DE1157097B - Bremsanlage fuer Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsanlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit einem Bremssteuergerät, das einem möglichen Gleiten der Räder durch selbsttätiges Erzeugen eines pulsierenden Bremsdruckes vorbeugt.

Es ist eine bekannte Tatsache, daß ein gleitendes Rad beim Abbremsen von Kraftfahrzeugen auf schlüpfriger Fahrbahn seitwärts auszubrechen sucht, wodurch schon häufig Unfälle verursacht wurden.

Es sind bereits verschiedene Einrichtungen vorgeschlagen worden, die das Gleiten oder Blockieren der Räder verhindern sollen. So sind beispielsweise Bremsanlagen mit einem Bremssteuergerät nicht mehr neu, welches einem möglichen Gleiten der Räder durch selbsttätiges Erzeugen eines pulsierenden Bremsdruckes vorbeugt. Bei einer bekannten Ausführungsform dieser Art wird in die Druckleitung zwischen Hauptzylinder und Radbremszylinder eine von der Kardanwelle oder dem Schaltgetriebe des Fahrzeugs angetriebene Kolbenpumpe eingeschaltet, die das Volumen der zu den Radbremszylindern führenden Leitung abwechselnd vergrößert und wieder auf den Normalwert verkleinert. Da während des Ausdehnungshubes der vom Hauptzylinder kommende Leitungsstrang in beiden Fällen abgesperrt wird, ist keine Rückwirkung auf das Bremspedal vorhanden, so daß dem Fahrer auch kein Gefühl für das Arbeiten der Einrichtung übermittelt wird.

Bei einer weiteren bekannten Einrichtung ist das Gerät zum Erzeugen eines pulsierenden Bremsdruckes ebenfalls in die Leitung zwischen Hauptzylinder und Radbremszylinder eingebaut. Dabei wird der Druck in den beiden Leitungkreisen eines Zweikreis-Bremssystems durch die Bewegungen eines doppeltwirkenden, von einem Unterdruck-Arbeitszylinder angetriebenen Pumpenkolbens wechselweise über den Ausgangs-Bremsdruck erhöht und leicht unter diesen Wert gesenkt. Eine Rückwirkung auf das Bremspedal ist nicht vorgesehen.

Schließlich ist eine Bremsanlage dieser Gattung nicht mehr neu, bei welcher eine Rückwirkung auf das Bremspedal eintritt, da beim Druckhub einer Membran überschüssige Druckflüssigkeit über ein Ventil zum Hauptzylinder zurückgepumpt wird und beim Saughub nach dem Schließen des Ventils Flüssigkeit aus dem Hauptzylinder über ein weiteres Ventil angesaugt wird.

Alle bekannten Einrichtungen erzeugen entweder ständig oder nach ihrem Einschalten durch den Fahrzeugführer pulsierenden Bremsdruck. Sie sind in die Bremsdruckleitung eingeschaltet und ergeben zusätzliche Fehlerquellen.

Bremsanlage für Fahrzeuge,
insbesondere Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Westinghouse Air Brake Company,
Wilmerding, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Polzer, Patentanwalt,
Hannover, Königstr. 23

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 7. September 1956 (Nr. 608 632)

Burton S. Aikman, St. Petersburg, Fla. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung vermeidet die Nachteile dieser zum Stande der Technik zählenden Einrichtungen. Sie kennzeichnet sich dadurch, daß das mit der Bremsdruckleitung in Verbindung stehende Bremssteuergerät nach Erreichen eines Grenzbremsdruckes, welcher etwas geringer als derjenige Bremsdruck ist, bei welchem erfahrungsgemäß die Fahrzeugräder auf schlüpfriger Fahrbahn zu gleiten beginnen, eine am Betätigungsglied des Hauptzylinders angreifende, der Bremsbetätigungskraft entgegenwirkende pulsierende Kraft zur Wirkung kommen läßt.

Die Vorteile des Erfindungsgegenstandes gegenüber dem Bekannten liegen darin, daß ein die Betriebssicherheit der Bremseinrichtung gefährdender Eingriff in die die zu den Radbremszylindern führenden Druckleitungen vermieden und durch die unmittelbare Einwirkung der Hilfskraft auf das Betätigungsglied des Hauptzylinders ein vereinfachter Aufbau erreicht wird. Hinzu kommt noch, daß durch die direkte mechanische Verbindung des Hilfskraftkolbens mit dem Bremspedal der Fahrer ständig das Pulsieren des Bremsdruckes spürt, und zwar erst dann, wenn der Bremsdruck Werte erreicht hat, bei denen Blockieren eintreten kann.

Die Erfindung kennzeichnet sich ferner durch einen mit dem Betätigungsglied des Hauptbremszylinders verbundenen und über das Bremssteuergerät mit Saugluft, Druckluft oder einem anderen Druckmittel beaufschlagbaren Arbeitszylinder.

309 747/242

Zweckmäßig wird das Steuerglied des Bremssteuergerätes unter der Einwirkung eines eine im wesentlichen konstante Gegenkraft überwiegenden Bremsdruckes in eine Stellung bewegt, in welcher es den Arbeitszylinder mit der Unterdruck- bzw. Druckmittelquelle verbindet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung ausführlich erläutert.

Die Bremseinrichtung enthält den üblichen, über eine Schraubkappe 2 mit Bremsflüssigkeit aufzufül- !enden Hauptbremszylinder 1 mit einem nicht gezeichneten, an der Kolbenstange 3 befestigten Kolben. Die Kolbenstange 3 wird durch Verstellen eines Bremspedals 4 mittels eines um einen an dem nicht gezeichneten Fahrzeugrahmen oder einem mit dem Rahmen starr verbundenen Fahrzeugteil angeordneten Zapfen 6 drehbaren Hebels 5 verstellt. Linksbewegung des Pedals 4 läßt den über eine Langlochverbindung und einen Zapfen 7 auf die Kolbenstange 3 einwirkenden unteren Teil des Hebels 5 nach rechts auslenken, so daß die Kolbenstange 3 sich ebenfalls nach rechts bewegt und zunächst die Verbindung zwischen dem nicht gezeichneten Bremsflüssigkeitsbehälter und dem Hauptzylinder unterbricht und anschließend durch den Kolben Bremsflüssigkeit aus dem Hauptzylinder in die zu den nicht gezeichneten Radbremszylindern führende Bremsleitung 8 verdrängt und dadurch das Anlegen der nicht gezeichneten Bremsbacken bewirkt.

Die Bremseinrichtung ist erfindungsgemäß mit einem Membranzylinder 9, einem Steuerventil 10, einer Verbindungsleitung 11 zwischen diesen beiden Teilen und einem zwischen das Steuerventil 10 und einen Vakuumbehälter 13 mittels Leitungen 14,15 eingeschalteten handbetätigten Absperrventil 12 versehen.

Das Membrangehäuse 9 besteht aus zwei mittels Schrauben 19 miteinander verbundenen Gehäuseteilen 17,18. Der Gehäuseteil 18 ist mit dem Fahrzeugrahmen oder einem mit dem Rahmen zusammenhängenden Fahrzeugteil fest verbunden. Zwischen dem Gehäuseteil 17 und einem Membrankolben 21 ist innerhalb des Gehäuses 9 eine Kammer 20 gebildet. Mittels einer Zugstange 22 ist der Membrankolben 21 mit der Kolbenstange 3 verbunden. Die Zugstange 22 läuft in eine Verdickung 23 aus, die den Zapfen 7 in einem Langloch 24 aufnimmt, so daß in begrenztem Maße eine Relativbewegung zwischen Zapfen 7 und Zugstange 22 möglich ist. Die zwischen dem Gehäuseteil 18 und dem Membrankolben 21 im Gehäuse 9 gebildete Kammer 25, durch die die Zugstange 22 hindurchgeführt ist, steht über die für die Zugstange in der Wandung des Gehäuseteils 18 vorgesehene Öffnung in ständiger Verbindung mit der freien Atmosphäre. Der Membrankolben 21 ist in der gezeichneten Ausführungsform aus einer biegsamen Membran 26 und einer damit verbundenen tellerförmigen starren Membranscheibe 27 zusammengesetzt.

Das Steuerventil 10 besteht aus einem Gehäuse 28 mit zwei durch einen Membrankolben 31 voneinander getrennten Kammern 29, 30. Die Kammer 29 steht unter dem in der Leitung 16 herrschenden Druck der Bremsflüssigkeit, während die Kammer 30 in Abhängigkeit von der Stellung des Absperrventils 12 mit dem Unterdruck des über die Leitungen 15,14 angeschlossenen Vakuumbehälters 13 beaufschlagt wird. Eine Feder 32 in der Kammer 30 sucht den Membrankolben 31 gegen die Wirkung des Unterdruckes in der Kammer 30 und des Bremsflüssigkeitsdruckes in der Kammer 29 nach rechts in die gezeichnete Normalstellung zu verschieben. Sobald jedoch der Druck in der Kammer 29 einen bestimmten Wert überschreitet, und zwar entsprechend dem Maximalbremsdruck, bei dem die Räder auf glatter Fahrbahn noch nicht zum Gleiten kommen, bewegt sich der Membrankolben 31 unter der Wirkung des Unterdruckes in der Kammer 30 und des Flüssigkeitsdruckes in der Kammer 29 gegen die Spannung der Feder 32 nach links in die Lösestellung.

In der Kammer 30 befindet sich ein mit dem Membrankolben 31 verbundener Stößel 33, der an seinem mit Längsnuten versehenen Ende an einem Doppelsitzventil 34 befestigt ist. In der Lösestellung des Kolbens 31 sitzt das Ventil 34 auf einem konischen Ventilsitz 36 an der Mündung einer Entlüftungsbohrung 37 auf und gibt dabei einen anderen konischen Ventilsitz 38 frei, so daß eine Verbindung zwischen den Leitungen 11 und 14 über die Längsnuten im Stößel 33 hergestellt ist. In der gezeichneten Normalstellung des Kolbens 31 dagegen sitzt das Ventil 34 auf dem Ventilsitz 38 auf, so daß die Verbindung zwischen den Leitungen 11 und 14 unterbrochen und die Leitung 11 über die Entlüftungsbohrung 37 mit der freien Atmosphäre verbunden ist.

Das in der Zeichnung im Teilschnitt dargestellte Absperrventil 12 hat an sich bekannten Aufbau. Es enthält einen Handhebel 39 zum Verstellen eines konischen Schließgliedes 40 innerhalb eines Ventilgehäuses 41. In der Stellung »Ein« sind die Leitungen 14,15 miteinander verbunden, in der Stellung »Aus« dagegen voneinander getrennt. Eine beispielsweise in dem Schließglied 40 angeordnete Drossel 42 dient zum Drosseln der Verbindung zwischen den Leitungen 14,15 in der Stellung »Ein« des Handhebels 39.

Wirkungsweise

Vor der Betätigung des Bremsgerätes auf Fahrbahnen mit niedrigem Reibungsbeiwert ist der Handhebel 39 des Absperrventils 12 in die Einschaltstellung zu bewegen, in der der Vakuumbehälter 13 über Leitung 15, Bohrung 43 im Ventilgehäuse 41, Schließglied 40, Drossel 42 und Leitung 14 mit der Kammer 30 des Steuerventils 10 verbunden ist. Das Gerät ist dadurch so eingestellt, daß es bei einer Bremsung, wie im folgenden beschrieben, einen pulsierenden Bremsdruck liefert.

Um die Bremsen zu betätigen, wird durch Niedertreten des Bremspedals 4 der Hebelarm 5 um den Zapfen 6 gedreht, wodurch zunächst der Verbindungszapfen 7 innerhalb des Langlochs 24 nach rechts bis zum Anschlag verschoben wird und anschließend die Kolbenstange 3 so weit mitnimmt, wie es zum Erzeugen eines Bremsdruckes in den Leitungen 8,16 und den angeschlossenen Bremszylindern erforderlich ist. Verstärken der Fußkraft auf dem Pedal 4 bewirkt Weiterbewegung der Kolbenstange 3 nach rechts und Erhöhen des Bremsdruckes in an sich bekannter Weise, wobei über den an der Wandung des Langlochs 24 anliegenden Zapfen 7 die Zugstange 22 mit dem Membrankolben 21 ebenfalls nach rechts verschoben wird.

Durch weiteres Verstärken der Fußkraft auf dem Pedal 4 kann der Druck der Bremsflüssigkeit bis zum

Erreichen eines zulässigen Maximalbremsdruckes gesteigert werden. Dieser Maximalbremsdruck ist normalerweiseweise etwas niedriger als der Druck, bei dem die Räder gerade zu blockieren anfangen. Sobald der maximal zulässige Bremsdruck erreicht ist, der über die Leitung 16 auch in der Kammer 29 des Steuerventils 10 wirkt, wird die Spannung der Feder 32 durch diesen Druck im Verein mit dem Unterdruck in der Kammer 30 überwunden und der Membrankolben 31 nach links in die Stellung verschoben, in der das Ventil 34 von seinem Sitz 38 abgehoben ist und auf dem Sitz 36 aufsitzt. Dadurch wird die Leitung 11 von der Entlüftungsbohrung 37 abgesperrt und Unterdruck aus dem Vakuumbehälter 13 über Leitung 15, Bohrung 43 und Drossel 42 im Absperrventil 12, Leitung 14, Kammer 30 im Steuerventil 10 und Leitung 11 in der Kammer 20 des Membranzylinders 9 zur Wirkung gebracht, so daß der Membrankolben 21 sich auf Grund des atmosphärischen Druckes in der Kammer 25 mit der Zugstange 22 zo nach links, entgegengesetzt dem Bremssinn, bewegt. Dabei werden auch der Zapfen 7, die Kolbenstange 3 und die Zugstange 22 nach links verschoben, wodurch eine Minderung des Flüssigkeitsdruckes in der Bremsleitung 8 und den angeschlossenen Bremszylindem bewirkt und die an den Rädern wirksame Bremskraft entsprechend abgeschwächt wird.

Die Minderung des Flüssigkeitsdruckes in der Bremsleitung 8 wirkt sich über die Leitung 16 auch in der Kammer 29 des Steuerventils 10 aus und läßt die Feder 32 den Membrankolben 31 wieder nach rechts in seine Normalstellung zurückführen. Im Verlaufe dieser Rückführbewegung hebt sich das Ventil 34 zunächst von seinem Sitz 36 und legt sich anschließend auf den Sitz 38, so daß die Leitung 11 vom Vakuumbehälter 13 abgesperrt und statt dessen wieder mit der Atmosphäre verbunden wird. Da hierdurch auch die Kammer 20 über die Bohrung 37 entlüftet wird, ist das Druckgleichgewicht auf beiden Seiten des Membrankolbens 21 wiederhergestellt und die durch die Zugstange 22 übertragene Zugkraft gleich Null, so daß als Restkraft die über den Hebelarm 5 am Zapfen angreifende Fußkraft bleibt, die den Flüssigkeitsdruck in der Bremsleitung 8, den angeschlossenen Bremszylindern und der Leitung 16 wieder auf den entsprechenden Wert in der beschriebenen Weise ansteigen läßt.

Nach Ansteigen des Bremsdruckes auf den festgesetzten Maximalwert steuert also das Steuerventil 10 um und bewirkt mittels des Membranzylinders 9 eine Minderung des Bremsdruckes, die wieder auf das Steuerventil 10 zurückwirkt, so daß durch den Membranzylinder der der Fußkraft auf dem Bremspedal 4 entsprechende ursprüngliche Bremsdruck wiederhergestellt wird, derart, daß die aufeinanderfolgenden Minderungen und Steigerungen des Bremsdruckes einen pulsierenden Bremsdruck ergeben. Die Frequenz der Druckschwankungen hängt von der Beaufschlagung der Kammer 20 mit Vakuum und demnach von der Bemessung der Drossel 42 ab. Der pulsierende Bremsdruck wird durch die Bremsflüssigkeit ohne wesentliche Beeinflussung der Fußkraft auf dem Bremspedal 4 zu den Bremszylindern übertragen und macht sich in einem leichten Schwanken bzw. Pulsieren der Gegenkraft am Pedal bemerkbar, was jedoch nur zur Unterrichtung des Fahrers von dem Pulsieren des Bremsdruckes dient und keine nachteilige Wirkung hat.

Zum Lösen der Bremsen wird durch Aufheben der Fußkraft auf dem Bremspedal 4 der Flüssigkeitsdruck in den Leitungen 8,16 und den Bremszylindern gesenkt. Die Drucksenkung in der Leitung 16 läßt den Membrankolben 31 mit Stößel 33 im Steuerventil 10 unter der Wirkung der Feder 32 nach rechts in die Normalstellung zurückkehren, so daß infolgedessen durch Schließen des Ventils 34 auf seinem Sitz 38 und Freigeben des Ventilsitzes 36 die Leitung 11 und die Kammer 20 mit atmosphärischer Luft beaufschlagt werden und das Pulsieren des Bremsdruckes beendet wird. Selbstverständlich wird das Pulsieren des Bremsdruckes durch Zurückführen der Fußkraft am Pedal 4 auf einen geringeren als dem festgesetzten Maximalbremsdruck entsprechenden Wert ebenfalls abgeschlossen und die Bremsung in der Folge mit dem der verminderten Fußkraft entsprechenden Bremsdruck aufrechterhalten. Ein Pulsieren tritt daher erst auf, wenn ein Überbremsen droht, weil der für Fahrbahnen mit niedrigem Reibungswert festgesetzte zulässige Höchstbremsdruck überschritten wird.

Beim Fahren auf trockenen Fahrbahnen ist der Handhebel 39 des Absperrventils 12 in die Stellung »Aus« zu legen, in der die Verbindung zwischen dem Vakuumbehälter 13 und dem Steuerventil 10 unterbrochen ist. Ein automatisches Pulsieren der Bremskraft ist dann unterbunden, und der erzeugte Bremsdruck hängt ausschließlich von der auf das Bremspedal 4 ausgeübten Fußkraft ab.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Bremsanlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit einem Bremssteuergerät, das einem möglichen Gleiten der Räder durch selbsttätiges Erzeugen eines pulsierenden Bremsdruckes vorbeugt, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Bremsdruckleitung (8) in Verbindung stehende Bremssteuergerät (10) nach Erreichen eines Grenzbremsdruckes, welcher etwas geringer als derjenige Bremsdruck ist, bei welchem erfahrungsgemäß die Fahrzeugräder auf schlüpfriger Fahrbahn zu gleiten beginnen, eine am Betätigungsglied (3 bzw. 5) des Hauptzylinders (1) angreifende, der Bremsbetätigungskraft entgegenwirkende pulsierende Kraft zur Wirkung kommen läßt.

2. Bremsanlage nach Ansprach 1, gekennzeichnet durch einen mit dem Betätigungsglied (3, 5) des Hauptbremszylinders (1) verbundenen und über das Bremssteuergerät (10) mit Saugluft, Druckluft oder einem anderen Druckmittel beaufschlagbaren Arbeitszylinder (9).

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (31, 33, 34) des Bremssteuergerätes (10) sich unter der Wirkung eines eine im wesentlichen konstante Gegenkraft (Feder 32) überwiegenden Bremsdruckes in eine Stellung bewegt, in der es den Arbeitszylinder (9) mit der Unterdruck- bzw. Druckmittelquelle (13) verbindet.

4. Bremsanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine begrenzte Relativbewegung zwischen dem Kolbenglied (26, 27) des Arbeitszylinders (9) und dem damit verbundenen Betätigungsglied (3, 5) des Hauptbremszylinders ermöglicht ist.

5. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung zwischen

dem Arbeitszylinder (9) und der Unterdruckbzw. Druckmittelquelle (13) eine die Strömung drosselnde Querschnittsverengung (42) vorgesehen ist.

6. Bremsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel, durch welche das Auftreten der pulsierenden Kraft willkürlich unterbunden werden kann.

7. Bremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel in einer handbetätig-

ten Absperreinrichtung (12) bestehen, die in einer Stellung das Bremssteuergerät (10) mit der Unterdruck- bzw. Druckmittelquelle (13) verbindet und in einer anderen Stellung von dieser absperrt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 493 697; USA.-Patentschriften Nr. 2270 585, 2270 586, 396 897, 2 483 205, 2 660 266.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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