DE1192942B - Gleitschutzbremsanlage fuer Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B62d

Deutsche Kl.: 63 c - 53/07

Nummer: 1192 942

Aktenzeichen: D 3104211/63 c

Anmeldetag: 9. Juli 1959

Auslegetag: 13. Mai 1965

Die Erfindung betrifft eine Gleitschutzbremsanlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit einem vom Fahrer zu betätigenden Hauptzylinder und einem in die Bremsleitung zwischen den Hauptzylinder und die Radbremszylinder eingeschalteten, einer Servoeinrichtung zugeordneten Servozylinder, auf dessen Kolben die Kraft des Hilfskraftkolbens der Servoeinrichtung einwirken kann, wobei die hydraulische Verbindung zwischen dem Hauptzylinder und den Radbremszylindern unterbrochen wird, und mit einer Einrichtung, die beim Blockieren der gebremsten Räder bzw. bei Blockiergefahr die Hilfskraft abschaltet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleitschutzbremsanlage der genannten Art so auszubilden, daß der Fahrzeugführer beim Wirksamwerden der Bremsdruckmindereinrichtung infolge Blockierens nicht in der Lage ist, in Panikstimmung durch verstärkte Fußkraft am Bremspedal den Bremsdruck so zu steigern, daß wieder Blockieren eintritt.

Es ist bekannt, beim Blockieren eines Fahrzeugrades die Verbindung zwischen der Druckmittelquelle und dem Radbremszylinder durch ein Gestänge zu unterbrechen, das ein Absperrventil betätigt, das in der Druckmittelleitung zu dem Radbremszylinder angeordnet ist. Zugleich entlastet das Gestänge einen Kolben vom Zug einer Feder, so daß der Kolben aus einem dem Radbremszylinder nachgeschalteten Raum ausweicht, diesen Raum dadurch vergrößert und somit den Bremsdruck absenkt. Das Gestänge wird von einer Schwungmasse angetrieben, die ihrerseits von dem Fahrzeugrad gedreht wird und beim Blockieren des Rades auf einer Schräge ihrer Nabe aufläuft.

Bei einer anderen Gleitschutzbremsanlage wird ein in die Verbindung zwischen dem Hauptzylinder und dem Radbremszylinder eingeschaltetes Absperrventil durch einen Kolben gesteuert. Dieser Kolben läuft in einer Zylinderbohrung und wird auf einer Seite dem Druck des Radbremszylinders ausgesetzt, auf der anderen Seite dem Druck eines Druckmittels, das aus einem anderen Kreislauf stammt. Ein Ventil, das den Druck des anderen Kreislaufs von dem Kolben wegnimmt, wird von einem Mechanismus gesteuert, der im Falle des Blockierens des Rades von einer weiterlaufenden, zuvor vom Rad angetriebenen Schwungmasse betätigt wird.

Bei beiden Einrichtungen handelt es sich nicht um hilfskraftbetätigte Bremsen, deren Hilfskraft abgeschaltet wird. Die Anwendung der bekannten Ab-Sperrventile und ihrer Betätigungsmittel (Gestänge bzw. Hilf skreislauf mit Kolben) bei einer Gleitschutz-Gleitschutzbremsanlage für Fahrzeuge,
insbesondere Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Dunlop Rubber Company Limited, London

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Rathmann

und Dipl.-Ing. R. Mertens, Patentanwälte,

Frankfurt/M., Neue Mainzer S'tr. 40-42

Als Erfinder benannt:

Frank Radcliffe, Mortimer, Styvechale,

Coventry, Warwickshire (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 9. Juli 1958 (21 966, 34573)

bremsanlage der eingangs beschriebenen, im wesentlichen bekannten Art würde zu einer sehr aufwendigen Konstruktion führen.

Demgegenüber wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe in einfacher Weise dadurch gelöst, daß ein Ventilglied, das beim Arbeiten der Servoeinrichtung durch die Kolbenstange des Hilfskraftkolbens in die die Verbindung zwischen Hauptzylinder und Radbremszylindern unterbrechende Stellung verschoben wird, durch den im Hauptzylinder erzeugten Druck beim Abschalten der Hilfskraft in der wirksamen Stellung gehalten wird, um ein Fließen von Druckmittel aus dem Hauptzylinder in die Radbremszylinder zu verhindern.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können an dem Kolben des Servozylinders Druckausgleichsflächen derart angeordnet sein, daß nach der einleitenden Betätigung durch den Fahrer die weitere Drucksteigerung in den Radbremszylindern nur von dem Hilfskraftkolben abgeleitet wird.

Mit besonderem Vorteil findet die Erfindung Anwendung bei einem Fahrzeug mit Vierradantrieb. Auch hier sind Mittel zum Abschalten der Servokraft über eine Einrichtung mit einer rotierenden Schwungmasse vorgesehen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist in einer Längsbohrung des Kolbens des Servozylinders die Kolbenstange des Hilfskraftkolbens begrenzt verschiebbar angeordnet, und zwischen der Kolbenstange und einem Ventilkörper in dem Kolben,

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durch den die Verbindungsleitung zwischen dem Hauptzylinder und den Radbremszylindern verläuft, ist das Ventilglied, das sich über eine Druckfeder am Ventilkörper abstützt, angeordnet. Vorzugsweise ist das Ventilglied von einem Halter getragen, auf den die Kolbenstange zur Einwirkung kommt und der an seinem Außenumfang Axial- und Umfangsnuten hat.

Durch Rundnuten im Gehäuse des Servozylinders und im Mantel des Kolbens sowie durch Öffnungen im Zylindergehäuse und im Kolben besteht die dauernde Verbindung zwischen dem Hauptzylinder und der Rückseite des Ventilgliedes sowie eine zeitweilige Verbindung zwischen dem Hauptzylinder und den Radbremszylindern.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Schema der Bremsanlage,

Fig. 2 in größerem Maßstab einen Achsenschnitt durch die Servoeinrichtung,

F i g. 3 einen Achsenschnitt durch eine Kolbenausbildung für den Servozylinder,

F i g. 4 eine zweite Ausführung des Kolbens für den Servozylinder im Achsenschnitt und

Fig. 5 einen Achsenschnitt durch das Gleitschutzventil mit den angeschlossenen Teilen.

Die in F i g. 1 dargestellte Bremsanlage umfaßt zwei Druckmittelsysteme, die so einander zugeordnet sind, daß die Bremswirkung der auf das Bedienungspedal 1 ausgeübten Kraft proportional ist. Die beiden Systeme bestehen aus dem System für die Bremsflüssigkeit und dem Unterdrucksystem der Servoeinrichtung. Beim Niedertreten des Pedals 1 wird das in dem Hauptzylinder 2, der an einen Vorratsbehälter 3 angeschlossen ist, enthaltene Druckmittel unter Druck gesetzt und in die Leitungen 4, 5 verdrängt, so daß unter dem hierdurch geschaffenen Bremsdruck die Bremszylinder 6 der einzelnen Radbremsen 7 zum Anlegen der Radbremsen betätigt werden. Gleichzeitig wird über das Steuerventil 8 die Unterdruckleitung 9 von der Leitung 10 abgeschlossen und die Druckseite des Unterdruckzylinders 11 an Atmosphärendruck angeschlossen, durch dessen Kolben 25 dann die Leitungen für das Bremsmittel über einen Servozylinder 12 unter zusätzlichen Druck gesetzt werden. Wenn bei einem Bremsvorgang ein Rutschen eines der Räder eintreten sollte, wird durch eine von dem Rad angetriebene frei weiterrotierende Schwungmasse über eine Stange 13 das Ventil 14 derart umgesteuert, daß die Leitung 15 von der Unterdruckquelle abgetrennt und über ein Belüftungsventil 16 an den Atmosphärendruck angeschlossen wird.

Hierdurch wird der Unterdruck auf der Niederdruckseite des Unterdruckzylinders 11 beseitigt, so daß der Kolben 25 keine Kraft mehr an den Kolben 35 abgibt und der Bremsdruck in dem Bremssystem völlig oder teilweise aufgehoben und das durch den Bremsdruck blockierte Rad, das zu einem Rutschen oder Schleudern führen kann, wieder frei rollen kann.

Die Unterdruckservoeinrichtung ist in bekannter Weise ausgebildet und umfaßt nach F i g. 2 das Steuerventil 8, den Unterdruckzylinder 11 und den Servozylinder 12.

Wenn durch Beeinflussung des Hauptzylinders 2 der Kolben 18 des Steuerventils 8 verschoben wird, der flüssigkeitsdicht in dem Zylinder 38 geführt ist, wird die Membran 17 des Steuerventils 8 nach außen ausgewölbt. Bei ausreichender Ausbiegung der Membran 17 wird der Ventilkörper 19 auf den Sitz 20 gedrückt, so daß die unter der Wirkung des in den Leitungen 9, 9 a herrschenden Unterdruckes stehende Kammer 21 von der Kammer 22 abgesperrt wird, die über die Leitung 10 an die Druckseite 23 a des Unterdruckzylinders 11 angeschlossen ist.

ίο Die beiden Räume des Unterdruckzylinders bilden die Druckseite 23 a und die Unterdruckseite 23 b. Bei der Bewegung der Membran wird das Ventil 24 von seinem Sitz abgehoben, so daß sich in der Kammer 22, der Leitung 10 und der Druckseite 23 α des Unterdruckzylinders 11 Atmosphärendruck einstellen kann, wobei der Hilfskraftkolben 25 gegen die Unterdruckseite 236 entgegen der Wirkung der Feder 26 verschoben wird und dabei die Kolbenstange 27 in den Servozylinder 12 hinein verschiebt.

Der Kolben 25 und die Kolbenstange 27 sind fest miteinander verbunden.

Wie F i g. 3 erkennen läßt, wird mit Beginn der Verschiebebewegung der Kolbenstange 27 die Ventilplatte 28 entgegen der Wirkung der Feder 29 auf die Sitzfläche des Ventilgliedes 30 gedrückt, wodurch die Bremsleitungen 5 von dem Hauptzylinder abgetrennt werden, jedoch eine Verbindung zwischen dem Hauptzylinder 2 und dem Zylinder 38 des Steuerventils 8 über den Ringkanal 360 in der Büchse 36 a bestehenbleibt. Sobald der die Ventilplatte 28 tragende Halter 32 in der Anlagestellung an dem Ventilkörper 30 einen dichten Abschluß geschaffen hat, bewegen sich die beiden Kolben 25 und 35 gemeinsam entgegen der Wirkung einer Rückholfeder 37, wodurch das Bremsmittel in den Leitungen 5 weiter unter Druck gesetzt und damit die Bremswirkung erhöht wird. Der Ventilkörper 30 ist fest in dem Hohlkolben 35 angeordnet. Der Hohlkolben 35 ist flüssigkeitsdicht in dem Zylinder 36 geführt und auf einem Teil seiner Mantelfläche auf einen kleineren Durchmesser 35 a abgesetzt, um eine Verbindung des Zylinders 38 mit der Aussparung 39 des Halters 32 für die Ventilplatte 28 über in dem Halter 32 vorgesehene Umfangs- und Axialnuten 31 und Löcher 34 in dem Hohlkolben 35 zu schaffen. Diese Verbindung bleibt dabei über den ganzen Verschiebeweg des Kolbens 35 aufrechterhalten. Es kann somit durch Flüssigkeitsdruck von dem Hauptzylinder 2 das Ventilglied 32, 28 in der Abschlußlage auf dem Ventilkörper 30 gehalten werden, wenn die Gleitschutzeinrichtung 14 wirksam und der Hilfskraftkolben 25 zurückgezogen ist.

Die Verschiebebewegung des Hohlkolbens 35 nach F i g. 3 benötigt keine Förderung von zusätzlicher Flüssigkeit aus dem Hauptzylinder 2 in den Zylinder 36, da das Flüssigkeitsvolumen in dem Zylinder 36, der mit dem Zylinder 38 in Verbindung steht, konstant bleibt.

Die Servoeinrichtung nach F i g. 4 arbeitet in gleicher Weise wie diejenige nach F i g. 3, doch ist hier der äußere Kolben 35 bis auf eine kleine Länge an dem dem Unterdruckzylinder 11 abgekehrten Ende im gleichen Durchmesser gehalten und flüssigkeitsdicht in einer Büchse 40 geführt, die von der Zylinderbüchse 36 a aufgenommen ist. Der Büchse 40 ist noch eine Büchse 41 vorgeschaltet, die sich mit dem Hohlkolben 35 verschiebt und deren Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des

Zylinders 36. Die Büchse 41 hat Durchlässe 33, die sich mit den Durchlässen 34 des Hohlkolbens 35 decken.

Die Büchse 40 bildet die Gleitführung für den Hohlkolben 35, während die Büchse 41 ein Abstandstück ist, um den Hohlkolben 35 in einer vorbestimmten Endlage festzuhalten.

In diesem Servosystem wirkt auf den Hohlkolben 35 neben der Belastung durch den Unterdruckservokolben25 eine zusätzliche Kraft aus der Belastung der Ringfläche 53 mit dem Druck aus dem Hauptzylinder, und mit dem Verschieben des Kolbens 35 in der Richtung, die zum Anlegen der Bremsen führt, wird das Volumen des Ringraumes hinter der Ringfläche 53 vergrößert, so daß Druckmittel aus dem Hauptzylinder 2 nachgefördert werden kann. Das Pedal 1 kann somit mit gleichbleibender Kraft, niedergedrückt werden.

Hierdurch wird dem Fahrer des Fahrzeuges ein gewisses Gefühl beim Betätigen der Bremsanlage so gegeben. Der Grad der Druckerhöhung durch die Einwirkung des aus dem Hauptzylinder 2 verdräng' ten Ubertragungsmittels auf die Ringfläche kann dabei nach den in der Person des Fahrers liegenden Voraussetzungen bemessen werden.

Das Rutschen eines jeden der vier Laufräder wird von der die von dem Rad angetriebene, bei seinem Blockieren frei weiterrotierende Schwungmasse enthaltenden Einrichtung 42 (F i g. 5) registriert und führt zu einer Axialverschiebung der Stange 13 des Gleitschutzventils 14. Dieses besteht aus einem Gehäuse 14 a mit drei gleichachsig hintereinanderliegenden Kammern 43, 44, 45, die durch Ventile 46, 47 miteinander verbunden sind. Die Kammer 43 ist an den Unterdruck über die Leitung 9 angeschlossen. Die Kammer 44 steht über die Leitung 15 mit der Unterdruckseite 23 b des Unterdruckzylinders 11 in Verbindung, während die Kammer 45 über die Löcher 16 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Die Steuerstange 13 durchsetzt die beiden Kammern 43, 44 und betätigt die Ventile 46, 47. Eine Feder 50 hält den Ventilteller 47 in einer Anlagestellung an einen Querstift 51 der Steuerstange 13, wenn das Ventil 47 offen ist und beläßt somit der Steuerstange 13 volle Verschiebefreiheit, um in dem Registriergerät 42 das Auftreten von Schaden zu verhüten.

Beim Verschieben der Steuerstange 13 in Richtung von dem Gerät 42 weg wird das Ventil 47 geschlossen, so daß die Kammer 44, die Leitung 15 und die Unterdruckseite 23 δ des Unterdruckzylinders von dem Unterdruck abgeschlossen werden. Dabei wird jedoch das Ventil 46 geöffnet, und die Kammer 44, Leitung 15 und die Unterdruckseite 23 b des Unterdruckzylinders werden an Atmosphärendruck angeschlossen.

Diese Stellung kann nur eintreten, wenn die Bremsanlage sich in der Bremsstellung befindet, d. h. wenn der Kolben 25 des Unterdruckzylinders 11 durch Atmosphärendruck auf der Druckseite 23 a belastet ist. Beim Ersatz des Unterdruckes auf der Seite 23 b des Unterdruckzylinders 11 durch Atmosphärendruck wird der Kolben 25 beiderseits mit dem gleichen Druck belastet. Dadurch wird die Belastung des Kolbens 35, der mit dem Kolben 25 gekuppelt ist, und die Druckbelastung der Leitungen 5 verringert. Der Bremsdruck nimmt dementsprechend ab, bis das blockierte Rad wieder umläuft. Mit dem Wiederbeginn des Umlaufs des vorher blockierten Rades wird über das Gerät 42 die Steuerstange 13 in entgegengesetzter Richtung verschoben, so daß das Ventil 47 geöffnet und das Ventil 46 geschlossen wird. Dadurch wird die Seite 23 b des Unterdruckzylinders 11 an den Unterdruck angeschlossen, so daß der auf die Druckseite 23 α einwirkende Atmosphärendruck den für eine Bremsung erforderlichen Bremsdruck wiederherstellt.

Zur Wegnahme des Bremsdruckes wird das Bremspedal 11 in üblicher Weise freigegeben. Der Kolben geht dann unter dem Einfluß der Rückholfedern 48, 49 in die Grundstellung zurück und öffnet das Membranventil 19, 20, wobei das Ventil 24 geschlossen wird, so daß auf der Druckseite 23 α des Unterdruckzylinders ein Unterdruck entsteht und die federbelasteten Kolben 35 und 25 in die Grundlage zurückgehen und der Bremsdruck aufgehoben wird. Die Bremsanlage kann dabei auch ohne die Unterdruckeinrichtung betätigt werden, wenn etwa das damit versehene Fahrzeug steht odef der Antriebsmotor abgeschaltet ist. Es ist dann nur ein größerer Druck auf das Bremspedal 1 auszuüben.

Die neue Ausbildung hat den Vorteil, daß der Hauptzylinder von der Bremsanlage abgeschaltet ist, während die Servoeinrichtung eingeschaltet bleibt, so daß die Gleitschutzeinrichtung ohne Beeinflussung durch den Hauptzylinder wirksam werden kann. Sollte dabei das Unterdruckservosystem ausfallen, steht die Bremsanlage immer noch unter dem auf den Hauptzylinder ausgeübten Bremsdruck.

Die neue Ausbildung erfordert bei der Anwendung auf eine Vierradbrems anlage nur die Anordnung einer Blockieranzeigeeinrichtung und führt zu einer beträchtlichen Vereinfachung.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Gleitschutzbremsanlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit einem vom Fahrer zu betätigenden Hauptzylinder und einem in die Bremsleitung zwischen den Hauptzylinder und die Radbremszylinder eingeschalteten, einer Servoeinrichtung zugeordneten Servozylinder, auf dessen Kolben die Kraft des Hilfkraftkolbens der Servoeinrichtung einwirken kann, wobei die hydraulische Verbindung zwischen dem Hauptzylinder und den Radbremszylindern unterbrochen wird, und mit einer Einrichtung, die beim Blockieren der gebremsten Räder bzw. bei Blockiergefahr die Hilfskraft abschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilglied (28), welches beim Arbeiten der Servoeinrichtung durch die Kolbenstange (27) des Hilfskraftkolbens (25) in die die Verbindung zwischen Hauptzylinder (2) und Radbremszylindern (6) unterbrechende Stellung verschoben wird, durch den im Hauptzylinder erzeugten Druck beim Abschalten der Hilfskraft in der vorgenannten Stellung gehalten wird.

2. Gleitschutzbremsanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kolben (35, F i g. 3) des Servozylinders (12) Druckausgleichsflächen derart angeordnet sind, daß nach der einleitenden Betätigung durch den Fahrer, die das Schließen des Ventils (28, 30) durch den Hilfskraftkolben (25) zur Folge hat, die weitere Druckssteigerung in den Radbremszylindern nur von dem Hilfskraftkolben (25) abgeleitet wird.

3. Gleitschutzbremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Fahrzeug mit Vierradantrieb in bekannter Weise Mittel zum Abschalten der Servokraft über eine Einrichtung mit einer rotierenden Schwungmasse vorgesehen sind.

4. Gleitschutzbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Längsbohrung des Kolbens (35) des Servozylinders (12) die Kolbenstange (27) des Hilfskraftkolbens (25) begrenzt verschiebbar angeordnet ist und daß zwischen der Kolbenstange (27) und einem im Kolben (35) fest angebrachten Ventilkörper (30) durch den die Verbindungsleitung zwischen dem Hauptzylinder (2) und den Radbremszylindern (6) verläuft, das Ventilglied (28), das sich mittels einer Druckfeder (29) am Ventilkörper (30) abstützt, angeordnet ist.

5. Gleitschutzbremsanlage nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (28) von einem Halter (32), auf den die Kolbenstange (27) zur Einwirkung

kommt, getragen ist, der an seinem Außenumfang Axial- und Umfangsnuten (31) hat.

6. Gleitschutzbremsanlage nach den Ansprüchen 1 und 4, gekennzeichnet durch Rundnuten (36 ti) im Gehäuse des Servozylinders, (3Sa) im Mantel des Kolbens (35) sowie öffnungen im Zylindergehäuse und im Kolben (35), durch die über die Rundnuten (35 a und 36 ti) die dauernde Verbindung zwischen dem Hauptzylinder (2) und der Rückseite des Ventilgliedes (28), sowie eine zeitweise Verbindung zwischen dem Hauptzylinder (2) und den Radbremszylindern (6) besteht.

15 In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 478158, 560759, 562255;

französische Patentschriften Nr. 813 526,
ao 1059 581;

USA.-Patentschriften Nr. 1810 763, 2747 697, 571.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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