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Einrichtung zur Bremsdruckanzeige Die Erfindung betrifft eine Einrichtung
zur Bremsdruckanzeige bei hydraulischen Bremskraftanlagen mit Bremskraftverstärkern.
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Bekanntlich ist eine solciie Einrichtung notweneRig, um es dem Fahrer
zu ermöglichen, die Bremswirkung seiner Bremsanlage auch beim Einsatz einer Servokraft
möglichst genau zu dosieren. Das Problem der Bremsdruckanzeige beschäftigt die Konstrukteure
solange es Bremskraftverstärer gibt. Eine ausgedehnte Reihe von Vorschlägen zeigt,
in welchem Ausmaß das Interesse für ein solches Konstruktionselement vorhanden ist.
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Die heute weitaus am meisten gebräuchliche nremsdruckanzeige kommt
dadurch zustande, daß der Servokraftgeber und der hydrauliste Hauptbremskolben im
Verhältnis zueinander eine gewisse längsaxiale Verschieblichkeit aufweisen, wodurch
ein zwischen ihnen befindlicher Druckkörper aus plastisch-elastischem Material unter
Einwirkung des hydraulischen Bremsdruckes eine plastische Verformung erfährt und
durch die daraus sich ergebende räumliche Verlagerung einen Gegendruck auf einen
zurn BremspedaL filhrenden Stößel ausübt.
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Diese Einrichtung ist einfach, billig und recht zuverlässig. Sie weist
jedoch den Nachteil auf, daß der durch die Verformung des plastisch-elastischen
Druckkörpers entstehende Gegendruck keine wirkliche Proportionalität mit dem im
Hauptbremszylinder vorhandenen tatsächlicllen Bremsdruck aufweist. Dieser Nachteil
wiegt sehr schwer bei Bremsungen im Geschwindigkeitsbereich unter etwa 50 bis GO
km/h. Da die Verformung des Druckkdrpers erst bei einem erheblichen Bremsdruck einsetzt,
ändert sich die Funktion zwischen
Bremspedaldruck und tatsächlicher
Bremswirkung gerade in diesem Geschwindigkeitsbereich abrupt. Eine Schnellbremsung
bei kleineren Geschwindigkeiten wirkt daher außerordentlich jäh und führt oft zu
Verletzungen der Fahrgäste, indem diese nach vorn geschleudert werden, Eine Reihe
von Vorschlägen zielt darauf ab, die Bremsdruckanzeige unmittelabr dem Druckbereich
der Hydraulikflüssigkeit zu entnehmen. Zu diesem Zweck wird der Hydrauliskhauptkolben
mit einer Längsbohrung sehen, in welcher ein Reaktionskolben flüssigkeitsdicht längsaxial
beweglich angeordnet ist. Der Reaktionskolben ist wiederum mit dem Bremspedal verbunden;
da der wirksame Querschnitt des Reaktionskolbens kleiner ist als der wirksame Querschnitt
des Hauptkolbens, ist die Bremsdruckanzeige, die auf den Bremsfuß der Fahrers zurückprojiziert
wird, entsprechend kleiner als der tatsächlich ausgeübte Bremsdruck, jedoch. in
allen Bremssituationen bis zur Ausschöpfung der Servorkraft genau proportional rlLt
dieser.
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Aber auch dieser Vorschlag weist erhebliche Nachteile auf. Vor allem
ist die Konstruktion korpliziert und aufwendig. Sie Besteht aus vielen gegeneinander
beweglichen Teilen, die gegen sehr hohe Drücke flüssigkeitsdicht abgedichtet sein
müssen.
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Brems an lagen dieser Art sind zu kostspielig für die Verwendung in
kleineren Fahrzeugen und in Fahrzeugen der Mittelklasse.
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Darüber hinaus sind sie störanfällig und bedürfen häufiger Inspektionen.
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Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine Einrichtung zur Bremsdruckanzeige
zu schaffen, bei welcher eine Rückanzeige mit gleicher Genauigkeit wie bei den letztgenannten
Konstruktionen gewährleistet ist, jedoch mit einfachen, billigen und betriebssicheren
Mitteln, so daß die erfindungsgemäße Einrichtung durch ihre Anspruchslosigkeit und
Betriebssicherheit auch bei kleineren Fahrzeugen zur Verwendung kommen kann.
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Um dieses Erfindungsziel zu erreichen, wird in einer hydraulischen
Bremskraftanlage mit Bremskraftverstärker, bei welcher
die Bewegung
des Bremspedals über ein Ventilsystem die Servokraft steuert und eine mit dem im
hydraulischen Arbeitssyst.em herrschenden hydraulischen Druck proportionale Reaktionskraft
auf das Bremspedal zurückwirkt, die Langsbollrung des iXlydraulikkolbens über eine
als Verbindungskanal dienende engere Längsbohrung mit dem Druckraum des liauptzylinders
verbundene wobei der längsaxial verformbare Druckkörper aus einem Faltenbalg besteht,
der bremsseitig eine Druckplatte aufweist und pedalseitig an einem flüssigkeitsdicht
an der Innenwand des liydraulikhauptkolbens befestigten unverschieblichen Stützflansch
ebenfalls flüssigkeitsdicht und mittels einer Druckfeder abgestützt ist und die
Bremsdruckanzeigestange durch den Stützflansch hindurchgeführt und an der Druckplatte
verankert ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist bei Zweikreisbremsanlagen
mit in Tandem angeordneten Primär- und Sekundärhauptkolben der letztere eine durchgehend
abgesetzte Längsbohrung auf, wobei im weiteren Querschnitt dieser Längsbohrung ein
zweiter längsaxial verformbarer Druckkörper zwischen einer Druckplatte und einer
an der Innenwand des sohlen Sekundärhaupütkolbens angebrachten Stützflansch befestigt
ist und die Druckplatte eine Reaktionsdruckstange tragt, die mit Spiel durch die
engere Längsbohrung des Primärhauptkolbens hindurchragt und auf dessen Druckplatte
auftritt.
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Anhand der Zeichnung wird ein Beispiel der Erfindung dargestellt und
erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine hydraulische brer..sanlage mit Bremskraftverstärker,
Bremshauptzylinder und einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur bremsdruckanzeige,
schematisch und teilweise im Schnitt und Fig. 2 einen Bremshauptzylinder für eine
Zweikreisbremsanlage mit erfindungsgemäßen Einrichtungen zur Bremsdruckanzeige,
schematisch und teilweise im Schnitt Der Servokraftzylinder -1 enthält einen tellerförmigen
pneumatischen Servokraftkolben 2 und eine diesen Kolben abdichtende
Rollmembrane
3. Das Servokraftsystem wird in bekannter Weise mittels Unterdruck betrieben, indem
eine Rohrleitung (nicht gezeichnet) den Stutzen 4 mit der Ansaugluftleitung des
Fahrzeugmotors verbindet. Weiterhin enthält der Servorkraftzylinder 1 eine Ventilsteuereinrichtung
5, die vom Bremsstößel 6 beaufschlagt wird und welche den Einlaß von atmosphärischer
Luft in die Druckkammer 7 hinter dem von der Rollmembrane 3 abgedichteten Servokraftkolben
2 regelt. Der Premsstößel 6 steht Uber Pedalgelenk 8 mit dem Bremspedal 9 in Verbindung.
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Dem Servokolben 2 ist ein Druckkörper 10 zugeordnet, der auf den hydraulischen
Hauptkolben 11 aufliegt und beim Einsatz der Servokraft diesen in den pneumatischen
Hauptzylinder 12 hineindrilckt, wodurch ein hydraulischer Bremsdruck in der Druckkammer
13 aufgebaut und über Hydraulikzuleitungen 14 an die Radbremszylinder weiter verpflanzt
wird. Die Hydraulikflüssigkeit wird in üblicher Weise aus einem Nachfüllbehälter
15 über Schnüffelloch 16 nactgefüllt.
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Der Hydraulikhauptkolben 11 weist eine Längsbohrung 111 mit einem
engeren und eine Längsbohrung 112 mit einer weiteren Querschnitt auf, ferner einen
an seiner Innenwand befestigten Stützflansch 113. In der LUngsbohrung 112 befindet
sich eine Druckplatte 17, an welcher der eine Rand eines aus Stahl gefertigten Faltenbalges
18 flüssigkeitsdicht befestigt ist. Der entgegengesatzte Rand des Faltenbalges 18
ist ebenfalls flüssigkeitsdicht am Stützflansch 113 angeschlossen. Der Druckplatte
17 ist eine Reaktionsdruckstange 171 zugeordnet, die in der Lagermulde 61 des Bremmstößels
6 an diesem anliegt. Wenn die Eigenfederkraft den Faltenbalges 18 nicht ausreicht,
um nach den Bremsvorgang die Druckplatte 17 wieder zurückzuschieben, kann eine Druckfeder
181 im Faltenbalg 18 angebracht werden. Der Hydraulikhauptkolben weist eine Gegcndruckfeder
19 auf und ist in tiblicher Weise mittels Dichtlippe 20 und rilckwärtigen Dichtungen
21 abgedichtet.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung wirkt wie folgt: Bei Betätigung des
Bremspedals 9 wird über den Bremsstößel 6 das Ventilsystem 5 beeinflußt und atmosphärischer
Druck in die Druckkammer 7 geleitet. Servokolben 2 und Druckkörper 10 bewegen sich
vorwärts und
schieben den Hydraulikhauptkolben 11 vor sich her.
Wenn dic Dichtlippe 20 des flydraulikhauptkolbens 11 das Schnüffelloch 1(1 überfahren
und somit den Druckkreis hermetisch abgeschlossen llat (Nachphase Fig. 1), baut
sich ein hydraulischer Druck in der Druckkammer 13 und im ganzen hydraulischen Arbeitskreis
aufs Dieser Arbeitsdruck verpflanzt sich Eher die Bohrung 111 in den Reaktionsdruckraum
112, wo er den Querschnitt der Druckplatte b7 beaufschlagt und die Reaktionsdruckstange
171 gegen den Bremsstößel 6 herandrückt. Der Reaktionsdruck wird in dieser Weise
über das Gelenk 8 auf das Bremspedal 9 übertragen. Die Die des Reaktionsdrucks im
Verhältnis zu dem im Bremkreis herrschenden Arbeitsdruck wird von dem Verhältnis
Querschnitt Druckplatte/ Querschnitt Hauptkolben bestimmt und bleibt in allen Bremssituationen
bis zur Ausschöpfung der Servokraft absolut gleich.
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Wie Fig. 2 zeigt, kann die erfindungsgernäfle Einrichtung zur Bremsdruckanzeige
auch für ein Zweikreisbremssystem verwendet werden. Auf der Darstellung Fig. 2 sind
im Hauptbremszylinder 12 Hydraulikhauptkolben 11 und Sekundärkolben lla in Tandem
angeordnet und bilden zwei Arbeitsdruckräume 13 und 13a, von welchen jeder einem
eigenen hydraulischen Arbeitskreis I und II zuaeordnet ist. Die Rückanzeigeeinrichtungen
17a, 18a, 113a, 171a des Sekundärkolbens Lla sind den auf Fig. 1 gezeigten und vorhin
beschriebenen Einrichtungen L7, 18, 113, 171 des Jiauptkolbens 11 in wesentlichen
gleich. Lediglich die tängsbohrung 111 ist mit einem weiteren Querschnitt versehen,
urn die Verlängerung der SekundLir-Reaktionsdruckstange 171a durchzulassen und darüber
hinaus einen freien Durchgang für die Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckraum 13
zu gewährleisten.
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Kenn nun an Anfang eines Bremsvorganges die Dichtlippen 20, 20a der
beiden Hydraulikkolben 11, 11a die Schnüffellöcher 16, 16a überfahren haben, bauen
sich in den Druckräunen 13, 13a sowie in den Arbeitskreisen I, II hydraulische Arbeitsdrücke
auf. Der Arbeitsdruck im Druckraum 13a verpflanzt sich durch die Bohrung llla in
den Reaktionsdruckraum 112a und beaufschlagt hier die Druckplatte 17a, die die Sekundär-Reaktionsdruckstange
gegen
den Kopf des Primär-Hauptkolbens 11 herandrückt. Der im Druckraum
13 entstandene Arbeitsdruck verpflanzt sich gegen die Schrung 111 in den Reaktionsdruckraum
112 und beaufschlagt die Druckplatte 17, die ihrerseits den Reaktionsdruck über
die Reaktionsdruckstange 171 und den Bremsstößel 6 auf das Brerspedal 9 zurückprojiziert,
wie vorhin für das Beispiel Fig. 1 beschrieben Bei intaktem Bremssystem - wenn beide
Arbeitskreise funktionieren - erhält t der Fahrer über das Bremspedal die Bremsdruckrückanzeige
aus dein Arbeitskreis 1. Der auf di Druckplatte 17a lastende Reaktionsdruck aus
den Arbeitskreis II wird vom Druck des Arbeitskreises I auf der Rückseite der Druckplatte
17a aufgehoben. Durch entsprechende Dimensionierung der Querschnitte des Kolbens
11 und der Druckplatte 17 kann jedes gewünschte Verhältnis zwischen Pedalgegendruck
und tatsächlich angeübtem hydraulischen Arbeitsdruck erziclt werden.
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Fällt nun der Druck im Bremskreis II aus, beispielsweise durch einen
Defekt an einer Hydraulikzuleitung oder - weitaus häufiger -dadurch, daß die Hydraulikflüssigkeit
in einem Radbremszylinder so stark erhitzt wird, daß sich Dampfblasen bilden, bewegt
sich der Sekundärkolben lla gegen den Widerstand der Druckfeder 19a vorwärts bis
die Federwindungen aneinander auf liegen. Der Primärkolben 11 rückt soweit nach,
bis der Arbeitsdruck des noch intakten Bremskreises I in der Arbeitskammer 13 wieder
aufgebaut ist. Der Weg des Sekundärkolbens lla kann erheblich begrenzt werden, wenn
die Dichtlippe 20a derart angeordnet ist, daß sie möglichst frühzeitig die Ausgangsöffnung
zu der Hydraulikleitung 14a überfährt. In dieser Weise kann man den entsprechenden
Leerweg des Bremspedals 9 so kurz gestalten, daß der Fahrer nicht von Panik ergriffen
wird; die hydraulikflüssigkeit in der dann völlig abgeschlossenen Druckkammer 13
verhindert eine weitere Vorwärtsbewegung des Sekundärkolbens lla.
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Die Erfindung ist nicht auf die oben geschilderten Einzelheiten des
Ausführungsbeispiels beschränkt. Zeichnungen und Ausführungsbeispiel
zeigen
jedoch eindeutig die technischen Vorteile, welche die Erfindung bietet. Es gibt
keine besonderen Dichtungsprobleme; der Hauptkolben und - bei Zweickreisanlagen
- der Sekundärkolben sind in herretischer Weise gegen die Hauptzylinderwand abgedichtet;
die technisch schwierigen Probleme einer Abdichtung gegeneinander Leweglicher Teile
liegen hier nicht vor.
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Die Rückanzeige erfolgt über längsaxial verformbare Druckkörper, die
an der Trennstelle zwischen den Druckräumen flüssigkeitsdicht befcßticjt sind. Die
Organe der Rückanzeige benötigen keine I'iihrung. Die Innenräume der Hauptkolben
können im einfachen Gießverfahren ohne jede Nachbearbeitung hergestellt werden.
Die Rückübertragung der Bremsdruckanzeige über die Druckanzeigestangen ist ebenfalls
denkbar einfach, denn die Stangen liegen auf einer Druckplatte 17 bzw. auf dem Ende
des Bremsstöfels 6 auf.
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2 Patentansprüche