DE1576056B1

DE1576056B1 - Druckzylinderanordnung in einer hydraulischen Bremsanlage

Info

Publication number: DE1576056B1
Application number: DE19651576056D
Authority: DE
Inventors: Brent Robert G; Bowen Charles W
Original assignee: Textron Inc
Current assignee: Textron Inc
Priority date: 1964-04-15
Filing date: 1965-04-03
Publication date: 1972-05-31
Also published as: GB1059880A; US3228195A

Description

Ventils (62), und daß das erste Ventil (62) über eine an die Hochdruckzylinderkammer (46) angeschlossene Leitung (66) zusätzlich in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist.

2. Druckzylinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (48) als in Öffnungsrichtung federbelastetes Hubventil ausgebildet ist.

1. Druckzylinder anordnung in einer hydraulischen Bremsanlage mit zwei Zylindern, die mit
in ihnen geführten Kolben eine Hochdruck- und
eine Niederdruckzylinderkammer bilden, die bei
gelüfteter Bremse und zu Beginn des Bremsvorganges durch offene Kanäle miteinander verbunden sind, wobei die Niederdruckzylinder- ίο kammer und die Hochdruckzylinderkammer sind einkammer über eine ein erstes, normalerweise ge- mal mechanisch miteinander verbunden, da die beischlossenes Ventil enthaltende Entlastungsleitung den Kolben miteinander verbunden sind. Zum andemit einem Vorratsbehälter verbunden ist, ein ren sind sie zu Beginn des Bremsvorganges durch die zweites Ventil zwischen der Niederdruckzylinder- dann noch offenen Kanäle und ein bei diesem Druckkammer und der Hochdruckzylinderkammer liegt 15 zustand offenes sogenanntes zweites Ventil miteinan- und diese unmittelbar an die Hauptbremsleitung der verbunden, so daß die hydraulische Flüssigkeit angeschlossen ist, dadurch gekennzeich- bei den anfangs noch geringen Drücken aus der net, daß das zweite Ventil (48) derart ausgelegt Niederdruckzylinderkammer in die Hochdruckist, daß es sich beim Überschreiten eines Druckes zylinderkammer strömen kann. Damit wird sichergein der Hochdruckzylinderkammer (46) schließt, 20 stellt, daß zu Beginn des Bremsvorganges eine der niedriger ist als der Öffnungsdruck des ersten größere Menge hydraulischer Flüssigkeit in der

Hauptbremsleitung zur Verfügung steht.

Bei der bekannten Druckzylinderanordnung schließt das zweite zwischen der Niederdruck- und 25 der Hochdruckzylinderkammer liegende Ventil erst dann, wenn das zwischen der Niederdruckzylinderkammer und dem Vorratsbehälter liegende erste Ventil einen gewissen Druckabbau in der Niederdruckzylinderkammer herbeigeführt hat. Es ergibt sich ein

3. Druckzylinderanordnung nach Anspruch 1 30 Übergangszustand, in dem zumindest die Gefahr be- oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste steht, daß beide Ventile offen sind, was zu einem Ventil (62) einen Ventilteller und einen mit die- unerwünschten und unnötigen Druckabfall führen sem verbundenen Steuerkolben (64) aufweist, wo- könnte.

bei die an die Hochdruckzylinderkammer (46) an- Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der

geschlossene Leitung (66) den Steuerkolben (64) 35 Erfindung die Auf gäbe zugrunde, eine Druckzylinder- und die Entlastungsleitung (67) den Ventilteller anordnung der eingangs genannten Art so auszubeaufschlagt. bilden, daß der Bremsdruck, von einem niedrigen

Ausgangswert ausgehend, stetig und ohne zwischenzeitliches Abfallen in kürzester Zeit auf maximale 40 Höhe ansteigt.

Die Lösung für diese Aufgabe besteht gemäß der

Erfindung darin, daß das zweite Ventil derart ausgelegt ist, daß es sich beim Überschreiten eines Druckes in der Hochdruckzylinderkammer schließt, der nie-

Die Erfindung betrifft eine Druckzylinderanord- 45 driger ist als der öffnungsdruck des ersten Ventils, nung in einer hydraulischen Bremsanlage mit zwei und daß das erste Ventil über eine an die Hochdruck-Zylindern, die mit in ihnen geführten Kolben eine zylinderkammer angeschlossene Leitung zusätzlich in Hochdruck- und eine Niederdruckzylinderkammer Öffnungsrichtung beaufschlagt ist. bilden, die bei gelüfteter Bremse und zu Beginn des Dies bedeutet einmal, daß das zweite Ventil

Bremsvorganges durch offene Kanäle miteinander 50 schließt und die Hochdruckzylinderkammer von der verbunden sind, wobei die Niederdruckzylinder- Niederdruckzylinderkammer abtrennt, bevor sich kammer über eine ein erstes, normalerweise geschlos- das erste Ventil geöffnet und die Niederdruckzylindersenes Ventil enthaltende Entlastungsleitung mit kammer an den Vorratsbehälter angeschlossen hat. einem Vorratsbehälter verbunden ist, ein zweites Die Schließ- und Öffnungszeiten der beiden Ventile Ventil zwischen der Niederdruckzylinderkammer und 55 sind damit eindeutig festgelegt und zeitlich voneinander Hochdruckzylinderkammer liegt und diese un- der getrennt. In der Hochdruckzylinderkammer bemittelbar an die Hauptbremsleitung angeschlos- findliches Druckmittel kann nicht auf dem Umweg sen ist. über das erste Ventil in den Vorratsbehälter entwei-

Eine solche Druckzylinderanordnung ist bekannt chen. Ein stetiger Druckaufbau ist gewährleistet. (USA.-Patentschrift 2166 742). Bei derartigen hy- 60 Durch das zeitliche Trennen der Schließ- und Öffdraulischen Bremsanlagen, z. B. von Kraftfahrzeu- nungszeiten der beiden Ventile werden außerdem gen, tritt der Fall auf, daß die Bremsbacken zu Ventilschwingungen und ein Rattern der Bremse Beginn des Bremsvorganges mit verhältnismäßig verhindert.

großen Mengen hydraulischer Flüssigkeit und ge- Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß das

ringeren Drücken in Richtung auf die Bremstrommel 65 erste Ventil durch den Druck, der ihm über die an bewegt werden, während sie zum Schluß des Brems- die Hochdruckzylinderkammer angeschlossene Leivorganges mit geringeren Mengen hydraulischer tung zugeführt wird, schneller in Öffnungsstellung beFlüssigkeit, aber bei höheren Drücken in Richtung wegt wird, als dies bei Beaufschlagung allein mit dem

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Druck aus der Niederdruckzylinderkammer möglich Flüssigkeit wird weiterhin durch die Kanäle 44 und

wäre. Der in der Niederdruckzylinderkammer herr- 45 zur Hochdruckzylinderkammer 46 geleitet, die

sehende Druck kann sich daher schnell bis auf Null sich vor dem inneren Kolben 30 befindet. Ein nor-

abbauen, so daß der Übergang der Betätigungskraft malerweise offenes, federbelastetes Ventil 48, das so-

vom Niederdruck- zum Hochdruckzylinder in kurzer 5 genannte zweite Ventil, ist zwischen die Kanäle 44

Zeit erfolgt und die gesamte Bremskraft voll an der und 45 eingeschaltet. Es schließt, wenn der Druck

Hochdruckzylinderkammer zur Verfugung steht. eine bestimmte Höhe überschreitet.

In zweckmäßiger Weiterbildung sieht die Erfin- Auf Grund der obigen Beschreibung der Einzeldung vor, daß das zweite Ventil als in Öffnungsrich- teile wird die folgende Beschreibung der Arbeitsweise tung federbelastetes Hubventil ausgebildet ist. io des Bremssystems leicht verständlich. Der Bedie-

Eine weitere Ausgestaltung sieht noch vor, daß das nungshebel 36 wird um einen Punkt 50 auf einem erste Ventil einen Ventilteller und einen mit diesem Ansatz 51 verschwenkt. Das Verbindungsglied 38 ist verbundenen Steuerkolben aufweist, wobei die an gelenkig an den Stellen 52 und 53 befestigt, um den die Hochdruckzylinderkammer angeschlossene Lei- Bedienungshebel 36 mit einem Ansatz 54 zu verbintung den Steuerkolben und die Entlastungsleitung 15 den, der auf dem Akkumulatorkolben 34 montiert den Ventilteller beaufschlagt. Durch diesen Steuer- ist. Wenn der Bedienungshebel 36 von der in Fi g. 1 kolben wird die von der Hochdruckzylinderkammer dargestellten Stellung in die in Fig. 2 dargestellte kommende Leitung von der von der Niederdruck- Stellung bewegt wird, so wird der Akkumulatorkolzylinderkammer kommenden Entlastungsleitung ge- ben 34 vorwärts getrieben (in den Figuren nach trennt, so daß auch die Hochdruckzylinderkammer 20 links). Es sei hier darauf hingewiesen, daß, wenn der nicht auf diesem Umweg in die Niederdruckzylinder- Bedienungshebel 36 in die in Fig. 2 dargestellte kammer einmündet. Bremsstellung verschwenkt worden ist, durch den

Xm Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Aus- dargestellten Überschwenkmechanismus eine Verrie-

führungsform wird die Erfindung nun weiter be- gelung des Bedienungshebels 36 in der Bremsstellung

schrieben. In der Zeichnung ist 25 bewirkt wird, so daß der Bedienungshebel 36 nur

Fig. 1 ein Schnitt durch die Druckzylinderanord- durch absichtliche Rückschwenkung durch die Be-

nung und dienung entriegelt werden kann.

F i g. 2 ein ähnlicher Schnitt bei angezogener Wenn der Akkumulatorkolben 34 vorwärts getrie-

Bremse. ben wird, so wird über die Feder 56 Druck auf das

F i g. 1 zeigt die Druckzylinderanordnung 10 und 30 bewegliche Glied 32 ausgeübt, so daß das bewegliche

die Bremse 12, die durch eine Leitung 14 miteinander Glied 32 vorwärts getrieben wird. Die konische Flä-

verbunden sind. Die Bremse 12 ist eine Scheiben- ehe 32 T des beweglichen Gliedes 32 kommt bald in

bremse mit einer Bremsscheibe 16, die auf einer Eingriff mit dem äußeren Kolben 28, wodurch die

Welle 18 sitzt. Diese Welle 18 führt zu dem Mecha- Öffnung 40 verschlossen und der äußere Kolben 28

nismus, der gebremst werden soll. Die Bremsbacken 35 vorwärts getrieben wird. Der innere Kolben 30 ist

20 werden mit Federn normalerweise im Abstand einstückig mit dem beweglichen Glied 32 ausgebildet

von der Bremsscheibe 16 gehalten. Eine Kupplung21 und bewegt sich gleichzeitig vorwärts. Folglich wird

verbindet die Leitung 14 mit den zu den Brems- durch die Vorwärtsbewegung des äußeren Kolbens

backen 20 führenden Kanälen. Wenn Druckflüssig- 28 und des inneren Kolbens 30 Flüssigkeit durch die

keit in diese Kanäle geleitet wird, werden die Bak- 40 Leitung 14 getrieben, so daß sich die Bremsbacken

ken 20 in Richtung auf die Bremsscheibe 16 bewegt, 20 zur Bremsscheibe 16 bewegen. Die in die Leitung

bis diese mit der Scheibe 16 in Eingriff kommen und 14 eingetriebene Flüssigkeit kommt sowohl von der

Bremskraft erzeugt wird. Niederdruckzylinderkammer 42 als auch von der

Von der Druckzylinderanordnung 10 werden zu- Hochdruckzylinderkammer 46, so daß eine relativ

nächst einige Einzelteile in ihrer gegenseitigen Zu- 45 große Flüssigkeitsmenge bewegt wird, wodurch die

Ordnung erläutert. Bremsbacken 20 — wenn auch bei relativ niedrigem

Es ist ein ortsfestes Gehäuse 24 vorgesehen, das Druck — einen relativ großen Weg zurücklegen,

eine Reihe von Funktionen erfüllt. Es bildet eine Wenn die Bremsbacken 20 mit der Bremsscheibe

Kammer, die als Vorratsbehälter 26 zur Aufnahme 16 in Berührung gekommen sind, beginnt der Druck

einer hydraulischen Flüssigkeit 27 dient. Die Ge- 50 zu steigen. Das normalerweise offene zweite Ventil

häusefläche 24 S ist eine Zylinderfläche, auf der der 48 ist so ausgebildet, daß es sich bei einem relativ

äußere Kolben 28 gleitet, während die Gehäuseober- niedrigen Druck von z. B. 3,5 kp/cm² schließt. Wenn

fläche 24 T eine weitere Zylinderfläche bildet, auf der der Schließdruck des Ventils 48 erreicht ist, bewegt

der innere Kolben 30 gleitet. Der innere Kolben 30 sich der durch eine Feder 58 belastete Kolben 59

bildet das Vorderende eines beweglichen Gliedes 32. 55 nach rechts und verschließt die Verbindung zwischen

Dieses bewegliche Glied 32 ist koaxial zu den der Kammer 42 und der Kammer 46. Auf diese Weise

Zylinderflächen 24 S und 24 T angeordnet. Die Stel- wird bei einer weiteren Vorwärtsbewegung der KoI-

lung dieses beweglichen Gliedes 32 in Längsrichtung ben 28 und 30 nur noch aus der Hochdruckzylinder-

wird durch die Stellung des Akkumulatorkolbens 34 kammer 46 Flüssigkeit in die Leitung 14 eingespeist,

bestimmt, der auf der Innenfläche 32 S des beweg- 60 Folglich findet die Vollendung der Bremsbewegung

liehen Gliedes 32 gleitet. Die Stellung des Akkumu- und die eigentliche Bremsung mit einem relativ hohen

latorkolbens 34 wiederum ist durch die Stellung des Druck zwischen den Bremsbacken 20 und der Brems-

Betätigungshebels 36 bestimmt, der über ein Verbin- scheibe 16 statt, um eine relativ große Bremskraft

dungsglied 38 mit dem Kolben 34 verbunden ist. zu erzeugen.

In der in Fig. 1 dargestellten Stellung wird Flüssig- 65 Nachdem das zweite Ventil 48 die Verbindung

keit vom Vorratsbehälter 26 durch die Öffnungen 39 zwischen der Kammer 42 und der Kammer 46 unter-

und 40 in die Niederdruckzylinderkammer geführt, brachen hat, muß ein anderer Ausweg für die Flüssig-

die sich vor dem äußeren Kolben 28 befindet. Die keit in der Niederdruckzylinderkammer 42 geschaf-

fen werden, da bei der folgenden Vorwärtsbewegung des inneren Kolbens 30 der äußere Kolben 28 die gleiche Vorwärtsbewegung vollzieht. Das normalerweise geschlossene sogenannte erste Ventil 62 schafft einen Auslaß für die Flüssigkeit aus der Niederdruckzylinderkammer 42. Der von der Feder 63 belastete Steuerkolben 64 hält das Ventil 62 normalerweise geschlossen.

Die Stärke der Feder 63 und der Durchmesser des Steuerkolbens 64 sind so gewählt, daß das erste Ventil 62 sich bei einem Flüssigkeitsdruck im System (bei einer Ausführungsform 4,5kp/cm²) öffnet, der etwas größer als der Druck (3,5 kp/cm² bei der gleichen Ausführungsform) ist, der zum Schließen des zweiten Ventils 48 erforderlich ist. Wenn das Ventil 48 bei einem Druck von 3,5 kp/cm² schließt, so wird der gleiche Druck über die Leitung 66 auf den Steuerkolben 64 ausgeübt. Bei weiterer Vorwärtsbewegung der Kolben 28 und 30 steigt der Druck in der Leitung 66, und außerdem wird Flüssigkeit aus der Kammer 42 durch die Entlastungsleitung 67 getrieben, wodurch der Druck auf das Ventil 62 auf eine über 3,5 kp/cm² liegende Höhe ansteigt und dadurch das Ventil 62 geöffnet wird. Nachdem das Ventil 62 geöffnet ist, fließt die Flüssigkeit aus der Kammer 42 durch die Entlastungsleitung 67, das Ventil 62 und die Öffnung 68 in den Vorratsbehälter 26.

Die Wirkung dieser Bewegungen des Ventils 48 bei 3,5 kp/cm² und des Ventils 62 bei 4,5 kp/cm² ist, daß die Flüssigkeit vom äußeren Kolben 28 ebenso wie vom inneren Kolben 30 vorwärts getrieben wird, bis die Bremsbacken 20 und die Bremsscheibe 16 in Berührung miteinander gekommen sind. Danach wird die vom äußeren Kolben 28 bewegte Flüssigkeit zum Vorratsbehälter 26 abgeleitet, und der innere Kolben 30 wird zur Erzeugung des eigentlichen Bremsdruckes benutzt. Auf diese Weise kann zu Beginn eine relativ große Bewegung zum Schließen des Spaltes zwischen den Bremsbacken 20 und der Bremsscheibe 16 erreicht werden, während, nachdem diese zwei Bremselemente in Berührung miteinander gekommen sind, ein hoher Flüssigkeitsdruck und eine große Kraft mit dem gleichen System erzeugt werden kann, um eine viel größere Bremswirkung zu schaffen.

Eine Feder 56 wird zur Speicherung von Energie benutzt, welche zum Ausgleich von Verlusten herangezogen werden kann, wie sie beispielsweise durch Flüssigkeitsverluste (Lecken) verursacht werden können. Die Feder 56 wird unter Druck gesetzt, wenn der Betätigungshebel 36 in die Bremsendstellung gebracht wird, und sie wird von dem Mechanismus unter Druck gehalten, der den Betätigungshebel 36 in dieser Endstellung verriegelt.

Der äußere Kolben 28 ist weder am Gehäuse 24 noch am beweglichen Glied 32 befestigt. Er wird von einer Feder 70 belastet, die bestrebt ist, ihn normalerweise (in Fig. 1) in der äußersten rechten Stellung zu halten. Ein Anschlag 71 hält den äußeren Kolben 28 fest, so daß er sich nicht weiter, als in Fig. 1 dargestellt, nach rechts bewegen kann, wodurch die Öffnung 40 offengehalten wird, solange der Betätigungshebel 36 sich nicht in Bremsstellung befindet.

Ein kleines, mit einer Feder 73 belastetes Überdruckventil 74 ist vorgesehen, das sich bei etwa 17,5 kp/cm² öffnet und so aus Sicherheitsgründen eine obere Druckgrenze setzt. Wenn sich das Ventil 74 öffnet, so fließt die Flüssigkeit von der Kammer 46 durch die Kanäle 75 und 76 zurück zum Vorratsbehälter 26.

Ein Druckschalter 78 ist schematisch dargestellt. Er liefert der Bedienung ein Warnlicht, das anzeigt, daß der Bremsvorgang begonnen hat oder noch andauert. Bei einer Ausführungsform schaltet dieser Druckschalter das Warnlicht im Führerstand bei 0,7 kp/cm² und steigendem Druck an und schaltet das Warnlicht bei 0,35 kp/cm² und fallendem Druck aus.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

P atentanspr üche:

auf die Bremstrommel bewegt und an diese angepreßt werden müssen. Entsprechendes gilt für Scheibenbremsen.

Die von einem Fahrer auf das Bremspedal ausge-5 übte Kraft wird auf den Kolben im Niederdruckzylinder übertragen. Der hier erzeugte Druck wirkt auf den Kolben im Hochdruckzylinder ein. Dieser verdichtet die hydraulische Flüssigkeit und drückt sie in die Hauptbremsleitung. Die Niederdruckzylinder-