Bremssystem für Fahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf ein Bremssystem für Kraftfahrzeuge, mit einem Federspeicher-Bremszylinder, dessen Speicherfeder durch ein druckempfindliches Glied unter Vorratsdruck gespannt und bei sinkendem Vorratsdruck die Bremsen betätigt, sowie mit einer zum Überwachen der Füllung des Speicherraumes des Federspeicher-Bremszylinders bestimmten Handbremseinrichtung, deren Schaltgestänge mit einem in einer Entlastungsleitung für den Speicherraum angeorneten Ventil versehen ist und dieses bei unbetätigter Handbremse verschliesst und bei betätigter Handbremse öffnet, und mit einer Sperre für den Federspeicher-Bremszylinder, die mit dem Schaltgestänge der Handbremseinrichtung zu lösen ist,
wobei das vom Schaltgestänge betätigte Ventil mit mindestens einem Einwegventil zusammengebaut ist und bei dem zwischen der Handbremseinrichtung und dem Federspeicher-Bremszylinder als Sperre ein druckabhängig gesteuertes Sperrventil vorgesehen ist, das mit einem Schliessglied die Entlastungsleitung überwacht, in der das Einwegventil liegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Bremssystem durch Verbesserung der Überwachung zu vervollkommnen.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass in die Entlastungsleitung ein druckmittelbetätigter elektrischer Schalter eingesetzt ist, dessen elektrische Kontakte mit einer Anzeigelampe in einem Stromkreis angeordnet sind.
Ein Bremssystem ist als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung in der Zeichnung teilweise im Schnitt dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausbildung des Bremssystems,
Fig. 2 eine Weiterbildung des Bremssystems und
Fig. 3 eine vereinfachte Ausführung der Ausbildung nach der Fig. 2.
Ein Federspeicher-Bremszylinder 1 besitzt eine Speicherfeder 2 und einen Kolben 3 als druckempfindliches Glied, der über eine Kolbenstange 4 auf nicht dargestellte Radbremse eines Fahrzeugs einwirkt. Der Kolben 3 stellt die bewegliche Wand einer Arbeitskammer 5 des Federspeicher-Bremszylinders 1 dar. Die Arbeitskammer 5 ist durch einen Deckel 6 abgeschlossen, der als Gehäuse für ein Sperrventil 7 ausgebildet ist.
Dieses Sperrventil 7 hat ein Rückschlagventil 8, dessen Ventilschliessglied 9 durch eine Ventilfeder 10 gegen einen Ventilsitz 11 gedrückt wird. Ein auf der dem Ventilsitz 11 abgekehrten Seite am Schliessglied 9 mittig befestigter Ansatzstift 12 greift mit Radialspiel durch eine radiale Wand 14 eines Sperrkolbens 15, so dass hier eine Drosselstelle 13 für den Luftdurchgang gebildet ist. Die radiale Wand 14 begrenzt das obere Ende einer mehrfach abgestuften axialen Durchgangsbohrung 16, deren unteres Ende eine radiale Wand 17 begrenzt, die als Ventilschliessgliedträger für ein Ventilschliessglied 18 ausgebildet ist. Ein Ventilsitz 19 für das Schliessglied 18 ist im Gehäuse des Sperrventils 7 auf der dem Ventilsitz 11 abgekehrten Seite gebildet. Der Ventilsitz 19 ist axial durchbohrt und an eine Entlastungsleitung 20 angeschlossen.
Er steht gegenüber einer radialen Gehäusewand 21 in einen ihn ringförmig umgebenden Ventilraum 22 vor und vermag in den ringförmigen Ventilschliessgliedträger 17 des Sperrkolbens 15 einzutauchen. Die Durchgangsbohrung 16 ist über einen Kanal 23 mit dem unter dem Sperrkolben 15 gelegenen Ventilraum 22 verbunden. Eine Sperrkolbenfeder 24 versucht den Sperrkolben 15 gegen den gehäusefesten Ventilsitz 19 zu drücken, und eine Ventilfeder 18' hält in der gezeichneten Stellung das Ventilschliessglied 18 an dem ringförmigen Träger 17 fest. Der Ventilsitz 19 und das Schliessglied 18 bilden zusammen ein Schliessventil 25 des Sperrventils 7.
Der Ventilsitz 11 ist ebenfalls axial durchbohrt und an eine gewöhnlich unter Vorratsdruck stehende Federspeicher Vorratsleitung 26 angeschlossen. In diese Federspeicher-Vorratsleitung 26 ist ein Handbremsventil 27 weitgehend üblicher Ausführung eingebaut, das auch durch die Entlastungsleitung 20 mit dem Sperrventil 7 verbunden ist. Es besitzt ein Doppelsitzventil 28 mit einem ringförmigen Schliessglied 29, das mit zwei Ventilsitzen 30 und 31 zusammenarbeitet. Der eine Ventilsitz 30 ist an einem Kolben 32 angeordnet. Ein winkelförmiger Handhebel 34 greift an einer Ventilstange 34' an, die durch einen zylindrischen Ansatz 35 verlängert ist, der stirnseitig eine Dichtung 36 trägt. Diese Dichtung 36 ist dazu bestimmt, einen am unteren Ende des Gehäuses des Handbremsventils 27 angeordneten Ventilsitz 37 zu überwachen, in den koaxial die Entlastungsleitung 20 einmündet.
Der Ventilsitz 37 und die Dichtung 36 bilden ein Einwegventil 38.
Der Ventilsitz 37 wird von einem hülsenförmigen Gehäuseansatz 39 umgeben, auf dem das ringförmige Schliessglied 29 dichtend verschiebbar ist. Ein den zylindrischen Ansatz 35 umgebender Raum 40 ist ständig an die Aussenluft angeschlossen. Ein den hülsenförmigen Gehäuseansatz 39 umgebender und unter dem Schliessglied 29 liegender Ventilraum 41 ist mit einer Vorratsleitung 42 verbunden und dient als Vorratsluftraum des Handbremsventils. Eine Rückholfeder 43 stützt den Kolben 32 gegen das Gehäuse des Handbremsventils 27 ab.
In der Entlastungsleitung 20 liegt ein Druckschalter 45, der zwei Kammern 46 und 47 hat. Die eine Kammer 46 ist eine Druckmittelkammer, die an die Entlastungsleitung 20 angeschlossen ist. Die andere Kammer 47 nimmt nicht dargestellte, elektrische Kontakte auf, die gemeinsam mit einer Anzeigelampe 48 in einem Stromkreis 49 liegen. Der Schalter 45 arbeitet auf Druckabfall, d.h. bei vorhandenem Druck in der Entlastungsleitung 20 sind die Kontakte getrennt und die Anzeigelampe 48 ist aus. Bei Druckausfall in der Leitung 20 werden die Kontakte geschlossen und die Lampe leuchtet auf.
Die beschriebene Einrichtung wirkt wie folgt: Intakte Anlage in Fahrstellung
In Fahrstellung des Handhebels stehen - da das Schliessglied 29 von dem Sitz 31 abgehoben ist - der Federspeicher Bremszylinder 1 und die Federspeicher-Vorratsleitung 26 unter Vorratsdruck oder reduziertem Vorratsdruck. Durch die Drosselstelle 13, die durch einen Ringspalt zwischen dem Ansatzstift 12 und dem Durchbruch in der Wand 14 gebildet wird und dadurch selbstreinigend ist, wird auch der Ventilraum 22 unter dem Sperrkolben 15 sowie die Entlastungsleitung 20, die im Handbremsventil 27 durch das Einwegventil 38 verschlossen ist, auf den gleichen Druck gebracht. Dadurch bewegt sich der Sperrkolben 15 gegen die Kraft der Sperrkolbenfeder 24 nach oben in die gezeichnete Stellung und das Rückschlagventil 9 schliesst. Die Betriebsbremse ist gelöst.
a) Teilbremsstellung
Bei einer Teilbremsstellung der Betriebsbremse ändert sich in der dargestellten Einrichtung nichts, es kann nur der Vorratsdruck im Federspeicher etwas sinken. Eine Teilbremsstellung des Handhebels 34 bewirkt, dass zunächst über die Ventilstange 34' des Handbremsventils 27 das Einwegventil 38 geöffnet und damit die Entlastungsleitung 20 und der Raum 22 unter dem Sperrkolben 15 im Sperrventil 6 entlüftet werden. Durch den Druckabfall in Entlastungsleitung 20 wird der Druckschalter betätigt, und die Lampe 48 leuchtet auf.
Der Sperrkolben 15 beginnt sich unter der Kraft der Feder 24 nach unten zu bewegen und öffnet nach einem geringen Weg das Rückschlagventil 8. Der Druck in der Arbeitskammer 5 des Federspeicher-Bremszylinders 1 sinkt dabei etwas ab, ohne dass der Federspeicher zu bremsen beginnt, bis unter der Kraft der Sperrkolbenfeder 24 das von dem Ventilträger 17 des Sperrkolbens 15 getragene Ventilschliessglied 18 seinen Ventilsitz 19 erreicht und die Entlastungsleitung 20 abschliesst.
Dann kann über die Entlastungsleitung 20 keine weitere Vorratsluft aus dem Federspeicher-Bremszylinder 1 abströmen; sie wird ausserdem auch über das nach unten geöffnete Rückschlagventil 8 sofort wieder ergänzt, solange im Handbremsventil der Durchgang für die Vorratsluft nicht abgeriegelt ist.
Wird aber das Handbremsventil 27 stärker betätigt, so erreicht das Schliessglied 29 seinen Sitz 31 und riegelt den Vor ratsluftzufluss zum Federspeicher-Bremszylinder ab.
b) Vollbremsung
Bei vollem Betätigen des Handbremsventils 27 in Pfeilrichtung wird der am Kolben 32 angeordnete Ventilsitz 30 von dem Schliessglied 29 abgehoben, und der Federspeicher Bremszylinder 1 kann sich über die Federspeicher-Vorratsleitung 26 und das aufgezogene Rückschlagventil 8 bis zum Druck Null entlüften. Die Bremsen sind dann vom Federspeicher voll angezogen. Dabei ändert sich im Sperrventil 7 nichts. Das Einwegventil 38 im Handbremsventil 27 ist immer geöffnet. Dadurch, dass aber das Ventilschliessglied 18 auf seinem Sitz 19 ruht und damit das Schliessventil 25 im Sperrventil 7 geschlossen ist, kann über die Entlastungsleitung 20 keine weitere Luft mehr abströmen. Der Druckabfall in der Entlastungsleitung hat bewirkt, dass der Druckschalter 45 den Stromkreis 49 geschlossen hält und dass die Anzeigelampe 48 aufleuchtet.
An der brennenden Lampe 48 und der Bremsstellung des Handbremshebels 34 sieht der Fahrer, dass die Handbremse angezogen ist.
Gestörte Anlage, Ausfall des Vorratsdrucks
Bei Ausfall des Vorratsdrucks sinkt der Druck über dem Rückschlagventil 8 und in der Federspeicher-Vorratsleitung 26. Da aber das Einwegventil 38 die Entlastungsleitung 20 abgeschlossen hält, kann sich der Druckabfall in der Federspeicher-Vorratsleitung 26 nicht auf den Druck im Federspeicher-Bremszylinder 1 auswirken. Das Rückschlagventil 8 sorgt dafür, dass keine Vorratsluft aus dem Federspeicher Bremszylinder 1 in die Federspeicher-Vorratsleitung 26 zurückströmt. Damit erfüllt das Sperrventil seinen Zweck, es sperrt den Federspeicher. Durch Betätigen des Handbremsventils 27 wird das Einwegventil 38 geöffnet und der Raum 22 unter dem Sperrkolben 15 entlüftet. Die Anzeigelampe 48 leuchtet auf.
Der Sperrkolben 15 wird von der Feder 25 nach unten gedrückt, das Schliessventil 25 abgeriegelt und das Rückschlagventil 8 geöffnet. Über das Rückschlagventil kann sich dann der Federspeicher-Bremszylinder 9 entlüften.
Bruch der Federspeicher-Vorratsleitung 26
Bei Bruch der Federspeicher-Vorratsleitung 26 wird diese Leitung yöllig entlüftet. Im übrigen gilt das oben Gesagte.
Bruch der Entlastungsleitung 20
Bricht die Entlastungsleitung 20, so wird diese und der Raum unterhalb des Sperrkolbens 15 drucklos. Der Sperrkolben 15 bewegt sich unter der Kraft der Sperrkolbenfeder 24 nach unten bis zu seinem unteren Anschlag. In dieser Stellung verschliesst das Schliessventil 25 den Anschluss der Entlastungsleitung 20, und das Rückschlagventil 8 ist geöffnet. Der absinkende Druck in der Entlastungsleitung lässt die Anzeigelampe 48 aufleuchten. Da der Handbremshebel 34 in Lösestellung steht, wird dadurch dem Fahrer der Fehler in der Entlastungsleitung 20 angezeigt. Der Druck im Federspeicher-Bremszylinder 1 und über das geöffnete Rückschlagventil 8 auch der Vorratsdruck in der Federspeicher-Vorratsleitung 26 gelangen über die Drosselstelle 13, über den Durchgangskanal 16 im Sperrkolben 15 und den Kanal 23 in den Ventilraum 22 unter den Sperrkolben.
Der Druck hebt den Sperrkolben 15 wieder an, und das Schliessventil 25 wird wieder geöffnet. Dies geht so lange, bis sich der Druck im Federspeicher-Bremszylinder 1, in der Entlastungsleitung 20 und im Vorrat so weit reduziert hat, dass die Kraft der Sperrkolbenfeder 24 den Sperrkolben wieder nach unten bewegt.
Dann schliesst das Schliessventil 25 die Entlastungsleitung 20 wieder.
Das Bremssystem kann gemäss einer Weiterbildung noch verbessert werden, indem der in die Entlastungsleitung 20 eingesetzte Schalter 45 auf einen Schaltpunkt von 4,5 bis 5 atü eingestellt wird und mit einem weiteren druckmittelbetätigten, elektrischen Zweikontakt-Wechselschalter 50 in Reihe geschaltet wird (Fig. 2). Der Wechselschalter 50 hat zwei Kontakte 51 und 52. Der erste Kontakt 51 liegt im Stromkreis 49 und der zweite Kontakt 52 ist an einen zweiten Stromkreis 53 mit einer zweiten Kontroll-Lampe 54 angeschlossen. Auf diese Weise sind zwei Kontroll-Lampen 48 und 54 vorhanden; mit der Kontroll-Lampe 48 wird der Druck in der Entlastungsleitung 20 und mit der Kontroll-Lampe 54 der Druck in der Federspeicherbremsleitung 26 überwacht.
Damit wird die Lampe 54 zur Kontroll-Leuchte für die Feststellbremse und die Lampe 48 zur Druckabfall-Kontroll-Leuchte für die Entlastungsleitung 20.
Die beschriebene Einrichtung wirkt wie folgt: In der Fig. 2 ist die Anzeige in Bremslösestellung, d. h. in Fahrstellung; die Entlastungsleitung 20 und die Federspeicherbremsleitung 26 sind mit Druckluft gefüllt, beide Kontroll-Lampen 48 und 54 sind aus.
Bricht die Entlastungsleitung 20, so spricht der Schalter 45 an und die Lampe 48 leuchtet auf.
Wird bei intakter Feststellbremsanlage die Feststellbremse betätigt, so wird über das Handbremsventil 27 zunächst die Entlastungsleitung 20 entlüftet und die Lampe 48 leuchtet auf. Je nach der Betätigungsgeschwindigkeit des Ventils 27 wird mit geringer zeitlicher Verzögerung dann die Federspeicherbremsleitung 26 entlüftet. Der Wechselschalter 50 schaltet um. Dadurch erlischt die Kontroll-Lampe 48 für die Entlastungsleitung, und es leuchtet die Kontroll-Lampe 54 für die Feststellbremse auf. Der Umschaltdruck im Wechselschalter 50 ist dabei so ausgelegt, dass er bei Druckabfall in der Federspeicherbremsleitung 26 spätestens bei dem Druck umschaltet, bei dem die Speicherfeder 2 in dem Federspeicher bremszylinder 1 beginnt, Bremskraft abzugeben.
Da aber ein Defekt der Entlastungsleitung 20 selten ist, ist das kurzzeitige Aufleuchten der Lampe 48 beim Betätigen der Feststellbremse gleichzeitig eine Kontrolle für das richtige Arbeiten der Überwachung der Entlastungsleitung 20.
Die Fig. 3 zeigt eine vereinfachte Ausführung der Bauart nach der Fig. 2. Dabei ist wieder, wie bei der ersten Ausbildung, auf die Kontroll-Lampe 54 für die Feststellbremse ver zichtet, es sind jedoch zwei Druckschalter verwendet. und zwar der Druckschalter 45 aus Fig. 2 und ein einfacher Öffnungsdruckschalter 60, der bei fallendem Druck die elektri sche Leitungsverbindung öffnet. Die Kontrolle der Arbeit der
Schalter45 und 60 und der Kontroll-Lampe48 ist gleich wie bei der Ausführung nach Fig. 2. Die Kontroll-Lampe 48 leuchtet auf im Schadensfall. Die Kontrollfunktion der Lampe 48 ist erhalten geblieben, weil sie auf jeden Fall beim Entlüften der Leitung 26 kurz aufleuchtet; denn vorher ist die Entlastungsleitung 20 drucklos geworden.