DE3718252A1 - Hydraulisches bremssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Bremssystem für ein Kraftfahrzeug, bei dem ein an einen Ausgleichs­ behälter angeschlossener Hauptzylinder über Bremslei­ tungen mit einzelnen Radzylindern in Verbindung steht, deren Kolben zur Betätigung von Bremsbacken jeweils einer Scheibenbremse oder Trommelbremse vorgesehen sind, wobei der Druckraum jedes Radzylinders je eine an die Bremsleitung angeschlossene Öffnung sowie ei­ ne mittels einer Schraube verschließbare obere Ent­ lüftungsöffnung enthält.

In solchen bekannten Bremssystemen wird durch Leckage oder andere Verluste verbrauchte Flüssigkeit von einem auf dem Hauptzylinder angeordneten und mit diesem ver­ bundenen Ausgleichsbehälter automatisch in das System nachgefüllt. Abgesehen von dieser durch Nachfüllen er­ folgenden Auffrischung der Bremsflüssigkeit ist diese als letztlich organisches Produkt einer natürlichen Al­ terung ausgesetzt, die noch durch Verunreinigungen auf­ grund von Abrieb od. dgl. verstärkt wird. Verunreini­ gungen der Bremsflüssigkeit werden unter anderem hervor­ gerufen durch Abrieb der Bremskolben und auch des Haupt­ kolbens an den jeweiligen Führungswänden.

Hinzu kommt eine hygroskopische und auch osmotische Wir­ kung der Bremsflüssigkeit bezüglich der in der Außenat­ mosphäre befindlichen Feuchtigkeit. Darüber hinaus tre­ ten zeitlich bedingte Alterungserscheinungen in der Bremsflüssigkeit dann auf, wenn beispielsweise Motor­ räder, Anhänger oder Wohnwagen und dergleichen Saison­ geräte halbjährig oder für längere Zeit stillgesetzt werden.

Gealterte Bremsflüssigkeit ist durch Zersetzung oder durch die oben beschriebenen hygroskopischen Wirkungen mit Wasser angereichert und besitzt daher einen niedri­ geren Siedepunkt gegenüber dem Ausgangsprodukt. Daraus ergibt sich die Gefahr der Bildung von Dampfblasen, so­ bald die Bremsflüssigkeit im Bremssystem ihre norma­ le Betriebstemperatur erreicht hat. Die durch Bremswär­ me entstehenden Dämpfe oder Gase sind im Gegensatz zu Flüssigkeiten bekanntlich kompressibel mit der unerwün­ schten Folge, daß sie die normale hydraulische Brems­ wirkung aufheben oder weitgehend beseitigen.

Besonders gefährlich ist gealtertes Bremsöl deshalb, weil sich die Alterungserscheinungen gewöhnlich nicht bei Betriebsweise im normalen Stadtverkehr zeigen, son­ dern erst bei Belastung, speziell bei Überlast auftre­ ten, so daß unter den ohnehin gefährdeten Umständen ein zusätzliches Gefährdungsmoment entsteht. Solche Gefähr­ dungen treten beispielsweise zu Tage bei häufigen Brem­ sungen eines Kraftwagens, der einen Wohnwagen zieht oder im sportlichen Betrieb, beim Befahren von Alpenstraßen oder grundsätzlich bei höherer Belastung mit Personen und Gepäck.

Es existieren zwar amtliche Vorschriften und auch Ga­ rantievoraussetzungen der Hersteller, wonach die Flüs­ sigkeit von Bremsanlagen ungefähr alle zwei Jahre aus­ gewechselt werden muß. Im Rahmen üblicher Werkstattwar­ tungen an Fahrzeugen wird zu diesem Zweck eine bestim­ mte Menge Bremsflüssigkeit vom Ausdehnungsgefäß oder Zentralbehälter aus nachgefüllt, wobei zuvor die oben­ liegenden Entlüftungsschrauben in den Radzylindern ge­ öffnet worden sind. Nur falls das Volumen des Brems­ zylinders bekannt ist, könnte man die beschriebenen Gefährdungen teilweise beseitigen, wenn eine diesem Volumen entsprechende Menge frischer Bremsflüssigkeit, gegebenenfalls mit einem gewissen Überschuß, im System verbleibend, nachgefüllt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bremssy­ stem der eingangs bezeichneten Art dahingehend zu ver­ bessern, daß beim Auswechseln von Bremsflüssigkeit die gealterte Flüssigkeit mit Sicherheit im wesentlichen vollständig beseitigt und somit die Gefahr unzureichen­ der oder total fehlschlagender Bremsungen im Bremssystem vermieden wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jeder Druckraum des Bremssystemes am Boden bzw. an seiner tiefsten Stelle eine zusätzliche Öffnung zum Ablassen von Bremsflüssigkeit enthält, die normaler­ weise von außen zugänglich, durch eine Verschlußein­ richtung, insbes. durch eine Hohlschraube mit Schlauch­ anschluß und kegliger Abdichtung, verschlossen ist.

Für jeden unabhängigen Druckraum wird erfindungsgemäß an der tiefsten Stelle eine zusätzliche Öffnung mit Ablaßschraube oder Ablaßventil vorgesehen. Anstelle ei­ ner Ablaßschraube kann die Öffnung bzw. der an die Öff­ nung anschließende Kanal auch durch ein federbelastetes Rückschlagventil verschlossen sein. In diesem Fall braucht man zum vollständigen Ablassen der gealterten Flüssigkeit aus dem Druckraum lediglich den Kegel, die Kugel oder einen anderen Ventilkörper, mit Hilfe eines geeigneten Werkzeuges durch eine gesonderte Öffnung hin­ durch beiseite zu drücken und die auslaufende Flüssig­ keit in einem geeigneten Behälter aufzufangen.

Die Erfindung baut auf der Erkenntnis auf, daß beim bis­ herigen Flüssigkeitswechsel das in den Druckraum ein­ strömende frische Bremsöl nicht die Fähigkeit hat, sämt­ liches verbrauchtes Bremsöl über die Entlüftungsöffnung herauszudrücken oder mitzuziehen, weil das gealterte Öl aufgrund seines Gehaltes an Wasser und anderen Verun­ reinigungen schwerer ist und in den Radzylindern sich am Boden absetzt oder mit dem Altöl vermischt ist.

Im Fall mehrererBremszylinder an einem Rad, z.B. an ei­ ner Duplexbremse oder einer Scheibenbremse mit beid­ seitig der Scheibe von unabhängigen im Bremssattel ange­ ordneten Zylindern betätigten Bremsbacken ist jeder Druck­ raum mit einer zusätzlichen Ablaßöffnung und einer Ver­ schlußeinrichtung in Form einer geeigneten Ablaßschrau­ be oder einem Ablaßventil oder einer Kombination bei­ der versehen.

Wenn bei einer bevorzugten Ausführungsform der Er­ findung die Verschlußeinrichtung für die zusätzliche Öffnung im Druckraum an dessen tiefster Stelle ein in die Öffnung eingeschraubtes Ventilgehäuse ein feder­ belastetes Rückschlagventil, z.B. Kugel- oder Kegel­ ventil aufweist, läßt sich der Druckraum bequem und sicher dadurch von sämtlicher verbrauchter Brems­ flüssigkeit befreien, das der Ventilkörper mittels eines Stiftes oder Dornes in seine Öffnungsstellung bewegbar ist, der von einer auf die Verschlußeinrich­ tung aufschraubbaren Schraubmuffe insbes. eines Ab­ laufschlauches für die zu beseitigende Flüssigkeit ausgeht. Dieser Schlauch, gegebenenfalls auch ein Kunststoffrohr kann direkt mit einem Auffangbehälter verbunden sein.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungs­ beispielen des erfindungsgemäß verbesserten Bremssystems in Verbindung mit der Zeichnung, die für die Erfindung wesentliche Einzelheiten zeigt, und auch aus den An­ sprüchen. Die einzelnen Merkmale der Ansprüche können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kom­ bination bei einer Ausführungsform der Erfindung ver­ wirklicht sein.

Es zeigen schematisch

Fig. 1 einen Schnitt durch einen mit einer Radauf­ hängung verbundenen Körper, in dem sich ein Bremszylinder mit verschiedenen Anschlüssen befindet,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Hauptzylinder mit Aus­ gleichsbehälter eines Bremsanlagen-Demonstra­ tionsmodells und

Fig. 3-7 Vorschläge für verschließbare Verschlußein­ richtungen mit Ablaßmöglichkeiten.

In Fig. 1 ist schematisch ein Anschlußkörper 10 dar­ gestellt, der einem Bremssattel oder einem Teil eines Bremssattels entsprechen kann und fest an der Radaufhäng­ ung eines nicht gezeigten Fahrzeuges montiert ist. Inner­ halb des Anschlußkörpers 10 oder innerhalb eines Abschnit­ tes von diesem ist ein Radzylinder 12 untergebracht, der nur in seinen Umrissen gezeigt ist.

Im seitlichen Umfang des Zylinders 12 befindet sich ei­ ne Zuführungsöffnung 14, die über eine Armaturschraube 16 an eine Bremsleitung 18, z.B. einen Bremsschlauch an­ geschlossen ist, der mit dem Hauptbremszylinder 40 gemäß Fig. 2 in Verbindung steht, von wo über den Kolben 44 Bremsflüssigkeit in das Bremssystem gepumpt wird.

Seitlich von der Öffnung 14 im Druckraum mündet - nur beim gezeigten Demonstrationsmodell gemäß Fig. 1 - eine Entlastungsbohrung 20, die mittels eines Überdruckven­ tils 22 und einer Rücklaufleitung 24 an der Stelle 38 an den Vorratsbehälter bzw. an das Entlastungsgefäß 36 gemäß Fig. 2 angeschlossen sein kann, um in diesem De­ monstrationsmodell unerwünscht hohe Drücke zu vermeiden.

Der vom Zylinder 12 umschlossene Druckraum enthält an seiner Oberseite eine Entlüftungsöffnung 26, die durch eine Hohlschraube 28 mit kegliger Abdichtung verschlos­ sen ist. Daher mündet das untere Ende einer nicht gezeig­ ten Zentralbohrung in seitlichen Öffnungen im Bereich der Kegelfläche oder einer zylindrischen Abstufung. In­ nerhalb des mit Bremsflüssigkeit gefüllten Zylinders befindet sich an der Unterseite der an der Stelle 30 an­ gedeutete Anteil des verschmutzten, gealterten Bremsöls, das beim Durchspülen des Zylinders mittels vom Ausdehnungs­ gefäß 36 nachgefüllter frischer Bremsflüssigkeit und bei geöffneter Entlüftungsöffnung nicht mit weggespült oder nur mit großen Mengen neuer Bremsflüssigkeit besei­ tigt werden kann.

Erfindungsgemäß befindet sich an der Unterseite bzw. an der tiefsten Stelle des Zylinders eine zusätzliche Öff­ nung 32, die durch eine als Hohlschraube 34 mit Schlauch­ anschluß ausgeführte Verschlußeinrichtung verschlossen wird. Die Hohlschraube 34 kann der Hohlschraube 28 ent­ sprechen.

Eine weitere Verbesserung des Ausspülgrades wurde mit Aufwand durch einen, am tiefsten Punkt des Bremszylin­ ders, angebrachten Bremsleitungsanschluß erreicht. Zum Durchspülen wurde aber selbst dann noch eine große Menge neuer Bremsflüssigkeit benötigt.

Bei Verwendung von Ablaßeinrichtungen müssen diese selbst nicht unbedingt am tiefsten Punkt angebracht sein, son­ dern u.U. nur die Mündung einer entsprechenden Bohrung. Durch Druckunterstützung vom Hauptbremszylinder wird die schwerere, alte Flüssigkeit auch dann aus dem Bremszylin­ der gedrückt, wenn diese Bohrung waagerecht, oder leicht ansteigend angebracht ist. Eine solche Anbringung von Ablaßvorrichtungen kann aus Platz- und Zugänglichkeits­ gründen von Vorteil sein. Die Ablaßeinrichtungen sind dann am Fahrzeug so angebracht, daß eine Demontage der Bremszylinder aus Gründen der Zugänglichkeit nicht er­ forderlich wird.

Man kann sich provisorisch behelfen, indem man die Brems­ zange demontiert. Bremsleitungen werden dabei nicht ab­ geschraubt. Lediglich die Bremskolben werden ganz zu­ rückgedrückt, der Vorratsbehälter mit geeignetem Werk­ zeug (Spritze) entleert und danach die Bremszange um­ gedreht, damit sich die Entlüftungsschraube am tiefsten Punkt befindet. Der für diese Art der Spülung von Hy­ draulikbremsen notwendige Arbeitsaufwand ist jedoch enorm und auch bei sorgfältiger Arbeitsweise mit erheb­ lichem Flüssigkeitsverbrauch verbunden.

Bei der Befüllung eines PKW mit Silikonbremsflüssigkeit, die kein Wasser aufnimmt, würde die Demontage eines gro­ ßen Teils der Bremsanlage erforderlich, da sich die Stahl­ bremsleitungen nicht verdrehen lassen, um den Bremszy­ linder umzudrehen. Eine Konstruktion mit Ablaßeinrichtung hat somit eindeutige Vorteile gegenüber herkömmlichen Bremsanlagen in Punkten

• - vollständige Entleerung,
• - Servicefreundlichkeit,
• - schnelles, effektives Arbeiten,
• - sauberes Beseitigen alter Flüssigkeiten,
• - sparsamer Umgang mit teuren Rohstoffen,
• - Verringerung von Sondermüllmengen.

Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Hohlschrau­ be mit kegliger Abdichtung ähnlich der Art, wie sie in Fig. 1 bei 26 und bei 34 angegeben ist. Die untere Ablaßöffnung 32 aus dem Druckraum 12 enthält eine nach unten konisch erweiterte Sitzfläche 48 und eine Ausnehmung 50 für einen Dichtring 52. Der untere er­ weiterte zylindrische Abschnitt der Bohrung 32 ent­ hält ein Innengewinde, in das die Hohlschraube 54 so­ weit eingeschraubt ist, bis ihre vordere keglige Stirn­ fläche 56 an der Dichtung 52 und an der Sitzfläche 48 fest anliegt. Zum Ablassen verbrauchter Brems­ flüssigkeit wird die Hohlschraube 44 zurückgedreht, so daß im Abstand zwischen den beiden gegenüberstehenden Keil- oder Konusflächen Bremsflüssigkeit durch eine durch mehrere Bohrungen 58 am vorderen Ende der Schrau­ be in die Zentralbohrung 60 abfließt. Das rückwärtige Ende der Hohlschraube kann mit einem Schlauchanschluß 62 versehen sein.

Fig. 4 zeigt als allgemeinstes Ausführungsbeispiel eine in die untere Ablaßöffnung des Druckraumes 12 eingeschraub­ te Verschlußeinrichtung in Form einer Bolzenschraube 64 mit einer Dichtscheibe 66. Für den Ablaßvorgang wird die Schraube entweder vollständig aus der Öffnung heraus­ geschraubt oder um wenige Umdrehungen zurückgenommen. Die verbrauchte Bremsflüssigkeit läuft dann durch nicht gezeigte Längskanäle am Umfang des Gewindeschaftes. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 kommt eine konische Senk­ schraube zur Anwendung, deren konischer Kopf 70 an einer entsprechend konischen Senkbohrung 72 des Radzylinders zur Anlage kommt, die als zusätzliche Abdichtung in einer zylindrischen Ausdrehung einen Dichtring 74 enthält.

Fig. 6 zeigt als Ablaß- oder Verschlußeinrichtung ein fe­ derbelastetes Rückschlagventil in einem in die Ablaßöff­ nung 32 des Radzylinders eingeschraubten Gehäuseeinheit 76, die eine zentrische Bohrung 78 enthält, in welcher der Schaft 80 eines kegligen Ventilkörpers 82 lose geführt ist. Der Ventilkörper 82 sitzt auf einer komplementär aus­ gebildeten Dichtfläche 84, gegebenenfalls mit Dichtung 86 auf. In einer unteren Ausnehmung 88 des Ventilgehäuses 76 ist eine Feder 90 aufgenommen, die über eine Anschlag­ scheibe 92 den Schaft 80 und damit den Ventilkörper 82 in seine Schließstellung drückt.

Zum Öffnen dieser oder ähnlicher Verschlußeinrichtungen brauchen keine Verschraubungen gelöst zu werden. Es reicht vielmehr aus, wenn der Ventilkörper 82 mittels eines ge­ eigneten Werkzeuges zur Bewegung nach oben betätigt und dort gehalten wird. Bei einer nicht gezeigten Variante kann der Ventilkörper 82 mittels eines Stiftes oder eines Dornes in seine Öffnungstellung bewegt werden, der inner­ halb einer nicht gezeigten Schraubmuffe angeordnet ist, die als Teil eines Ablaufschlauches auf das Außengewinde 94 des Ventilgehäuses 76 aufgeschraubt wird.

Einen grundsätzlich ähnlichen Aufbau besitzt das Rück­ schlagventil gemäß Fig. 7, das sich im wesentlichen von demjenigen nach Fig. 6 dadurch unterscheidet, daß die Schließfeder 90 nicht am Schaft 80 sondern an der freien Oberseite des Ventilkegels 82 angreift, dort an einem Vor­ sprung oder Zapfen 98 zentriert und an einem oberen Ab­ stützteil 100 abgestützt ist. Dieser Abstützteil kann ein Quersteg oder ein Deckelteil sein, über den das obere Ende einer zylindrischen Verlängerung 102 des Ventilgehäuses 76 z. B. umgebördelt oder auf andere Art verbunden ist. Das Öffnen dieses Ventils erfolgt wie in Fig. 6, indem der Stößel 80 des Ventilkörpers durch eine auf das Gewinde 96 aufgeschraubte Überwurfmutter oder Muffe nach oben ge­ drückt wird, deren Unterseite mit Hilfsmitteln versehen ist, die am unteren Ende des Schaftes 80 zur Anlage kom­ men. Auf diese Wiese wird ein Verschütten von Bremsflüs­ sigkeit vermieden. Beim Lösen des Ablaßschlauches wird das Rückschlagventil automatisch durch die Feder geschlossen.

Claims (7)

1. Hydraulisches Bremssystem für ein Kraftfahrzeug, bei dem ein an einen Ausgleichsbehälter angeschlos­ sener Hauptzylinder über Bremsleitungen mit einzel­ nen Radzylindern in Verbindung steht, deren Kolben zur Betätigung von Bremsbacken jeweils einer Schei­ benbremse oder Trommelbremse vorgesehen sind, wo­ bei der Druckraum jedes Radzylinders je eine an die Bremsleitung angeschlossene Öffnung sowie eine mittels einer Schraube verschließbare obere Ent­ lüftungsöffnung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Druckraum des Bremssystems am Boden bzw. an seiner tiefsten Stelle eine zusätzliche Öffnung zum Ablassen von Bremsflüssigkeit enthält, die nor­ malerweise von außen zugänglich, durch eine Verschluß­ einrichtung, insbesondere durch eine Hohlschraube mit Schlauchanschluß und kegliger Abdichtung, ver­ schlossen ist.

2. Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verschlußeinrichtung einen mit einer von außen zum Öffnen betätigbaren Absperreinrich­ tung versehenen Ablaßkanal enthält.

3. Bremssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verschlußeinrichtung für die zu­ sätzliche Öffnung im Druckraum des Radzylinders ein in die Öffnung eingeschraubtes Ventilgehäuse mit einem federbelasteten Rückschlagventil, z. B. Kugel- oder Kegelventil aufweist, dessen Ventilkörper durch Betätigung von außen in seine Öffnungsstellung be­ wegbar ist (z.B. Fig. 6).

4. Bremssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper durch eine auf seine dem Druck­ raum des Radzylinders zugewandte Seite wirkende Fe­ der gegen seine Sitzfläche vorgespannt ist (z.B. Fig. 7).

5. Bremssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ventilkörper mittels eines Stif­ tes oder Dornes in seine Öffnungsstellung beweg­ bar ist, der von einer auf die Verschlußeinrichtung aufschraubbaren Schraubenmuffe insbesondere eines Ablaufschlauches ausgeht.

6. Bremssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper des Rückschlagventils durch eine von der Ablaßöffnung oder von dem daran an­ schließenden Ablaßkanal unabhängige Öffnung ins­ besondere durch Einführen eines Werkzeuges aus dem Weg des Ablaufkanals beiseite bewegbar ist.

7. Bremssystem, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall mehrerer Bremszylinder an einem Rad, z.B. bei einer Duplexbremse oder einer Scheibenbremse mit beid­ seitig der Scheibe von unabhängigen, im Bremssattel angeordneten Zylindern betätigten Bremsbacken jeder Zylinder bzw. Druckraum mit einer Ablaßöffnung und einer Verschlußeinrichtung nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche 1 bis 6 versehen ist.