DE1080876B

DE1080876B - Bremskraftregler fuer die Druckluft-bremseinrichtung an Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, mit Luftfederung

Info

Publication number: DE1080876B
Application number: DEW22135A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Karl Neubeck
Original assignee: Westinghouse Bremsen GmbH
Current assignee: Westinghouse Bremsen GmbH
Priority date: 1957-10-30
Filing date: 1957-10-30
Publication date: 1960-04-28
Also published as: CH360295A; US2950147A

Description

Die Erfindung betrifft lastabhängige Bremskraftregler für Fahrzeuge mit gesteuerter Luftfederung.

Es ist bekannt, bei diesen Fahrzeugen selbsttätig den Bremszylinder druck an den jeweiligen Beladungszustand dadurch anzugleichen, daß zum Einstellen des Bremskraftreglers der in der Luftfeder herrschende Druck benutzt wird.

Wird hierbei einbekannter Bremskraftregler mit einer Hebelüibersetzung verwendet, deren Übersetzungsgröße lastabhängig änderbar, ist, dann ergibt die mecha- nische Übertragung große Reibungsverluste, und die einzelnen Teile, wie Gelenke, Hebel und Rollen, sind einem Verschleiß unterworfen, so daß die Betriebssicherheit vor allem nach längerer Betriebsdauer nicht mehr in hinreichendem Maße gewährleistet ist,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Fahrzeuge mit Luftfedern einen Bremskraftregler zu schaffen, der rein pneumatisch und daher ohne äußere Reibungsverluste arbeitet, betriebssicher ist sowie eine kleine und geschlossene Baufarm hat.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der in der Luftfederung wirksame Lüftdruck im Zusammenwirken mit der ihm entgegengerichteten Kraft einer Feder die Lage eines ersten Ventilsitzes bestimmt, der zusammen mit einem ersten Ventilkörper das. Auslaßventil bildet, und daß ein zweiter Ventilsitz, der zusammen mit einem zweiten, mit dem ersten fest verbundenen Ventilkörper das Einlaßventil bildet, mit einem Doppelkolbenglied fest verbunden ist, dessen eines Kolbenglied vom Bremszylinderdruck in der das Einlaßventil schließenden Richtung beaufschlagt wird, während in entgegengesetzter Richtung der durch den Fahrer eingesteuerte Druck wirkt, der eine mit dem anderen Kolbenglied gekuppelte Biegehaut beaufschlagt, deren wirksame Fläche sich entsprechend ihrer Durchbiegung ändert^ und zwar zunimmt, wenn das Kolbenglied dem Bremszylinderdruck nachgibt.

Es ist ein Bremskraftregler bekannt, bei dem die Änderung der Last verändernd auf die wirksame Fläche eines Kolbens einwirkt, der die Höhe des im Bremszylinder wirksamen Druckes über ein die Füllung des Bremszylinders bewirkendes Organ bestimmt, und die Veränderung der wirksamen Fläche des die Füllung des Bremszylinders beeinflussenden Kolbens dadurch herbeigeführt wird," daß der Kolben als konischer Wälzhautkolben ausgeführt und in einem konischen Gehäuse untergebracht ist, wobei die Stellung des Kolbens im Gehäuse durch Veränderung der gegenseitigen Lage des Kolbens gegenüber dem Gehäuse bestimmt wird.

Auch ist es bekannt, den verschiebbaren Sitz des Auslaßventils durch eine von der Fahrzeuglast abhängige Kraft beeinflussen zu lassen.

Bremskraftregler für die Druckluft-

bremseinrichtung ah Fahrzeugen,

insbesondere Kraftfahrzeugen,

mit Luftfederung

Anmelder:
Westinghouse Bremsen-Gesellschaft

m.b.H.,
Hannover, Am Lindener Hafen 21

Dr. rer. nat. Karl Neubeck, Hannover,
ist als Erfinder genannt worden

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist spiegelbildlich zu der Biegehaut, deren wirksame Fläche sich entsprechend ihrer Durchbiegung ändert, eine zweite Biegehaut angeordnet, deren mittlerer Teil sich an einer gemeinsamen Kolbenstange abstützt, während ihr äußerer Teil gegen einen festen Teil des Bremskraftreglergehäuses anliegt. Hierdurch wird das Ausmaß der Änderung der wirksamen Biegehautfläche bei ihrer Durchbiegung verstärkt.

In der Zeichnung ist ein Äusführungsbeispiel des Bremskraftreglers nach der Erfindung schematisch dargestellt.

Der obere Teil des Bremskraftreglers besteht aus einem Gehäuse 1 mit kegelig geformten Innenwänden 2 und 3, einem im Gehäuse verschiebbaren, auf einer Kolbenstange 4 angebrachten Kolben 5,5 a mit doppelkegelartigem Querschnitt sowie zwei Wälzhäuten 6 und 7. Die Wälzhäute 6 und 7 sind an ihrem Umfang im Gehäuse 1 und mit ihrem Mittelteil im Kolben 5 eingespannt. Sie legen sich mit einem Teil ihrer Fläche an die kegelig geformten Innenwände 2 und 3 des Gehäuses und mit dem anderen Teil an den kegeligen Kolben 5, 5 a an. Die auf diese Weise gebildete Ringkammer 8 ist über eine Leitung 9 an ein Steuerventil 10 angeschlossen, das über eine Bremsleitung 11 und eine Leitung 12 beeinflußbar ist und Luft aus einem Hilfsbehälter 13 in die Ringkammer 8 einsteuert.

Die Kolbenstange 4 hat eine Längsbohrung und eine Verlängerung 14, die in einer Bohrung 15 der über eine Leitung 16 mit dem Bremszylinder 17 verbundenen Steuerkammer 18 gleitet. Den Abschluß der Stetierkammer 18 bildet ein Membrankolben 19, der

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einerseits an der Verlängern'ng 14 der Kolbenstange 4 und andererseits im Gehäuse gehalten wird. Eine Bohrung 20 in der in der Steuerkammer befindlichen Zwischenwand vermittelt den Druckausgleich zwischen dem Raum unter dem-Membrankolben 19 und der Steuerkammer 18.

-. Die zwischen dem Wagenkasten und den Wagenachsen angeordneten Luftfedern 21 und 22 stehen über Leitungen 23 und 24 mit zwei Kammern 25 und 26 eines Stellgerätes 27 in --Verbindung, das mit der Steuerkammer 18 sowie der durch die Wälzhäute 6 und 7 und den Membrankolben 19 gebildeten pneumatischen Feder eine bauliche Einheit bildet. Dieses Stellgerät enthält zwei Membrankolben 28 und 29, die auf einer Kolbenstange 30 befestigt sind, auf die die Spannung einer Feder 31 wirkt. Ein Anschlag 32 dient zur unteren Hubbegrenzung der Membrankolben 28 und 29. Der Membrankolben 29 enthält eine zylindrische Kammer 33, die im Boden der Steuerkammer 18 gleitet und mittels eines Gummiringes 34 od. dgl. abgedichtet ist. Der obere Teil der Kammer 33 ist als Ventilsitz 35 ausgebildet. Ein Ventilkörper 36 schließt die Kammer 33 gegenüber der Steuerkammer 18 ab.

Dieser Ventilkörper 36 ist über eine Ventilstange 37 mit einem zweiten Ventilkörper 38 verbunden, der seinen Ventilsitz 39 in der Verlängerung 14 der hohlen Kolbenstange 4 hat und der die aus der Federkammer 8 über eine öffnung 4"0„durch die hohle Kolbenstange 4 bei Entlüftung ^;der Bremsleitung 11 einströmende Luft gegenüber der Steuerkammer 18 absperren kann. Die oberhalb~der Kolbenstange 4 angeordnete Feder 43 sucht den· Kolben 5 gegen den Anschlag 44 zu drücken. Eine öffnung 41 im Gehäuse 1 dient zur Entlüftung des pneumatischen Federgehäuses.

Bohrungen 42 und 45 dienen zur Entlüftung des Bremszylinders 17.

Die Zeichnung stellt den Zustand dar, den der Bremskraftregler einnimmt;-wenn der Wagen unbeladen ist und die Bremsleitung 11 einen bestimmten Regeldruck, z. B. 5 atü, aufweist. Hierbei wird der Querschnitt zwischen dem Ventilkörper 38 und seinem Ventilsitz 39 ständig um ein bestimmtes Maß geöffnet gehalten, da der Anschlag 32 eine Bewegung des Stellgerätes nach unten ,und damit ein Schließen des Ventils 38 verhindert.

Die Feder 43 bewirkt, daß in den Bremszylinder ein gewisser Druck eingesteuert wird, bevor die lastabhängige Regelung erfolgt.

Zum Einleiten einer Bremsung wird die Bremsleitung 11 entlüftet und dadurch das Steuerventil 10 umgesteuert, so daß Luft aus dem Hilfsbehälter 13 über die Leitung 9 in die Kammer 8 einströmen kann. Die eingesteuerte Luft gelangt über die Bohrung 40 und die hohle Kolbenstange 4 über den offenen Querschnitt des Ventils 38, 39 in die Steuerkammer 18 und damit über die Leitung 16 in den Bremszylinder 17. Es gelangt auch Luft über die Bohrung 20 unter den Membrankolben 19 und hebt diesen sowie den damit verbundenen Kolben 5 bei Druckanstieg an. Bei diesem Bewegungsvorgang verformen sich die Wälzhäute 6 und 7 des Kolbens 5 derart, daß der wirksame Durchmesser der Wälzhaut 6 verkleinert und der der Wälzhaut 7 vergrößert wird. Die dabei in Abhängigkeit des Hubes entstehende, nach unten wirksame Ringfläche ist so bemessen, daß der. vom Ventil 10 eingesteuerte, auf die Ringfläche wirkende Druck die Gegenkraft gegenüber der auf die Membran 19 von von unten wirkenden Kraft erzeugt, die erforderlich ist, um zwar das Schließen des Ventils 38, 39 zu ermöglichen, aber das öffnen des Ventils 35, 36 zu verhindern.

Bei weiterer Erhöhung des in die Leitung 9 eingesteuerten Druckes bewegt sich durch den höheren Druck auf die nach unten wirkende Ringfläche der Kolben 5 und öffnet das Einlaßventil 38, 39. Der dadurch zusätzlich eingespeiste Bremszylinderdruck, der auf die Membran 19 nach oben wirkt, bringt das Ventil 38, 39 wieder in Abschluß stellung.

ίο Jeder Stellung des Stellgerätes 27, die dem Luftfederdruck proportional ist, entspricht eine bestimmte Stellung des Kolbens 5 und also auch eine bestimmte, nach unten wirkende Ringfläche der beiden Wälzhäute 6 und 7, bei der sowohl das Einlaßventil 38, 39

is als auch das Auslaßventil 35, 36 geschlossen sind. Das Verhältnis der nach oben wirkenden konstanten Fläche der Membran 19 zu der veränderlichen, nach unten wirksamen Ringfläche der beiden Wälzhäute 6 und 7 bestimmt also das Verhältnis des Steuerdruckes in der Kammer 8 zum Bremszylinderdruck, der von unten über die Bohrung 20 auf die Membran 19 wirkt.

Ist der wirksame Druck in der Luftfeder größer als im vorstehenden Beschreibungsteil angenommen, dann

nimmt der Ventilsitz 35 eine höhere Lage ein, und das Lufteinlaßventil 38, 39 schließt sich erst bei einer höheren Lage des Ventilsitzes 39. Dieser Lage entspricht eine Verformung der Wälzhäute 6, 7, aus der eine größere Kraft auf die Kolbenstange 4 nach unten

resultiert. Gleichgewicht der Kräfte besteht dann erst, wenn ein entsprechend größerer Druck unterhalb der Membran 19 und damit im Bremszylinder 17 herrscht.

Durch den Anschlag 32 wird gewährleistet, daß

selbst im Falle der Zerstörung der Luftfederkörper

21 und 22 immer eine Leerabbremsung erzielt werden kann mittels über die Kammer 8 vom Steuerventil 10 her zugeführter Druckluft.

Beim Lösen der Bremse findet eine Druckerhöhung in der Bremsleitung 11 statt. Das Steuerventil 10 steuert dadurch um und gibt die Entlüftung für den im Raum 8 befindlichen Druck frei. Entsprechend der in der Bremsleitung 11 vorgenommenen Drucksteigerung wird der Druck im Raum 8 über die Leitung 9 und das Steuerventil 10 vermindert. Der unterhalb der Membran 19 noch befindliche Bremszylinderdruck bewegt den Kolben 5, dessen Kammer 8 drucklos wird, nach oben. Hierbei wird der Ventilkörper 36, der durch die Ventilstange 37 fest mit dem Ventilkörper 38 verbunden ist, vom Ventilsitz 35 abge-

hoben. Die Bremszylinderluft entweicht dann über die Leitung 16 und die Bohrungen 42 und 45 ins Freie. Gleichzeitig wird der Druck in dem unterhalb der Membran 19 befindlichen Raum so lange vermindert, bis die noch von oben durch die Wälzhäute 6 und 7 ausgeübten Kräfte Gleichgewicht ergeben und der Luftauslaß durch den Ventilkörper 36 verschlossen wird. Auf diese Weise ist es auch möglich, die Bremse stufenweise zu lösen. In der Lösestellung drückt die Feder 43 den Federkörper 5 gegen den Anschlag 44, so daß das Ventil 38 wieder geöffnet ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Bremskraftregler für die Druckluftbremseinrichtung an Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, mit Luftfederung, bei dem der in der Luftfederung jeweils wirksame Luftdruck als Steuergröße für den Bremskraftregler dient, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Luftfederung wirksame Luftdruck im Zusammenwirken mit der ihm entgegengerichteten Kraft einer Feder (31)

■die Lage eines ersten Ventilsitzes (35) bestimmt, der zusammen mit einem ersten Ventilkörper (36) das Auslaßventil bildet, und daß ein zweiter Ventilsitz (39), der zusammen mit einem zweiten, mit dem ersten fest verbundenen Ventilkörper (38) das Einlaßventil bildet, mit einem Doppelkolbenglied fest verbunden ist, dessen eines Kolbenglied (19) vom Bremszylindendruck in der das Einlaßventil schließenden Richtung beaufschlagt wird, während in entgegengesetzter Richtung der durch den Fahrer eingesteuerte Druck wirkt, der eine mit dem anderen Kolbenglied (5) gekuppelte Biegehaut (7) beaufschlagt, deren wirksame Fläche sich entsprechend ihrer Durchbiegung än-

dert, und zwar zunimmt, wenn das Kolbenglied dem Bremszylinderdruck nachgibt.

2. Bremskraftregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß spiegelbildlich zu der Biegehaut (7) eine zweite Biegehaut (6) angeordnet ist, deren mittlerer Teil sich an einer gemeinsamen Kolbenstange (4) abstützt, während ihr äußerer Teil gegen einen festen Teil (2) des Bremskraftreglergehäuses (1) anliegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 639 201, 807 756,
184;

deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 712 273.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen