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Hilfseinrichtung zur Unterstützung der Brems-oder Kupplungsbetätigung bei Fahrzeugen mit Hydraulikanlage, insbesondere Ackerschleppern
Ackerschlepper od. ähnl. Fahrzeuge stehen oft im tagelangen Einsatz und es ist selbstverständlich, dass die häufige Betätigung des Brems- und Kupplungspedals den Fahrer ermüdet, zumal Fahrzeuge höherer Leistungsklasse bei konstruktionsbedingt sonst gleichen Pedalwegen grössere Fusskräfte erfordern. Es ist daher zur Erleichterung der Fahrzeugbedienung eine Unterstützung der Brems-und/oder Kupplungsbetätigung durch vom Fahrzeug selbst aufgebrachte Hilfskräfte wünschenswert.
Es ist bereits bekannt, die Bremsbetätigung durch Druckluft zu unterstützen. Entsprechende Einrichtungen haben sich zwar voll bewährt, sie weisen aber eine verhältnismässig komplizierte Konstruktion auf und sind nur dort brauchbar, wo ein Luftdruckbehälter mit Kompressor vorhanden ist. Übliche Ackerschlepper od. dgl. sind jedoch nicht mit einer Druckluftanlage ausgerüstet, weisen dagegen meist eine Hydraulikanlage auf, die ein Hubwerk für Anbaugeräte mit Drucköl beliefert. Die für Druckluft bekannte Hilfseinrichtung kann nun nicht ohne weiteres auch für Drucköl verwendet werden, weil die Hydraulikpumpe dauernd fördert, also kein Druckspeicher zur Verfügung steht und daher dem Absperrventil ein Überdruckventil zugeordnet werden müsste, durch das in der Zeit, in der die Pedale nicht betätigt werden, das Öl zurückfliessen kann.
Solche Überdruckventile od. dgl. sind aber wegen der damit verbundenen Verlustleistung und der Ölerwärmung möglichst zu vermeiden.
Es ist auch schon eine Hilfseinrichtung zur Unterstützung der Brems- oder Kupplungsbetätigung bei Fahrzeugen mit Hydraulikanlage bekannt, bei der die zur Weiterleitung der auf das Pedal ausgeübten Fusskräfte dienende Übertragungsstange mit einem vom Öl der ständig fördernden Hydraulikanlage dauernd einseitig beaufschlagten Kolben verbunden ist, dessen Zylinder ein Ölablaufventil besitzt. Dieser Kolben dient aber nur zur Ventilverstellung, wogegen ein in einem zweiten Zylinderraum angeordneter zusätzlicher Kolben mit dem eigentlichen Bremsgestänge in Verbindung steht. Dabei handelt es sich um ein Drosselventil, das die Ölablauföffnungen im Masse der Pedalbewegung zunehmend abschliesst. Der sich im Zylinderraum aufbauende Staudruck hängt daher von der Fördermenge der Pumpe ab. Diese Fördermenge der Pumpe ist aber wieder drehzahlabhängig.
Sinkt nun während eines Bremsvorganges die Motordrehzahl, so hat dies auch eine Verringerung der Pumpendrehzahl und damit eine Verminderung des einer bestimmten Drosselstellung entsprechenden Staudruckes im Zylinderraum zur Folge, d. h. es bleibt bei einer bestimmten Stellung des Pedals der Bremsdruck nicht konstant, sondern fällt mit abnehmender Motordrehzahl ab, was die praktische Brauchbarkeit der bekannten Hilfseinrichtung in Frage stellt.
Demnach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die zuletzt beschriebene Hilfseinrichtung so zu verbessern, dass sich der Bremsdruck lediglich mit der Pedalstellung unabhängig von der Motordrehzahl ändert und dass die Hilfseinrichtung bei möglichst einfacher Konstruktion für ihren Einbau keine wesentliche Abänderung der sonstigen Fahrzeugteile erfordert bzw. auch leicht nachträglich eingebaut werden kann.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass der Kolben in ununterbrochener mechanischer Verbindung mit der Radbremsvorrichtung oder der Kupplungsausrückeinrichtung steht oder, mit der dem Öl der Hydraulikanlage abgekehrten Seite wirkend, selbst den Kolben des Hauptbremszylinders bzw.
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des Geberzylinders zur hydraulischen Kupplungsbetätigung bildet und dass das Ölablaufventil in an sich bekannter Weise durch eine sich im Masse der im Bremssinne erfolgenden Pedalbewegung zunehmend spannende Feder belastet ist. In der Ruhestellung kann das Drucköl über das Ventil praktisch verlustlos ablaufen.
Sobald aber das Pedal gedrückt wird, nimmt die Federbelastung zu, es steigt damit also der Hydraulikdruck im Zylinder an, der Kolben wird demnach mit steigendem Druck beaufschlagt und dadurch die auf die Übertragungsstange vom Pedal her ausgeübte Kraft verstärkt.
Bei stillstehendem Motor oder Ausfall der Hydraulikanlage ist die normale Brems- bzw. Kupplungsbetätigung gewährleistet, da der Kolben mit der Übertragungsstange unmittelbar verbunden ist, auf diese also nur zusätzlich einwirkt, den Kraftfluss zwischen Pedal und Bremswelle bzw. Kupplungsausrückwelle aber nicht unterbricht.
Dabei handelt es sich aber nicht um ein wegabhängiges Drosselventil, das Ölablaufventil ist vielmehr als federbelastetes Ventil ausgebildet, das den Druck im Zylinder so lange konstant hält, so lange sich die Federbelastung nicht ändert, unabhängig davon, ob die Fördermenge des Öls Schwankungen unterliegt oder nicht. Ein Drehzahlabfall des Motors hat somit keinen Einfluss auf den Bremsdruck. Da insgesamt nur ein Kolben vorhanden ist, ergibt sich auch ein einfacherer Aufbau der Hilfseinrichtung.
Eine besonders zweckmässige Konstruktion wird dadurch erreicht, dass das Ventil aus einem auf der die Kolbenstange bildenden Übertragungsstange axial verschiebbar gelagerten Ventilkörper und einem die Übertragungsstange ringförmig umgebenden Ventilsitz besteht, wobei der Ventilkörper von einer um die Übertragungsstange gewundenen und an dieser abgestützten Feder in Schliessrichtung des Ventils belastet ist. Durch die Abstützung der Feder auf der Übertragungsstange und die verschiebbare Lagerung des Ventilkörpers auf dieser Stange wird die Feder im Masse der durch die Pedalbetätigung herbeigeführten relativen Stangenverschiebung immer mehr zusammengedrückt und dadurch die Ventilbelastung im gleichen Masse erhöht, so dass auch der auf den Kolben wirkende Öldruck zunehmend verstärkt wird.
Die gleichachsige Anordnung von Kolben, Übertragungsstange und Ventil ergibt auch eine sehr einfache und raumsparende Ausbildung.
Das Zylindergehäuse kann zugleich die Lagerung der Bremswelle, der Kupplungsausrückwelle oder des Pedals bilden. Die Erfindung ist nicht nur auf Ausführungen mit Brems- oder Kupplungsbetätigungsgestänge beschränkt, sie ist auch ohne weiteres dort anwendbar, wo zwischen dem Pedal und den Radbremseinrichtungen bzw. der Kupplung ein hydraulisches Übertragungsmittel vorgesehen ist.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt, u. zw. zeigen Fig. 1 eine Hilfseinrichtung zur Kupplungsbetätigung und Fig. 2 eine solche zur Bremsbetätigung jeweils im Schnitt.
Das Kupplungspedal 1 wirkt auf eine zweiteilige Übertragungsstange 2,2a ein, von der der Teil 2a mit dem auf der Kupplungsausrückwelle 3 sitzenden Hebel 4 gelenkig verbunden ist.
Der Übertragungsstangenteil 2 bildet die Kolbenstange eines in einem Zylindergehäuse 5 verschiebbaren Kolbens 6. Der Zylinderraum 7 wird über die Zuleitung 8 mit Drucköl aus der Hydraulikanlage beliefert, das in der Ruhestellung über den Spalt 9 und die Leistung 10 abfliessen kann. Mit 11 ist ein auf dem Stangenteil 2 axial verschiebbarer Ventilkörper bezeichnet, der durch eine Feder 12 belastet ist, deren Teller 13 sich an einem in einer Stangennut gehaltenen Sprengring 14 od. dgl. abstützt.
Wird das Pedal getreten und damit die Stange 2,2a nach links verschoben, so verstärkt sich durch Zusammendrücken der Feder 12 der Anpressdruck des Ventilkörpers 11 an den Ventilsitz 11a, so dass der Druck im Zylinderraum 7 ansteigt und die auf das Pedal 1 ausgeübte Fusskraft verstärkt wird. Fehlt der Hydraulikdruck, so wird die Kupplung in üblicher Weise allein durch die Fusskraft betätigt, da der Kraftfluss vom Pedal 1 zur Welle 3 niemals unterbrochen ist.
Die Ausbildung nach Fig. 2 unterscheidet sich von jener nach Fig. 1 nur dadurch, dass die Übertragungsstange 2,2a wie bei Bremsen üblich, nicht auf Druck, sondern auf Zug beansprucht und daher das Pedal 1 an der andern Seite des Kolbens 6 angeordnet ist. Ferner bildet das Zylindergehäuse 5 unmittelbar die Lagerung der Bremswelle 15. Selbstverständlich könnte auch das Pedal im Zylindergehäuse in gleicher Weise gelagert sein und es wäre möglich, die Bremswelle 15 durch die Kupplungsausrückwelle 3 zu ersetzen. An Stelle der Stange 2a nach Fig. 1 könnte auch ein hydraulisches Übertragungsmittel vorgesehen werden.