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Hydraulische bzw. pneumatische Bremse mit selbsttätiger Bremsdruckregelung, ins. besondere für Kraftfahrzeuge.
Zur Vereinfachung der Bremseinrichtungen von Kraftfahrzeugen wurden schon insbesondere bei Vierräderbremsung an Stelle des Übertragungsgestänges Einrichtungen für hydraulische und pneumaische Übertragungen verwendet. Trotz ihrer Vorteile sind solche Bremsen aber nicht vollkommen, weil keine unbedingte Sicherheit besteht, dass niemals ein Blockieren der Räder eintritt. Das Blockieren der Räder, ganz besonders aber der Vorderräder, kann bekanntlich schlimme Folgen haben und Unglüeks- fälle durch Schleudern und Überschlagen des Wagens nach sich ziehen.
Bei den bekannten Bremsen ist das Blockieren der Räder zum Teil auf die Ungeschicklichkeit und ungenügende Achtsamkeit des Lenkers zurückzuführen und wird in diesem Fall durch zu brüskes Bremsen verursacht. Nicht allein hierin liegt aber die Ursache des Blockierens der Räder, sondern auch in der Einrichtung und im Vorgang selbst. Ein Blockieren der Räder tritt nämlich immer dann ein, wenn das durch den Anpressungsdruck erzeugte Bremsmoment zwischen Bremsbacken und Bremstrommel und das Adhäsionsmoment des Rades gleich gross sind. Der Reibungskoeffizient zwischen Bremstrommel und Bremsbelag nimmt aber mit abnehmbarer Geschwindigkeit wesentlich zu ; dagegen verändert sich der Reibungskoeffizient zwischen Fahrbahn und Bereifung nur wenig.
Es muss daher der beim Beginn der Bremsung ausgeübte hohe Bremsdruck mit abnehmender Geschwindigkeit vermindert werden, um wegen des sich vergrössernden Reibungskoeffizienten zwischen Bremsscheibe und Trommel ein Blockieren zu vermeiden. Es liegt aber in der Konstruktion der bekannten'Bremsen, dass sie gerade in umgekehrtem Sinne betätigt werden. Infolge dieser Eigenschaft ist es natürlich für den Lenker auch bei aller Aufmerksamkeit sehr schwer, ein Blockieren der Räder stets zu verhindern.
Ganz abgesehen von dem durch Unachtsamkeit des Lenkers entstehenden Blockieren der Räder, kann auch die Einrichtung und der Vorgang ein Blockieren beispielsweise eines oder beider Räder einer Achse verursachen. Es kann z. B. eine Veränderung der Beschaffenheit der Reibungsfläche der Trommel und der Scheibe eintreten und es können, was häufig vorkommt, ungleiche Zugkräfte auf die Räder wirken, in welchem Fall beispielsweise ein Rad blockiert werden kann. In keinem dieser Fälle ist aber' der Lenker in der Lage, bei den bis jetzt bekannten Bremsen zur Vermeidung des Blookierens beizutragen.
Um hydraulische und pneumatische Bremsen wirklich brauchbar und allen Anforderungen entsprechend zu gestalten und um mit absoluter Sicherheit zu erreichen, dass weder durch zu starkes Bremsen noch durch Veränderung der Reibungsflächen und durch ungleiche Zugkräfte ein Rad oder beide Räder blockiert werden, wird nach der Erfindung durch die Zugkraft des gebremsten Rades und die der Zugkraft entgegengerichtete Massenwirkung der nicht gebremsten Wagenteile derart auf die Bremse eingewirkt, dass durch die Relativbewegung, welche durch den gegenseitigen Einfluss der beiden Kräfte entsteht, unter Einschaltung einer dämpfend wirkenden Gegenkraft, das Bremsmoment immer in dem Augenblick, in dem es nahezu die Grösse erreicht, in welcher die Räder sich blockieren, durch Verkleinerung des Bremsdruckes so vermindert wird, dass niemals ein Blockieren der Räder eintreten kann.
Dadurch, dass die Zugkraft des Bodenwiderstandes zur Regelung des Bremsdruckes herangezogen ist, wird bei allen Fahrbahnverhältnissen und allen Geschwindigkeiten stets selbsttätig ein Festbremsen der Räder mit absoluter Sicherheit verhindert, weil die entgegengesetzt gerichtete und den Druck regelnde Wirkung der Massenkräfte und des Bodenwiderstandes immer bei einer bestimmten Grosse des a} s Zugkraft wirkenden BodeI1widerstandes eintritt.
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verhältnissen jeweils eingestellt ; beispielsweise wird es bei nasser Strasse, bei welcher der Reibungskoeffizient zwischen Fahrbahn und Bereifung-. ginnger ist als bei trockener Strasse, auf geringere Spannung eingestellt.
Wenn sodann bei einer bestimmten Fahrtgesehwindigkeit der Anpressungsdruck auf die angegebene Weise verringert wird, so zieht bei. stets abnehmender Fahrtgeschwindigkeit die Bremse so lange schwächer, bis wieder die Gefahr des Blockierens eintritt. Hierauf wird wieder durch die eintretende Relativbewegung der Anpressungsdruck verringert. Dieser Vorgang wiederholt sich so oft, bis der Wagen zum Stillstand kommt.
Die Einrichtung zur. Regelung des Bremsdruckes der hydraulischen und pneumatischen Bremsen kann nach der Erfindung so durchgebildet werden, dass sie gleichzeitig auf alle Räder des Fahrzeuges wirkt oder dass Einrichtungen voneinander unabhängig auf die Räder einer Achse oder unabhängig voneinander auf jedes Rad des Fahrzeuges wirken.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.
Die Fig. 1 zeigt eine Vorderradbremse mit hydraulischer Betätigungseinrichtung. Die Fig. 2 zeigt ebenfalls eine Vorderradbremse, jedoch mit einer Einrichtung zur Betätigung durch Luftdruck.
Nach Fig. 1 sind in die Bremstrommel a des Laufrades b Bremsbacken c in bekannter Weise ein-
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in dem Flüssigkeitszylinder f verschiebbar ist. Der Zylinder f steht durch die Leitung g mit einem Zylinder h in Verbindung. An den Kolben i des Zylinders k schliesst die Druckstange k an, die in den Schlitzhebel 1 des Fusshebels m eingreift. An der Druckstange k greift ferner ein Winkelhebel J an. auf welchen die Zugstange p einwirkt. Das Anschlussstück zwischen Rahmen und Achse besteht beispielsweise aus einem Kolben s. der in einem Zylinder t liegt, und einer auf den Kolben drüekenden verstell- baren Feder u. Au Stelle der Feder kann auch Flüssigkeit mit entsprechenden Einrichtungen vorgeschen sein.
Die Einrichtung wirkt wie. folgt : Der auf den Fusshebel m vom Führer ausgeübte Druck wird durch den Se. hlitzhebel , die Druckstange k und den Kolben i auf die Flüssigkeit übertragen. Dadurch wird der Kolben e im Zylinder 'verschoben und der Keil drückt die Bremsbacken gegen die Bremstrommel.
Damit die Räder sich nicht blockieren, wird der Bremsdruck jeweils selbsttätig kurz vor dem Eintritt des Blockierens der Räder infolge der Verbindung s, M zwischen dem Rahmen und den gebremsten Wagenteilen entsprechend vermindert. Durch diese Verbindung tritt jeweils in dem Augenblick, in dem der durch das Bremsen erzeugte Bodenwiderstand der Räder nahezu dem möglichen Adhäsions-
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Zu diesem Zweck ist die nach dem Ausführungsbeispiel gewählte Feder (so bemessen, dass sie dann nachgibt, wenn die maximal zulässige Zugkraft erreicht ist. Dadurch wird dann durch die Stange
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dem Fusshebel und dem Schlitzhebel ! verkleinert, wodurch eine Verminderung des im Zylinder li wirken- den Druckes entsteht.
Infolgedessen kann bei einer Einrichtung nach der Erfindung in keinem Fall ein Blockieren der Räder eintreten. Es wird jedoch stets der wirksamste Einfluss der Bremse, der in der Nähe des Blockierens eintritt, unabhängig von der Geschicklichkeit des Fahrers durch die selbsttätige Regelung des Anpressungsdruckes erzielt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist an Stelle der hydraulischen Betätigung der Bremse eine pneumatische getreten. Die Einrichtung besteht nach dem Ausführungsbeispiel aus einem Luft- druckbehälter 1, der von einem Kompressor gespeist werden kann. An diesen schliesst ein Ventil, an,
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zylinder 5 mit dem Behälter 1 verbindet, ist ein Regelorgan 6 eingesetzt. Dieses kann beispielsweise aus einem Abblaseventil bestehen, das durch die Stange 7 betätigt wird.
Die Wirkungsweise dieser Einrichtung entspricht der Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 1.
Im Gegensatz zu der Einrichtung nach Fig. 1 wird in diesem Fall der Druck nicht durch eine Veränderung der Hebelübersetzungen geändert, sondern durch Öffnen oder Schliessen des Ventiles 6. Diese Einrie, htung bildet eine wesentliche Vereinfachung gegenüber der Einrichtung nach Fig. 1.
Die Verbindung der Druckluftbremse mit der beschriebenen Druckregelung ist von besonderer Bedeutung für solche Arten von Bremsen, weil für die Bedienung der Druckluftbremsen das Gefühl des Führers vollständig ausgeschaltet ist. Es ist daher bei solchen Bremsen ohne die Druekregelung nach der Erfindung die Gefahr des Blockierens der Räder weitaus grösser als bei Bremsen, bei welchen der Bremsdruck vom Führer ausgeübt wird.
Die Einrichtungen nach den Ausführungsbeispielen sind nur für die Erklärung der Erfindung bestimmt. Die Konstruktionen, welche unter die Erfindung fallen, sind nicht an die Darstellungen in der Zeichnung gebunden,
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dass beispielsweise ein Rad sich blockiert infolge ungleich auftretender Zugkräfte.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Bremse, bei der die Bremskraft auf hydraulischem oder pneumatischem Wege übertragen wird insbesondere für Kraftfahrzeuge dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsdruck geregelt wird durch Ausnützung der Relativbewegung der nicht abgebremsten Massen gegenüber den abgebremsten Maschinenteilen in der Weise, dass zwischen diese eine dämpfend wirkende Gegenkraft eingeschaltet wird, die den Bremsdruck selbsttätig so einstellt, dass ein Blockieren der Räder durch Anwachsen des Bremsmomentes an der Bremstrommel über das Adhäsionsmoment der Räder in der Fahrbahn verhindert wird.
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Hydraulic or pneumatic brake with automatic brake pressure control, ins. special for motor vehicles.
To simplify the braking devices of motor vehicles, devices for hydraulic and pneumatic transmissions have already been used in place of the transmission linkage, especially in the case of four-wheel braking. Despite their advantages, however, such brakes are not perfect because there is no absolute certainty that the wheels will never lock. It is well known that locking the wheels, especially the front wheels, can have dire consequences and lead to accidents through skidding and overturning of the car.
With the known brakes, the locking of the wheels is partly due to the clumsiness and inadequate attentiveness of the driver and in this case is caused by too brusque braking. This is not the only reason for the locking of the wheels, but also in the device and in the process itself. Locking of the wheels always occurs when the braking torque generated by the contact pressure between the brake shoes and brake drum and the adhesion torque of the wheel are equal are. The coefficient of friction between the brake drum and the brake lining increases significantly as the speed decreases; on the other hand, the coefficient of friction between the road surface and the tires changes only slightly.
The high brake pressure exerted at the start of braking must therefore be reduced with decreasing speed in order to avoid locking due to the increasing coefficient of friction between the brake disc and drum. However, it is in the design of the known brakes that they are actuated in the opposite direction. As a result of this property, it is of course very difficult for the driver, even with all due attention, to always prevent the wheels from locking.
Quite apart from the blocking of the wheels caused by inattention on the part of the driver, the device and the process can also cause blocking of one or both wheels of an axle, for example. It can e.g. B. occur a change in the nature of the friction surface of the drum and the disc and it can, which often happens, uneven tensile forces act on the wheels, in which case, for example, a wheel can be blocked. In none of these cases, however, is the handlebar able to contribute to avoiding blooming in the brakes known up to now.
In order to make hydraulic and pneumatic brakes really useful and meet all requirements and to achieve with absolute certainty that neither one wheel or both wheels are blocked by excessive braking nor by changing the friction surfaces and by unequal tensile forces, according to the invention by the Tensile force of the braked wheel and the mass action of the unbraked car parts counteracting the tensile force acted on the brake in such a way that the relative movement, which is created by the mutual influence of the two forces, with the inclusion of a damping counterforce, the braking torque always at the moment in which almost reaches the size in which the wheels lock, is reduced by reducing the brake pressure so that the wheels can never lock.
Because the tractive force of the ground resistance is used to regulate the braking pressure, the wheels are always automatically and automatically prevented from locking up regardless of the road surface conditions and at any speed, because the opposing pressure-regulating effect of the inertia forces and the ground resistance always occurs at a certain level The size of the tensile force acting on the ground occurs.
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conditions set in each case; For example, it will be on wet roads, where the coefficient of friction between the road and the tires. is lower than on dry roads and is set to lower tension.
If the contact pressure is then reduced in the specified manner at a certain driving speed, it pulls in. As the driving speed decreases, the brake is weaker until the risk of locking occurs again. The contact pressure is then reduced again by the relative movement that occurs. This process is repeated until the car comes to a standstill.
The facility for. Regulation of the brake pressure of the hydraulic and pneumatic brakes can be implemented according to the invention so that it acts simultaneously on all wheels of the vehicle or that devices act independently of one another on the wheels of an axle or independently of one another on each wheel of the vehicle.
Two exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawing.
Fig. 1 shows a front brake with a hydraulic actuator. Fig. 2 also shows a front brake, but with a device for actuation by air pressure.
According to Fig. 1, brake shoes c are in a known manner in the brake drum a of the wheel b
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is displaceable in the liquid cylinder f. The cylinder f is connected to a cylinder h through the line g. The push rod k connects to the piston i of the cylinder k and engages in the slotted lever 1 of the foot lever m. An angle lever J also acts on the push rod k. on which the pull rod p acts. The connection piece between the frame and the axle consists of a piston s. which lies in a cylinder t, and an adjustable spring u that presses on the piston. Instead of the spring, liquid can also be provided with appropriate devices.
The facility looks like. follows: The pressure exerted on the foot lever m by the driver is caused by the Se. Transfer the hot lever, the push rod k and the piston i to the liquid. This moves the piston e in the cylinder 'and the wedge presses the brake shoes against the brake drum.
So that the wheels do not lock, the brake pressure is automatically reduced shortly before the wheels lock as a result of the connection s, M between the frame and the braked car parts. This connection occurs at the moment when the ground resistance of the wheels generated by braking is almost as high as possible
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For this purpose, the spring selected according to the exemplary embodiment (is dimensioned in such a way that it yields when the maximum permissible tensile force is reached. As a result, the rod
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the foot lever and the slotted lever! reduced, which results in a reduction in the pressure acting in cylinder li.
As a result, in a device according to the invention, in no case can the wheels lock up. However, the most effective influence of the brake, which occurs in the vicinity of the blocking, is always achieved independently of the skill of the driver through the automatic control of the contact pressure.
In the embodiment of FIG. 2, instead of the hydraulic actuation of the brake, a pneumatic one is used. According to the exemplary embodiment, the device consists of an air pressure vessel 1 which can be fed by a compressor. A valve connects to this,
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cylinder 5 connects to the container 1, a control element 6 is used. This can consist, for example, of a blow-off valve which is actuated by the rod 7.
The operation of this device corresponds to the operation of the device according to FIG. 1.
In contrast to the device according to FIG. 1, in this case the pressure is not changed by changing the lever ratios, but rather by opening or closing the valve 6. This device is a significant simplification compared to the device according to FIG. 1.
The connection of the compressed air brake with the pressure control described is of particular importance for such types of brakes, because the driver's feeling is completely switched off when operating the compressed air brakes. With such brakes without the pressure control according to the invention, the risk of the wheels locking is therefore much greater than with brakes in which the brake pressure is exerted by the driver.
The devices according to the exemplary embodiments are only intended for explaining the invention. The constructions that fall under the invention are not bound to the representations in the drawing,
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that, for example, a wheel blocks itself as a result of uneven tensile forces.
PATENT CLAIMS:
1. Brake in which the braking force is transmitted hydraulically or pneumatically, especially for motor vehicles, characterized in that the braking pressure is regulated by utilizing the relative movement of the non-braked masses with respect to the braked machine parts in such a way that a damping counterforce is switched on between them which automatically adjusts the brake pressure so that the wheels are prevented from locking due to the increase in the braking torque on the brake drum via the adhesion torque of the wheels in the roadway.