-
Druckmittel-Bremsanlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckmittel-Bremsanlage für Fahrzeuge, insbesondere
Kraftfahrzeuge, mit getrennten Druckmittelkreisen für die Bremsen der Vorder- und
Hinterräder, mit einem Primärhauptzylinder, mit dessen Kolben das Bremspedal in
mechanischer Verbindung steht, und zwei Sekundärhauptzylindern bzw. einem Sekundärtandemhauptzylinder
sowie mit auf die Sekundärhauptzylinder einwirkenden Servovorrichtungen, die über
je ein Steuerventil unabhängig voneinander zu betätigen sind.
-
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Bremsanlage der genannten
Art, mit der auch bei einem Schaden an irgendeinem Teil der hydraulischen oder der
pneumatischen Anlage eine möglichst große Bremswirkung erzielt werden kann.
-
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Steuerventile
für die Servovorrichtungen über mechanische oder hydraulische Verbindungsglieder
mit dem Bremspedal derart in Verbindung stehen, daß die Steuerventile sowohl bei
einem bestimmten, im Primärhauptzylinder erzeugten Druck als auch dann betätigbar
sind, wenn infolge eines Fehlers im Primärhauptzylinder kein Druck erzeugt wird
und der Kolben desselben bis zu einem Anschlag durchgedrückt ist.
-
Vorteilhaft ist mit dem Bremspedal in bekannter Weise eine Pleuelstange
verbunden, die an einem Kipphebel angelenkt ist, welcher an einem Ende mit der Kolbenstange
des Primärhauptzylinders und am anderen Ende mit dem Betätigungsbauteil des einen
Steuerventils verbunden ist, wobei die Steuerventile hintereinander angeordnet sind
und das eine relativ zum anderen axial beweglich ist.
-
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Steuerventile
nebeneinander angeordnet, und ihre Betätigungsbauteile sind mittels einer Querstange
miteinander verbunden, die über einen in den Primärhauptzylinder hineinragenden
Plunger in an sich bekannter Weise mit einem Mitnehmer des Primärhauptzylinderkolbens
in Wirkverbindung zu bringen ist.
-
Der eine der von der Sekundärhauptzylindereinheit betätigten Druckmittelkreise
kann in bekannter Weise unmittelbar vom Primärhauptzylinder beaufschlagbar sein,
wobei durch den dabei im einen Sekundärhauptzylinder entstehenden Druck der Kolben
des anderen Sekundärhauptzylinders zu betätigen ist.
-
Die Kolben der Servovorrichtung können in bekannter Weise in gleicher
Richtung wirken.
-
Die erfindungsgemäße Bremsanlage hat gegenüber bekannten Bremsanlagen
den Vorteil, daß infolge des Vorsehens einer mechanischen Betätigung der Servosteuerventile
eine Fremdkraftbetätigung der Bremsen immer möglich ist, selbst wenn der Primärhauptzylinder
ausfallen sollte.
-
Servobremsanlagen mit einem einfachen Pneumatikteil und deshalb mit
nur einem Steuerventil, das normalerweise bei einem bestimmten hydraulischen Druck
im Primärhauptzylinder und bei Ausfall des Primärhauptzylinders mechanisch betätigt
werden kann, sind zwar bekannt. Sie weisen jedoch den durch die Erfindung behobenen
Mangel auf, daß bei einem Schaden im pneumatischen Teil das Fahrzeug nur durch Muskelkraft
gebremst werden kann.
-
Die Erfindung wird nunmehr an Hand der mehrere Ausführungsbeispiele
wiedergebenden Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt F i g. 1 schematisch eine
Anordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, F i g. 2 im Längsschnitt
eine Kombination von Servovorrichtung und Sekundärhauptzylinder für die in F i g.
1 gezeigte Anordnung, F i g. 3 teilweise im Schnitt eine Ansicht eines durch einen
Fußhebel betätigten Primärhauptzylinders in Kombination mit Ventilen zum Steuern
der Servovorrichtungen von F i g. 1, F i g. 4 eine Ansicht von der linken Seite
von F i g. 3 her, F i g. 5 einen Grundriß der in F i g. 3 gezeigten Ventilanordnung,
während
F i g. 6 bis 8 schematisch verschiedene weitere Ausführungsformen
der Erfindung darstellen.
-
Bei der in F i g. 1 gezeigten Anordnung wird Flüssigkeit von einem
durch einen Fußhebel betätigten Hauptzylinder (Primärhauptzylinder) 1 her
einem zweiten Hauptzylinder (Sekundärhauptzylinder) 2 mit getrennten Auslaßöffnungen
zugeführt, von denen die eine mittels einer Rohrleitung 3 mit den Radzylindern der
Bremsen an der einen Achse des Fahrzeugs und die andere mittels einer Rohrleitung
4 mit den Radzylindern der Bremsen an der anderen Achse des Fahrzeugs zu
verbinden ist. Der zweite Hauptzylinder 2 steht mit einer Servoeinheit 5 in Verbindung,
welche zwei Servovorrichtungen enthält, die mit getrennten Lieferquellen von positivem
oder negativem Druck in Verbindung stehen und durch Ventile 6 und 7 zu betätigen
sind, die mit dem Fußhebel in Verbindung stehen und so angeordnet sind, daß sie
in Aufeinanderfolge betätigt werden. Die Anordnung ist derart getroffen, daß Flüssigkeit,
die dem zweiten Hauptzylinder 2 von dem durch den Fußhebel betätigten Hauptzylinder
1 her zugeführt wird, über die Rohrleitung 3 nach den Radzylindern der einen Achse
geliefert wird. Die Druckerhöhung der Flüssigkeit bewirkt auch die Betätigung des
Hauptzylinderkolbens 18, der Flüssigkeit in die Rohrleitung 4 liefert, wodurch die
Bremsen der anderen Achse in Betrieb gesetzt werden. Die Betätigung des Fußhebels
bewirkt auch eine Betätigung der Ventile 6 und 7, die die Betätigung der Servovorrichtungen
zur Folge hat.
-
Die Anordnung nach F i g. 1 wird nun im einzelnen beschrieben, wobei
auch auf die besondere Ausbildung, wie sie in den F i g. 2 bis 5 gezeigt ist, Bezug
genommen werden soll. Der Fußhebel 8 (F i g. 1) ist mittels einer Pleuelstange
9 mit einem Hebel 10 verbunden. Das eine Ende des Hebels 10 ist mit
der Kolbenstange 11 des Hauptzylinders 1 verbunden, während das andere
Ende des Hebels 10 mit dem Betätigungsbauteil 12 des Ventils 6 (mit »erstes Ventil«
bezeichnet) verbunden ist, welches hintereinander bzw. in Tandemanordnung mit dem
Ventil ? angeordnet ist, das als »zweites Ventil« bezeichnet wird. Die Auslaßöffnung
des pedalbetätigten Hauptzylinders 1 ist durch die Rohrleitung 13 mit der Einlaßöffnung
14 verbunden, die dem einen Ende des mit kleinerem Durchmesser versehenen Abschnitts
15 der Bohrung des zweiten Hauptzylinders 2 benachbart ist, wobei die Bohrung an
einem weiteren Abschnitt 16 ihrer Länge einen größeren Durchmesser aufweist und
ein Zwischenabschnitt 17 der Bohrung eine Führung für einen Kolben 18 bildet, der
die beiden Abschnitte 15 und 16 hydraulisch voneinander trennt. Die Rohrleitung
3 ist mit einer Auslaßöffnung 19 im Abschnitt 15 der Bohrung verbunden, während
die Rohrleitung 4 mit einer Auslaßöffnung 20 im Abschnitt 16 der Bohrung verbunden
ist, wobei Flüssigkeit diesem Abschnitt der Bohrung von einem Behälter 21 aus zugeführt
wird, welcher mittels einer Rohrleitung 22 mit der Einlaßöffnung 23 verbunden ist.
Der Abschnitt 15 der Bohrung des zweiten Hauptzylinders nimmt auch einen zweiten
Kolben 24 auf, der eine Mittelöffnung 25 für den Strom der Flüssigkeit von der Leitung
13 aus nach der Rohrleitung 3 hat.
-
Der zweite Hauptzylinder 2 ist am einen Ende der Servoeinheit 5 angebracht,
die aus einem Gehäuse besteht, dessen Inneres durch eine Trennwand 30 getrennt ist,
um zwei Servozylinder 26 und 27 zu bilden, die je einen Servokolben 26a bzw. 27a
enthalten. Jeder Servokolben hat eine Kolbenstange 28 bzw. 29; die Kolbenstange
28 führt durch die Trennwand 30, so daß das freie Ende derselben mit dem Kolben
27 a in Wirkverbindung treten kann, wobei das freie Ende der Kolbenstange 29 in
die Bohrung des zweiten Hauptzylinders 2 ragt, um einen Verschlußbauteil für die
Öffnung 25 im zweiten Kolben 24 zu bilden.
-
Die Ventile 6 und 7 sind beide gleich und von bekannter Bauweise.
Im wesentlichen besteht jedes Ventil aus einem Gehäuse, dessen Inneres durch eine
Membran 31 unterteilt ist, um eine erste und eine zweite Kammer 32 bzw. 33 zu bilden,
während eine Trennwand 34 eine dritte Kammer 35 bildet. Jede Membran 31 ist zwischen
einer Platte 36 und einem Armkreuz 37 befestigt, und die Platte 36 hat einen rohrförmigen
Mittelabschnitt 38. Das äußere Ende des rohrförmigen Abschnitts 38 ist einer Öffnung
39 in der Trennwand 34 zugewandt, wobei die Öffnung normalerweise durch eine unter
Federspannung stehende Verschlußplatte 40 verschlossen ist und die Membran unter
Federspannung steht, so daß die Federkraft normalerweise dahingehend wirkt, daß
das äußere Ende des rohrförmigen Bauteils frei von der Verschlußplatte 40 ist. Die
dritte Kammer 35 eines jeden Ventils steht über eine Öffnung 41 mit der Außenluft
in Verbindung, wobei ein Filter 42 zum Filtern der in die dritte Kammer eintretenden
Luft vorgesehen ist, und die erste und zweite Kammer haben je eine Öffnung 43 bzw.
44.
-
Das Ventil 6 steuert das Arbeiten des Servokolbens 26 a und das Ventil
7 die Betätigung des Servokolbens 27 a, wobei jeder Servozylinder durch Rückschlagventile,
die schematisch bei 45 bzw. 46 gezeigt sind, mit getrennten Vakuumlieferquellen
verbunden sind. Eine verzweigte Rohrleitung 47 verbindet das Rückschlagventil 45
mit dem Servozylinderraum auf der einen Seite des Kolbens 26 a und mit der
Öffnung 44 des Ventils 6, während der Zylinderraum auf der anderen Seite des Kolbens
26 a durch die Rohrleitung 48 mit der Öffnung 43 des Ventils 6 verbunden ist. In
ähnlicher Weise verbindet eine sich verzweigende Rohrleitung 49 das Rückschlagventil
46 mit dem Zylinderraum auf der einen Seite des Kolbens 27 a und mit der Öffnung
44 des Ventils 7, während der Zylinderraum auf der anderen Seite des Servokolbens
27 a durch eine Rohrleitung 50 mit der Öffnung 43 des Ventils 7 verbunden ist.
-
Die Ventile 6 und 7 werden von einer Konsole 51 abgestützt, die an
dem Körper des fußhebelbetätigten Hauptzylinders 1 befestigt ist. Die Ventile sind
hintereinander angeordnet, wobei der Ventilbetätigungsbauteil 12 des Ventils 6,
wie im vorstehenden beschrieben, mit dem Hebel 10 verbunden ist, während
das innere Ende des Betätigungsbauteils mit dem Ventil-Membran-Armkreuz verbunden
ist. Das Ventil 6 ist derart angebracht, daß es sich auf das Ventil 7 zu und von
diesem weg bewegen kann, wobei das äußere Ende des Ventilbetätigungsbauteils 12
des Ventils 7 mit dem benachbarten Ende des Gehäuses des Ventils 6 verbunden und
das innere Ende dieses Ventilbetätigungsbauteils mit dem Ventil-Membran-Armkreuz
des Ventils 7 verbunden ist.
-
Beim Betrieb wird durch Hinunterdrücken des Fußhebels 8 im ersten
hydraulischen Kreis, der aus der Rohrleitung 13, dem Bohrungsabschnitt 15 des
zweiten
Hauptzylinders, der Rohrleitung 3 und den damit verbundenen Radzylindern besteht,
ein Druck geschaffen. Der Druck im ersten Kreis wirkt auch auf den Kolben 18, so
daß ein entsprechender Druck in dem zweiten hydraulischen Kreis entsteht, der aus
dem Bohrungsabschnitt 16, der Rohrleitung 4 und den damit verbundenen Radzylindern
besteht.
-
Das Hinuntertreten des Fußhebels hat eine Bewegung des Hebels 10 zur
Folge, und diese Bewegung verursacht es, daß der Ventilbetätigungsbauteil des Ventils
12 sich nach links bewegt, so daß der rohrförmige Abschnitt 38 des Ventiltellers
36 des Ventils 6 mit der Verschlußplatte 40 in Wirkverbindung tritt
und sie von der Öffnung 39 in der Trennwand 34 weg aus ihrem Sitz hebt. Beim Ende
der Bewegung der Ventilverschlußplatte 40 des Ventils 6 wird das Ventil als Ganzes
auf das Venti17 zu axial verschoben, mit dem Ergebnis, daß dieses Ventil auf die
gleiche Weise wie das Ventil 6 betätigt wird. Die wie oben beschriebene Betätigung
der beiden Ventile hat zur Folge, daß Luft durch die Rohrleitungen 48
und
50 den geeigneten Seiten der Servokolben 26 a und 27 a zugeführt wird, wobei
die daraus folgende Verschiebung dieser Kolben dem Hauptzylinder 2 eine Servowirkung
übermittelt. Der gesamte Ausgangsdruck von den Servokolben her ist daher der von
den Servokolben erzeugte Druck plus dem Druck, der infolge des durch Betätigung
des Hauptzylinders 1 erzeugten Drucks erzeugt wird, welcher auf den Kolben 18 im
zweiten Hauptzylinder 2 wirkt.
-
Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung haben Schäden in der Anlage
folgende Auswirkungen: 1. Bei einer Undichtheit des Hauptzylinders 1 oder der Rohrleitung
13 bewegt sich beim Betätigen des Fußhebels 8 der Kolben des Hauptzylinders 1 in
seine vordere Anschlagstellung, wodurch die Ventile 6 und 7 betätigt werden können.
Hierdurch wird Atmosphärendruck nach dem hinteren Teil der Servokraftkolben 26 a
und 27 a geleitet. Sämtliche Bremsen werden durch Fremdkraft betätigt.
-
2. Auch bei einem Schaden an der Leitung 3 oder den angeschlossenen
Radbremszylindern werden die Steuerventile 6 und 7 bei drucklosem Hauptzylinder
1 betätigt. Es wird jedoch nur im zweiten hydraulischen Kreis ein Druck erzeugt,
wodurch die mit der Rohrleitung 4 verbundenen Radzylinder betätigt werden.
-
3. Beim Versagen des zweiten hydraulischen Kreises arbeiten beim Betätigen
des Fußhebels 8 Hauptzylinder 1 und Ventile 6 und 7, wie schon beschrieben, und
somit ergibt dieser erhöhte Druck eine Betätigung der mit der Rohrleitung 3 verbundenen
Radzylinder.
-
4. Beim Versagen einer der Vakuumlieferquellen befindet sich das Rückschlagventil
45 oder 46, je nachdem, welches System versagt hat, auf seinem Sitz, und so wird
vermieden, daß Atmosphärendruck in das System eintreten kann. Wenn man annimmt,
daß das System bis auf den bestimmten Vakuumwert luftleer ist, ist eine Bremsung
mit voller Servounterstützung möglich. Weitere Bremsungen mit weniger Unterstützung
können so lange erzielt werden, bis die Reservoirkapazität der mit der ausgefallenen
Lieferquelle verbundenen Servoeinrichtung aufgebraucht ist. Von diesem Zeitpunkt
an bleibt die Unterstützung auf ihrem halben Normalwert, da nur ein Kraftkolben
mit voller Druckdifferenz arbeitet.
-
5. Beim Versagen beider Vakuumlieferquellen kann man, wenn die Systeme
bis auf den bestimmten Vakuumwert luftleer sind, eine Bremsung mit voller Servounterstützung
erzielen; weitere Bremsungen mit weniger Unterstützung können erzielt werden, bis
die Reservoirkapazität aufgebraucht ist, wonach die Bremsung ohne Vakuumunterstützung
bewirkt wird.
-
6. Das Versagen eines der Ventile 45 oder 46
würde dazu
führen, daß die Servovorrichtung nur die Hälfte ihres normalen Unterstützungseffektes
liefert, da nur ein Kraftkolben arbeitet.
-
7. Beim Versagen beider Ventile 45 und 46 arbeitet das
System ohne Vakuumunterstützung.
-
Das schematisch in F i g. 6 gezeigte System ist im wesentlichen das
gleiche wie dasjenige gemäß den F i g. 1 bis 5; es unterscheidet sich von jenem
hauptsächlich in der Anordnung der die Betätigung der Servokolben steuernden Ventile.
Dementsprechend sind für gleiche Teile der beiden Systeme die gleichen Bezugszeichen
verwendet worden. Beim System gemäß F i g. 6 sind die Ventile 6 und 7 nebeneinander
angeordnet, wobei die Betätigungsbauteile 12 der beiden Ventile mittels einer Kreuzstange
52 miteinander verbunden sind. Die Kreuzstange hat einen Plunger 53, der gleitbar
in einem Bohrloch in einer Konsole 54 sitzt, welche die Ventile stützt, wobei die
Konsole am Gehäuse des durch den Fußhebel betätigten Hauptzylinders 1 befestigt
ist. Der Plunger 53 ist koaxial mit dem Kolben 55 des Hauptzylinders 1 angeordnet,
und das freie Ende des Plungers erstreckt sich in die Bohrung des Hauptzylinders,
so daß es mit einem Mitnehmer 56 am Kolben 55 in Eingriff zu bringen ist. Das System
arbeitet im allgemeinen in der im vorstehenden beschriebenen Weise, wobei die Ventile
6 und 7 entweder durch den auf den Plunger 53 wirkenden hydraulischen Druck oder
dann betätigt werden, wenn der Mitnehmer 56 mit dem Plunger 53 in Eingriff kommt.
-
Bei dem schematisch in F i g. 7 gezeigten System sind getrennte Hauptzylinder
zum Zuführen von Strömungsmitteldruck nach den Radzylindern der beiden Achsen vorgesehen,
wobei jeder Hauptzylinder mit einer getrennten Servovorrichtung versehen ist. Die
Vorrichtung zum Betreiben des Systems gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung
besteht aus einem fußhebelbetätigten Tandemhauptzylinder 57, der mit den beiden
Servosteuerventilen 58 und 59 in Wirkverbindung steht, wobei das Ventil
58 die Betätigung des Servokolbens 60 und das Ventil 59 "die Betätigung des
Servokolbens 61 steuert. Die beiden Servokolben sind Rücken an Rücken in einem gemeinsamen
Gehäuse 62 angeordnet, dessen Inneres durch eine Trennwand 62 a getrennt ist, um
zwei Servozylinder 63 und 64 zu bilden.
-
Zwei Hauptzylinder 65 und 66 sind je an einem Ende des Gehäuses 62
angeordnet, wobei die Bohrung von jedem Hauptzylinder koaxial mit den Servokolben
60 und 61 ist. Die Hauptzylinder 65 und 66 nehmen je einen Kolben 67 auf, von denen
jeder eine Mittelöffnung 68 hat, und die Servokolben haben
je eine
Kolbenstange 69, deren äußeres Ende jeweils in die Bohrung des geeigneten Hauptzylinders
führt, und jedes Ende bildet einen Verschlußbauteil für die Kolbenöffnung, wenn
es mit dieser in Berührung gebracht wird.
-
Die Steuerventile 58 und 59 sind von der in F i g. 3 gezeigten Art
und nebeneinander angeordnet, wie bei der Anordnung gemäß F i g. 6, so daß sie durch
den geeigneten Kolben des Tandemhauptzylinders 57 zu betätigen sind. Der Tandemhauptzylinder
57 und die Hauptzylinder 65, 66 sind von allgemein bekannter Bauart und brauchen
daher nicht im einzelnen beschrieben zu werden. Der Tandemhauptzylinder hat zwei
Auslaßöffnungen 70, 71, von denen die Auslaßöffnung 70 mittels einer Rohrleitung
72 mit der Einlaßöffnung des Hauptzylinders 65 verbunden ist, während die Auslaßöffnung
71 durch die Rohrleitung 73 mit der Einlaßöffnung 74 des Hauptzylinders 66 verbunden
ist. Die Rohrleitungen zwischen den Ventilen 58 und 59 und die entsprechenden Servozylinder
sind alle von der im vorstehenden beschriebenen Art; deshalb sind zur Bezeichnung
gleicher Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet worden.
-
Die Hauptzylinder 65, 66 haben je eine Auslaßöffnung am einen Ende,
die mit den Bezugszeichen 75 bzw. 76 bezeichnet sind, und die Auslaßöffnung 75 ist
mit den Radzylindern der Radbremsen an einer Achse verbunden, während die Auslaßöffnung
76 mit den Radzylindern der Radbremsen an der anderen Achse verbunden sind. Somit
sind bei dem in F i g. 7 gezeigten System getrennte hydraulische Kreise für die
Radzylinder der beiden Achsen vorgesehen, wodurch auch dann noch eine Bremswirkung
erzielt werden kann, wenn der eine oder der andere Kreis zu arbeiten aufhört.
-
Bei dem schematisch in F i g. 8 gezeigten System werden getrennte
Hauptzylinder verwendet, denen je eine Servovorrichtung zugeordnet ist, wie in Verbindung
mit dem System von F i g. 7 gezeigt, wobei die Servovorrichtungen durch Ventile
ebenfalls so betätigt werden, wie es in der Beschreibung dieser Figur erläutert
ist. Daher sind, wo möglich, die gleichen Bezugszeichen verwendet worden, um gleiche
Teile zu bezeichnen. Bei dem System gemäß F i g. 8 ist jedoch ein einziger durch
einen Fußhebel betätigter Hauptzylinder 77 vorgesehen, dessen Austrittsöffnung 78
mittels einer Rohrleitung 79 mit der Einlaßöffnung 80 des Hauptzylinders 66 verbunden
ist. Die Einlaßöffnung 81 des Hauptzylinders 65 ist mit einem Br!hälter 82 verbunden,
der hydraulische Flüssigkeit enthält, so daß die beiden hydraulischen Kreise, die
die Radzylinder der getrennten Achsen versorgen, voneinander getrennt sind. Dementsprechend
bewirkt bei der Betätigung des Fußhebels der in dem Hauptzylinder 77 erzeugte Druck
die Betätigung der Radzylinder, die mit der Auslaßöffnung 76 des Hauptzylinders
66 verbunden sind, wobei die Radzylinder der anderen Achse, die mit der Austrittsöffnung
75 des Hauptzylinders 65 verbunden sind, mit Druckmittel von diesem Hauptzylinder,
wenn durch den Servokolben 60 betätigt, betätigt werden.