-
Druckluftservobremseinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die
Erfindung bezieht sich auf eine Druckluftservobremseinrichtung, insbesondere für
Kraftfahrzeuge, in der Hauptsache bestehend aus Drucklufterzeuger, Drucklu.ftspeicher,
Druckluftsteuerventil und Druckluftbremszylinder mit Kolben und Kolbenstange, durch
die die Radbremsen zumindest mittelbar betätigt werden.
-
Bei einer bekannten Druckluftbremsanlage für Kraftfahrzeuge ist zu
einem vorhandenen Hauptbremskreis, in dem ein Drucklufterzeuger und Druckluftspeicher
liegen, ein zweiter Bremskreis mit einer eigenen Druckluftquelle parallel geschaltet.
In jedem Bremszylinder ist jedem Bremskreis je ein Kolben zugeordnet, wobei beide
Kolben auf eine gemeinsame Kolbenstange wirken. Das Bremsventil des Hauptbremskreises
wird durch ein Pedal, dasjenige des zweiten Bremskreises durch einen Handhebel betätigt.
Diese bekannte Druckluftbremsanlage weist jedoch den Nachteil auf, daß dann, wenn
der Fahrer den Ausfall des Hauptbremskreises erst beim Niedertreten des Bremspedals
merkt, eine von der Reaktion des Fahrers und der Länge der Luftleitungen abhängige
Zeit vergeht, bevor die Bremsen mittels des zweiten Bremskreises zur Wirkung gebracht
werden.
-
Bekannt sind auch Druckluftbremsanlagen mit zwei voneinander unabhängigen
und auch in bezug auf den Drucklufterzeuger zueinander parallel liegenden Drucklufthauptkreisen
mit je einem Druckluftspeicher und je einem Steuerventil. Die beiden Steuerventile
werden mittels eines Gestänges gemeinsam und gleichzeitig betätigt. Die beiden Bremskreise
wirken jedoch auf gesonderte Bremszylinder, so daß bei Ausfall eines Bremskreises
nicht die gleiche Bremswirkung erzielt werden kann wie mit beiden Bremskreisen.
-
Eine bekannte Servobremsanlage besteht aus einem Hauptzylinder, von
dem ein vom Fahrer erzeugter Druckimpuls ausgeht, und aus einem Unterdruckbremszylinder
mit Steuerung des Unterdruckes und des atmosphärischen Luftdruckes und mit einer
hydraulischen Einrichtung zur Übertragung der Bremsbetätigungskraft auf die einzelnen
Radbremszylinder. Hierbei sind auf einer gemeinsamen Kolbenstange zwei Kolben in
Tandemanordnung befestigt. Die Bremsbetätigungskraft wird bei der bekannten Anlage
von der Druckdifferenz erzeugt, die zwischen beiden Seiten beider Kolben herrscht,
nämlich einerseits dem Unterdruck und andererseits dem Atmosphärendruck. Diese Bremsanlage
ist jedoch als Einkreisanlage ausgebildet, so daß bei Ausfall der Unterdruckquelle
nur die Muskelkraft des Fahrers zum Betätigen der Bremsen zur Verfügung steht.
-
Schließlich ist es bei einer Druckmittelbremsanlage bekannt, zwei
voneinander unabhängige Bremskreise mit zwei Druckerzeugungszylindern zu verwenden,
die gemeinsam und gleichzeitig betätigt werden und die den in ihnen erzeugten Druck
über getrennte Leitungen auf die einzelnen Radbremszylinder weitergeben. Dabei ist
jeder Radbremszylinder gleichzeitig an je eine Druckleitung angeschlossen und jeder
Druckleitung je ein Kolben zugeordnet, so daß bei Ausfall eines Kreises die Radbremszylinder
trotzdem noch die gleiche Betätigungskraft auf die Bremsbacken ausüben.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckluftservobremseinri,chtung
zu schaffen, die allen Anforderungen während des Fahrbetriebes gerecht wird und
dabei größtmögliche Sicherheit und Zuverlässigkeit besitzt.
-
Zur Lösung der Aufgabe wird gemäß der Erfindung eine Druckluftservobremseinrichtung
zum Vorschlag gebracht, die gekennzeichnet ist durch mehrere, insbesondere zwei,
voneinander unabhängige und auch in bezug auf den Drucklufterzeuger zueinander parallel
liegende Drucklufthauptkreise mit je einem Druckluftspeicher und je einem Steuerventil,
ferner durch ein Gestänge, mittels dessen die Steuerventile gemeinsam und gleichzeitig
betätigt werden können, und durch je einen im Druckluftbremszylinder untergebrachten
Kolben für jeden Druckkreis, wobei die Kolben in an sich bekannter Weise hintereinander
auf einer gemeinsamen Kolbenstange angeordnet sind.
-
Ferner wird erfindungsgemäß bei einer Druckluftservobremseinrichtung
mit zwei nebeneinander angeordneten Steuerventilen vorgeschlagen, die Betätigungselemente
beider Steuerventile, deren Enden in der Ausgangsstellung für die Bremsbetätigung
in bezug auf den jeweiligen, an seinem Ventilsitz anliegenden
Ventilteller
einen Abstand aufweisen, mit einem einzigen Hebel des Bremsbetätigungsgestänges
mittelbar oder unmittelbar zu verbinden, an dem außer einer mit dem Bremspedal verbundenen
Stange in bei Servobremseinrichtungen mit einem Steuerventil bekannter Weise auch
die Kolbenstange des Bremszylinders andelenkt ist.
-
Außerdem wird erfindtutgsgeinäß bei einer Druckluftservobremseinrichtung
mit zwei hintereinander angeordneten Steuerventilen vorgeschlagen, ein gemein-.ames
Betätigungselement für beide Steuerventile durch den Ventilteller des einen Steuerventils
hindurchzuführen und an seinem einen Ende in Nachbarschaft zutn Ventilteller mit
einem Bund zu versehen, der in der Ausgangsstellung für die Bremsbetätigung gegenüber
dem am Ventilsitz anliegenden Ventilteller einen Abstand aufweist. Auch an seinem
anderen Ende weist das Betätigungselement gegenüber dem am Ventilsitz anliegenden
Ventilteller des anderen Steuerventils gleichfalls einen Abstand auf.
-
Ferner wird im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen, den einen Zylinderraum
des gesamten Drucl;luftzvlinders, dem durch das eine Steuerventil Druckluft zugeführt
wird, von dem anderen Zylinderraum. dem durch das andere Steuerventil Druckluft
zugeführt wird, in an sich bekannter Weise durch einen auf der Kolbenstange frei
beweglich angeordneten Kolben zu trennen (Fig. 5).
-
In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig.l einen Längsschnitt durch eine Druckluftservobremseinrichtung eines
Kraftfahrzeuges mit nebeneinander angeordneten Steuerventilen, Fig. 2 einen Querschnitt
nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig.3 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel
mit hintereinander angeordneten Steuerventilen, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie
IV-IV in Fig. 3 un f1 Fig. 5 einen Längsschnitt durch den Zylinder einer Druckluftservobremseinrichtung
nach einem dritten Ausführungsbeispiel.
-
Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, sind an einen Luftkompressor
11 über mit Rückschlagventilen versehene Leitungen 12, 13 zwei Druckluftbehälter
14 bzw. 15 angeschlossen, die zu zwei voneinander unabhängigen Druckluftkreisen
gehören. Von den Druckluftbehältern 14, 15 führt je eine Leitung 16 bzw. 17 zu einem
Druckraum 18 bzw. 19 eines Steuerventils 20 bzw. 21. Beide Steuerventile 20, 21
sind unterhalb eines gemeinsamen Bremszylinders 22 nebeneinander angeordnet und
in gleicher Weise ausgebildet.
-
Jedes Steuerventil 20 bzw. 21 umfaßt einen Ventilteller 23 bzw. 24,
der unter der Wirkung einer Feder 25 bzw. 26 abdichtend gegen :einen Sitz 27 bzw.
28 gepreßt wird, sowie ein Betätigungselement, ein Rohr 29 bzw. 30, dessen dem Ventilteller
23 bzw. 24 zugewendetes Ende in der Ausgangsstellung für die Bremsbetätigung gegenüber
diesem einen Abstand aufweist. Der Ventilteller 23 bzw. 24 ist mittels eines mit
Löchern< 31 bzw. 32 versehenen Bleches 33 bzw. 34 in dem Druckraum 18 bzw. 19
des Steuerventils 20 bzw. 21 und das Ventilrohr 29 bzw. 30 in einer Bohrung 35 bzw.
36 desselben - in Strömungsrichtung der Druckluft gesehen - hinter dem Ventilsitz
27 bzw. 28 geführt. An seinem dem Ventilteller 23 bzw. 24 abgewendeten Ende ist
das Ventilrohr 29 bzw. 30 über eine Lasche 37 bzw. 38 mit einem gabelförmig ausgeführten
Hebel 39 des Bremsbetätigungsgestänges 40 verbunden, wobei es unter der Wirkung
einer Feder 41 bzw. 42 gegen den Hebel 39 und dieser in der Ausgangsstellung gegen
einen Anschlag, eine Schraube 43, gedrückt wird.
-
An dem genannten Hebel 39, an dem eine mit dem Bremspedal verbundene
Stange 44 angreift, ist ferner die Kolbenstange 45 des Bremszylinders 22 angelenkt.
Dieser ist als Doppelzylinder ausgeführt, in dem zwei auf der Kolbenstange 45 sitzende
Kolben 46, 47 in Tandemanordnung angeordnet sind. Zwischen den beiden Kolben 46,
47 befindet sich eine abdichtende Trennwand 48, durch die die Kolbenstange 45 hindurchgeführt
ist.
-
Der hinter dem Ventilsitz 27 bzw. 28 des Steuerventils 20 bzw. 21
liegende, gegenüber der Umgebung abgedichtete Raum 49 bzw. 50 steht über einen Kanal
51 mit dem Zylinderraum 52 des Bremszylinders 22, in dem die Druckluft auf den Kolben
46 wirkt, bzw. über eine Leitung 53 mit dem Zylinderraum 54, in dein die Druckluft
auf den Kolben47 wirkt, in Verbindung.
-
Die Kolbenstange 45 betätigt zumindest mittelbar die an den Fahrzeugrädern
angebrachten Bremsen; die Übertragung der Bewegung der Kolbenstange 45 auf die Bremsen
kann entweder rein mechanisch oder über einen Bremsflüssigkeitszylinder mittels
einer Bremflüssigkeit als Druckmittel erfolgen.
-
An dem einen Kolben 47 ist eine Rückstellfeder 55 vorgesehen, die
einer Betätigung der Kolbenstange 45 in der Richtung, daß die Bremsen wirksam werden,
einen gewissen Widerstand entgegensetzt.
-
Die Wirkungsweise der Druckluftservobremseinrichtung nach Fig. 1 und
2 ist folgende: Bei Betätigung des Bremsgestänges 40 dreht sich der Hebel 39 zuerst
um seinen Anschlag 43 und bewegt, während die Ventilrohre 29, 30 ihre Lage praktisch
beibehalten, die Kolbenstange 45, entgegen der Wirkung der Feder 55 in dem Sinne
(nach rechts). daß die Bremsen zum Anliegen kommen. Nachdem die Kolbenstange 45
hierauf ihrer weiteren Bewegung einen erheblichen Widerstand entgegensetzt, überträgt
der Hebel 39 seine Bewegung um seinen Anlenkpunkt mit der Kolbenstange 45 als Fixpunkt
auch auf die Ventilrohre 29, 30 und bewegt diese (nach rechts) zum jeweiligen Ventilteller
23 bzw. 24 zu. Nach Zurücklegung eines gewissen Weges heben die Ventilrohre 29,
30 den betreffenden Ventilteller 23 bzw. 24 von seinem Sitz 27 bzw. 28 ab und ermöglichen
somit der Druckluft den Durchtritt durch das Steuerventi120 bzw. 21 zum Bremszylinder
22. Im einzelnen strömt die Druckluft dabei - z. B. im Steuerventil 20 - aus dem
Druckraum 18 durch die Löcher 31 des Bleches 33 und den vom Ventilteller 23 freigegebenen
Spalt zum Raum 49 und aus diesem durch den Kanal 51 zum Zylinderraum 52 bzw. aus
dem entsprechenden Raum 50 des Steuerventils 21 durch die Leitung 53 zum Zylinderraum
54.
-
Die von der Druckluft auf die Kolben 46, 47 und somit mittelbar auf
die Bremsen ausgeübte Kraft verstärkt die physisch aufgebrachte Betätigungskraft
um ein Mehrfaches, so daß die Bremsen voll wirksam werden. Bei Ausfall eines Druckluftsystems
ist die von der Kolbenstange 45 auf die Bremsen übertragene Kraft zwar nur etwa
halb so groß wie normalerweise, gibt aber eine noch ausreichende Bremsverzögerung
des Fahrzeuges.
-
Beim Lösen der Bremsen gehen die Ventilrohre 29. 30 zurück. Die Ventilteller
23, 24 legen sich an ihren Sitz 27 bzw. 28 an und sperren damit eine weitere Druckluftzufuhr
zum Bremsventilzylinder 22 ab; die vorhandene Druckluft kann, da die Ventilrohre
29, 30
nicht mehr abdichtend am Ventilteller 23 bzw. 24 anliegen,
durch das jeweilige Ventilrohr 29 bzw. 30 nach außen entweichen.
-
Die Ausführung nach Fig. 3 und 4 ist grundsätzlich wie die nach Fig.
1 und 2 aufgebaut, unterscheidet sich aber durch die Anordnung der Steuerventile
56, 57 - die beiden Steuerventile 56, 57 sind hintereinander angeordnet - und ihre
Ausbildung.
-
Das Steuerventil 57 entspricht in seinen Einzelheiten dem Steuerventil
20 nach Fig. 1 weitgehend. Das Steuerventil 56 hingegen umfaßt zwar wieder
einen Ventilteller 58, der, an seinem äußeren Umfang mit Rillen 59 versehen, unmittelbar
in dem Druckraum 60 des Steuerventils 56 geführt ist und unter der Wirkung einer
Feder 61 gegen seinen Sitz 62 gepreßt wird, sowie ein Betätigunselement, einen Stößel
63;
dieser Stößel 63 ist aber' durch den Ventilteller 58 hindurchgeführt und
an seinem einen Ende mit einem kund 64 versehen, mittels dessen er den Ventilteller
58 von seinem Sitz 62 abheben kann. In der Ausgangsstellung für die Bremsbetätigung
liegt zwischen dem Bund 64 des Stößels 63 und dem Ventilteller 58 ein gewisser Abstand.
Zur Verhinderung eines ungewollten Durchtritts von Druckluft aus dem Druckraum 60
in den hinter dem Ventilsitz 62 liegenden Raum 65 ist zwischen dem Ventilteller
58 und dem Stößel 63 eine Dichtung 66 vorgesehen.
-
An seinem anderen Ende bildet der Stößel 63 das Betätigungselement
für das andere Steuerventil 57,
wobei es - wie in Fig. 1 - gegenüber dem an
seinem Ventilsitz 67 anliegenden Ventilteller 68 gleichfalls einen Abstand aufweist.
-
Der Stößel 63 ist mit zwei Bohrungen 69, 70 versehen. Die eine, 69,
mündet am -einen Ende des Stößels 63 auf der dem Ventilteller 58 zugewendeten Seite
des Bundes 64, die andere, 70, am anderen Ende des Stößels 63 gegenüber dem Ventilteller
68 des Steuerventils 57. Beide Bohrungen 69, 70 stellen jeweils eine Verbindung
zur überdrucklosen Umgebung her.
-
Zwischen beiden Steuerventilen 56, 57 greift an einem mit einer Nut
71 versehenen Abschnitt des Stößels 63 ein Hebel 72 des Bremsbetätigungsgestänges
73 an, der dem Hebel 39 der Fig. 1 und 2 entspricht. Er ist durch die Nut 71 des
Stößels 63 hindurchgeführt und weist zwecks Punktberührung an seiner Berührungsstelle
mit dem Stößel 63 eine Wölbung 74 auf. Der Stößel 63 wird unter der Wirkung einer
Feder 75 gegen den Hebel 72 und dieser in der Ausgangsstellung gegen einen Anschlag,
eine Schraube 76, gedrückt.
-
Der Druckraum 60 des Steuerventils 56 bzw. der entsprechende Druckraum
77 des Steuerventils 57 ist an eine die Druckluft liefernde Leitung 78 bzw. 79 angeschlossen.
Der hinter dem Ventilsitz 62 liegende Raum 65 des Steuerventils 56 steht über eine
Leitung 80 bzw. der entsprechende Raum 81 des Steuerventils 57 über einen Kanal
82 mit dem Zylinderraum 54 bzw. 52 des Bremszylinders 22, in dem die Druckluft auf
den Kolben 47 bzw. 46 wirkt, in Verbindung.
-
Die Wirkungsweise der Steuerventile 56, 57 entspricht der der Steuerventile
20, 21 nach Fig. 1. Nachdem die Bremsen zum Anliegen kommen, gibt das Steuerventil
56 -der Druckluft den Durchtritt zu dem Zylinderraum 54 und das Steuerventil 57
den Durchtritt zu dem Zylinderraum 52 frei. Im einzelnen strömt die Druckluft dabei
im Steuerventil 56 - während für das Steuerventil 57 das zum ersten Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1 und 2 Gesagte gilt - aus dem Druckraum 60 durch die Rillen 59 des Ventiltellers
58 und den vom Ventilteller 58 freigegebenen Spalt zum Raum 65 und aus diesem durch
die Leitung 80 zum Zylinderraum 54.
-
Das dritte Ausführungsbeispiel nach F ig. 5 unterscheidet sich von
den vorhergehenden durch die Ausbildung des Bremszylinders 83 und seiner Kolben
84, 85. Die Steuerventile können entweder wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1
und 2 oder nach Fig. 3 und 4 ausgebildet sein.
-
Der eine Zylinderraum 86 des Bremszylinders 83, dem durch das eine
Steuerventil Druckluft zugeführt wird, ist von dem anderen Zylinderraum 87, dein
durch das andere Steuerventil Druckluft zugeführt wird, nicht durch eine Trennwand,
sondern durch einen, 84, der Kolben 84, 85 selbst getrennt. Dieser Kolben 84 ist
im Gegensatz zum Kolben 85 auf der Kolbenstange 88, die der Kolbenstange 45 nach
Fig. 1 entspricht, zwischen dem Zylinderboden 89 und dem anderen Kolben 85 frei
beweglich.
-
Am letztgenannten Kolben 85 greift eine der Rückstellfeder 55 nach
Fig. 1 entsprechende Feder 90 an. Für gewöhnlich, d. h. wenn beide Druckluftsysteme
intakt sind, und somit beiden Zylinderräumen 86, 87 Druckluft zugeführt wird, wird
auf den Kolben 84 von beiden Seiten her eine Kraft ausgeübt, die sich aufhebt. Als
Bremskraft kommt also nur die von dem anderen, fest auf der Kolbenstange 88 sitzenden
Kolben 85 auf die Kolbenstange 88 übertragene Kraft zur Wirkung.
-
Fällt der eine Druckluftkreis, zu dem der Zylinderraum 86 gehört,
aus, dann wird der frei bewegliche Kolben 84 unter der Wirkung des im Zylinderraum
87 herrschenden Überdrucks gegen den Zylinderboden 89 gepreßt und stützt sich an
diesem ab. An der Kraftübertragung auf die Kolbenstange 88 über den anderen Kolben
85 ändert sich aber nichts.
-
Fällt der andere Druckluftkreis, zu dem der Zylinderraum 87 gehört,
aus, so wird der frei bewegliche Kolben 84 gegen den auf der Kolbenstange 88 befestigten
Kolben 85 gepreßt und wirkt als Teil desselben, so daß wieder eine Kraftübertragung
wie gewöhnlich auf die Kolbenstange 88 stattfindet.
-
Eine solche Ausführung hat zwar für den gleichen Überdruck der Luft,
verglichen mit der Ausführung nach Fig. 1 und 2 bzw. 3 und 4, einen größeren Platzbedarf,
da auch im Normalfall, d. h. wenn beide Druckluftkreise intakt sind, nur ein Kolben
85 zur Kraftübertragung auf die Kolbenstange 88 und damit auf die Bremsen herangezogen
wird, hat aber den Vorteil, daß bei Ausfall eines der beiden Druckluftkreise sich
die von der Kolbenstange 88 abgegebene Kraft nicht ändert. Die Bremsverzögerung
des Fahrzeugs bleibt also gleich.