der oberen Seite der Membrane 39 und dev unteren Seite der Zwischenwand 19. Eine Öffnung 48 ibt in der Mitte der Stirnwand 40;) der Druckkammer 47 vorgesehen, so daß das Bremsbetätigungsglied 43 hindurchgeführt und mit den Bremselementen (nicht gezeigt) auf herkömmliche Weise in Antriebsverbindung gebracht werden kann.

Druckluft tritt in die erste Kammer 23 durch die Anschlußöffnung 21 und den Kanal 22 ein. Wenn ein genügend großer Luftdruck in der ersten Kammer 23 vorhanden ist. wird der Hilfskolben 24 gemäß F i g. 1 nach oben gedruckt. Dadurch wird die Feder 32 zusammengedrückt und die Auflagescheibe 37 auf der Stange 30 wird nach oben dicht neben die Zwischenwand 19 geführt.

Wenn die Feder 32 zusammengedrückt ist, arbeitel die Bremseinrichtung normal, d. h. unter dem Einfluü des Luftdrucks in der Druckkammer 47, der auf die biegsame Membrane 39 einwirkt. Wenn der Luftdruck in der Druckkammer 47 erhöht wird, wird die Membra ne 39 gemäß F i g. I nach unten gedrückt, wobei da; Bremsbetätigungsglied 43 und der Betriebskolben 4i hcwegt und die Bremse angezogen werden. Unter die sen Umständen verbleiben der Hilfskolben 24 und die Stange 30 in den in F i g. 1 gezeigten Lagen. Wenn dei Druck in der Druckkammer 47 verringert wird, beweg sich die Membrane 39 nach oben in die in F i g. 1 gc zeigte Stellung. Das Bremsbetätigungsglied 43 beweg sich zusammen mit der Membrane unter dem Drucl der Membranrückführfcder 44 ebenfalls nach oben. Da durch wird die Bremse gelöst.

Wenn die Druckluft aus der ersten Kammer 23 abge lassen wird, drückt die Feder 32 den Hilfskolben 24, di< Stange 30 urd die Auflagescheibe 37 gemäß Fig. nach unten, wodurch die Bremse angezogen wird. Di Bremse kann nur durch erneuten Aufbau des Luftdruk kes in der ersten Kammer 23 oder durch Anwendun einer mechanischen Frcigabcvorrichlung gelöst wet

den, wie bekannt ist.

Bei der vorliegenden Konstruktion des llilfsbremstcüs ist die zweite Kammer 49 abgedichtet, d. h.. es ist keine Entlüftung vorhanden, wenn man die Mittelöffnung 13 ausnimmt, welche das Anschlußstück 14 mit dem eingebauten Ventilkörper 15 aufnimmt. Im Vcntilkörpcr 15 ist ein Durchlaß 15;) vorgesehen, der an seinem oberen Ende erweitert ist und das Entlüftungsventil 18 lösbar aufnimmt, das im oberen Teil des Durchlasses 15a durch einen Ring 16a gesichert ist. Das Entlüftungsventil 16 öffnet, um den Durchlaß 15a von der Innenseite der zweiten Kammer 49 her bei etwa 2,45 kp/cm² zu entlüften.

Eine öffnung 50, die an ihrem oberen Ende 51 mit einem Innengewinde versehen ist, ist im Hilfskolben 24 radial außerhalb der Nabe 28 angeordnet. In der öffnung 50 ist ein Rückschlagventil 52 lösbar eingeschraubt (das die Luftströmung aus der zsvciten Kammer 49 in die erste Kammer 23 regelt). Das Rückschlagventil 52 weist einen zylindrischen, mit einem Außengewinde versehenen Körper mit einem Kanal auf, der sich zentral vom oberen Ende des Körpers in diesen !lineinerstreckt. Der Kanal ist an seinem unteren Ende mit nach außen verlaufenden radialen öffnungen versehen, die durch einen O-Ring abgedichtet sind, der sich am unteren Ende des Körpers mit dem geringen Durchmesser befindet.

Eine weitere öffnung 53, die an ihrem oberen Ende gemäß F i g. 1 ebenfalls erweitert ist, weist ein Rückschlagventil 54 auf, das in dem erweiterten Teil der öffnung 53 durch einen Sicherungsring 55 gehalten ist. Das Rückschlagventil 54 öffnet sich bei einem Druck von 5,95 kp/cm², um eine Verbindung zwischen der ersten Kammer 23 und der zweiten Kammer 49 herzustellen.

Wenn ein ausreichender Luftdruck über die Anschlußöffnung 21 und den Kanal 22 in der ersten Kammer 23 aufgebaut wurde, um die Fahrzeugbr,emsen zu lösen, bewegt sich der Hilfskolben 24 in die in F i g. 1 gezeigte Lage, wobei er die Feder 32 zusammendrückt.

Nachdem der Luftdruck in der ersten Kammer 23 auf 5,95 kp/cm² angestiegen ist (oder auf irgendeinen anderen wahlweisen erwünschten oder durch das Rückschlagventil 54 vorbestimmten Druck), öffnet das Rückschlagventil 54. Dies ermöglicht, daß Druckluft über 5,95 kp/cm² (oder irgendeinem anderen eingestellten Druck) in die zweite Kammer 49 eintreten kann.

Wenn der Luftdruck in der zweiten Kammer 49 über 2,45 kp/cm² (oder irgendeinem anderen erwünschten und eingestellten Grenzwert für den jeweiligen Anwendungsfall) liegt, öffnet sich das Entlüftungsventil 16 und läßt jeglichen überschüssigen Druck nach außen entweichen. Dadurch wird ein geregelter Druck in der zweiten Kammer 49 aufrechterhalten. Dieser Druck muß in bezug auf den zur Verfügung stehenden Druck und die Leistung des Fahrzeugs abgestimmt sein.

Wenn eine Notbremsung erfolgen soll, d. h., wenn der Luftdruck in der ersten Kammer 23 plötzlich abfällt, wird in bezug auf den Hilfskolben 24 eine unausgeglichene Drucksituation erzeugt. Überschüssiger Luftdruck in der zweiten Kammer 49 erzeugt eine Kraft, die die Feder 32 bei der Ausführung einer schnellen Notbremsung unterstützt.

Das Rückschlagventil 52 öffnet von der zweiten Kammer 49 aus nach unten zur ersten Kammer 23 hin. Infolge der Konstruktion des Rückschlagventils 52 nimmt es ungefähr 20 bis 30 Sekunden in Anspruch, bis die Druckluft in der zweiten Kammer erschöpft ist.

Dies reicht aus. wenn man die Kraft der Feder 32 hin· /uaddicrl. um ein Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit abzubremsen, und es führt zu einer Bremskraft, die zunächst groß ist und dann allmählich abfällt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt.

Nachdem die Druckluft aus der zweiten Kammer 49 entwichen ist. ist der Arbeitszyklus für eine Wiederholung bereit. Es ist nicht notwendig, daß die Druckluft erschöpft ist. um den Zyklus zu wiederholen, es ist dann jedoch ein höherer Luftdruck in der ersten Kammer 23 erforderlich, bevor die Bremse gelöst werden kann. Das Rückschlagventil 52 steuert die Rückströmung.

F i g. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Bremseinrichtung, bei der das Hilfsbremsteil abgeän-

¹S dert ist. Ein längliches zylindrisches Gehäuse 60 weist ein unteres Ende 61 auf. Das untere Ende 61 weist einen nach oben abgesetzten zentralen Teil 62 auf, der eine Mittelöffnung 63 enthält. Das obere Ende des Gehäuses 60 ist bei 64 leicht nach außen abgebogen und

*° mit einem Flansch 65 versehen. Eine Entlüftungsöffnung 66 ist in diesem Bereich des Gehäuses vorgesehen.

Die Druckkammer 72 des Betriebsbremsteils der Bremseinrichtung der F i g. 2 enthält eine entfernbare

»5 Stirnwand 67, deren Flansch 68 in Anlage mit einer Membrane 69 steht und von einem Klemmband 70 erfaßt wird. Ein Anschluß 71 ermöglicht die Druckluftzufuhr in die Druckkammer 72.

Eine Zwischenwand 73 trennt die Druckkammer 72 von der zweiten Kammer 12t des Hilfsbremsteils. Die Zwischenwand 73 weist eine Mittelöffnung 74 auf, und ein O-Ring 75 ist in dieser öffnung angeordnet. Ein Bremsbetätigungsglied 76 weist an seinem einen Ende einen Betriebskolben 77 auf und erstreckt sich durch die Mittelöffnung 74, wobei der O-Ring 75 das Bremsbetätigungsglied 76 abdichtet. Eine Rückführfeder 78 liegt mit einem Ende an der Zwischenwand 73 und mit ihrem anderen Ende an einem Federhalter 79 an.
An der unteren Seite der Zwischenwand 73 ist ein die Mittelöffnung umfassender Feder-Halteflansch 80 vorgesehen. Ein äußerer Flansch 73a der Zwischenwand 73 ist in der Mitte des Gehäuses 60 durch in Abstand voneinander angeordnete Schrauben 81 festgemacht, und er weist an seiner äußeren Seite eine in Umfangsrichtung verlaufende Dichtung 82 in einer Umfangsnut 83 auf. Die Zwischenwand 73 ist ferner mit einer Gewindebohrung 84 versehen, um ein Gewindeanschlußstück 85 aufzunehmen, das auch Jurch eine Öffnung 86 im Gehäuse 60 hindurchtritt. Eine Feder 87 liegt mit ihrem einen Ende an der unteren Seite der Zwischenwand 73 und mit ihrem anderen Ende an der oberen Seite des Hilfskolbens 88 an. Der Hilfskolben 88 weist einen Umfangsabschnitt 89 mit einem Dichtungsring 90 und einem Schmierring 91 in Umfangsnuten 92 bzw. 93 auf. In der Mitte des Hilfskolbens 88 ist ein nach oben versetzter Teil 94 vorgesehen, der eine Öffnung 95 mit Innengewinde und eine öffnung 96 ohne Gewinde aufweist, wobei letztere mit einem unteren Öffnungsabschnitt 97 mit kleinerem Durchmesser verbunden ist. Der obere Mittelteil des Hilfskolbens 88 in Form eines Ringes 98 enthält eine Ringdichtung 99, die in einer Umfangsnut 100 sitzt. Ein Rohr 101 ist bei 102 am Hilfskolben 88 bzw. an seinem Mittelteil festgemacht. Eine flexible Verbindung 103 koppelt das

Bremsbetätigungsglied 76 mit seinem Fortsatz 104, der durch das Rohr 101 verläuft und einen mit Außengewinde versehenen Teil 105 besitzt, auf dem eine Mutter 106 aufgeschraubt ist.

Ein Anschluß 107 mit einer durchgehenden Öffnung 108 ist an dem Gehäuse 60 neben dessen unterem linde angebracht. Schrauben 109 und HO mit in Umfangsrichlung verlaufenden Dichtungen 111 bzw. 112 sind in Öffnungen 113 und 114 im Ende 61 des Gehäuses 60 eingesetzt. Kin Ring 115 ist in die Mittelöffnung 63 eingebaut, und er enthält eine Dichtung 116, die die Mittclöffnung 63 abdichtet, sowie eine Dichtung 117, die gegen die Außenfläche des Rohres 101 abdichtet.

Die Bremseinrichtung der F i g. 2 kann vorteilhaft gegenüber der Bremseinrichtung nach F i g. I gänzlich aus Stahl hergestellt werden, wohingegen die Zwischenwand 19 in F i g. 1 aus einem Formgußmaterial besteht. Die Bremseinrichtung der F i g. 2 hat ferner eine relativ kleinere Länge als diejenige nach Fig. 1. *5 was in gewissen Anwendungsfällen erforderlich ist, wo der Raum von Bedeutung ist. Jeglicher Mangel bei der Befestigung der Bremseinrichtung führt ferner zur Betätigung der Hilfsbremse. wodurch eine sichere Einrichtung geschaffen ist. Für den Fall, daß das Klemmband »° 41 reißt oder bricht, fällt die gesamte Bremseinrichtung vom Fahrzeug ab. was dazu führt, daß sowohl der Betriebs- als auch der Hilfsbremsteil verlorengehen. Schließlich ist bei der Bremseinrichtung der F i g. 2 die Membrane ohne Eingriff in den übrigen Teil der Ein- »5 richtung zugänglich.

Wenn ein ausreichender Luftdruck (vgl. F i g. 2) über den Anschluß 107 und die öfinung 108 in die erste Kammer 120 des Hilfsbreimteils eingeführt ist, bewegt sich der Hilfskolben K8 in die in F i g. 2 gezeigte Lag;, wobei er die Feder 87 zusammerdrückt.

Nachdem der Luftdruck in der ersten Kammer 120 auf 5.95 kp/cm² (oder irgendeinen anderen ausgewählten und durch ein in der öffnung % angeordnetes Rückschlagventil 96a bestimmten Druck) angestiegen ist. kann die den Wert von 5,95 kg/cm² (oder irgendeinen anderen eingestellten Druck) überschreitende Druckluft in die zweite Kammer 121 des Hilfsbremstcils eintreten.

Wenn der Luftdruck über 2.45 kp/cm² (ouer irgend- 4» einen anderen erwünschten und eingestellten Grenzwert) liegt, öffnet ein im GewindeanschluBstück 85 angeordnetes Entlüftungsventil 85«? und läßt jeglichen überschüssigen Druck ab. Dieses Entlüftungsventil 85a hält einen geregellen Druck in der zweiten Kammer 121 aufrecht. Der Druck muß in bezug auf den zur Verfügung stehenden Druck und der Leistung des Fahrzeugs abgestimmt sein.

Wenn eine Notbremsung erfolgen soll, d.h., wenn der Luftdruck plötzlich aus der ersten Kammer 120 5» entweicht, wird eine unausgeglichene Drucksituation in bezug auf den Hilfskolben 88 erzeugt. Der überschüssige Luftdruck in der zweiten Kammer 121 erzeugt eine Kraft, die die Feder 87 bei der Ausführung einer Notbremsung unterstützt.

Ein in der öffnung 95 angeordnetes Rückschlagventil 95a öffnet gemäß F i g. 2 nach unten in die erste Kammer 120 von der zweiten Kammer 121 aus. Auf Grund der Konstruktion des Rückschlagventils 95a nimmt es etwa 20 bis 30 Sek. in Anspruch, die Luft aus der zweiten Kammer 121 abzulassen. Dies reicht aus, wenn man die Kraft der Feder 87 hinzuaddiert, um ein Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit anzuhalten, und es ergibt eine Bremskraft, die zunächst groß ist und dann allmählich abfällt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit heran- «5 Urge.hu . , ..,

Nachdem die,Druckluft aus der zweiten Kammer 121 des Hilfsbremsleikabgelassen worden ist. ist der Arbeitszyklus für eine Wiederholung bereit. Es ist nicht notwendig, zur Wiederholung des Zyklus die Druckluft vollständig abzulassen, man benötigt dann jedoch einen höheren Luftdruck innerhalb der ersten Kammer 120, bevor die Bremse gelöst werden kann. Das Rückschlagventil 95;i steuert die Rückströmung.

In bezug auf den Hilfsbremsteil der Bremseinrichtung nach F i g. I und 2 gilt folgendes: Wenn der Luftdruck in den Kammern 23 oder 120 bei den vorgegebenen Beispielen niemals über 5,95 kp/cm² oder dem erwünschten, durch die Rückschlagventile 54 oder 96a bestimmten ausgewählten Druck steigt, tritt die Druckluft nicht in die zweite Kammer 49 oder 121 des Hilfsbremsteils ein. Jegliche Druckluft über einem Wert von 5,95 kp/cm², die in die zweite Kammer gelangt, jedoch dort unterhalb 2.45 kp/cm² liegt (Werte, die für die Beispiele aufgezeigt sind), wo die Entlüftungsventile 85a oder 16 öffnen, dient zur Erzeugung einer begrenzten Druckluftunterstützung.

Eine Veränderung des Anzugs der Bremse innerhalb der Arbeitszeitspanne der Rückschlagventile 52 und 95a (um eine Radblockierung zu vermeiden) arbeitet der Druckluftunterstützung des Hilfskolben entgegen.

Es ist durchaus möglich, die Bremseinrichtungen zu betreiben, wenn die Rückschlagventile 52 und 95a von diesen entfernt und die Öffnungen 50 und 95 geschlossen sind. In diesem Fall entfällt das Ablassen der Druckluft, das den Druckluftunterstützungseffekt aufhebt, der das erneute Zusammendrücken der Feder 32 oder 87 unterstützt. Wenn Druckluft durch die öffnung 108 oder den Kanal 22 in die ersten Kammern 120 bzw. 23 des Hilfsbremsteils eingeführt wird, und zwar bei fehlenden Rückschlagventilen 95a oder 52. findet dann das erneute Zusammendrücken der Federn gegen die Rest-Druckluft in den Kammern 121 oder 49 statt. Wenn die F.ntlüftungsventile 85a und 16 vorhanden sind, findet eine erneute Kompression niemals gegen einen höheren Druck als 2,45 kp/cm² statt, der in den Ausfuhrungsbeispielen angegeben ist

Es ist ferner möglich, die Bremseinrichtungen zu betreiben, wenn die Entlüftungsventile 85a und 16 von diesen entfernt sind. In einem solchen Fall ist es jedoch zweckdienlich, wenn die Rückschlagventile 95a und 52 vorhanden sind, um die Druckluft aus den zweiten Kammern abzulassen, bevor eine erneute Kompression stattfindet.

Es ist erwünscht, daß der kombinierte Federdruck und der unterstützende Luftdruck niemals den Sysiemdruck überschreiten.

Ein wichtiges Merkmal der Bremseinrichtungen nach F i g. 1 und 2 besteht darin, daß. wenn das Fahrzeug beladen ist und man wünscht, daß die maximal wirksame Bremsleistung abgegeben wird, die Druckluft im System, die die ersten Kammern 23 und 120 füllt, auf einem Druck gehalten werden kann, der für die vorgegebenen Ausführungsbeispiele eine Kraft von 54 kp ausübt. Dies bedeutet, daß die zweiten Kammern der Hilfsbremsteile bei den vorgegebenen Ausführungsbeispielen mit Druckluft zur Ausübung einer Kraft von über 15,75 kp gefüllt werden. Sobald das Fahrzeug entladen ist, kann die Bremseinrichtung durch einen Regler oder durch die Einschaltung eines Druckregulierventils gesteuert werden, um durch den Kanal 22 oder die öffnung 108 nicht mehr Druckluft einzuführen, als einer Kraft von 38,25 kp entspricht so daß die Luftunlerstützungsfunktion bei einem leicht beladenen oder entladenen Fahrzeug nicht wirksam wird. Dies verhindert eine Radblockierung auf Grund einer zu starken

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Bremsung. Es ist daher eine gewisse Belastungskontrolle der Bremseinrichtungen durch Regulierung der Druckluftzufuhr zu den Kammern 23 und 120 entsprechend einer Kraft von unter 33,7 bis 38,2 kp an den Rückschlagventilen 54 und 96a möglich. Man kann daher die Luftunterstützung einsetzen oder ausschalten. Der Fahrzeugführer wird instruiert, den Regler oder das Druckregulierventil zu betätigen, wenn das Fahrzeug entladen ist.

Die Rückschlagventile 96a und 54 öffnen bei einem Druck, der eine Kraft von 33,7 bis 38,2 kp ± QS kp ausübt. Die Drücke in den zweiten Kammern 121 und 49 werden auf die Ausübung einer Kraft von 13,5 bis 18 kp bei einer Toleranz von ± 0,9 kp eingestellt. Die Entlüftungsventile 85a und 16 haben einen öffnungsdruck entsprechend einer Kraft von 18 kp + 2.25 kp - 0, das sind 18 bis 20,25 kp, bevor sie öffnen. Es ist eine Überlappung von 0,9 kp zwischen dem Schließen des Rückschlagventils 54 und dem öffnen des Entlüftungsventils 16 vorhanden. Das Entlüf- ao tungsventil 16 arbeitet vom öffnungsdruck an nach unten auf 20% und schließt, wenn die vom Druck in der Kammer 49 ausgeübte Kraft um 20% auf 13.9^ bis 14,4 kp abfällt.

Die Rückschlagventile 95a und 52 stellen Ventile dar, as die die Rückströmung steuern. Sie dichten blasendicht bei + 0,9 kp ab und öffnen bei 0,45 bis 2,25 kp ± 0,9 kp. Die Arbeitszeit für die Rückschlagventile beträgt 24 Sek. ± 5Sek, um ein Volumen von 1230 cm³ aus den Kammern 121 und 49, das auf 2,1 kp/cm² verdichtet ist, abzulassen.

Aus F i g. 3 geht hervor, daß das Rückschlagventil 95a ein Gewinde 956 am Körperteil 95c aufweist, der eine Öffnung 122 mit relativ großem Durchmesser enthält, die in ein Sackloch 123 mit kleinerem Durchmes- ser endet Eine Vielzahl von Öffnungen 124 (vier im Ausführungsbeispiel) verläuft nach außen in eine Nut 125 des Rückschlagventils. Ein Dichtungsring 126 liegt über den Öffnungen in der Nut 125. Die Öffnungen 124 sind so bemessen, daß sie den oben beschriebenen Drosseleffekt bewirken.

Es wird nun auf F i g. 2 Bezug genommen, aus der zu ersehen ist, daß auch dann, wenn die Feder 87 aus der Kammer 121 entfernt ist der Hilfskolben 88 gemäß F i g. 2 nach oben bewegt werden kann, und zwar durch Druckluftzuführung durch die Öffnung 108, die auch durch die Rückführfeder 78 unterstützt wird. Ein Überschuß an Druckluft über den Wert, der zur Betätigung des Rückschlagventils 96a erforderlich ist, bewirkt, daß die Kammer 121 mit Druckluft in einem Ausmaß gefüllt wird, wie der Druck in der Kammer 120 den Wert überschreitet, der zur Betätigung des Rückschlagventils 96a benötigt wird. Sollte der Druck in der Kammer 120 abfallen, wird der Hilfskolben 88 unter dem Einfluß der Druckluft in der Kammer 121 gemäß F i g. 2 nach unten bewegt, um eine begrenzte, durch die Druckluft bewirkte Notbremsung auszuüben.

Da die Leistung des Hilfskolbens, wenn die Feder entfernt ist, völlig darauf beschränkt ist, welcher Druckluftwert in die Kammer 121 unter Überwindung des Widerstandes des Rückschlagventils 96a eingebracht werden kann, braucht man das Entlüftungsventil 85a nicht Wenngleich ferner das Rückschlagventil 9Sa zwar nützlich beim Ablassen jeglichen Restdruckes aus der Kammer 121 ist hat es jedoch keine große Bedeutung bei der erneuten Luftverdichtimg durch den Hilfskolben 88 zurück gegen die Zwischenwand 73, und das Rückschlagventil 95a kann daher weggelassen werden.

Die Öffnungen, die diese Ventile 85.1 und 95a aufnehmen, sind abzudichten. Kurz gesagt, die Anordnung eines Hilfskolbens 88 in der Bremseinrichtung der F i g. 2 bewirkt auch dann einen Luftuntcrstützungseffekt, wenn die Ventile 95<i und 85;; entfernt, ihre Öffnungen verschlossen sind und die Feder 87 entfernt ist.

Obige Bemerkungen gelten auch für Fig. I, indem aus der Kammer 49 die Feder 32 entfernt werden kann. Der Hilfskolben 24 wird dann allein durch die Druckluft betätigt, die durch das Rückschlagventil 54 auf Grund der ursprünglichen Druckbeaufschlagung der Kammer 23 durch den Kanal 22 eintritt. Die federlose Kammer 49 wird mit überschüssiger Druckluft durch das Rückschlagventil 54 gefüllt, nachdem der Hilfskolben 24 zurück in die in Fig. I gezeigte Stellung gebracht worden ist, wobei der Überschuß derjenige des Systems über den eingestellten Druck des Rückschlagventils 54 ist. Wenn der Druck in der Kammer 23 heruntergeht, bewegt sich der Hilfskolben 24 gemäß F i g. 1 nach unten und zieht die Fahrzeugbremse an. In F i g. 1 werden in ähnlicher Weise die Ventile 52 und 16 vorzugsweise entfernt.

Im Zusammenhang mit den Werten, die vorstehend für die verwendeten Federn und Drücke in den Kammern 49 oder 121 angegeben wurden, ist erkennbar, daß die Feder einen Hauptteil der Kraft aufbringt und der Druckunterstützungsteil relativ kleiner ist. Ohne diese Feder ist es jedoch möglich, das Rückschlagventil 54 oder 96a so einzustellen, daß die Luftverdichtung in der Kammer 49 oder 121 bis zu einem Wert erfolgt. Her gleich dem Speisedruck abzüglich der normalen R ei bung und abzüglich des normalen Öffnungs- und Schließdruckbereichs der Rückschlagventile und jeglichen Restdrucks in der Kammer 49 oder 121 ist. Die Werte der Federn 32 und 87 können nach Wunsch verändert werden, und zwar von den relativ hohen Werten der vorstehenden Beispiele der F i g. 1 und 2 auf einen sehr niedrigen Wert, was in der Hauptsache von der Druckluftunterstützung abhängig ist.

Für alle erläuterten Ausführungsformen versteht es sich, daß Membranen an Stelle der Hilfskolben 88 und 24 verwendet werden könnten. Platten müßten von den Membranen getragen werden, damit man die Rückschlagventile, z. B. 96a, 95a, 54 und 52, einbauen könnte, und die Membranen müßte man in der Mitte, z. B. bei 102 (vgl. F i g. 2), an dem Bremsbetätigungsglied festmachen.

Im Zusammenhang mit den Rückschlagventilen 54 und 96a wird bemerkt daß die Feder 32 oder 87 zuzüglich des Wertes des Rückschlagventils 96a oder 54 zuzüglich 4,5 kp den Speisedruck zur Kammer 23 (120) ausgleicht. Die Einstellung der Entlüftungsventile 16 und 85a ist gleich dem Speisedruck minus der Rückschlagventileinstellung plus 2^5 kp. Die Rückschlagventile 95a und 52 haben eine veränderliche Arbeitszeitspanne, was vom Anwendungsfall abhängig ist Bei einem Stadtomnibus ist z.B. eine erheblich kürzere Bremszeit als für einen Lastkraftwagen erforderlich, da ersterer leichter, langsamer ist und Leute transportiert

Die federlosen Bremseinrichtungen eignen sich besonders für einen Lastkraftwagen mit Tandemachsen bei dem z. B. an der Frontachse keine Bremse benötigi wird und die Bremseinrichtung^ an den zwei Hinter achsen angreifen. An der einen Hinterachse könntt eine federlose Bremseinrichtung vorgesehen werder (keine Feder 32 und 87 in den zwei Bremseinrichtun gen), während an der anderen Achse eine Bremsein richtung mit Luftunterstützung und Feder gemäß der

F i g. I oder 2 angeordnet werden könnte. Auf diese Weise werden die Erfordernisse bezüglich der Haiiplbremsui'ig (Membranen 39 und 69), der verstärkten Zusatzbrcmsung (Hilfskolben 24 und 88 mit und ohne Federn) und des Parkens (Hilfskolben 24 ur.d 88 und Federn 32 und 87) erfüllt.

Eine Backenbremsanlage weist zwei schwimmende Bremsbacken auf, die erstens durch zwei Druckkam-

mcrn von ßciricbsbrcmstcilcn, zweitens durch zwei Kammern von Hilfsbrcmsteilen gemäß den F i g. I oder 2 oder drittens durch jeweils eine derselben betätig; werden können. Im zweiten Falle kann die eine eine federlose Kammer und die andei j eine Kamme!- mit Feder sein. Der letztere Full ergibt die l'arkfiinktion sowie die Haupt- und Zusaizbrcmsfunktion.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. I 950

   Patentansprüche:

   1. DrucWuftbetfttigte Bremseinrichtung for Fahrzeuge, mit einem Betriebsbremsteil und einem HiIFs- bremsteil, wobei der Betriebsbremsteil eine Druckkammer und einen auf ein Bremsbetätigungsglied einwirkenden Betriebskolben aufweist, der über einen in die Druckkammer führenden Anschluß mit Druckluft beaufschlagbar isu und wobei der Hilfs- ip bremsteil aus zwei durch einen ebenfalls auf das Bremsbetätigungsglied einwirkenden Hilfskolben voneinander getrennten Kammern besteht, von denen die erste Kammer normalerweise über einen zu einer Druckluftquelle führenden Anschluß mit Druckluft beaufschlagt ist und die zweite Kammer mit der ersten Kammer über eine öffnung in Verbindung steht, in der ein Rückschlagventil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (54; 96a) bei einem vorbestimmten ao Wert des Druckes in der ersten Kammer (23; 120) in Richtung zur zweiten Kammer (49; 121) hin öffnet, damit bei Abfall des Druckes in der ersten Kammer (23; 120) der Hilfskolben (24; 88) infolge des in der zweiten Kammer (49; 121) herrschenden Druckes in as Bremsbetätigungsrichtung bewegt wird.

   2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch eine zweite öffnung (50; 95), die die beiden Kammern (23 und 49; 120 und 121) des Hilfsbremsteils miteinander verbindet und durch ein Rückschlagventil (52; 95a) in der zweiten öffnung (50; 95), das eine Druckluftströmung aus der ersten Kammer (23; 120) in die zweiie Kammer (49; 121) verhindert, jedoch eine Druckk "tströmung von der zweiten Kammer (49; 121) in die erste Kammer (23;

   120) mit einer niedrigen Geschwindigkeit zuläßt, wenn der Druck in der zweiten Kammer denjenigen in der ersten Kammer um einen vorbestimmten Wert überschreitet.

   3. Bremseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die eine, vorzugsweise jedoch beide öffnungen (50 und 53; 95 und 96), die die beiden Kammern (23 und 49; 120 und

   121) des Hilfsbremsteils miteinander verbinden, sich durch den Hilfskolben (24; 88) hindurcherstrecken.