DE1576056C - Druckzylinderanordnung in einer hydraulischen Bremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckzylinderanordnung 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 so verbunden sind, wobei die Niederdruckzylinderkammer über eine ein erstes, normalerweise geschlossenes Ventil enthaltende Entlastungsleitung mit einem Vorratsbehälter verbunden ist, ein zweites Ventil zwischen der Niederdruckzylinderkammer und der Hochdruckzylinderkammer liegt und diese unmittelbar an die Hauptbremsleitung angeschlossen ist

Eine solche Druckzylinderanordnung ist bekannt (USA.-Patentschrift 2166 742). Bei derartigen hydraulischen Bremsanlagen, z. B. von Kraftfahrzeugen, tritt der Fall auf, daß die Bremsbacken zu Beginn des Bremsvorganges mit verhältnismäßig großen Mengen hydraulischer Flüssigkeit und geringeren Drücken in Richtung auf die Bremstrommel bewegt werden, während sie zum Schluß des Bremsvorganges mit geringeren Mengen hydraulischer Flüssigkeit, aber bei höheren Drücken in Richtung auf die Bremstrommel bewegt und an diese angepreßt werden müssen. Entsprechendes gilt für Scheibenbremsen.

Die von einem Fahrer auf das Bremspedal ausgeübte Kraft wird auf den Kolben im Niederdruckzylinder übertragen. Der bier erzeugte Druck wirkt auf den Kolben im Hochdruckzylinder ein. Dieser verdichtet die hydraulische Flüssigkeit und drückt sie in die Hauptbremsleitung. Die Niederdruckzylinderkammer und die Hochdruckzylinderkammer sind einmal mechanisch miteinander verbunden, da die beiden Kolben miteinander verbunden, sind. Zum anderen sind sie zu Beginn des Bremsvorganges durch die dann noch offenen Kanäle und ein bei diesem Druckzustand offenes sogenanntes zweites Ventil miteinander verbunden, so daß die hydraulische Flüssigkeit bei den anfangs noch geringen Drücken aus der Niederdruckzylinderkammer in die Hochdruckzylinderkammer strömen kann. Damit wird sichergestellt, daß zu Beginn des Bremsvorganges eine größere Menge hydraulischer Flüssigkeit in der Hauptbremsleirung zur Verfugung steht

Bei der bekannten Druckzylinderanordnung schließt das zweite zwischen der Niederdruck- und 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 Übergangszustand, in dem zumindest die Gefahr besteht, daß beide Ventile offen sind, was zu einem unerwünschten und unnötigen Druckabfall führen könnte.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Druckzylinderanordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der Bremsdruck, von einem niedrigen Ausgangswert ausgehend, stetig und ohne zwischenzeitliches Abfallen in kürzester Zeit auf maximale 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 niedriger ist als der öffnungsdruck des ersten Ventils, und daß das erste Ventil über eine an die Hochdruckzyünderkammer angeschlossene Leitung zusätzlich in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist

Dies bedeutet einmal, daß das zweite Ventil schließt und die Hochdruckzylinderkammer von der Niederdruckzylinderkammer abtrennt, bevor sich das erste Ventil geöffnet und die Niederdruckzylinderkammer an den Vorratsbehälter angeschlossen hat Die Schließ- und Öffnungszeiten der beiden Ventile sind damit eindeutig festgelegt und zeitlich voneinander getrennt In der Hochdruckzylinderkammer befindliches Druckmittel kann nicht auf dem Umweg über das erste Ventil in den Vorratsbehälter entweichen. Ein stetiger Druckaufbau ist gewährleistet Durch das zeitliche Trennen der Schließe und Öffnungszeiten der beiden Ventile werden außerdem Ventilschwingungen und ein Rattern der Bremse verhindert

Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß das erste Ventil durch den Druck, der ihm über die an die Hochdruckzylinderkammer angeschlossene Leitung zugeführt wird, schneller in Öffnungsstellung bewegt wird, als dies bei Beaufschlagung allein mit dem

Druck aus der Niederdruckzylinderkammer möglich wäre. Der in der Niederdruckzylinderkammer herrschende Druck kann sich daher schnell bis auf Null abbauen, so daß der Übergang der Betätigungskraft vom Niederdruck- zum Hochdruckzylinder in kurzer Zeit erfolgt und die gesamte Bremskraft voll an der Hochdruckzylinderkammer zur Verfugung steht.

In zweckmäßiger Weiterbildung sieht die Erfindung vor, daß das zweite Ventil als in Öffnungsrichtung federbelastetes Hubventil ausgebildet ist :■;■■;■■;■■ ίο

• Eine weitere Ausgestaltung sieht noch vor, daß das erste Ventil einen Ventilteller und einen mit diesem verbundenen Steuerkolben aufweist, wobei die an die Hochdruckzylinderkammer angeschlossene Leitung den Steuerkolben und- die Entlastungsleitung den Ventilteller beaufschlagt Durch diesen Steuerkolben wird die von der Hochdruckzylinderkammer kommende Leitung von der von' der Niederdruckzylinderkammer kommenden Entlastungsleitung getrennt, so daß auch die Hochdruckzylinderkammer nicht auf diesem Umweg in die Niederdruckzylinderkajnmer einmündet.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist «5

F i g. 1 ein Schnitt durch die Druckzylinderanordnung und

Fig. 2 ein ähnlicher Schnitt bei angezogener Bremse.

F i g. 1 zeigt die Druckzylinderanordnung 10 und die Bremse 12, die durch eine Leitung 14 miteinander verbunden sind. Die Bremse 12 ist eine Scheibenbremse mit einer Bremsscheibe 16, die auf einer Welle 18 sitzt. Diese Welle 18 führt zu dem Mechanismus, der gebremst werden soll. Die Bremsbacken 20 werden mit Federn normalerweise im Abstand von der Bremsscheibe 16 gehalten. Eine Kupplung 21 verbindet die Leitung 14 mit den zu den Bremsbacken 20 führenden Kanälen. Wenn Druckflüssigkeit in diese Kanäle geleitet wird, werden die Bakken 20 in Richtung auf die Bremsscheibe 16 bewegt, bis diese mit der Scheibe 16 in Eingriff kommen und Bremskraft erzeugt wird.

Von der Druckzylinderanordnung 10 werden zunächst einige Einzelteile in ihrer gegenseitigen Zu-Ordnung erläutert.

Es ist ein ortsfestes Gehäuse 24 vorgesehen, das , eine Reihe von Funktionen erfüllt. Es bildet eine Kammer, die als Vorratsbehälter 26 zur Aufnahme einer hydraulischen Flüssigkeit 27 dient Die Gehäusefläche 245 ist eine Zylinderfläche, auf der der äußere Kolben 28 gleitet, während die Gehäuseoberfläche 24 T eine weitere Zylinderfläche bildet, auf der der innere Kolben 30 gleitet Der innere Kolben 30 bildet das Vorderende eines beweglichen Gliedes 32. Dieses bewegliche Glied 32 ist koaxial zu den Zylinderflächen 24 5 und 24 T angeordnet Die Stellung dieses beweglichen Gliedes 32 in Längsrichtung wird durch die Stellung des Akkumulatorkolbens 34 bestimmt, der auf der Innenfläche 32 S des bewegliehen Gliedes 32 gleitet Die Stellung des Akkumulatorkolbens 34 wiederum ist durch die Stellung des Betätigungshebels 36 bestimmt, der über ein Verbindungsglied 38 mit dem Kolben 34 verbunden ist.

In der in F i g. 1 dargestellten Stellung wird Flüssigkeit vom Vorratsbehälter 26 durch die öffnungen 39 und 40 in die Niederdruckzylinderkammer geführt, die sich vor dem äußeren Kolben 28 befindet. Die Flüssigkeit wird weiterhin durch die Kanäle 44 und 45 zur Hochdruckzylinderkammer 46 geleitet, die sich vor dem inneren Kolben 30 befindet. Ein normalerweise offenes, federbelastetes Ventil 48, das sogenannte zweite Ventil, ist zwischen die Kanäle 44 und 45 eingeschaltet. Es schließt, wenn der Druck eine bestimmte Höhe überschreitet ' ■ " ' -^ ·;■-■·■·

Auf Grund der obigen Beschreibung der Einzelteile wird die folgende Beschreibung der Arbeitsweise des Bremssystems leicht verständlich. Der Bedienungshebel 36 wird um einen Punkt 50 auf einem Ansatz 51 verschwenkt. Das Verbindungsglied 38 ist gelenkig an den Stellen 52 und 53 befestigt, um den Bedienungshebel 36 mit einem Ansatz 54 zu verbinden, der auf dem Akkumulatorkolben 34 montiert ist. Wenn der Bedienungshebel 36 von der in F i g. 1 dargestellten Stellung in die in Fig. 2 dargestellte Stellung bewegt wird, so wird der Akkumulatorkolben 34 vorwärts getrieben (in den Figuren, nach, links). Es sei hier darauf hingewiesen, daß, wenn der Bedienungshebel 36 in die in Fig. 2 dargestellte Bremsstellung verschwenkt worden ist, durch den dargestellten Oberschwenkmechanismus eine Verriegelung des Bedienungshebels 36 in der Bremsstellung bewirkt wird, so daß der Bedienungshebel 36 nur durch absichtliche Rückschwenkung durch die Bedienung entriegelt werden kann.

Wenn der Akkumulatorkolben 34 vorwärts getrieben wird, so wird über die Feder 56 Druck auf das bewegliche Glied 32 ausgeübt, so daß das bewegliche Glied 32 vorwärts getrieben wird. Die konische Fläche 32 Γ des beweglichen Gliedes 32 kommt bald in Eingriff mit dem äußeren Kolben 28, wodurch die öffnung 40 verschlossen und der äußere Kolben 28 vorwärts getrieben wird. Der; innere Kolben 30 ist einstückig mit dem beweglichen Glied 32 ausgebildet und bewegt sich gleichzeitig vorwärts. Folglich wird durch die Vorwärtsbewegung des äußeren Kolbens 28 und des inneren Kolbens 30 Flüssigkeit durch die Leitung 14 getrieben, so daß sich die Bremsbacken 20 zur Bremsscheibe 16 bewegen. Die in die Leitung 14 eingetriebene Flüssigkeit kommt sowohl von der Niederdruckzylinderkammer 42 als auch von der Hochdruckzylinderkammer 46, so daß eine relativ große Flüssigkeitsmenge bewegt wird, wodurch die Bremsbacken 20 — wenn auch bei relativ niedrigem Druck — einen relativ großen Weg zurücklegen.

Wenn die Bremsbacken 20 mit der Bremsscheibe 16 in Berührung gekommen' sind, beginnt der Druck zu steigen. Das normalerweise offene zweite Ventil 48 ist so ausgebildet, daß es sich bei einem relativ niedrigen Druck von z. B. 3,5 kp/cm² schließt. Wenn der Schließdruck des Ventils 48 erreicht ist, bewegt sich der durch eine Feder 58 belastete Kolben 59 nach rechts und verschließt die Verbindung zwischen der Kammer 42 und der Kammer 46. Auf diese Weise wird bei einer weiteren Vorwärtsbewegung der Kolben 28 und 30 nur noch aus der Hochdruckzylinderkammer 46 Flüssigkeit in die Leitung 14 eingespeist. Folglich findet die Vollendung der Bremsbewegung und die eigentliche Bremsung mit einem relativ hohen Druck zwischen den Bremsbacken 20 und der Bremsscheibe 16 statt, um eine relativ große Bremskraft zu erzeugen.

Nachdem das zweite Ventil 48 die Verbindung zwischen der Kammer 42 und der Kammer 46 unterbrochen hat, muß ein anderer Ausweg für die Flüssigkeit 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, -.-.v---/-. '---< -Ί- ■■.·..-■-■ .·■■ ;■...■;,:·,.

Die Stärke der Feder 63 und der Durchmesser des Steuerkolbens 64 sind so gewählt, daß das erste Ventil 62 sich bei einem Flüssigkeitsdruck _s im System (bei einer Ausführungsfonn 4,5 kp/cm²) öffnet, der etwas größer als der Druck (3,5 kp/cm² bei der gleichen Ausführungsfonn) 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, nacEdem 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 F i g. 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 Ausführungsfonn 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 (3)

Patentansprüche:

1. Druckzylinderanordnung 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 über eine, ein erstes, normalerweise geschlossenes Ventil enthaltende Entlastungsleitung mit einem Vorratsbehälter verbunden ist, ■ ein zweites Ventil zwischen der Niederdruckzylinderkammer und der Hochdruckzylinderkammer liegt und diese unmittelbar an die Hauptbremsleitung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (48) derart ausgelegt ist, daß es sich beim Überschreiten eines Druckes in der Hochdruckzylinderkammer (46) schließt, so der niedriger ist als der öffnungsdruck des ersten 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.

3. Druckzylinderanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil (62) einen Ventilteller und einen mit diesem verbundenen Steuerkolben (64) aufweist, wobei die an die Hochdruckzylinderkammer (46) angeschlossene Leitung (66) den Steuerkolben (64) und die Entlastungsleitung (67) den Ventilteller beaufschlagt