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Ilauptdrttekzylintler für hydraulische Bremsen, insbesondere für Kraftfahrzeuge u. dgl.
Die Erfindung betrifft den Hauptdruckzylinder für hydraulische Bremsen, insbesondere für Kraftfahrzeuge u. dgl.
Zweck der Erfindung ist, einen Hauptdruckzylinder zu schaffen, der ein freieres Durchströmen des Druckmittels längs des Kolbens während des Rückzugshubes des letzteren gewährleistet, indem für gewöhnlich eine grössere Öffnung zwischen dem Hauptdruckzylinder und dem Druckmittelbehälter aufrechterhalten wird. Ein Merkmal der Erfindung besteht in der neuartigen Bauart des Kolbens für den Hauptdruckzylinder.
Erfindungsgemäss wird ein lotrecht angeordneter Hauptdruckzylinder angewendet, dessen höchster Punkt im Druckraum für gewöhnlich in freier Verbindung mit dem Behälter erhalten wird, wobei ein grösserer Teil des Behälterinhalts als Druekmittelquelle zur Verfügung steht.
Weitere Zwecke und Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung. Das hydraulische System gemäss der Erfindung kann mit gleichem Vorteil auch zur Steuerung von Kupplungen für schwere Fahrzeuge, zur Steuerung von Türverriegelungen von Fahrzeugen und ähnliche hydraulische Zwecke Verwendung finden.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 den erfindungsgemässen Hauptdruekzylinder in lotrechtem Schnitt, Fig. 2 eine hydraulische Bremsvorrichtung mit dem neuartigen Hauptdruckzylinder in schematischer Darstellung und Fig. 3 die Kolbenvorrichtung nach Fig. 1 in grösserem Massstab und mit den Teilen in einer andern Stellung.
In der Zeichnung ist 5 ein Hauptdruckzylinder, der mit Ansätzen 6 versehen ist, welche mit ihm aus einem Stück bestehen und in welchen Bolzenlöcher vorgesehen sind, durch welche der Hauptdruckzylinder am Gestellrahmen eines Kraftfahrzeuges oder an irgendeinem andern geeigneten Träger befestigt werden kann. Das obere Ende des Hauptdruekzylinders 5 ist mit einem Gewinde versehen und dient zur Aufnahme eines Ringes 7, der den Fuss des allgemein mit 8 bezeichneten Druekmittelbehälters bildet. Der dargestellte Behälter besteht aus. einem verhältnismässig schmalen Metallstreifen 9, der in Falten 10 gebogen ist, die dem Behälter eine gewisse Nachgiebigkeit verleihen.
Über dem Streifen 9 befindet sich eine Metallschale 11, die den oberen Teil des Behälters bildet und eine Stopfbüchse 12 trägt, durch welche hindurch die Kolbenstange 13 geführt ist. Die Kolbenstange 13 ist am oberen Ende in der bei 14 dargestellten Weise verbreitert und trägt ein einstellbares Verlängerungsstück 15, durch welches sie mit dem Pedal 16 verbunden ist. Unter der Erweiterung 14 befindet sich eine Unterlagsseheibe 17 zur Aufnahme des Druckes einer Feder 18, die sich gegen das obere Ende der Schale 11 stützt. Die Feder 18 dient dazu, die Kolbenstange 18 und das Pedal 16 nach jedem Anziehen der Bremsen in die Anfangsstellung zurückzubringen.
Das Pedal 16 ist bei 19 am Chassis oder an der Karosserie des Fahrzeuges drehbar befestigt, und auf Wunsch kann eine weitere Feder 20 vorgesehen werden, um die Rückführung des Pedals und der Kolbenstange in die Anfangsstellung zu gewährleisten. Die Anfangsstellung des Pedals 16 kann durch irgendeinen (nicht dargestellten) Anschlag oder durch das eine Ende des im Bodenbrette des Fahrzeuges vorgesehenen Schlitzes bestimmt werden.
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Ein Schwimmer 21 besitzt eine Schwimmerstange 22, die durch das obere Ende des Behälters hindurchgeführt ist und als Mittel dient, um die Höhe der Flüssigkeit im Behälter anzuzeigen. Zum Füllen des Behälters wird der Stöpsel 23 abgeschraubt, wodurch eine Öffnung freigelegt wird, durch welche Flüssigkeit in den Behälter eingeführt werden kann. Da das Pedal 16 um einen festen Drehzapfen 19 schwingt, so erhält das obere Ende des Behälters eine geringe seitliche Bewegung während jedem seitlichen Anziehen der Bremsen. Diese Bewegung wird durch die im nachgiebigen Streifen 9 vorgesehenen Falten 10 ermöglicht.
Der Hauptzylinder 5 besitzt eine Bohrung 24, deren oberes Ende mit dem Behälter 8 unmittelbar verbunden ist. In dieser Bohrung bewegt sich hin und her ein Kolben 25. Dieser Kolben besteht aus einem Mantel 26 und einem verhältnismässig beweglichen Teil 27, der in einer Richtung durch die Feder 28 bewegt wird, die zwischen einander zugekehrten Flächen des Mantels 26 und des Teils 27 angeordnet ist. Durch miteinander zusammenwirkende, an dem Mantel bzw. am Teil 27 vorgesehene Schultern 29 bzw. 30 (Fig. 3) wird die gegenseitige Bewegung zwischen dem Mantel und dem Teil 27 in der einen Richtung begrenzt. Der Mantel 26 erhält solche Abmessungen, dass er genau in die Bohrung 24 des Zylinders passt, und besitzt eine durchgehende Öffnung, in welcher der bewegliche Teil 27 angeordnet ist.
Das vordere Ende der durch den Mantel 26 hindurchführenden Öffnung ist als Zylinder 31 ausgebildet, in welchen die vordere zylindrische Verlängerung 32 des beweglichen Teils 27 genau passt, wenn der Mantel 26 und der bewegliche Teil 27 sich in der aus Fig. 3 ersichtlichen gegenseitigen Lage befinden.
In dieser Stellung stehen die Schultern 29 und 30 in Eingriff, und die Vorderseite der Verlängerung 32 befindet sich in der Ebene der Vorderseite des Mantels 26, so dass diese Seiten ein ununterbrochenes Auflager für die Gummimanschette 33 bilden, die die Abdichtung zwischen dem Mantel 26 und der Zylinderwandung und auch zwischen der Vorderseite des Mantels 26 und der Vorderseite der zylindrischen Verlängerung 32 des beweglichen Teils 27 gewährleistet.
Die Schale 33 besitzt eine mittlere Öffnung 34, die, wenn die Teile sich in der aus Fig. 1 ersiehtlichen Stellung befinden, eine freie Verbindung zwischen dem oberen Ende des Druckraumes und dem Behälter herstellt. Der vollständige Durchgang, der das obere Ende des Druckraumes mit dem Behälter verbindet, besteht aus der in der Schale 33 vorgesehenen Öffnung 34, der zylindrischen Bohrung 31 im vorderen Ende des Mantels 26, dem ringförmigen Raum zwischen dem Mantel 26 und dem Teil 27, in welchem Raum die Feder 28 angeordnet ist, und kleinen Bohrungen 35, die im Teil 27 vorgesehen sind.
Die Ruhelage des Mantels 26 und des Teils 27 sind durch einen Anschlag 36 bestimmt, der als auf das obere Ende des Zylinders 5 aufgeschraubte Kappe ausgebildet ist. Diese Kappe besitzt eine mittlere Öffnung, durch welche die Kolbenstange 13 hindurchgeführt ist und mittels welcher die Bohrungen 35 mit dem Innern des Behälters in Verbindung stehen. Der ringförmige Raum 37, der sich unterhalb der oberen Kappe 36 befindet, bildet einen Ansatzraum für etwaige Niederschläge, welcher Raum jede gewünschte Tiefe erhalten kann. Ein Ablassstöpsel 38 kann daran vorgesehen sein.
Das untere Ende der Kolbenstange 13 ruht einfach in der im beweglichen Teil 27 vorgesehenen Pfanne, so dass die Kolbenstange 13 mit dem Pedal 16 nach Beendigung eines Bremsvorganges schneller als der Kolben 25 in die Ruhestellung zurückkehren kann. Der Kolben wird in die Anfangsstellung durch eine Feder 39 zurückgebracht, die von unten nach oben gegen eine innerhalb der Schale 33 angeordnete ringförmige Unterlagsscheibe 40 drückt. Das untere Ende der Feder 39 stützt sich gegen ein Rückschlagventil 41, das für gewöhnlich gegen den zugehörigen Sitz 42 mit genügender Kraft angedrückt
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Sitz abzuheben.
Das Rückschlagventil 41 trägt ein Auslassventil 43, das sich unter einem sehr geringen Druck öffnet und durch eine Feder 44 in der geschlossenen Stellung gehalten wird.
Das Auslassende des Hauptzylinders steht mit Leitungen 45 in Verbindung, die zu den Radbremszylindern 46 führen. Jeder Radbremszylinder enthält zwei gegenläufige Kolben 47, die je einen Bremsschuh 48 betätigen, um diesen entgegen der Wirkung einer Rückzugfeder 50 gegen eine Bremstrommel 49 anzudrücken. Die Rückzugsfedern 50 halten die Bremsschuh für gewöhnlich gegen geeignete Anschläge 51 angedrückt.
In der normalen Stellung oder Ruhestellung der Bremsvorrichtung befinden sich die Teile in der aus Fig. 1 ersichtlichen Stellung. Hier steht das obere Ende des Druckraumes in freier Verbindung mit dem Behälter, so dass etwa in den Hauptzylinder eingedrungene Luft in diesem hochsteigen und vom höchsten Punkt des Hauptzylinders aus in den Druckmittelbehälter gelangen kann. Durch diese Verbindung zwischen dem Inneren des Hauptzylinders und dem Behälter werden auch Änderungen ausgeglichen, die etwa durch Temperaturwechsel im Zustand der Druckmitteleinrichtung hervorgerufen werden können. Wenn das in den Radbremszylindern und Leitungen enthaltene Druckmittel sich z.
B. infolge einer Temperaturerhöhung ausdehnt, so hebt sich das Ventil 41 von seinem Sitz ab, damit ein Teil des Druckmittels in den Hauptzylinder einfliessen kann, worauf eine entsprechende Druckmittelmenge aus dem oberen Teil des Hauptzylinders verdrängt und in den Behälter zurückgeführt wird.
Beim Treten auf das Bremspedal wird zunächst der Teil 27 so weit bewegt, bis dessen Schulter 30 mit der Schulter 29 des Mantels 26 in Berührung kommt. Hiedurch wird die Feder 28 leicht zusammengedrückt, die absichtlich schwächer als die Feder 39 gehalten wird. Durch diese anfängliche Bewegung
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des Teils 27 gegenüber dem Mantel 26 gelangen die Teile in die aus Fig. 3 ersichtliche Stellung, in welcher die Vorderseite des Vorsprunges 32 des Teils 27 sich in derselben Ebene wie die Vorderseite des Mantels 26 befindet, so dass beide einen ununterbrochenen Halt für die Schale 33 bilden.
Diese anfängliche Bewegung des Teils 27 gegenüber dem Mantel 26 ist eine Leerlaufbewegung insofern, als irgendeine Bremswirkung nicht in Betracht kommt, denn diese Bewegung hat lediglich den Zweck, den Durchgang der Flüssigkeit durch den Kolben hindurch zu schliessen. Diese Bewegung kann dadurch verkleinert werden, dass man den Mantel 26 mit Ausnehmungen 52 versieht, die die nötige Öffnung zwischen dem vorderen Ende des Mantels 26 und der Verlängerung 32 bei einer geringeren gegenseitigen Bewegung zwischen diesen Teilen herstellen.
Durch einen weiteren Druck auf das Pedal wird die Kolbenstange 13 derart betätigt, dass sie den Mantel 26 mit dem Teil 27 zusammen nach unten in der Bohrung 24 bewegt, um Druckmittel aus dem Hauptzylinder über das Ventil 43 in die Leitungen 45 eindringen zu lassen. Durch dieses Austreten von Druckmittel aus dem Hauptzylinder wird in den Leitungen und Radbremszylindern ein Druck geschaffen, wodurch die Kolben 47 in den Radbremszylindern 46 derart bewegt werden, dass sie die Bremsschuh gegen die Bremstrommel 49 andrücken. Wenn der Bedienende nun das Pedal 16 loslässt, wird dieses Pedal mit der Kolbenstange 13 sofort durch die Federn 18 und 20 in die Anfangsstellung zurückgebracht. Die Feder 28 entspannt sich sofort, wodurch der bewegliche Teil 27 gegenüber dem Mantel 26 bewegt und ein Durchgang durch den Kolben hindurch geöffnet wird.
Die Trennbewegung zwischen Teil 27 und Mantel 26 unter dem Einfluss der Feder 28 während des Kolbenrückzuges wird dadurch begrenzt, dass die Schulter 53 mit dem federnden Ring 54 in Berührung kommt, der in einer geeigneten im oberen Ende des Mantels 26 vorgesehenen Nute einschnappt.
Die Feder 39 entspannt sich ebenfalls und drückt die Schale 33 mit dem Kolben in die Anfangsstellung zurück. Während dieses Kolbenrückhubes drückt die Feder 39 auch gegen das Rückschlagventil 41, welches dazu dient, das Zurückströmen des Druckmittels von den Leitungen und Radbremszylindern in den Hauptzylinder zurück unter dem Einfluss der Rückzugsfedern 50 abzudrosseln. Das Zurückströmen des Druckmittels in den Hauptzylinder wird ferner durch die Länge und die geringe lichte Weite der Leitungen sowie durch die Dickflüssigkeit des Druckmittels beschränkt. Hiedurch wird im Hauptzylinder während des Kolbenrückzuges ein Teilvakuum bzw. Unterdruck geschaffen, wodurch das Druckmittel während des Kolbenrückzuges aus dem Behälter durch den Kolben hindurch und durch die Bohrung 34 in der Gummimanschette 33 in den Hauptzylinder angesaugt wird.
Sobald der Hauptzylinderkolben seine aus Fig. 1 ersichtliche Anfangsstellung wieder erreicht hat, befindet sich ein Überschuss an Druckmittel in den wirksamen Teilen der Vorrichtung. Bei der weiteren Rückkehr der Radbremszylinderkolben in die Anfangs-oder Ruhestellung unter dem Einfluss der zugehörigen Rückzugsfedern wird Druckmittel fortwährend in den Hauptzylinder zurückgeleitet, wobei das überschüssige Druckmittel durch die Öffnung 34 der Gummimanschette 33 und zwischen den beiden Kolbenteilen in den Behälter zurückfliesst. Dieses überschüssige Druckmittel reisst die Luft mit sich, die etwa in die wirksamen Teile der Vorrichtung eingedrungen ist.
Dadurch, dass der Durchgang, der den Hauptzylinder mit dem Behälter verbindet, sich gerade an der höchsten Stelle des Druckraumes befindet, werden nun alle Luftblasen vollständig aus dem Hauptzylinder entfernt.
Wenngleich nur eine einzige Ausführungsform der Erfindung dargestellt wurde, so versteht es sich doch von selbst, dass auch zahlreiche andere Ausführungsformen möglich sind.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Hauptdruckzylinder für hydraulische Bremsen, insbesondere für Kraftfahrzeuge u. dgl., der mit einem Flüssigkeitsbehälter verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass sein Kolben aus einem mit
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