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Zweizylinder-Flüssigkeitsbremse iür Kraftfahrzeuge.
Die Erfindung bezieht sich auf die bekannten hydraulischen Bremsen, wie sie insbesondere bei Kraftfahrzeugen verwendet werden. Bei Bremsen dieser Art werden zwei entweder nebeneinander oder gleichachsig zueinander angeordnete Zylinder von verschiedenen Durchmessern verwendet, von welchen entweder nur der grössere oder-bei Einleitung der Bremsung-beide Zylinder zusammen zum möglichst raschen Anfüllen der zu den Bremszylindern führenden Leitung und dieser selbst dienen, um die Bremsbacken an die Bremsscheibe anzustellen, worauf die zur Hervorrufung des gewünschten Bremsdruckes erforderliche Flüssigkeit lediglich durch den kleinen Kolben in die Bremszylinder gepresst wird.
Bei Bremsen dieser Art wird die Bremsleitung gewöhnlich direkt an den kleineren Zylinder angeschlossen und dieser mit dem grösseren Zylinder durch eventuell durch Ventile verschliessbare Öffnungen verbunden, welche geschlossen werden, sobald die Bremsbacken an die Bremsscheibe angestellt wurden, damit dann die Flüssigkeit nur durch den kleineren Kolben in den Bremszylinder gedrückt wird. Bei fortgesetzter Bewegung des grösseren Kolbens muss dann der Überschuss an Flüssigkeit aus dem grossen Zylinder in den Flüssigkeitsbehälter zurückbefördert werden.
Zu diesem Behufe wird zwischen dem grösseren Zylinder und dem Vorratsbehälter ein Ventil vorgesehen, welches so bemessen und durch eine Feder od. dgl. so belastet ist, dass es sich bei Erreichung eines bestimmten Druckes im grösseren Zylinder öffnet und den Übertritt der Flüssigkeit aus dem grösseren Zylinder in den Vorratsbehälter gestattet. Die Erfindung besteht nun darin, dass dem als Rückschlagventil ausgebildeten Übertrittsventil ein hydraulischer Widerstand z. B. in Gestalt einer kalibrierten Bohrung vorgeschaltet ist, welcher den Durchflusswiderstand des Übertrittsventils beim Überschreiten des zulässigen Druckes entsprechend vergrössert.
Die Wirkung der Vergrösserung des Durchflusswiderstandes des Übertrittsventils besteht darin, dass durch diesen Widerstand die Bremswirkung gesichert bzw. beschleunigt wird. Bei den Flüssigkeitsbremsen der bisher üblichen Art sind das Übertrittsventil und seine Feder so dimensioniert, dass sich das Ventil bei normalem Betriebe bei Erreichung des Betriebsdruckes in den Bremszylindern (nachdem sich die Bremsbacken an die Bremsscheibe angelegt haben) selbsttätig öffnet, um beim weiteren Druck auf das Pedal den in den Bremszylindern nicht benötigten Überschuss an Flüssigkeit in den Vorratsraum überzuleiten. Nun tritt aber in der Praxis, so z.
B. bei zu plötzlichem oder zu kräftigem Niedertreten des Pedals oder wenn der Querschnitt der von der Flüssigkeitsfördervorrichtung zu den Bremszylindern führenden Leitung durch irgendwelche Umstände eingeengt wurde, oft der Fall ein, dass der Füllungsdruck, der stets etwas kleiner ist als der Betriebsdruck in den Bremszylindern, über seine normale Höhe steigt. In diesem Falle öffnet sich das Übertrittsventil noch bevor der Betriebsdruck in den Bremszylindern seine normale Höhe erreicht hat, und ein Teil der Druckflüssigkeit strömt somit vorzeitig in die Vorratskammer ab. Die auf diese Weise in den Vorratsraum abströmende Flüssigkeit geht dabei für das Füllen der Bremszylinder verloren, und dieser Verlust bedeutet somit eine Verzögerung der Bremswirkung.
Der oben geschilderte Nachteil der bisher bekannten Flüssigkeitsbremsen wird durch das Vorschalten einer kalibrierten Bohrung beseitigt. Wenn nämlich die Bohrung so kalibriert ist, dass die Flüssigkeit nur bei normalem Betrieb durch die Bohrung ohne besonderen hydraulischen Wiederstand abfliessen kann, staut sich die Flüssigkeit vor oder in der Bohrung bei höheren Drücken in solchem Masse, dass das vorzeitige Öffnen des Übertrittsventils vor der Erreichung des normalen Betriebsdruckes in den Bremszylindern entweder verhindert oder wenigstens derart verzögert wird, dass das Bremsen ohne Verlust an Druckflüssigkeit erfolgen kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Flüssigkeitsbremse dargestellt. Fig. 1 zeigt einen axialen Schnitt und Fig. 2 einen senkrecht zur Achse durch den Behälter und den Füllungszylinder geführten Schnitt. Fig. 3 ist ein Schnitt durch das Überlauforgan.
Bei der Flüssigkeitsbremse gemäss dem Ausführungsbeispiel bewegt sich der Füllungskolben 1 in dem grösseren Zylinder 2, in welchem auch der kleinere Druckzylinder 3 untergebracht ist. Der Druckkolben 4ist mit dem Kolben 1 verbunden, entweder fest oder so, dass eine geringe axiale Relativbewegung der Kolben 1 und 4 möglich ist. Der Druckkolben 4 ist im Zylinder 3 durch die Manschette 5 abgedichtet, wogegen zur Abdichtung des Füllungskolbens im Zylinder 2 mit Rücksicht auf den niedrigeren Füllungsdruck die Kolbenringe 6 genügen. Bei der Bewegung eines Fuss-oder Handhebels dreht eine Zugstange den Hebelarm 8 in der Richtung des Pfeiles 7 um den Zapfen 9. Dadurch werden der Kolbenkopf 10 und die Kolben 1 und 4 nach abwärts bewegt, wodurch in den Zylindern 2 und 3 eine bestimmte Erhöhung des Druckes bewerkstelligt wird und eine Bewegung der Flüssigkeit vor sich geht.
Zu Beginn der Bewegung tritt die Flüssigkeit aus dem Zylinder 2 durch entsprechend bemessene Öffnungen 11 in den Zylinder 3 und zusammen mit der aus diesem Zylinder durch den Kolben 4 herausgedrückten Flüssigkeit über den Raum 12 in die Druckleitung 14, durch welche die Bremszylinder in den Rädern gefüllt werden.
Während der Bewegung des Kolbens 4 nach abwärts schliesst die Manschette 5 in einer bestimmten Lage die Öffnungen 11 ab. Die örtliche Anordnung der Öffnungen 11 ist so getroffen, dass die bis zum Abschluss dieser Öffnungen tatsächlich verdrängte Flüssigkeitsmenge ausreicht, um die Bremsbacken zu betätigen und sie-aber ohne besonderen Druck-gegen die Bremstrommel anzudrücken. Während der weiteren Bewegung des Kolbens tritt die Flüssigkeit aus dem Zylinder 2 durch den Kanal 16 und das Ventil 17 in den Raum 12 und in die Leitung 14. Diese Bewegung dauert so lange an, bis der Druck im Zylinder 2 einen bestimmten Grad erreicht hat, welcher dem gewünschten Füllungsdruck in den Bremszylindern der Räder entspricht. Nach Erreichung dieses Druckes öffnet sich das Überlauforgan. M, und die vom Kolben 1 verdrängte Flüssigkeit beginnt in den Behälter 15 überzufliessen..
Gleichzeitig schliesst sich das Ventil 17.
Das Überlauforgan 18 ist von wesentlicher Bedeutung und hat zweierlei Zweck. Einerseits gestattet es den Überlauf des Überschusses an Flüssigkeit in den Behälter, anderseits ermöglicht es ein Ansaugen von Flüssigkeit aus dem Behälter in den Zylinder 2 beim Rückwärtsgang des Kolbens.
Bei Erreichen eines bestimmten Druckes wird die sonst von der Feder 21 niedergedrückt gehaltene Kugel 20 angehoben und die Flüssigkeit beginnt durch die kalibrierte Bohrung 22 und durch die Bohrungen 23,24 in den Raum 19 überzutreten. Die Notwendigkeit der Kalibrierung der Bohrung 22 ergibt sich aus folgender Erwägung ; Der augenblickliche manometrische Druck in dem Raume 2 bzw. 3 und 12, welcher notwendig ist, um in den Bremszylindern der Räder einen bestimmten, vorher gewählten Füllungsdruck zu erzielen, ist gleich der Summe der Drücke in den Bremszylindern, dem Drucke entsprechend den hydraulischen Verlusten in der Leitung und dem Drucke entsprechend der Geschwindigkeitshohe. Die beiden letztgenannten Komponenten sind veränderlich und abhängig von der Geschwindigkeit der Bewegung des Fuss-bzw. Handhebels.
Bei sehr langsamer Bewegung ergeben diese beiden Komponenten einen kleinen Druckwert, wogegen sie bei rascher Bewegung erheblich grösser sind als der statische, praktisch notwendige Druck in den Bremszylindern der Räder.'Die kalibrierte Bohrung 22 verursacht gleichfalls bei rascher Bewegung der Flüssigkeit einen erheblichen hydraulischen Widerstand, welcher sich nach dem gleichen Gesetze ändert wie der hydraulische Widerstand in der Leitung, was bei entsprechender Belastung der Kugel 20 durch die Feder 21 und geeigneter Wahl des Durchmessers und der Länge der kalibrierten Bohrung 22 einen Zustand zu erreichen gestattet, bei welchem einerseits die Füllung bei jeder Geschwindigkeit der Bewegung des Fuss- bzw.
Handhebels genügt anderseits beim eigentlichen Bremsen, d. h. bei Wirkung des kleinen Kolbens bei geschlossenem Ventil 17, die Kolben zufolge der Unzusammendrückbarkeit der Flüssigkeit und des erhöhten Widerstandes auf den Fuss-bzw. Handhebel eine geringe, langsame Bewegung vollführen.
Beim Abstellen der Bremsen wird der Hebelarm 8 durch die Feder 25 in die Ausgangslage zurückgeführt, wobei zu Beginn dieser Bewegung bei geschlossenen Öffnungen 11 das Ventil 26 des Überlauforgans 18 sich öffnet und der Kolben 1 Flüssigkeit aus dem Behälter 15 in den Zylinder 2 ansaugt. Beim Rückgang des Kolbens 4 füllt sich der Raum 3 mit der Flüssigkeit, die durch die federbeeinflussten Bremsbacken aus den Radbremszylindern verdrängt wird. Die auf das Ventil 26 einwirkende Feder 27 ist so einreguliert, dass sie gerade genügt, um das Gewicht des Ventils 26 einschliesslich seinem Zubehör zu tragen, weshalb (und zufolge der entsprechend bemessenen Grösse des Ventils 26) der Unterdruck im Raume 2 nicht so hoch werden kann, dass von aussen Luft zwischen dem Kolben 1 und dem Zylinder 2 in den Raum 2 eindringt.
Die Linie 19 gibt den normalen Flüssigkeitsstand im Behälter 15 an. Der niedrigste Flüssigkeitsstand ist durch die Bohrung 24 bestimmt, die immer unter Flüssigkeit gehalten sein muss.
Die kalibrierte Bohrung 22 kann auch durch irgendeinen andern hydraulischen Widerstand ersetzt werden.
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Aus Gründen der leichteren Herstellung ist der Zylinder 3 gemäss Fig. 1 in den Kopf 33 eingeschraubt, der an dem Flansch des Füllungszylinders 2 befestigt ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Zweizylinder-Flüssigkeitsbremse für Kraftfahrzeuge mit gleichachsig angeordneten Füllungsund Druckkolben, die je in einem zugeordneten Zylinder arbeiten, und mit einem den Übertritt der Flüssigkeit aus dem Füllungszylinder mit grossem Durchmesser in den Vorratsraum nach Erreichung des Betriebsdruckes in den Bremszylindern regelnden Rückschlagventil, dadurch gekennzeichnet, dass dem Rückschlagventil (20) ein die Verzögerung des Bremsvorganges wirksam hindernder hydraulischer Widerstand z. B. in Gestalt einer kalibrierten Bohrung (22) vorgeschaltet ist.