DE523564C - Steuervorrichtung fuer einen durch Unter- oder UEberdruck wirksamen Hilfsbremszylinder von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen durch Unter- und/oder Überdruck wirksamen Hilfsbremszylinder von Kraftfahrzeugen, bei der in einem Steuerventilgehäuse eine durch einen Bedienungshebel einstellbare und mit Öffnungen versehene Membran mittels der Steuerventile den Druck auf beide Seiten des Brcmskolbens steuert, und zwar derart, daß auf die Bedienungshebel eine Reaktionskraft im Verhältnis zu der Differenz der auf beiden Seiten der Membran herrschenden Drücke ausgeübt wird.

Das Neue bei der Steuervorrichtung gemaß Erfindung besteht darin, daß sowohl das den Unterdruck als auch das den Atmosphären- oder Überdruck überwachende Ventil durch die als Ventilteller wirkende Membran in der Weise gesteuert werden, daß durch die Bewegung des mit dem Bremskolben verbundenen Ventilgehäuses der einem bestimmten Bremshebeldruck entsprechende Bremsdruck gehalten wird, obwohl der Bremshebeldruck selbst nicht in voller Stärke aufrechterhalten zu werden braucht. '

Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß der Führer nicht mehr gezwungen ist, eine dem ö ITnungswiderstand entsprechende Kraft beim Angczogenhalten der Bremsen aufzuwenden.

Der Führer wird also erheblich entlastet, was insbesondere beim lange anhaltenden Bremsen, ζ. B. beim Herunterfahren eines langen Gefälles, wesentlich ist.

Zweckmäßig ist das Ventilgehäuse mit den Bremsen und die Ventileinstellstange unmittelbar mit dem Bedienungshebel verbunden, so daß die vom Bedienungshebel bei der Steuerung der Ventile und die vom Ventilgehäuse ausgeübten Kräfte in Richtung des wirksamen Kolbenhubes auf die Bremsen übertragen und vollständig ausgenutzt werden.

Die Zeichnungen stellen einige beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dar.

Abb. ι zeigt eine Ausführungsform mit Steuervorrichtung außerhalb des Hilfsbremszylinders.

Abb. 2 und 3 veranschaulichen die verschiedenen Stellungen der Steuervorrichtung.

Abb. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Steuervorrichtung nach Abb. 2 und 3 auf der Kolbenstange des Bremskolbens angeordnet ist.

Abb. 5 bis 10 zeigen weitere Ausführungsformen.

Bei der in Abb. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform ist der Kolben 3 des Bremszylinders ι mit den Bremsen Z? verbunden. Der vordere Teil des Zylinders 1 ist über die Ventilvorrichtung an die Saugleitung 61 des Motors 60 angeschlossen.

Da-; Ventilgehäuse besteht aus zwei auf ein-

andergeschraubteii Teilen 6 und 6«, zwischen welchen der Rand einer Membran 8 luftdicht festgeklemmt ist. Die Membran ist in der Mitte an einer Einstellstange 20 befestigt und diese in einer Bohrung des Gehäuseteiles ö axial verschiebbar. Neben der Membran 8 ist auf der Stange 20 eine Scheibe 10 mit Ringrand ι o« befestigt, welcher mit der Membran wie ein Ventilteller mit dem zugehörigen Ventilsitz zusammenwirkt. Im Gehäuseteil 6« ist ein ringförmiger Sitz 11 ausgebildet, gegen welchen sich in Ruhe- oder Bremslösestellung (Abb. 2) die Membran 8 legt. Der ringförmige Sitz ϊ ι teilt den Gehäuseteil 6^a in einen äußeren Ringraum 12 und einen inneren Raum 13; dieser ist mit einem Rohr 14, das ganz oder nur zum Teil aus biegsamem Werkstoff besteht, mit dem vorderen Ende des Bremszylinders 1 verbunden, während der Ringraum 12 durch ein Rohr 32, das ebenfalls ganz oder zum Teil aus biegsamem Werkstoff besteht, an die Motorsaugleitung 61 angeschlossen ist, und zwar mündet das Rohr 32 zwischen der Drosselklappe 63 und den Ventilen der Motorzylinder 60. In das Rohr 32 ist ein Rückschlagventil 64 eingebaut, das sich beim Durchströmen von Luft nur in Richtung des Pfeiles (Abb. 1) öffnet.

Eine Bohrung 15 dient zur Führung und als Anschlag für das Ende der Stange 20. Die Bewegung der Stange in Richtung des Pfeiles χ (Abb. 2) ist durch eine vor der Membran auf der Stange 20 befestigte Scheibe 9 begrenzt.

In eine Nabe 16 des Gehäuses 6^a ist eine an die BremseB angreifende Stange 74° eingeschraubt, während eine in die Stange 20 eingeschraubte Stange 82 zu dem Fußhebel 80 führt. Im Gehäuseteil 6 befindliche Löcher 18 verbinden den Raum 17 ständig mit der Außenluft. Innerhalb des Ringrandes 10= der Ventilscheibe 10 ist die Membran 8 mit Einlaßöffnungen 19 versehen.

Die Wirkungsweise ist folgende: Der ,beim Gang des Motors in der Saugleitung 61 entstehende Unterdruck saugt in der Ruhestellung nach Abb. 2 die in dem Rohr 32 und im Ringraum 12 des Gehäuseteiles 6^a enthaltene Luft ab. In dieser Stellung ist der Raum 12 von dem Raum 13 getrennt durch die auf dem Ringsitz 11 des Gehäuseteiles 6^a aufliegende Membran 8. Die am Fußhebel 80 angreifende Feder 81 hält die Stange 20 in ihrer äußersten Rechtsstellung (Abb. 2), so daß der Ringrand io^a der Ventilscheibe 10 die Membran 8 nicht berührt. Der Zylinder 1 ist also durch das Rohr 14, den Raum 13, die Öffnungen 19 (in der Membran) und die Öffnungen 18 (im Gehäuseteil 6) mit der Außenluft verbunden. In dieser Stellung (Abb. 2) sind die Drücke auf den mittleren Teil der Membran S gleich. Ebenso sind die Drücke zu beiden Seiten des Kolbens 3 im Zylinder 1 (Abb. 1) ausgeglichen.

Wird nun der Hebel 81 heruntergedrückt, so verschiebt sich die Stange 82 in Richtung des Pfeiles χ (Abb. 2). Während des ersten Teiles dieser Bewegung wird der Ringrand io^e der Ventilscheibe 10 gegen die Membran 8 gelegt und dadurch die Verbindung des vorderen 'Zylinderteiles mit der Außenluft unterbrochen. Da die Drücke zu beiden Seiten der Membran ausgeglichen sind, so wirkt dieser Bewegung nur der Widerstand der Feder 81 entgegen. Bei Weiterbewegung des Hebels 81 und der Stangen 82 und 20 hebt die Scheibe 10 die Membran 8 von dem ringförmigen Sitz 11 ab (auf diesem wird die Membran in Ruhestellung durch den Unterdruck im Ringraum 12 gehalten), wodurch der Zylinder 1 und der Raum 13 mit dem ringförmigen Raum 12 und dem Motorsaugrohr 61 in Verbindung treten (Abb. 3). Die in dem 'Zylinder 1 befindliche Luft wird sofort abgesaugt, und der Kolben wird unter Wirkung des äußeren Luftdruckes nach vorn (Abb. 1) geschoben. Die Differenz der zu beiden Seiten der Membran herrschenden Drücke — die Vorderseite der Membran ist immer der Außenluft durch die Öffnungen 18 ausgesetzt — nimmt in demselben Verhältnis zu wie die Differenz der Drücke zu beiden Seiten des Kolbens 3. Die auf die Membran 8 wirkende Druckdifferenz wird durch die Ventilstange 20 auf den Fußhebel 80 übertragen und vergrößert den anfänglichen Widerstand im Verhältnis zu der von dem Kolben ausgeübten Kraft, so daß der Führer imstande ist, durch den Widerstand, welchen er bei der Bewegung des Fußhebels überwindet, um die Membran von dem ringförmigen Satz 11 abgehoben zu halten, die Kraft zu bestimmen, welche der Kolben auf die Bremsen ausübt, d.h. wie stark die Bremsen angezogen werden.

Da das Ventilgehäuse durch die Stange 74° mit den Bremsen und mit dem Kolben 3 verbunden ist, bewegt sich das Ventilgehäuse zusammen mit dem Kolben in Richtung des Pfeilesχ (Abb. 2). Diese Bewegung dauert so lange an, wie auf den Hebel 81 genügend gedrückt wird, um die Membran 8 von dem Sitz 11 abgehoben zu halten, bis der Kolben die Bremsen 'mit seiner Höchstkraft anzieht. Wird der Hebel 81 nicht weiter heruntergedrückt, so ermöglicht eine kleine Weiterbewegung des Kolbens 3 und des Ventilgehäuses ein Aufsetzen des Sitzes 11 auf die Membran 8, ohne das Ventil ι ο zu öffnen. In dieser Stellung werden also die Bremsen angezogen gehalten, und gleichzeitig wird ein beträchtlicher Teil der Kraft, welche die auf

die Membran 8 wirkende Druckdifferenz ausübt, von der Stange 20 auf den Ventilsitz 11 und so auf das Ventilgehäuse übertragen. Der Führer ist daher nicht mehr gezwungen, die ganze Kraft zu überwinden. Hierin liegt ein bedeutender Vorteil, da der Führer erheblich entlastet wird, besonders dann, wenn die Bremsen lange, z. B. beim Herunterfahren eines langen Gefälles, angezogen zu halten ίο sind.

Beim Nachlassen des Druckes auf den Hebel 8o kann sich das Ventil io von der Membran 8 abheben. Die Luft strömt dann durch die Öffnung 19 in den Zylinder 1 und gleicht die Drucke zu beiden Seiten des Kolbens 3 augenblicklich aus, so daß die Bremsen durch die Federn 73 gelöst werden. Wenn der Kolben die Bremsen mit seiner Höchstkraft anzieht, kann der Hebel 80 noch weiter ao heruntergedrückt und die Scheibe 9 von innen an die Wand des Gehäuseteiles 6 gebracht werden, so daß von diesem Augenblick an die auf den Hebel ausgeübte Kraft unmittelbar auf die Bremsen durch das Ventilgehäuse und die Stange 74° zusätzlich zu der von dem Kolben ausgeübten Kraft übertragen werden kann. In derselben Weise können die Bremsen angezogen werden, wenn aus irgendeinem Grunde der Kolben 3 versagt oder im Motorsaugrohr kein Unterdruck vorhanden ist. Bei der Bewegung der Scheibe 9 an das Gehäuse 6 wird die Membran vom Ringsitz 11 abgehoben, so daß der Zylinder mit der Ansaugleitung verbunden ist und daher beim Anziehen der Bremsen mit dem Fußhebel 80 allein eine Kompression in dem Zylinder durch den sich mit dem Ventilgehäuse zwangsläufig verschiebenden Kolben 3 vermieden wird.

Die gesamte Kraft, die zum Überwinden des anfänglichen Widerstandes beim Öffnen der Ventile und des durch die Druckdifferenz auf die Membran 8 bedingten Widerstandes erforderlich ist, wird auf das Ventilgehäuse und somit auf die Bremsen übertragen. Es geht also nichts von dieser Kraft verloren.

Abb. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei

welcher das Ventilgehäuse mit dem Kolben verbunden, und zwar an der hohlen Kolbenstange angeordnet ist. In Abb. 4 sind die einzelnen Teile, die denjenigen der Abb. 1 bis 3 entsprechen, mit um 100 vermehrten Bezugszeichen versehen.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 5 bis 7 wirkt auf den Kolben in Ruhestellung nicht der äußere Luftdruck, sondern Unterdruck. Der Zylinder 201 ist an beiden Enden geschlossen. Die Ventilvorrichtung ist ähnlich wie bei der Ausführung nach Abb. 1 bis 3 ausgebildet, aber umgekehrt angeordnet, d. h. der Gehäuseteil 206" mittels eines Rohres 214 mit dem hinter dem Kolben gelegenen Teil des Zylinders und der Ringraum 212 durch ein Rohr 232 mit der Ansaugleitung des Motors verbunden. Der zwischen dem Kolben und der Vorderwand des Zylinders gelegene Raum ist immer an die Ansaugleitung angeschlossen, z. B. mittels einer Zweigleitung 232⁰. Die hohle Stange 220 ist durch eine in dem Gehäuseteil 2θ6^α befindliche, als Stopfbuchse 221 ausgebildete Öffnung geführt. An der Stange 220 ist die Membran 208 luftdicht befestigt. Die Ventilscheibe 210 ist hier topf artig mit Ringrand 2 io^a ausgebildet. Konzentrisch zu diesem ist am Gehäuseteil 206 ein ringförmiger Anschlag 2θ6^δ angeordnet, der die Rückbewegung der Membran begrenzt und die Abdichtung zwischen Membran 208 und Scheibe 210 erleichtert (Abb. 6). Die Räume im Gehäuseteil 206 zu beiden Seiten des Anschlages sind durch Löcher 2o6^c miteinander verbunden. Die Löcher 219 der Membran 208 verbinden den Gehäuseteil 206 zu beiden Seiten der Membran 208 ständig mit dem Unterdruckraum 212. Die hohle Kolbenstange 220 ist mit einer Einlaßöffnung 218 außerhalb des Ventilgehäuses und einer zweiten Öffnung 218° zwischen der Ventilscheibe und der Membran versehen, so daß der Raum zwischen der Scheibe 210 und der Membran 208 immer in Verbindung mit der Außenluft steht.

Durch den Unterdruck in der Ansaugleitung 261 wird die Luft aus dem vor dem Kolben gelegenen Teil des Zylinders durch die Zweigleitung 232^s und gleichzeitig aus dem Unterdruckraum 212 in dem Raum 206'' der Ventilvorrichtung abgesaugt. Da die Membran 208 von dem Sitz 211 abgehoben ist, wird die Luft auch aus dem Raum 213 und aus dem hinter dem Kolben gelegenen Teil des Zylinders durch die Leitung 214 abgesaugt, so daß auf beiden Seiten des Kolbens in dem Zylinder derselbe Unterdruck herrscht. Derselbe Unterdruck ist in dem zwischen Gehäuseteil 206 und Membran 208 liegenden Raum vorhanden. Auf die andere Seite der Membran wirkt der äußere Luftdruck und versucht, die Membran von dem Ringraum 2io^a der Ventilscheibe 210 abzuheben. Das wird aber durch den Anschlag 2θ6^δ verhindert.

Beim Herunterdrücken des Fußhebels 280 ist im wesentlichen nur der schwache Widerstand der Feder 281 zu überwinden.

Beim Herunterdrücken des Fußhebels 280 wird die Membran 208 gegen den Sitz 211 gelegt und dadurch die Verbindung zwischen dem Raum 212 und dem hinter dem Kolben gelegenen Raum des Zylinders unterbrachen. Bei Weiterbewegung des Fußhebels 280 wird die Ventilscheibe 210 von der Mem-

bran 208 abgehoben, so daß die Luft von außen in den Raum 213 und durch die Leitung 214 hinter den Kolben strömen- kann. In demselben Maße, wie hierdurch der Druck hinter dem Kolben wächst, nimmt auch der Druck in dem Raum 213 zu und vermindert die Differenz der Drücke zu beiden Seiten der Ventilscheibe 210, während die Differenz der auf die Membran wirkenden Drücke dieselbe bleibt und auf den Fußhebel 280 übertragen wird. Es entsteht also außer dem Widerstand der Feder 281 ein zusätzlicher Widerstand in Abhängigkeit von der Differenz der zu beiden Seiten des Kolbens herrsehenden Drücke. Bei dieser Ausführungsform wird jede von dem Führer auf den Fußhebel ausgeübte Kraft durch das Ventilgehäuse und die Stange 274 in Richtung des wirksamen Kolbenhubes auf die Bremsen übertragen.

Bei der in Abb. 8 gezeigten Ausführungsform sind die in den Abb. 6 und 7 dargestellten Ventilgehäuse unmittelbar an der hohlen Kolbenstange angeordnet. Diese Ausführungsform arbeitet so, wie oben beschrieben, nur mit der Ausnahme, daß die Kraft des Führers auf die Bremsen unmittelbar durch die Kolben- und Verbindungsstange 374 übertragen wird.

Im übrigen ist hier der Zylinder 301 (Abb. 8) mit Rohren 301« und 3oi^c und diese mit Absperrventilen 301* und 301'' versehen. Auf diese Weise wird es möglich, mit nur einer Ventilvorriclitung gleichzeitig eine beliebige Anzahl von Bremsvorrichtungen zu steuern.

Abb. 9 und 10 zeigen die Ausf ührungsf orm einer Ventilvorrichtung zur Steuerung eines Kolbens nach Art des Ausführungsbeispiels nach Abb. 5. Die Einlaßöffnungen 418 in der Vorderwand des Gehäuseteiles 406 werden in Ruhestellung durch federbeeinflußte Ventile 418° geschlossen gehalten. Die Ventilspindeln 418^C sind so lang bemessen, daß sie in den Wirkungsbereich der Membran 408 hineinragen. Die Membran öffnet die Ventile 418", wenn sie sich von dem Sitz 411 abhebt (Abb. 10).
Abb. 9 zeigt die Ruhestellung dieser Ventilvorrichtung, in welcher die Membran gegen den Sitz 411 anliegt Und die Ventilscheibe 410 von der Membran durch die Feder des Fußhebels abgehoben gehalten wird.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Steuervorrichtung für einen durch Unter- oder Überdruck wirksamen Hilfsbremszylinder von Kraftfahrzeugen, bei der in einem Steuerventilgehäuse eine durch einen Bedienungshebel einstellbare, mit Öffnungen versehene Membran mittels der Steuerventile den Druck auf beide Seiten des Bremskolbens derart steuert, daß auf den Bedienungshebel eine Reaktionskraft im Verhältnis zu der Differenz der auf beiden Seiten der Membran herrschenden Drücke ausgeübt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das den Unterdruck als auch das den Atmosphären- oder Überdruck überwachende Ventil (11, 211 bzw. 10, 210) durch die als Ventilteller wirkende Membran (8, 208) in der Weise gesteuert werden, daß durch die Bewegung des mit dem Bremskolben (3, 203J. verbundenen Ventilgehäuses (6, 6^a; 206, 2ο6°) der einem bestimmten Bremshebeldruck entsprechende Bremsdruck erhalten, bleibt, obwohl der Bremshebeldruck selbst nicht in voller Stärke aufrechterhalten zu werden braucht.
2. 2. Bremsvorrichtung nach Anspruch l, bei der die Vorderseite des Bremskolbens bei gelösten Bremsen mit der Außenluft verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine an der Einstellstange (20) der Membran (8) hinter dieser befestigte, als den Atmosphärendruck überwachendes Ventil wirkende Scheibe (10) mit Rand (io^a) in der Bremsstellung sich gegen die go Membran (8) legt und dadurch die Verbindung der Vorderseite des Bremskolbens (3) mit der Außenluft unterbricht und weiter die Membran (8) von dem den Unterdruck überwachenden Ventilsitz (11) abhebt, so daß die Vorderseite des Bremskolbens (3) dem Unterdruck ausgesetzt wird.
3. 3. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der bei gelösten Bremsen sowohl die 10c Vorder- als auch die Rückseite des Bremskolbens dem Unterdruck ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine an der Einstellstange (220) der Membran (208) vor dieser befestigte Ventilscheibe (210) 10; in der Lösestellung der Bremsen sich gegen die Membran (208) legt und diese von dem den Unterdruck überwachenden Ventilsitz (211) abhebt, dagegen in der Brcmsstellung die Membran (208) frei- in gibt, so daß diese das den Unterdruck überwachende Ventil (211) abschließt und daß sie (210) durch Sichabheben von der Membran (208) die Verbindung der Rückseite des Brcmskolbens (203) mit der 11; Außenluft herstellt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen