DE2544224A1 - Druckdifferenzanzeige - Google Patents

Description

Patentanwälte
DIPL.-PHYS. JÜRGEN WEISSE DIPL.-CHEM. DR. RUDOLF WOLGAST

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Patentanmeldung Automotive Products Ltd., Leamington Spa_f Warwickshire, England Druckdifferenzanzeige

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige einer Druckdifferenz zwischen den Drücken in zwei Teilen einer hydraulischen Anlage, insbesondere in den Teilkreisen einer hydraulischen Kraftfahrzeugbremse, bestehend aus einem beweglichen Glied mit einer ersten Fläche, die mit dem Druck in dem ersten Teil beaufschlagbar ist, der das Glied in einer ersten Richtung zu verschieben sucht, mit einer zweiten Fläche, die mit dem Druck in dem zweiten Teil beaufschlagbar ist, der das Glied in einer zweiten Richtung zu verschieben sucht, mit einer Zentriereinrichtung, mittels derer das Glied in oder nahe einer Mittelstellung gehalten ist, und mit einem auf wesentliche Verschiebungen des Gliedes ansprechenden Anzeigeelement.

Üblicherweise besteht die hydraulische Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs derzeit aus zwei hydraulisch getrennten Teilkreisen, die mittels des gleichen Bremspedals gesteuert werden und so ausgebildet sind, daß beim Verlust von Bremsflüssigkeit in einem der Teilkreise und dem dadurch bedingten Druckabfall der andere Teilkreis voll wirksam bleibt, so daß die Fahrzeug-

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bremsen wenigstens zum Teil betriebsfähig bleiben. Bei Bremsanlagen dieser Art können dadurch Probleme auftreten, daß der Fahrer des Fahrzeugs den Ausfall des einen Teilkreises erst bemerkt, wenn ein Notfall auftritt und der weiter wirksame Teilkreis nur eine für diesen Notfall unzureichende Bremskraft zur Verfügung stellt. Zum Schutz dagegen ist es möglich, eine Druckdifferenzanzeige vorzusehen, die beim Auftreten einer beträchtlichen Druckdifferenz zwischen den beiden Teilkreisen anspricht und dadurch das Versagen eines Teilkreises anzeigt. Üblicherweise enthält eine solche Druckdifferenzanzeige einen Kolben, auf den die Drücke der beiden Teilkreise in entgegengesetzten Richtungen einwirken, so daß sich der Kolben bewegt und das Versagen eines Teilkreises anzeigt, wenn zwischen den beiden Teilkreisen ein beträchtliches Druckungleichgewicht besteht. Da jedoch dieser Kolben beim normalen Betrieb der Fahrzeugbremse nicht verschoben wird, besteht die Gefahr, daß sich der Kolben in seiner Bohrung festsetzt und dann nicht mehr auf den Eintritt eines teilweisen Bremsausfalls ansprechen kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Anzeigevorrichtung der vorgenannten Art zu schaffen, bei der ein Festsitzen des auf eine Druckdifferenz ansprechenden Teiles ausgeschlossen ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die zweite Fläche des beweglichen Gliedes größer als seine erste Fläche ist, daß das bewegliche Glied durch die Zentriereinrichtung begrenzt verschiebbar gehalten ist und daß das bewegliche Glied durch Vorspannmittel in der ersten Richtung vorgespannt ist, wodurch die unter normalen Betriebsbedingungen auftretenden und auf das bewegliche Glied einwirkenden Drücke in Verbindung mit den Vorspannmitteln eine Pendelbewegung des beweglichen Gliedes in den Grenzen seiner freien Verschiebbarkeit hervorrufen.

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Bei einer solchen Anzeigevorrichtung wird sich das bewegliche Glied unter dem Einfluß der relativ geringen resultierenden Kraft bei normaler Betätigung der Bremse verschieben, und diese ■ ständige Verschiebung vermindert die Gefahr, daß das bewegliche Glied in seiner Mittellage festgehalten wird.

Vorteilhafterweise ist das bewegliche Glied als ein Stufenkolben ausgebildet, dessen jeweilige Stirnflächen mit dem Druck in dem zugehörigen Teil beaufschlagt sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden anhand der Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben. Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch die Anzeigevorrichtung nach der Erfindung und schematisch andere Teile einer Bremsanlage, in die die Anzeigevorrichtung eingebaut ist.

Die Bremsanlage des Kraftfahrzeugs enthält einen Doppelhauptzylinder 11 in Reihenanordnung. Die Schubstange 12 des Bremspedals 13 wirkt unmittelbar auf den ersten Kolben 14 ein und setzt die erste Hauptzylinderkammer 15 unter Druck. Der Druck in der Kammer 15 wiederum wirkt auf einen zweiten Kolben 16 ein, der die Flüssigkeit in einer zweiten Hauptzylinderkammer 17 unter Druck setzt. Der Druck aus der ersten Kammer wirkt über eine Verbindungsleitung 18 auf die Druckkammer 19 für die Vorderradbremse in einer Druckdifferenzanzeige 21 , die im folgenden im einzelnen beschrieben wird. Von der Kammer 19 aus werden die beiden Vorderradbremsen 24 und 25 über die Vorderradbremsleitungen 22 bzw. 23 mit Druck versorgt.

Der Druck in der zweiten Hauptzylinderkammer 17 wirkt durch eine Verbindungsleitung 26 auf eine Druckkammer 27 für die Hinterradbremse in der Druckdifferenzanzeige 21. Der in der Kammer 27 herrschende Druck wird normalerweise über ein Druckreduzierventil 28 an den Hinterradbremsen 29 bzw. 31

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wirksam. Ein das Druckreduzierventil 28 umgehender Kanal 32, der normalerweise außer Betrieb ist, wird in seiner Wirkungsweise weiter unten beschrieben.

Im allgemeinen sind die in den beiden Hauptzylinderkammern 15 und 17 erzeugten Drücke einander ähnlich, jedoch ist die Rückholfeder 33 für den zweiten Kolben 16 schwächer als die entsprechende Rückholfeder 34 für den ersten Kolben 14, so daß der Druck in der Kammer 17 etwas höher ist als der Druck in der Kammer 15.

Die Druckdifferenzanzeige 21 wird nachfolgend im einzelnen beschrieben. Die Anzeige enthält einen Grundkörper 35 mit einer aus Abschnitten mit unterschiedlichen Durchmessern zusammengesetzten Bohrung 36. Ein als Stufenkolben ausgebildetes bewegliches Glied mit einem Teil 37 von großem Durchmesser und einem Teil 38 von kleinerem Durchmesser ist in der Stufenbohrung 36 gleitbeweglich eingepaßt, und zwar in Bohrungsteile 39 bzw. 41 mit geeignet an die Teile 37 und 38 des Kolbens angepaßten Durchmessern. Während der Kolben 37, 38 in seiner Wirkungsweise ein einheitliches Ganzes darstellt, ist es zweckmäßig zur Erleichtung der genauen Ausrichtung der beiden Kolbenteile in ihren entsprechenden Stufen der Bohrung 36, den Kolben aus zwei getrennten Teilen zusammenzusetzen. Der Kolbenteil 38 wird durch eine Dichtung 42 abgedichtet in seiner Bohrung gehalten. Der Kolbenteil 37 wird durch zwei voneinander im Abstand angeordnete Dichtungen 43 und 44 in seiner Bohrung abgedichtet gehalten. Im normalen Betrieb befinden sich die Dichtungen 43 und 44 zu beiden Seiten der Verbindung zum Umgehungskanal 32 und halten diesen dadurch geschlossen. Die beiden Kolbenteile 37 und 38 sind über ein Verbindungsteil 45 von geringerem Durchmesser verbunden, das sich in einem· zur Atmosphäre offenen Teil der Bohrung 36 befindet.

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Im Bereich des Verbindungsteils 45 zwischen den beiden Kolbenteilen 37 und 38 steht eine elektromechanische Sonde 46 in die Bohrung 36 vor. Die Sonde 46 besitzt einen Tastkopf 47, der gegen den Hauptkörper der Sonde und auch gegen den Körper der Druckdifferenzanzeige isoliert ist. Die Sonde ist in der Weise in einem (nicht dargestellten) Stromkreis angeordnet, daß bei einer Verschiebung des Kolbens 37, 38 in jeder Richtung bis zur Berührung eines Teils des Kolbens mit der Sonde ein Stromkreis geschlossen wird und gegenüber dem Fahrer des Fahrzeugs eine Anzeige erfolgt. Diese Anzeige kann z.B. im Aufleuchten einer Lampe in der Instrumententafel des Fahrzeugs bestehen .

Innerhalb des Bohrungsteils 41 ist ein Vorspannmittel in Gestalt einer Feder 48 angeordnet, die sich an der Stirnfläche des Teils 38 des Kolbens abstützt. An der von der Vorspannfeder 48 abgekehrten Seite des Kolbens ist in einem Teil mit vergrößertem Durchmesser der Bohrung 36 eine Zentriereinrichtung 49 für den Kolben 37, 38 angeordnet. Eine Kappe 51 verschließt dieses Ende der Bohrung und wirkt mit der Zentriereinrichtung 49 zusammen. Die Zentriereinrichtung 49 besteht aus einem Zentrierstift 52, der von dem Kolben 37, 38 her verläuft und eine Druckfeder 53 trägt, die sich an zwei von dem Zentrierstift getragenen Anschlagscheiben 54 und 55 abstützt. Beide Anschlagscheiben 54 und 55 sind auf dem Stift 52 frei gleitbeweglich; in der dargestellten Lage liegen sie Anschlägen am Ende des Stiftes 52 an. In der Darstellung liegt auch die Anschlagscheibe 54 einem Anschlag an der Kappe 51 an, und die Anschlagscheibe 55 befindet sich in einem kurzen Abstand von einem Anschlag 56, der als Stufe in der Bohrung 36 ausgebildet ist. In der gezeigten Stellung befindet sich der Kolben 37, 38 ungefähr in seiner Mittellage, und die Zentriereinrichtung erlaubt eine Verschiebung des Kolbens aus der gezeigten Stellung von der Kappe 51 weg bis zur Anlage der Anschlagscheibe 55 an den Anschlag 56. Bei Einwirkung einer relativ

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großen Kraft kann der Kolben auch um einen größeren Abstand von der Kappe 51 weg bewegt werden; dabei wird die Feder 53 zusammengedrückt und der Zentrierstift 52 gleitet durch die Anschlagscheibe 55 hindurch. In ähnlicher Weise kann eine relativ große, in der entgegengesetzten Richtung wirkende Kraft den Kolben aus der gezeigten Lage gegen die Kappe 51 durch Zusammendrücken der Feder 53 bewegen, wobei der Zentrierstift 52 durch die Anschlagscheibe 54 hindurchgleitet.

Die Wirkungsweise der gesamten Bremsanlage und besonders der Druckdifferenzanzeige wird im folgenden erläutert. Im Normalbetrieb werden die in den Hauptzylinderkammern 15 und 17 durch Betätigung des Bremspedals 13 erzeugten Drücke durch die Kammern 19 und 27 hindurch auf die Vorderradbremsen 24, 25 bzw. die Hinterradbremsen 29, 3o gegeben. Bei den Hinterradbremsen wird der angewandte Bremsdruck weiter durch das Druckreduzierventil 28 gesteuert. Für den Fall, daß irgendwo in dem Teilkreis der Vorderradbremse ein Bremsflüssigkeitsverlust eintritt, wird in der ersten Hauptzylinderkammer 15 wenig öder kein Druck erzeugt, so daß die Vorderradbremsen nicht wirksam angelegt werden können. Nach einer beträchtlichen Verschiebung des Bremspedals kommt die vordere Verlängerung des Kolbens 14 in Anlage an den Kolben 16, so daß in der zweiten Hauptzylinderkammer 17 der normale Druck für den Hinterrad-Teilbremskreis erzeugt werden kann. Es wird dann der Druck in der Kammer 27 an einem Ende des Kolbens 37, 38 angelegt, während in der Kammer 19 kein wesentlicher Gegendruck entsteht. Dieses Ungleichgewicht verursacht eine von der Kappe 51 weg gerichtete Bewegung des Kolbens 37, 38 gegen die Druckfeder 53 bis der Kolbenteil 37 den Tastkopf 47 der elektromechanischen Sonde 46 berührt. Dann wird ein Warnsignal gegeben, das den teilweisen Bremsausfall anzeigt. Während dieser Bewegung des Kolbens lauft die Dichtung 44 an der Verbindung zum Umgehungskanal 32 vorbei, so daß der

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gesamte im Hauptzylinder bestehende Druck an den Hinterradbremsen 29, 31 angelegt werden kann, ohne daß eine Druckverminderung durch das Druckreduzierventil 28 erfolgt.

Entsteht ein Flüssigkeitverlust im Teilkreis der Hinterradbremse und bleibt der Teilkreis der Vorderradbremse voll wirksam, so verschiebt das Druckungleichgewicht am Kolben 37, 38 diesen gegen die Druckfeder 53 zur Kappe 51 hin bis der Kolbenteil den Tastkopf 47 der Sonde 46 berührt. Wiederum wird dann ein Warnsignal gegeben, das den teilweisen Bremsausfall anzeigt. Unter diesen Bedingungen bleiben die Vorderradbremsen voll wirksam.

Beim normalen Betrieb der Bremsanlage mit Flüssigkeitsdruck in beiden Teilkreisen wirken die in beiden Teilkreisen bestehenden Drücke auf entgegengesetzte Enden des Kolbens 37, 38 in gleicher Höhe ein, so daß die auf den Kolben wirkende resultierende Kraft nicht ausreicht, um den Kolben gegen die Druckfeder der Zentriereinrichtung zu verschieben. Wenn die Bremsen nicht angelegt werden, hält die Vorspannfeder 48 den Kolben in der gezeigten Lage, in der die Anschlagscheibe 54 der Kappe 51 anliegt. Werden die Bremsen angelegt, so ist die durch den hydraulischen Druck an dem Kolbenteil 37 mit der größeren Fläche wirkende Kraft größer als die entsprechend an dem Kolbenteil 38 mit der kleineren Fläche anliegende Kraft. Der Kolben verschiebt sich dann gegen die Kraft der Feder 48 um ein kurzes Stück bis die Anschlagscheibe 55 an der Schulter 56 anliegt. Auf diese Weise führt der Kolben 37, 38 bei normaler Betätigung der Bremsen eine Pendelbewegung über eine kurze Entfernung aus, und diese ständige Bewegung bewirkt einen Schutz gegen ein Festsitzen des Kolbens in seiner Bohrung. Ein solches Festsitzen würde natürlich eine Verschiebung des Kolbens beim Auftreten eines teilweisen Bremsausfalls verhindern, so daß der Fahrer kein geeignetes Warnsignal erhalten würde.

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   Anzeigevorrichtung zur Anzeige einer Druckdifferenz zwischen den Drücken in zwei Teilen einer hydraulischen Anlage, insbsondere in den Teilkreisen einer hydraulischen Kraftfahrzeugbremse, bestehend aus einem beweglichen Glied mit einer ersten Fläche, die mit dem Druck in dem ersten Teil beaufschlagbar ist, der das Glied in einer ersten Richtung zu verschieben sucht, mit einer zweiten Fläche, die mit dem Druck in dem zweiten Teil beaufschlagbar ist, der das Glied in einer zweiten Richtung zu verschieben sucht, mit einer Zentriereinrichtung, mittels derer das Glied in oder nahe einer Mittelstellung gehalten ist, und mit einem auf wesentliche Verschiebungen des Gliedes ansprechenden Anzeigeelement,

   dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fläche (37) des beweglichen Gliedes (37, 38) größer als seine erste Fläche (38) ist, daß das bewegliche Glied (37, 38) durch die Zentriereinrichtung (49) begrenzt frei verschiebbar gehalten ist und daß das bewegliche Glied (37, 38} durch Vorspannmittel (48) in der ersten Richtung vorgespannt ist, wodurch die unter normalen Betriebsbedingungen auftretenden, auf das bewegliche Glied einwirkenden Drücke in Verbindung mit den Vorspannmitteln eine Pendelbewegung des beweglichen Gliedes (37, 38) in den Grenzen seiner freien Verschiebbarkeit hervorrufen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Glied als ein Stufenkolben (37, 38) ausgebildet ist, dessen jeweilige Stirnflächen mit dem Druck in dem zugehörigen Teil beaufschlagt sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriereinrichtung aus einer Feder (53) und einer mit begrenztem Spiel versehenen Anschlaganordnung besteht.

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   vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daü die Zentriereinrichtung zwei mit dem beweglichen Glied (37, 38) verbundene Anschlagelemente (54, 55) aufweist, die unter der Kraft einer Feder (53) gegen mit dem beweglichen Glied bewegbare Widerlager gehalten sind, und daß raumfeste Anschläge (51, 56) vorgesehen sind, an die die Anschlagelemente (54, 55) anlegbar sind und deren Abstand größer ist als der Abstand der Anschlagelemente (54, 55), was die genannte relativ geringe Verschiebung ermöglicht.

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