DE1680180C3

DE1680180C3 - Bremsbetätigungsvorrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE1680180C3
Application number: DE1968M0077422
Authority: DE
Inventors: Allen Leonard Gummer; Paul George Mathews
Original assignee: Indian Head Inc New York Ny (vsta)
Current assignee: Indian Head Industries Inc
Priority date: 1968-02-19
Filing date: 1968-03-01
Publication date: 1978-06-01
Also published as: DE1680180B2; NL6802920A; NL157255B; GB1212717A; FR1562240A; DK121419A; DE1680180A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsbetätigungsvorrichtung für Fahrzeuge, bestehend aus einem Membran-Betriebsbremszylinder und einem koaxial zu diesem angeordneten Federspeicher-Hilfsbremszylinder, wobei die Bremsbeiätigungsstange in einer axialen Durchgangsöffnung des Betriebskolbens begrenzt längsverschieblich geführt ist, so daß sie bei Betätigung über den einen größeren Hub als der Betriebskolben aufweisenden Federspeicherkolben einen entsprechenden Überhub ausführen kann, wobei ferner die Bremsbetätigungsstange durch die Durchgangsöffnung hindurch unmittelbar an der Membran des Betriebsbremszy'inders anliegt, die Kolbenstange des Federspeicherkolbens auf der der Bremsbetätigungsstange gegenüberliegenden Seite der Membran unmittelbar auf diese einwirkt, und wobei die Bremsbetätigungsstange mit einem ihre Längsverschieblichkeit in Bremslüftrichtung begrenzenden, mit dem Rand der Durchgangsöff nung zusammenwirkenden Flansch versehen ist.

Eine Bremsbetätigungsvorrichtung mit einem sogenannten »Überhub« ist aus der Zeitschrift »Krafthand«, Heft 3, vom 2. Februar 1967, S. 114, bekanntgeworden. Bei dieser bekannten Bremsbetätigungsvorrichtung ist die Bremsbetätigungsstange in einer Bohrung des Betriebskolbens längsverschieblich begrenzt geführt, so daß sie bei Betätigung über den einen größeren Hub als der Betriebskolben aufweisenden Federspeicherkolben einen entsprechenden Überhub ausführen kann. Selbst wenn also die Membranbetriebsbremse beispielsweise durch eine falsche Einstellung oder durch starken Verschleiß der Bremsbeläge am Ende ihres Bremshubes angelangt ist, kann durch den Federspeicherkolben des Federspeicher-Hilfsbremszylinders noch ein wirksamer Bremshub — nämlich der Uberhub — von beispielsweise 10% des normalen Betriebsbremshubes bewirkt werden.

Hierfür ist bei dieser bekannten Bremsbetätigungsvorrichtung die Bremsbetätigungsstange mit dem Betriebskolben nicht fest verbunden, sondern über eine Federanordnung, so daß sie sich relativ zu dem Betriebskolben bewegen kann. Dieses soll dann geschehen, wenn der Betriebskolben am Ende seines Hubes angelangt ist. Es wird dadurch erreicht, daß der Federspeicherkolben mit einem buchsenartigen Ansatz formschlüssig auf eine auf die Bremsbetätigungsstange aufgeschraubte Mutter einwirkt, so daß er die Bremsbetätigungsstange selbst dann noch um eine dem Überhub entsprechende Länge mitnehmen kann, wenn der die Speicherfeder im Bremslüftzustand zusammendrückende Druck unter dem Federspeicherkolben entsprechend abfällt und der Betriebskolben bereits seine Totpunktstellung erreicht hat, wobei sich dann mithin die Bremsbetä'jgungsstange gegen die Kraft einer Rückstellfeder relativ zu dem Betriebskolben bewegt

ίο Diese bekannte Bremsbetätigungsvorrichtung besitzt jedoch den Nachteil, daß die Speicherfeder zwischen der Druckkammer des Betriebsbremszylinders und der Druckkammer des Hilfsbremszylinders angeordnet ist. Kommt es bei dieser bekannten Bremsbetätigungsvorrichtung zu einem Federbruch oder zu sonstigen Betriebsstörungen am Hilfsbremszylinder, so muß die Bremsbetätigungsvorrichtung mithin weitgehend demontiert werden, wobei dann u. a. die Membran auszubauen und auch noch weitere Dichtungen zu lösen sind. Das hat aber über den nachteiligen großen Zeitaufwand für die Demontage und die anschließende Montage hinaus beispielsweise nach einem Auswechseln der Speicherfeder den weiteren Nachteil, daß es zu Undichtigkeiten od. dgl. kommen kann.

Es ist daher bereits in der DE-PS 16 55 742 eine ähnliche Bremsbetätigungsvorrichtung mit Überhub vorgeschlagen worden, bei welcher die Speicherfeder an dem der Bremsbetätigungsstange gegenüberliegenden Endabschnitt der Vorrichtung angeordnet ist und demgemäß auf schnelle und problemlose Weise ausgewechselt werden kann, ohne daß von einer solchen Teildemontage und erneuten Montage irgendwelche Dichtungen oder die Einspannung der Membran betrofien sind.

Bei einer solchen, der eingangs beschriebenen Gattung entsprechenden Bremsbetätigungsvorrichtung gemäß der DE-PS 16 55 742 wirkt der Federspeicherkolben über einen Stößel direkt auf die der Bremsbetätigungsstange gegenüberliegende Seite der Membran - so und damit unmittelbar auf die Bremsbetätigungsstange ein. wie dieses bei einer Bremsbetätigungsvorrichtung ohne Überhub bereits aus der DE-AS 11 86 757 an sich bekanntgeworden ist. Eine solche Anordnung hat aber bei einer Bremsbetätigungsvorrichtung mit Überhub zur Folge, daß der Überhub insbesondere im Hinblick auf die beim Überhub auftretende Verformung bzw. Beanspruchung der Membran begrenzt werden muß.

Hierfür ist bei der Bremsbetätigungsvorrichtung gem?ß der DE-PS 16 55 742 an dem der Bremsbetätigungsstange zugekehrten Ende des mit dem Federspeicherkolben fest verbundenen Stößels eine Druckplatte angeordnet, deren äußerer Rand beim Überhub an einem äußeren ringförmigen Teil des Betriebskolbens anliegt und damit den Überhub begrenzt. Der Überhub wird dadurch bewirkt, daß die Druckplatte an ihrem inneren Abschnitt eine in Richtung auf die Bremsbetätigungsstange vorstehende Wölbung aufweist, welche einen mit der Bremsbetätigungsstange

fest verbundenen, inneren Abschnitt des Betriebskolbens, der relativ zum äußeren, ringförmigen Abschnitt des Betriebskolbens gegen die Kraft einer Rückstellfeder beweglich ist, um ein der Wölbung ei ^sprechendes Maß gegen den äußeren ringförmigen Teil des Betriebskolbens verschiebt

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsbetätigungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, bei weicher die Überhubbegrenzung auf besonders einfache und >° zweckmäßige Art durch eine Maßnahme an der Bremsbetätigungsstange selbst erfolgt.

Als Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Bremsbetätigungsstange mit einem den Überhub begrenzenden zweiten Flansch versehen "5 ist, der auf der anderen Seite der Durchgangsöffnung angeordnet ist und der an einer auf das freie Ende der Premsbetätigungsstange aufgeschraubten Hutmutter ausgebildet ist.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausfiihrungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter erläutert Es zeigt

F i g. i einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsbetätigungsvorrichtung,

Fig.2 einen Teillangsschnitt durch die Bremsbetätigungsvorrichtung gemäß Fig. 1 in Normalbremsstellung,

F i g. 3 den Teillängsschnitt der Bremsbetätigungsvorrichtung gemäß F i g. 2 in einer Stellung, in welcher die H ilfsbremsvorrichtung wirksam ist, und

F i g. 4 ein Diagramm, in dem die Abhängigkeit der Bremskraft vom Weg der Bremsbetätigungsstange unter verschiedenen Bedingungen für ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist.

Die Zeichnung zeigt einen mit Druckluft betriebenen Betriebsbremszylinder 10 und einen Hilfsbremszylinder 12, zwischen deren Gehäuse 14 bzw. 16 eine Membran 18 dichtend eingespannt ist Innerhalb des Gehäuses 14 ist eine Bremsbetätigungsstange 20 angeordnet, welche durch nicht gezeigte Bremsbacken-Rückzugsfedern in Bremslüftrichtung gedrückt und in einer Bremsfreigabestellung gehalten ist

Die Bremsbetätigungsstange 20 besitzt ein mit Gewinde versehenes freies Ende 22 und einen vor diesem freien Ende 22 angeordneten radialen Flansch 24. Auf das freie Ende 22 ist eine Hutmutter 26 aufgeschraubt, an deren ihrem buchsenförmigen Gewindeabschnitt 28 abgekehrten, stirnseitigem freiem Ende ein Flansch 30 ausgebildet ist Das stirnseitige Ende des Gewindeabschnittes 28 der Hutmutter 26 liegt in deren aufgeschraubtem Zustand an der der Bremsbetätigungsstange 20 abgekehrten Seite des Flansches 24 an, so daß zwischen den einander zugekehrten Seiten der Flansche 24 und 30 ein bestimmter Abstand vorhanden ist.

Um den buchsenartigen Gewindeabschnitt 28 herum ist ein im wesentlichen scheibenförmiger Kolben angeordnet der vorstehend und nachstehend als Betriebskolben 32 bezeichnet ist. Dabei erstreckt sich der buchsenförmige Gewindeabschnitt 28 der Hutmutter 26 durch eine mittige Durchgangsöffnung 34 im Betriebskolben 32 hindurch. Der buchsenförmige Gewindeabschnitt 28 der Hutmutter 26 kann in der Durchgangsöffnung 34 des Betriebskolbens 32 gleiten, wobei seine Bewegung in der einen Richtung von dem einteilig mit der Bremsbetätigungsstange 20 ausgebildeten Flansch 24 und in der anderen Richtung von dem Flansch 30 der auf die Bremsbetätigungsstange 20 aufgeschraubten Hutmutter 26 begrenzt wird, wenn die Bremsbetätigungsstange 20 relativ zum Betriebskolben 32 in Längsrichtung bewegt wird.

Der Betriebskolben 32 ist mit einer Ausnehmung 36 versehen, die eine neben der Durchgangsöffnung 34 gelegene Anschlagfläche 36a aufweist Der zwischen dem äußeren Umfang und der Ausnehmung 36 gelegene Abschnitt der Oberseite des Belriebskoibens 32 und die Oberseite des Flansches 30 der Hutmutter 26 stehen mit der Membran 18 in Berührung und können mithin mittels der Membran 18 in Bremsbetätigungsrichtung gedrückt werden. Dabei ist die Berührungsfläche zwischen dem Betriebskolben 32 und der Membran 18 erheblich größer als die Berührungsfläche zwischen dem Flansch 30 und der Membran 18.

Zwischen dem Betriebskolben 32 und dem Gehäuse 14 des Betriebsbremszylinders 10 ist eine Schraubenfeder 38 angeordnet die sich an der der Membran 18 abgekehrten Seite des Betriebskolbens 32 abstützt Die Anordnung dieser TeiJe ist so getroffen, daß der auf die Membran wirkende Luftdruck den Betriebskolben 32 und dieser wiederum den Flansch 24 in Bremsbetätigungsrichtung drückt. Die Schraubenfeder 38 setzt der Bewegung des Betriebskolbens 32 und der Membran 18 in Bremsbetätigungsrichtung einen Widerstand bzw. eine Rückstellkraft entgegen und spannt demgemäß den Betriebskolben 32 und die Membran 18 in Bremslüftrichtung vor. Der Weg des Betriebskolbens 32 in Bremsbetätigungsrichtung ist dadurch begrenzt, daß der Betriebskolben 32 entweder an einer Wand des Gehäuses 14 oder an einer an der Wand befestigten Anschlagplatte 14a zur Anlage kommt.

Der Hilfsbremszylinder 12 besitzt eine Druckkammer A, die vom Gehäuse 16 und einem in dem Gehäuse 16 beweglichen Federspeicherkolben 40 begrenzt ist Der Fcderspeicherkolben 40 ist an seinem Umfang mit einer Dichtung 42 versehen, die an der Innenwandung des Gehäuses 16 anliegt. Das Gehäuse 16 ist an beinern einen Endabschnitt mit einem Deckel 44 versehen und besitzt an seinem anderen Endabschnitt eine Endwand 46, die zusammen mit der Membran 18 eine zweite Druckkammer B bildet. Die Endwand 46 stellt eine Trennwand zwischen den Druckkammern A und B dar und besitzt eine öffnung 46a, durch welche sich ein Stößel 48 erstreckt.

Zwischen dem Stößel 48 und der öffnung 46a ist eine Dichtung 50 angeordnet, um die beiden Druckkammern A und B druckdicht gegeneinander abzudichten. Gewindebohrungen 52 und 54 dienen als Einlasse der Druckkamer A bzw. ßfür ein Druckmedium.

Zwischen dem Federspeicherkolben 40 und dem Deckel 44 ist eine als Druckfeder ausgebildete Speicherfeder 56 angeordnet, welche den Federspeicherkolben 40 in Bremsbetätigungsrichtung drückt Der Federspeicherkolben 40 ist mit einem mittleren Buchsenabschnitt 58 versehen, welcher eine Ausnehmung 60 zur Aufnahme des Stößels 48 aufweist Eine im Buchsenabschnitt 58 angeordnete Dichtung 62 nimmt den Stößel 48 mit Gleitsitz auf und gestattet damit eine Relativbewegung zwischen dem Stößel 48 und dem Federspeicherkolben 40.

Dabei ist zu beachten, daß der Stößel 48 eine Ringnut 64 mit einem Sicherungsring 66 aufweist, um die relative Gleitbewegung des Stößels 48 in Richtung auf die Membran 18 zu begrenzen.

Innerhalb des Buchsenabschnittes 58 ist eine mit Innengewinde versehene Buchse 68 angeordnet. Ein Gewindebolzen 70 ist abnehmbar mit der Buchse 68

verbunden. Zwischen den Enden des Buchsenabschnittes 58 und dem Kopfteil des Gewindebolzens 70 sind außerdem ein Federring 72, eine Unterlegscheibe 74 und eine flache Kunststoffscheibe 76 angeordnet. Der Stößel 48 kann also von dem Gewindebolzen 70 in Berührung mit der Membran 18 gebracht werden, wenn sich der Gewindebolzen 70 zusammen mit dem Federspeicherkolben 40 unter der Einwirkung der Speicherfeder 56 bewegt,

Im Betrieb sind die Gewindebohrungen 52 und 54 an eine erste Druckquelle 78 bzw. eine ventilgesteuerte Druckleitung 80 angeschlossen. Wird das Fahrzeug nicht gebremst, so befinden sich die einzelnen Teile der in der Zeichnung dargestellten Bremsbetätigungsvorrichtung in einer Stellung gemäß F i g. 1 der Zeichnung. Der Druck in der Druckkammer A bewegt den Federspeicherkolben 40 gegen den Druck der Speicherfeder 56, bis er an einer Anschlagfläche 44a anliegt. Da die Druckkammer B unter relativ geringem oder gar keinem Überdruck steht, bewegen die Schraubenfeder 38 und die die Bremsbetätigungsstange 20 in Bremsfreigabestellung drückenden, nicht gezeichneten Mittel den Betriebskolben 32, die Membran 18 und die Bremsbetätigungsstange 20 in einer Bremslüftstellung, in welcher der Flansch 24 am Betriebskolben 32 anliegt. 2$

Eine normale Bremsbetätigung erfolgt durch Anlegen von Druck an die Druckkammer B über die Druckleitung 80. Dieser Zustand ist in F i g. 2 dargestellt, in welcher der Druck die Membran 18 weiter an den Betriebskolben 32 angelegt hat und der auf dem Flansch 24 anliegende Abschnitt des Betriebskolbens 32 die Bremsbetätigungsstange 20 bewegt und damit die Bremse betätigt.

Bei einer Bremslüftung kehren die einzelnen Teile in die in F i g. 1 dargestellte Stellung zurück. Wird nun angenommen, daß der zwischen dem nicht dargestellten Bremsbelag und der nicht dargestellten Bremstrommel vorhandene Spalt durch Verschleiß oder durch übermäßige Erwärmung besonders groß geworden ist, so herrschen Bedingungen, bei denen schon während des normalen Bremsvorganges der Betriebskolben 32 an der Anschlagplatte 14a zur Anlage kommt, so daß auf die Bremsbetätigungsstange 20 durch den auf die Membran 18 ausgeübten Druck nur eine geringe Kraft übertragen wird. Das rührt daher, daß in einem solchen Zustand nur noch die von der Membran 18 auf die Hutmutter 26 und damit auf die Bremsbetätigungsstange 20 übertragene Kraft die Bremsbetätigungsstange 20 in Bremsrichtung drückt. Aus diesem Grund kommt unter derartigen Bedingungen nur noch eine schlechte Bremsung bzw. überhaupt keine Bremsung mehr zustande.

Fig. 3 zeigt den Betrieb der Federspeicher-Hilfsbremseinrichtung, und dabei die Funktionsweise des Hilfsbremszylinders 12 und das Zustandekommen des Überhubes. Dabei liegt der Betriebskolben 32 an der Anschlagplatte 14a an, wobei diese Stellung des Betriebskolbens 32 am Ende des Hubes des Betriebskolbens 32, also in dessem Totpunkt, erreicht worden ist. Der den Federspeicherkolben 40 gegen die Speicherfeder 56 haltende Druck in der Druckkammer A ist durch Ablassen des Druckmittels nicht mehr vorhanden, so daß der Federspeicherkolben 40 durch die Kraft der Speicherfeder 56 in Bremsbetätigungsrichtung — in der Zeichnung also nach unten — gedrückt worden ist. Der zusammen mit dem Federspeicherkoiben 40 bewegte Gewindebolzen 70 hat den Stößel 48 gegen die Membran 18 gepreßt und auf diese Weise die volle Federkraft der Speicherfeder 56 auf den Flansch 30 der Hutmutter 26 und damit auf die Bremsbetätigungsstange 20 relativ zu dem Betriebskolben 32 in die Ausnehmung 36 des Betriebskolbens 32 hineinbewegt worden ist, bis der Flansch 30 der Hutmutter 26 an der Anschlagfläche 36a des Betriebskolbens 32 anliegt. Auf diese Weise bewegt sich mithin die Bremsbetätigungsstange 20 relativ weiter als der Betriebskolben 32 bei normaler Bremsfunktion, und zwar um die vorstehend jeweils als Überhub bezeichnete Strecke, welche durch den Abstand zwischen dem Flansch 30 und der Anschlagfläche 36a des Betriebskolbens 32 bestimmt ist, so daß es nicht zu einer Überdehnung oder gar zu einer Zerstörung der Membran 18 kommen kann.

F i g. 4 zeigt in einem Diagramm für eine Bremsbetätigungsvorrichtung bestimmter Ausgestaltung und Größe die Abhängigkeit der Bremskraft vom Weg der Bremsbetätigungsstange 20. Bei der diesem Diagramm zugrunde liegenden Bremsbetätigungsvorrichtung kann die Bremsbetätigungsstange 20 vom Betriebskolben 32 um 38 mm bewegt werden, bevor der Betriebskolben 32 an der Anschlagplatte 14a zur Anlage kommt Es isi erkennbar, daß sowohl bei einem auf die Membran 18 einwirkenden Druck von 4,22 kp/cm² als auch bei einem Druck von 7,03 kp/cm² die Bremsbetätigungsstange 20 sich nur geringfügig weiter als ihr vorgegebener Hub von 38 mm bewegen kann, wobei jenseits dieses Weges nur noch sehr geringe Bremskräfte auf die Bremsbetätigungsstange 20 zu übertragen sind. Durch den Überhub wird dagegen erreicht, daß bis zu einem Gesamthub vor 45,7 mm noch eine erhebliche Bremskraft auf die Bremsbetätigungsstange 20 wirkt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Bremsbetätigungsvorrichtung für Fahrzeuge, bestehend aus einem Membran-Betriebsbremszylinder und einem koaxial zu diesem angeordneten Federspeicher-Hilfsbremszylinder, wobei die Bremsbetätigungsstange in einer axialen Durchgangsöffnung des Betriebskolbens begrenzt längsverschieblich geführt ist, so daß sie bei Betätigung über den einen größeren Hub als der Betriebskolben aufweisenden Federspeicherkolben einen entsprechenden Oberhub ausführen kann, wobei ferner die Biemsbetätigungsstange durch die Durchgangsöffnung hindurch unmittelbar an der Membran des Betriebsbremszylinders anliegt, die Kolbenstange des Federspeicherkolbens auf der der Bremsbetätigungsstange gegenüberliegenden Seite der Membran unmittelbar auf diese einwirkt, und wobei die Bremsbetätigungsstange mit einem ihre Längsverschieblichkeit in Bremslüftrichtung begrenzenden, mit dem Rand der Durchgangsöffnung zusammenwirkenden Flansch versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbetätigungsstange (20) mit einem den Überhub begrenzenden zweiten Flansch (30) versehen ist, der auf der anderen Seite der Durchgangsöffnung (34) angeordnet ist und der an einer auf das freie Ende (22) der Bremsbetätigungsstange (20) aufgeschraubten Hutmutter (26) ausgebildet ist.