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Servobetätigte Druckmittelbremse für Fahrzeuge Die Neuerung bezieht
sich auf servobetätigte Druckmittelbremsen für Fahrzeuge.
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Zweck der Neuerung ist die Schaffung eines unabhängigen Bremsbetriebes
der Vorder-und Hinterradbremsen eines Fahrzuges, so daß die Wirkung der Bremsen
der einen Radgruppe im Falle eines Versagens der Druckmittelzufuhr nach den Bremsen
der anderen Radgruppe unbeeinträchtigt bleibt.
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Neuerungsgemäss wird vorgeschlagen, für die Bremsen der Vorder-und
Hinterräder des Fahrzeugs getrennte Druckmittelkreisläufe vorzusehen, sowie eine
Hauptzylindereinrichtung zum Zuführen des Druckmittels nach den getrennten Druckmittelkreisläufen
und getrennte Servovorrichtungen, die unabhängig voneinander zu betätigen sind ;
um einen Betrieb der Hauptzylindereinrichtung dahingehend zu bewirken, daß den Bremskreisläufen
Druckmittel zugeführt wird, wobei die Tätigkeit einer jeden Servovorrichtung mittels
eines Ventils gesteuert wird, von denen jedes mit einem Pedal bzw. Fusshebel oder
einer anderen vom Fahrer zu betätigenden Vorrichtung in Wirkverbindung steht, derart,
daß es in Tätigkeit gesetzt wird, um den Betrieb der Servovorrichtungen bei Betätigung
der vom Fahrer zu bedienenden Vorrichtung zu steuern.
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Die Neuerung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise
| wiedergebenden Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt bzw. |
| zeigen: |
| Fig 1 schematisch eine Anordnung gem'-Lss einem Ausführungs- |
| beispiel der Neuerung, |
Fig. 2 im Längsschnitt eine Kombination von Servorrichtung und Hauptzylinder für
die in Fig. 1 gezeigte Anordnung,
| . |
| Fig. 3 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, eines durch einen |
| Fußhebel betätigten Hauptzylinders in Kombination mit |
Ventilen zum Steuern des Betriebs der Servovorrichtung von Fig. 1, Fig. 4 eine Ansicht
von der linken Seite von Fig. 3 her, Fig. 5 einen Grundriss des in Fig. 3 gezeigten
Ventilmechanismus', während die Fign. 6 bis 9 schematisch verschiedene Anordnungen
gemäss weiteren Ausführungsformen der Neuerung darstellen.
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Bei der schematisch in Fig. 1 gezeigten Anordnung wird hydraulische
Flüssigkeit von einem durch einen fußhebel betätigten Hauptzylinder 1 her einem
zweiten Hauptzylinder 2 mit getrennten Auslaßöffnungen, 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, zugeführt. Der zweite Hauptzylinder
2 steht mit einer Servoeinheit 5 in Verbindung, welche zwei Servovorrichtungen enthält,
die mit getrennten Lieferquelle
| von positivem oder negativem Druck in Verbindung stehen und |
| C> |
| 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 hydraulische
Flüssigkeit, die dem zweiten Hauptzylinder 2 von dem durch den Fusshebel betätigten
Hauptzylinder 1 her zugeführt wird, über die Rohrleitung 3 nach den Radzylindern
geliefert
wird, die damit verbunden sind, um die Bremsen an der einen Achse zu betätigen.
Die hydraulische Flüssigkeit bewirkt auch die Betätigung des zweiten Hauptzylinders
2, um hydraulisches Strömungsmittel von einer getrennten Lieferquelle her, die mit
dem Hauptzylinder verbunden ist, nach der Rohrleitung 4 zu liefern, wodurch die
damit verbundenen Radzylinder betätigt und die Bremsen der anderen Achse in Betrieb
gesetzt werden. Die Betätigung des Fusshebels bewirkt auch eine Betätigung der Ventile
6 und 7, und eine derartige Betätigung der Ventile hat die Betätigung der Servovorrichtungen
zur Folge, um den Hauptzylinder 2 servomässig zu unterstützen.
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Die Anordnung von Fig. 1 wird nun im einzelnen beschrieben, wobei
auch auf die besondere Einrichtung, wie sie in den Figuren 2 bis 5 gezeigt ist,
Bezug genommen werden soll. Der Fusshebel 8 (Fig. 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 7 angeordnet ist,
das als"zweites Ventil"bezeichnet wird.
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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 hydraulische Flüssigkeit diesem
Abschnitt der Bohrung von einem Behälter 21 aus zugeführt wird, welcher mittels
einer Rohrleitung 22 mit der Einlassöffnung 23 verbunden ist.
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Der Abschnitt 15 der Bohrung des zweiten Hauptzylinders nimmt auch
einen zweiten Kolben 24 auf, der eine Mittel. Öffnung 25 für den Strom von hydraulischer
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 getrenntist, 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 27a 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.
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Die Ventile 6 und 7 sind beide gleich und von bekannter Bauweise.
Allgemein ausgedrückt, 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.
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Das Ventil 6 steuert das Arbeiten des Servokolbens 26a und das Ventil
7 die Betätigung des Servokolbens 27a, wobei jeder Servozylinder durch Rückschlagventile,
die schematisch bei 45 bzw. 46 gezeigt sind, mit getrennten Vakuum-Lieferqueilen
verbunden sind. Eine verzweigte Rohrleitung 47 verbindet die Rückschlagventile 45
mit dem Servozylinderraum auf der einen Seite des Kolbens 26a und mit der Öffnung
44 des Ventils 6, während der Zylinderraum auf der anderen Seite des Kolbens 26a
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 27a und mit der Öffnung
44 des Ventils 7, während der Zylinderraum auf der anderen Seite des Servokolbens
27a durch eine Rohrleitung 50 mit der Öffnung 43 des Ventils 7 verbunden ist.
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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.
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Beim Betrieb wird durch Hinunterdrücken des Fusshebels 8 in dem hydraulischen
Kreislauf, der im Nachstehenden als Primärkreislauf bezeichnet wird und aus der
Rohrleitung 13, dem Bohrungsabschnitt 15 des ersten Hauptzylinders, der Rohrleitung
3 und den damit verbundenen Radzylindern besteht,
ein Druck geschaffen.
Der Druck in diesem Primärkreislauf wirkt auch auf den Kolben 189 so daß ein entsprechender
Druck in dem hydraulischen Kreislauf entsteht, der i-i Nachstehenden als Sekundärkreislauf
bezeichnet wird und aus dem Bohrungsabschnitt 16, der Rohrleitung 4 und den damit
verbundenen Radzylindern besteht. Diese Arbeitsweise der Anordnung entspricht der
in der gleichfalls anhängigen Patentanmeldung Nr. A 38 806 II/63c (Anwaltsakte 61
258) offenbarten Anordnung. Bei der vorliegenden Anordnung hat jedoch das Hinuntertreten
des Fusshebels eine Bewegung des Hebels 10 zur Folge, und diese Bewegung verursacht
es9 aaß der Ventilbetätigungsbauteil des Ventils 12 sich nach links bewegt, so daß
der rohrformige Abschnitt 38 des Ventiltellers 36 des Ventils 6 mit der Verschlussplatte
40 in Wirtverbindung 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 Ventil 7 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 26a und 27a 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 hat ein Ver- |
| CD |
sagen der folgenden hydraulischen Leitungen oder Verbindungstücke, wie sie in den
Überschriften aufgefuhrt sind, die folgenden Auswirkungen
| (I) Versagen des hydraulischen Eingangs (Rohrleitung 13) oder |
Ausgangs der Radzylinder der Rohrleitung 3 Beim Betätigen des Fusshebels 8 bewegt
sich der Kolben des Hauptzylinders 1 in seine vordere Anschlagsstellung, wodurch
die Ventile 6 und 7 betätigt werden können. Hierdurch wird Atmosphärendruck nach
dem hinteren Teil der Servokraftkolben 26a und 27a geleitet, und somit wird nur
in dem Sekundärkreislauf ein hydraulischer Druck erzeugt,. wodurch die mit der Rohrleitung
4 verbundenen Radzylinder betätigt werden.
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(II) Versagen des hydraulischen Sekundärkreislaufs Beim Betätigen
des Fusshebels 8 arbeiten Hauptzylinder 1 und Ventile 6 und 7, wie schon beschrieben,
und somit schafft dieser erhöhte Druck im Primärkreislauf eine Betätigung der mit
der Rohrleitung 3 verbundenen Radzylinder.
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(III) Versagen an einer der Vakuum-Lieferquellen Beim Versagen an
einer der Vakuum-Lieferquellen 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 Vakuum-Wert luftleer ist, ist eine Bremsung
mit voller Servo-Unterstützung möglich. Weitere Bremsungen mit weniger Unterstützung
können so lange erzielt werden, bis die Reservoirkapazität der mit der ausgefallenen
Lieferquelle verbundenen Servoeinrichtung aufgebraucht ist. Zu diesem Zeitpunkt
bleibt die Unterstützung auf ihrem halben Normalwert, da nur ein Kraftkolben mit
voller Druckdifferenz arbeitet.
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(IV) Versagen beider Vakuum-Lieferquellen.
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Wenn angenommen wird, daß die Systeme bis auf den bestimmten Vakuum-Wert
luftleer sind, wenn ein Versagen stattfindet, befinden sich beide Rückschlagventile
45 und 46 auf ihren Sitzen, und man kann eine Bremsung mit voller vo/ Ser-Unterstützung
erzielen weitere Bremsungen mit weniger Unterstatzung können erzielt werden, bis
die Reservoirkapazität aufgebraucht ist, wonach die Bremsung ohne Vakuum-Unterstützung
bewirkt wird.
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(V) Versagen von Ventil 45 oder 46 Dies würde dazu führen, daß die
Servovorrichtung nur die Hälfte ihres normalen Unterstützungseffekts liefert, da
nur ein Kraftkolben arbeitet.
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(VI) Versagen beider Ventile 45 und 46 Das System arbeitet ohne Vakuum-Unterstützung.
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Das schematisch in Fig. 6 gezeigte System ist im wesentlichen das
gleiche wie dasjenige gemäss den Figuren 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 Fig. 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'Meise, wobei die Ventile
6 und 7 betätigt werden, wenn der Mitnehmer 56 mit dem Plunger 53 in Eingriff kommt.
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Bei dem schematisch in Fig. 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 Neuerung
besteht aus einem
| fusshebelbetätigten Tandem-Hauptzylinder 57, der mit den |
| CD |
beiden Servo-Steuerungs-Ventilen 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.
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Die beiden Servokolben sind Rücken an Rücken in einem gemeinsamen
Gehäuse 62 angeordnet, dessen Inneres durch eine Trennwand 62a getrennt ist, um
zwei Servozylinder 63 und 64 zu bilden.
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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,
urdjedes Ende bildet einen Verschlussbauteil für die Kolbenöffnung, wenn es mit
dieser in Berührung gebracht wird.
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Die Steuerventile 58 und 59 sind von der in Fig. 3 gezeigten Art
und nebeneinander angeordnet, wie bei der Anordnung gemäss Fig. 6 9 SO daß sie durch
den geeigneten Kolben des Tandem-Hauptzylinders 57 zu betätigen sind. Der Tandem-Hauptzylinder
57 und die Hauptzylinder 65,66 sind von allgemein bekannter Bauart und brauchen
daher nicht im einzelnen beschrieben zu werden. Der Tandem-Hauptzylinder hat zwei
Auslassöffnungen 70, 71, von denen die Auslassöffnung 70 mittels einer Rohrleitung
72
| r L |
| 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.
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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 Fig. 7 gezeigten System getrennte hydraulische Kreisläufe für die
Radzylinder der beiden Achsen vorgesehen, wodurch auch dann noch eine Bremswirkung
erzielt werden kann, wenn der eine oder der andere Kreislauf zu
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Bei dem schematisch in Fig. 8 gezeigten System werden getrennte Hauptzylinder
verwendet, denen je eine Servovorrichtung zugeordnet ist, wie in Verbindung mit
dem System von Fig. 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.
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Bei dem System gemäss Fig. 8 ist jedoch ein einziger durch einen Fusshebel
betätigter fassfärmiger Hauptzylinder 77 vorgesehen, dessen Austrittsöffnung 78
mittels einer Rohrleitung 79 mit der Einlassöffnung 80 des Hauptzylinders 66 verbunden
ist.
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Die Einlassöffnung 81 des Hauptzylinders 65 ist mit einem Behälter
82 verbunden, der hydraulische Flüssigkeit enthält, so daß die beiden hydraulischen
Kreisläufe, die die Radzylinder der getrennten Achsen versorgen, voneinander getrennt
sind.
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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.
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Bei dem schematisch in Fig. 9 gezeigten System ist der fusshebelbetätigte
Hauptzylinder weggelassen, wobei der Fusshebel 8 mit den Servosteuerventilen, die
von der beschriebenen
| Art sind, in Wirkverbindung steht. Die Ventile sind, wie |
| ebenfalls schon beschrieben, nebeneinander angeordnet und steuern |
die Betätigung von Servokolben, die in einem gemeinsamen Gehäuse Rücken an Rücken
angeordnet sind, wobei sich an jedem Ende Hauptzylinder befinden. Die Anordnung
von Ventilen, Hauptzylindern und Servovorrichtungen ist gleich der in Fig. 8 gezeigten
daher sind zur Bezeichnung gleicher Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet worden.
Bei dem vorliegenden System hat jedoch, da der fusshebelbetätigte Hauptzylinder
weggefallen ist, jeder Hauptzylinder seinen eigenen Behälter für die Versorgung
mit hydraulischer Flüssigkeit, wobei der Hauptzylinder 66 einem Behälter 83 hat,
der mit der
Einlassöffnung verbunden ist und der Hauptzylinder
65 einen Behälter 82 wie bei dem System gemäss Fig. 8 hat. Daher sind bei dem System
gemäss Fig. 9, während getrennte hydraulische Kreisläufe zur Versorgung der Radzylinder
der getrennten Achsen mit Druckmittel vorgesehen sind, diese nur nach Betätigung
| der Servovorrichtung zu betätigen. |
| CD |