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Vorrichtung zum Vermindern der Bremswirkung bei hydraulisch betätigten
Bremsen von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen Die Erfindung richtet sich
auf eine Vorrichtung zum Vermindern der Bremswirkung bei hydraulisch betätigten
Bremsen von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, mit einem in die vom Hauptzylinder
zu einem oder mehreren Radbremszylindern füh-
rende Druckleitung eingeschalteten
Zylinder mit einem Kolben, der auf der einen Seite vom Hauptzylinderdruck und auf
der anderen Seite vom Radbremszylinderdruck beaufschlagt sowie mit einem kleineren
Gegendruckkolben verbunden ist, der über ein Steuerventil mit Druckflüssigkeit entgegen
dem Hauptzylinderdruck beaufschlagt werden kann.
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. Die Tatsache, daß beün Abbremsen eines Fahrzeugs die Hinterräder
entlastet, die Vorderräder hingegen belastet werden, ist der Grund dafür, daß im
allgemeinen die Vorderradbremsen verstärkt ausgebildet sind. Bei schlechter, insbesondere
feuchter Fahrbahn führt diese Maßnahme allerdings vielfach zu einem Blockieren der
Vorderräder, so daß das Fahrzeug praktisch steuerlos ist. Besonders nachteilig ist
diese Erscheinung bei Kurvenfahrt und im Gefahrenfall.
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Blockierregler für hydraulische Bremsbetätigungsanlagen mit einer
durch ein die Drehverzögerung messendes Gerät gesteuerten Vorrichtung, die eine
weitere Drucksteigerung im Bremszylinder verhindert und diesen Druck zum Lösen der
Bremse vermindert, sind bereits bekannt. Die der Bremsbetätigungskraft entgegenwirkende
Kraft wird dabei einer zusätzlichen Energiequelle entnommen, und das Ansprechen
des Blockierreglers wird dem Fahrer angezeigt.
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Ist eine Bremsanlage. so ausgelegt, daß sowohl die Vorderräder als
auch die Hinterräder proportional ihrer jeweiligen Radlast gebremst werden, so ist
in bekannter Weise eine Verringerung des Bremsdrucks an den Hinterrädern bei Kurvenfahrt
zweckmäßig. Werden aber in der heute vielfach üblichen Weise die Vorderräder bei
jedem Verzögerungswert stärker gebremst als die Hinterräder, so können diese Vorderräder
auf rutschiger Fahrbahn bei einem Lenkeinschlag vor den Hinterrädern blockieren.
In diesem Fall ist aber die Bremsdruckminderung an den Vorderrädem in Abhängigkeit
vom Lenkeinschlag zweckmäßig. Eine vorbekannte Anordnung erzielt zwar diese angestrebte
Wirkung. Sie hat jedoch den Nachteil, daß der Fahrer die Gegenkraft am Lenkrad mit
aufbringen muß.
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Die Erfindung verfolgt demgegenüber die Aufgabe, eine Vorrichtung
zur Bremsdruckminderung in allen oder bestimmten Bremszylindern in Abhängigkeit
von bestimmten Betriebsbedingungen zu schaffen, die keine zusätzliche Energiequelle
-für die Gegenkraft benötigt.
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Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Gegendruckkolben
den ihn aufnehmenden Zylinder in zwei Kammern, unterteilt, von denen die dem großen
Kolben abgewandte Kammer mit der vom Hauptzylinder abgehenden Druckleitung über
ein erstes Steuerventil und mit der Gegenkammer über ein zweites Steuerventil verbunden
ist, wobei die Steuerventile durch einen Impulsgeber so gesteuert werden, daß das
eine geöffnet -ist, wenn das andere geschlossen ist.
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Diese Anordnung ist ebenso einfach im Aufbau wie zuverlässig im Betrieb
des Fahrzeugs, und sie läßt eine willkürliche oder in Abhängigkeit von äußeren Einflüssen,
z. B. vom Fahrbahnzustand, von bestimmten Fahrzeugbewegungen od. dgl. automatisch
wirksame Beeinflussung der Bremsanlage zu, ohne daß es hierzu einer zusätzlichen
Energiequelle bedarf.
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Es liegt im Bereich der Erfindung, daß diese Gegenkraft nur im oberen
Bereich - der Bremswirkung, d. h. bei entsprechend starker- Bremsung
wirksam wird, so daß die gesetzlich vorgeschriebene Mindestbremswirkung keine Beeinträchtigung
erfährt. Andererseits kann der Fahrer eines Fahrzeugs die vorgesehene Zusatzkraft
zuschalten, wenn dies z. B. bei feuchter oder glatter Straße zweckmäßig erscheint,
während er bei einwandfreiem Fahrbahnzustand hierauf verzichtet.
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Die vorgesehene Zuschaltmöglichkeit der der Bremswirkung entgegengerichteten
Zusatzkraft kann jedoch auch automatisch, beispielsweise in Verbindung mit einem
die Außenfeuchtigkeit ermittelnden Meßgerät, einem Außentemperaturmesser od. dgl.
zur Anwendung gelangen, Der notwendige Aufwand wird dabei auf ein Mindestmaß beschränkt,
wenn diese Kraft unmittelbar der-Bremsanlage entnommen wird.
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In weiterer Ausgestaltung dieses allgemeinen Erfindungsgedankens ist
vorgesphg#n, daß an die die
beiden Kammern des Gegendruckzylinders
verbindende Nebenschlußleitung ein durch ein Steuerventil absperrbarer überströmbehälter
angeschlossen ist. Auf diese Weise wird einem sich bei der Kolbenbewegung im Gegendruckzylinder
möglicherweise ausbildenden Vakuum an der Kolbenrückseite entgegengewirkt.
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Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung erfährt die Erfindung dann,
wenn die Ventile in der Druckleitung zum Gegendruckzylinder, in dessen Nebenschlußleitung
und zum'überströmbehälter in einem gemeinsamen Gehäuse vereinigt sind. Hierdurch
ergibt sich ein besonders gedrängter Aufbau der Vorrichtung, der die Ausbildung
der Steuerung vorteilhaft beeinflußt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Druckleitung
eine absperrbare, den Druckzylinder umgehende Leitung zugeordnet sein. In Verbindung
.,eventil kann die Bremsmit einem einfachen Meh#weg anlage so ohne weiteres von
Normalbremsung auf Zuschalten der Gegenkraft eingestellt werden. Im einen Fall wirkt
der Druckmitteldruck vom Bremshauptzylinder unmittelbar auf die Bremszylinder ein,
im anderen Fall dagegen ist der Druckzylinder in diesen Druckmittelweg eingeschaltet.
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Gegebenenfalls kann es sich als zweckmäßig erweisen, die auf den Kolben
des Gegendruckzylinders einwirkende Kiaft in an sich bekannter Weise veränderlich
zu gestalten.
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Es liegt weiter im Rahmen der Erfindung, daß der Impulsgeber von Hand
und/oder in Abhängigkeit voneinerbestimmtenBetriebsbedingung desFahrzeugs verstellbar
ist. Die Impulsübertragung kann mechanisch, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch,
elektromaglietisch oder in ähnlicher Weise erfolgen.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Anordnung so zu
treffen, daß der Impulsgeber in Anhängigkeit von dem Lenkeinschlag des Fahrzeugs
anspricht.
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Nachstehend wird eine bevorzugte Ausfährungsform der Erfindung an
Hand der schematischen Zeichnung beschrieben.
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Die Vorrichtung geht aus von einem mit 1 bezeichneten Bremshauptzylinder,
dessen Kolben 2 über die Kolbenstange 3, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung
eines entsprechenden Gestänges mit dem Bremspedal 4 verbunden ist. Der bei Betätigung
des Bremshebels 4 in Pfeilrichtung 5 wirkende Druck pflanzt sich einerseits
über die Leitung 6, 7 zu den Bremszylindem der Hinterräder des Fahrzeugs
und andererseits über die Leitung 8 zu -den durch die Leitungen
9 versorgten Bremszylindern der Vorderfäder des Fahrzeugs fort. Mit
10 ist ein Bremsflüssigkeitsbehälter bezeichnet.
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In die zu den an den Vorderrädern des Fahrzeugs vorgesehenen Bremsen
führende Druckleitung 8 ist ein Druckzylinder 11 eingeschaltet, dessen Kolben
12 unter dem Druck der Feder 13 steht, die dem Bremsdruck 5 entgegenwirkt.
Die Kolbenstange 14 durchsetzt die Stimwand 15 des Zylinders 11 und
trägt einen weiteren Kolben 16 von kleinerem Querschnitt als dem des Kolbens
12. Dieser Kolben 16 gleitet in dem zum Zylinder 11 koaxialen Zylinder
17. Das bremsseitige Ende des Druckzylinders 11 steht über die Leitung
18 mit den beiden zu den Bremszylindern führenden Leitungen 9 in Verbindung.
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Von der Druckleitung 8 zweigt vor dem Druckzylinder 11 eine
Leitung 20 ab, die zu dem dem Druckzylinder 11 abgewandten Ende des Gegendruckzylinders
17 führt und bin Steuerventil 21 aufweist. Die Räume 36, 37 innerhalb
des Gegendruckzylinders 17 beiderseits des Kolbens 16 sind über eine
Nebenschlußleitung 22 mit dem Steuerventil 23 verbunden. An diese Nebenschlußleitung
22 ist die zum überströmbehälter 24 führende Leitung 25 angeschlossen, die
ein Steuerventil 26 aufweist. Die Steuerventile 21, 23 und
26 in den Leitungen 20, 22 und 25 sind bei der dargestellten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung über die Leiter 27, 28 und 29 mit
einem Impulsgeber 30 verbunden. Je nach der Art der Steuerung der Ventile
21, 23, 26
kann es sich dabei um elektrische, mechanische,-pneumatische oder
hydraulische Leiter 27, 28, 29
handeln.
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Die Druckleitungen 8 und 18 zu den an die Bremszylinder
der Vorderräder angeschlossenen Leitungen 9 sind gegebenenfalls durch eine
gestrichelt angedeutete Umgehungsleitung 31 miteinander verbunden. Ein zugehöriges
Mehrwegeventil ist mit 32 bezeichnet.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt-Bei normaler Bremsung
sind die Steuerventile 21 in der Leitung 20 und 26 in der Leitung
25 geschlossen. Hingegen ist die Nebenschlußleitung 22 des Gegendruckzylinders
17 durch das Steuerventil 23 geöffnet. Die entsprechende Umsteuerung
der Ventile 21, 23,
26 wird von dem Impulsgeber 30 aus bewirkt.
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Bei Betätigung des Pedals 4 übt der Kolben 2 im Bremshauptzylinder
1 einen Druck in Pfeilrichtung 5
aus, der durch die Leitungen
6 und 7 unmittelbar auf die Hinterräder des Fahrzeugs wirkt. Der gleiche
Druck herrscht auch in der Leitung 8 in der wiedergegebenen Stellung des
Mehrwegeventils 32, und dieser Druck wirkt in Pfeilrichtung 33 auf
den Kolben 12 von der Fläche F innerhalb des Druckzylinders 11 ein. Durch die weitere
Bremsleitung 18 überträgt dieser Kolben 12 den Druck auf die Leitungen
9 und damit auf die nicht dargestellten Bremszylinder. Da das Steuerventil
21 geschlossen und das Steuerventil 23 geöffnet ist, wirkt einerseits der
Bremsdruck in der Leitung 8 nicht auf den Kolben 16 von der gegenüber
der Kolbenfläche F kleineren Fläche f im Gegendruckzylinder 17 ein,
und die bei der Bewegung der beiden Kolben 12 und 16 in Pfeilrichtung
33 vor dem Kolben 16 herbewegte Druckmittelmenge gelangt über die
Nebenschlußleitung 22 hinter diesen Kolben 16.
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Die gestrichelt dargestellte Alternative, die gegebenenfalls auch
eine Umsteuerung des Mehrwegeventils 32 um 180' durch den Impulsgeber
30
ermöglicht, erlaubt, daß der in der Leitung 8 herrschende Druck
über die Leitung 31 unmittelbar in die Leitung 18 und damit die Leitungen
9 übertragen wird.
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Zum Verstellen der Bremswirkung wird bei- der in der Zeichnung nicht
wiedergegebenen Stellung des Mehrwegeventils 32, in der die Leitung
31 abgeschaltet ist durch den Impulsgeber 30 das bis dahin geöffnete
Steuerventil 23 geschlossen, während die beiden Steuerventile 21 und
26 aus ihrer Schließ-Stellung in die öffnungsstellung übergeführt werden.
Bei Betätigung des Fußhebels 4 wirkt somit der in der Druckleitung 8 herrschende
Druck nicht nur in Pfeilricbtung 33 auf den Kolben 12 ein, sondern zugleich
in Pfeilrichtung 35, d. h. entgegengesetzt zur Pfeilrichtung
33, auf den Kolben 16 innerhalb des
Gegendruckzylinders
17. Der durch den Kolben 12 in die Leitung 18 übertragene Druck wird
dabei vermindert.
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Der bei der Bewegung des Gegendruckkolbens 16
entgegen der Pfeilrichtung
35 hinter dem Kolben 16
entstehende Unterdruck wird durch das vom Überströmbehälter
24 zugeführte Druckmittel ausgeglichen, da das in der Leitung 25 vorgesehene
Steuerventil 26 geöffnet ist.
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Bei Beendigung des auf den Fußhebel 4 wirkenden Bremsdrucks kehren
die beiden Kolben 12 und 16
unter der Wirkung der Rückstelffeder
13 in die Ausgangsstellung zurück, wobei das zuvor in den oberen Raum des
Gegendruckzylinders 17 geförderte Druckmittel durch die Leitung
25 wieder in den überströmbehälter 24 abfließt.
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Der Impulsgeber 30 kann auf Hand- oder/und gleichzeitig auch
auf automatische Betätigung geschaltet sein. Zur automatischen Betätigung mag dabei
ein Stellglied dienen, das bei einem besti:mmten Radeinschlag bei Kurvenfahrt, z.
B. von einem Element des Lenkgestänges, beaufschlagt wird.
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Die von einer 'solchen Bremsanlage verlangte Betriebssicherheit wird
deshalb voll gewährleistet, weil bei einem Schaden an der Vorrichtung die erfindungsgemäße
Vorrichtung zum Verstellen der Bremswirkung entweder ständig wirkt und damit in
jedem Fall die Minderung der Bremskraft im oberen Bereich eintritt oder andernfalls
die Verstellung der Bremswirkung nicht eintritt. In jedem Fall 'bleibt aber die
normale Bremswirkung voll erhalten.
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Zur Anzeige der jeweiligen Stellungen der Steuerventile 21,
23 und 26 kann ein für den Fahrer des Fahrzeugs sichtbares Lichtsignal
dienen. Im Impulsgeber 30 sind zweckmäßig die Steuerventile 21 und
26 zusammengeschaltet, da deren Steuerstellung jeweils derjenigen des Steuerventils
23 entgegengerichtet ist.