DE498610C - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulischpneumatische Treibvorrichtung für Fahrzeugbremsen und ähnliche Zwecke, bei der ein Gas unter Druck enthaltender Ladebehälter mittels ,einer Zwischenflüssigkeit auf die Bremsen wirkt und eine Ladepumpe bei der Entbremsung die Flüssigkeit des Bremszylinders unter Vermittclung 'eines Entladebehältcrs nach dem Ladebehältcr zurückfördert und diesen wieder auf normalen Druck bringt. Eine derartige Treibvorrichtung wird er findungsgemäß so ausgebildet, daß die Bremsung in zwei Perioden bewirkt wird, von denen die erste die Lieferung der Bremsenergic durch den Ladebehälter umfaßt, während in der zweiten Periode dem Bremszylinder eine um so größere zusätzliche Flüssigkeitsmenge zugeführt wird, je schneller das Fahrzeug läuft, so daß mit der Fahrzeuggeschwindigkeit der Bremsdruck wächst, der gleichzeitig in Abhängigkeit von der Wagenlast veränderlich sein kann.

Auf diese Weise wird eine vorteilhafte Anpassung der Bremswirkung an die jeweiligen Betriebsverhältnisse erreicht, indem zuerst eine Bremsung mit konstanter, durch den Druck im Ladebehälter bestimmter ' Bremsstärke und dann, eine Bremsung mit einer entsprechend der Fahrzeuggcschwindigkcit zunehmenden, gegebenenfalls auch mit der Wagenlast veränderlichen Bremsstärke stattfindet. Die Flüssigkeitszuführung zum Bremszylinder in der zweiten Bremsperiode kann zweckmäßig durch eine Flüssigkeit aus dem Ladebehälter nach dem Bremszylinder fördernde, von der Fahrzeugachse aus angetriebene Zusatzpumpe oder bei Verwendung des Bremszylinders als Entladebehälter durch die Ladepumpe selbst unter Antrieb dieser Pumpe von der Fahrzeugachse aus erfolgen. Die Zusatzpumpe kann auch mit der Ladepumpe zu einer einzigen Pumpe mit einem Stufenkolben und zwei entsprechenden Zylindern vereinigt sein.

Ferner ist es vorteilhaft, die Ladepumpe so auszubilden, daß sic sowohl beim Ansaugen und Fördern von Flüssigkeit wie auch von Luft ohne schädlichen Raum arbeitet, so daß der durch sie herbeigeführte Gleichgewichtszustand in den beiden Behältern nur von dem Luftvolumen und dem Luftdruck im Ladebehälter und vom Luftvolumen im Entladebehälter abhängt. Die Treibvorrichtung nach der Erfindung kann nicht bloß für Fahrzeugbremsen, sondern z. B. auch zum Öffnen und Schließen von Wagentüren, zur '"; Fernsteuerung der Regelschalter elektrischer Motoren und für ähnliche Bewegungsantriebe verwendet werden.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise verschiedene Ausführungsformen der neuen hydraulisch-pneumatischen Treibvorrichtung

nach der Erfindung. Abb. ι veranschaulicht in schematischer Darstellung das Wirkungsprinzip der Treibvorrichtung. Abb.,2 gibt eine Ausführungsform mit Verwendung des Bremszylinders gleichzeitig als Entladungsbehälter wieder. Abb. 3, 4 und 5 zeigen im einzelnen verschiedene Bauarten der Ladepumpe.

Gemäß Abb. 1 ist die Pumpe 4 mit dem

ίο Ladebehälter 8 auf der Druckseite über das Ventil 4" und die Leitung 7 und mit dem Entladebehäjter 3 auf der Saugseite über das Ventil 4⁰ und die Leitung 3** verbunden. Die mit Flüssigkeit und Luft gefüllten Behälter 3 und 8 sind nach außen abgeschlossen. Die von den Behältern 8 und 3 über Ventile 8^ß und 3" ausgehenden Leitungen 1 und 2 führen über die Leitung 10 zu dem Bremszylinder 26, in dem sich der Kolben 25 verschiebt, der mit dem Bremsgestänge verbunden ist und unter der Einwirkung einer Rückholfeder 2 5^Λ steht. Die Ventile 8" und 3" werden von Elektromagneten 8'" und yⁿ beherrscht, die durch einen an die Batterie B angeschlossenen Schalter 13 gesteuert werden. Die von der Fahrzeugachse aus angetriebene Ladepumpe 4 fördert bei geschlossenen Ventilen 8« und 3^Ω die gesamte, im Behälter 3 befindliche Flüssigkeit nach dem Ladebehälter und saugt dann die im Behälter 3 enthaltene Luft a.n, um sie ebenfalls .nach dem Behälter 8 zu drücken, bis der Druck in ihrem schädlichen Raum gleich oder geringer als der Druck im Ladebehälter ist. Bei dem dann vorhandenen Gleichgewichtszustand herrscht im Entladebehältcr 3 ein bestimmter Unterdruck, der einem bestimmten Druck im Ladebehälter !entspricht. Die Ventile 4." und 4⁰ der Pumpe 4 bleiben in Ruhe, und diese läuft leer. Um die Einstellung des Gleichgewichtszustandes schneller herbeizuführen, kann man in den Ladebehälter 8 eine Anfangsladung von Gas, z. B. Luft oder Flüssigkeit, unter Druck geben.

Um eine Bremsung" auszuführen, wird der Schalter 13 aus der Ruhestellung" /V in die Bremsstellung S übergeführt, wodurch der Stromkreis des Elektromagneten 8'", der für gewöhnlich das Ventil 8° geschlossen hält, unterbrochen wird, so daß sich das Ventil 8« öffnen kann. Der Druck in dem Behälter 8 überträgt sich nun durch die Leitungen 1 und 10 nach dem Bremszylinder 26 und dem Kolben 25. Wenn der Druck im Bremszylinder 26 den Wert des Druckes im Behälter 8 erreicht hat, schließt sich das Ventil 8" unter der Wirkung der schwachen Rückholfeder 8^/( wieder. Damit ist die erste Periode der Bremsung beendet, bei der die Bremsstärke konstant und einem bestimmten Werte gleich ist.

Nach dem Schluß des Ventils 8" beginnt die. zweite Bremsperiode, während welcher die Brcmsstärke mit der Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt. Zur Erzielung dieser Abhängigkeit zwischen Bremsung und Fahrzeuggeschwindigkeit ist eine zusätzliche Pumpe 6 vorgesehen, deren Kolben 5'^; von einer Achse des Fahrzeuges angetrieben wird und in der Art der AbIx ι mit dom Kolbon 5" der Pumpe 4 zu einem Stufenkolben 5 vereinigt ist. Der Kolben 5'' saugt Flüssigkeit aus dem Behälter 8 über die Leitungen 10 und 1 und das Ventil 8·' an, das hierbei als selbsttätiges Saugventil dieser Zusatzpumpe 6 arbeitet. Die angesaugte Flüssigkeit drückt der Kolben ζ¹' durch die Leitung 10 nach dem Bremszylinder 26 über ein selbsttätiges Druckventil io^ö, das sich nach dem Zylinder 26 öffnet.

Wenn der Druck in dem Zylinder 26 über den der ersten Bremsperiode entsprechenden Normalwcrt ansteigt, wird Flüssigkeit durch eine Leitung 9 nach dem Behälter 8 entleert. Die Leitung 9 ist mit einem Ventil 9« versehen, das auf der einen Seite unter der Einwirkung des Druckes des Behälters 8 und auf der anderen Seite unter dem Einfluß des Bremsdruckes steht. Durch dieses Ventil 9" wird der Höchstwert des Bremsdruckes beschränkt, der von dem Durchtrittsquerschnitt dieses Ventils abhängt. Der Bremsdruck nimmt entsprechend der Verlangsamung der Fahrzeuggeschwindigkeit ab, mit der die von der Zusatzpumpe 6 nach dem Bremszylinder geförderte Flüssigkeitsmenge sich . verringert. Beim Stillstand des Fahrzeuges entspricht dann der Druck im Bremszylinder 26 dem Druck des Ladebehälters 8. Damit der Durchtrittsquerschnitt am Ventil ψ konstant bleibt, ist der Hub dieses Ventils durch ioo einen Anschlag" g^k beschränkt, der durch eine von außen verstellbare Schraubenspindel gebildet ist.

Zur Entbremsung führt man den Schalter 13 in die Stellung D über, in der der Elektromagnet 3'" Strom erhält, so daß er das Ventil 3« öffnet und damit den Bremszylinder 26 durch die Leitung 2 mit dem Behälter 3 verbindet. Der in dem Behälter 3 etwa vorhandene Unterdruck trägt zur Beschleunigung der Entbremsung bei und gestattet, die Rückholfeder 2 5^/; weniger stark zu bemessen. Um die Bremsung von der Wagenlast abhängig zu machen,, ist in die Leitung 9 ein Abschlußorgan g^l> eingeschaltet, das durch eine Kabelübertragung von einer verschieblichen Stange 91 aus gesteuert wird, die entsprechend den Durchbiegungen der Aufhängefedern 92 des Fahrzeuges mehr oder weniger angehoben oder gesenkt wird und dementsprechend das Abschlußorgan g^b auf größeren oder kleineren Durchlaß einstellt.

Die durch die Pumpe 4 und die Behälter 3, 8 gebildete Energiequelle kann außer oder statt zur Einwirkung auf die hydraulische Bremse 25,^26 auch zum Antrieb von pneumatischen Kraftaufnehmern dienen, die mit Druckluft arbeiten und die Luft nach Entspannung in ihre freie Atmosphäre entladen. Hierbei ist es notwendig, in die Treibvorrichtung Luftmengen einzuführen, die den von den Kraftauf nehmer η ,aus dem Ladebehälter 8 durch die Leitung 81 entnommenen Luftmengen entsprechen. Zur Regelung der Druckverhältnisse kann an dem Behälter 3 ein nach dem B ehält erinnern sich öffnendes selbsttätiges Ventil 3¹' vorgesehen sein, dessen Belastungsfeder so bemessen ist, daß es sich zwecks Eintritt von Außenluft nur öffnet, wenn in dem Entladebehälter 3 schon ein bestimmter Unterdruck herrscht. Das Ventil y^l schließt sich wieder, sobald der Druck im Behälter 8 auf seinen Normalwert gelangt ist. Der durch den Druck im Behälter 8 und den Unterdruck im Behälter 3 bestimmte Gleichgewichtszustand, der von dem schädliehen Raum der Pumpe 4 abhängig ist, wird dann von neuem herrschen, bis die an die Treibvorrichtung angeschlossenen, mit Druckluft arbeitenden Kraftaufnehmer durch Entnahme einer weiteren Menge Luft den Druck im Behälter 8 zum Sinken bringen, der sofort wieder durch die Ladepumpe 4 hergestellt wird. Das Ventil 3'' kann auch an der Ladepumpe 4 angebracht sein.

Bei Verwendung von Kraftaufnehmern, die mit Vakuum arbeiten und an die Leitung 32 des Behälters 3 angeschlossen sind, werden die Luftmengen, die infolge der Wirkung dieser Kraftaufnehmer in den Behälter 3 gelangen, durch die Pumpe 4 abgesaugt und nach dem Behälter 8 gefördert. Damit hierbei der Druck in dem Behälter 8 nicht über den Normalwert ansteigt, ist -der Behälter 8 mit einem Ventil 8^Ö versehen, das sich nach der Außenluft öffnet und dessen Belastungsfeder auf einen bestimmten Wert eingestellt ist. Die Luftmengen, die das Ventil 8^Ö aus dem Behälter 8 entweichen läßt, entsprechen den Luftmengen, die infolge der Wirkung der Kraftaufnehmer in die Treibvorrichtung gelangen.

Bei der Anordnung nach Abb. 2, welche die Anwendung der Erfindung bei einer auf elektrischem Wege gelösten Bremseinrichtung zeigt, stellt der Bremszylinder 26 gleichzeitig den Entladcbehältcr 3 der Abb. 1 dar. Der mit dem Bremsgestänge verbundene Kolben 25 dient gleichzeitig als Kern eines Solenoids 40, das durch einen nicht näher dargestellten Schalter bei der Entbremsung mit Strom beschickt werden kann. Die Bremsung erfolgt auch hier in zwei Perioden in der anläßlich Abb. ι beschriebenen Weise, indem zuerst der Druck des Behälters 8 auf den Bremskolben 25 wirkt und dann die Pumpe 6 mit dem Kolben 5^/; eine der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Flüssigkeitsmenge aus dem Behälter 8 nach dem Bremszylinder 26 ; fördert. Diese Flüssigkeitsförderung findet über die Leitung 10 und das Ventil io^rt statt, während der Druck des Behälters 8 über die Leitung 1 und 10 übertragen wird. Die in Abhängigkeit von den Durchbiegungen der Aufhängefeder 92 sich verschiebende Spindel 91 wirkt durch ein Hebelgestänge auf die Schraubenspindel g^k, deren Verstellung die Spannung einer Feder g"¹ verändert, die auf das Ventil g^a der Leitung 9 einwirkt, wodurch der Durchgangsquerschnitt des Ventils 9« und damit die Bremswirkung, ähnlich Avie bei Abb. 1, von der Fahrzeugbelastung abhängig gemacht wird.

Bei der Entbremsung wird durch das dann mit Strom beschickte Solenoid 40 der Kolben 25 in die Ausgangslage zurückgeführt, wodurch die Bremsen gelöst \verden und gleichzeitig eine Wiederaufladung des Behälters 8 stattfindet. Der Kolben 25 drückt die für die Bremsung benutzte Flüssigkeit bei der Entbremsung durch die Leitung 9, das Ventil 9" und die Leitung 1 nach dem Behälter 8 und wirkt so als Ladepumpe. Der Bremszylinder erfüllt demnach gemäß Abb. 2 gleichzeitig die Wirkungen des Entladebehälters 3 und der Ladepumpe 4 der Abb. 1, wodurch sich eine Vereinfachung der Einrichtung ergibt. Im übrigen arbeitet die Anordnung nach Abb. 2 in gleicher Weise wie die Einrichtung nach. Abb. 1.

Abb. 3 zeigt eine Ausführungsform der Ladepumpe 4, bei der das Ansaugventil 4* nicht, wie bei Abb. 1, an der oberen Seite des waagerechten Pumpenzylinders, sondern an dessen unterer Seite angeordnet ist, während das Druckventil 4" oben vorgesehen ist. Diese Anordnung arbeitet, wenn der Ladebehälter 3 Flüssigkeit, z. B. Öl, enthält, ohne schädlichen Raum in der Pumpe. Wenn der Ladebehälter 3 durch die Pumpe 4 von Flüssigkeit entleert ist, bleibt am Hubende des Kolbens eine bestimmte Menge Flüssigkeit im Zylinder, die genau den schädlichen Raum ausfüllt. Die dann aus dem Behälter 3 von der Pumpe 4 über die Leitung 2>^d angesaugte Luft tritt durch diese Flüssigkeitsschicht hindurch und wird in den Ladebehäl- ter über die Leitung 7 gefördert. Diese Anordnung bictet somit den Vorteil, daß die Pumpe 4 dauernd sowohl beim Ansaugen von Flüssigkeit wie auch von Luft ohne schädlichen Raum arbeitet und sich daher ein sehr hohes Vakuum in dem Entladebehälter 3 und ein hoher Druck im Ladebehälter 8 ergibt.

Der Gleichgewichtszustand zwischen diesen beiden Behältern 3 und 8 hängt hier nicht von dem schädlichen Raum der Pumpe 4 ab, sondern einzig von dem Luftvolumen und dem Luftdruck in dem Ladebehälter 8 und von dem Luftvolumen in dem Entladebehälter 3.

Die gleiche Wirkung läßt sich bei senkrechter Anordnung der Pumpe 4 erreichen, wenn dabei die Ventile 4^Ö und 4" in der aus Abb. 4 und 5 ersichtlichen Weise angeordnet werden. Auch hier wird der nach Überleitung der Flüssigkeit des Entladebehälters 3 nach dem Ladebehälter 8 eintretende Gleichgewichtszustand nur durch die Volumen- und Druckverhältnisse in den beiden Behältern unabhängig von dem schädlichen Raum der Pumpe 4 bestimmt. Bei der Anordnung nach Abb. 6 besteht außerdem der Vorteil, daß die aus dem Behälter 3 angesaugte Luft nicht die im Pumpenzylinder verbliebene Flüssigkeits'schicht durchströmen braucht, um nach dem Behälter 8 gefördert zu werden, da die beiden Ventile 4^a und 4⁰ in gleicher Höhe liegen. Die Druckerhöhung im Behälter 8 hängt allein von dem Volumen des Behälters 3 ab, der hermetisch abgeschlossen ist. Damit beim ungewollten Eintritt von Luft, z. B. über die Dichtungsringe des Pumpenkolbens, der Druck im Ladebehälter 8 nicht unbegrenzt ansteigt, kann man am oberen Teil der Pumpe 4, wie Abb. 4 zeigt, eine Glocke 50 anbringen, die mit dem Pumpenzylinder in Verbindung steht und praktisch einen schädlichen Raum darstellt, der entsprechend dem Vakuum des Entladebehälters 3 und dem Druckwert des Ladebehälters 8 veränderlich ist. Die luftaufnehmende Glocke begrenzt den Höchstdruck in dem Ladebehälter und ebenso das Höchstvakuum in dem Entladebehälter in ähnlicher Weise wie das Ventil 8^Ö der Abb. 1.

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   i. Hydraulisch-pneumatische Treibvorrichtung für Fahrzeugbremsen und ähnliche Zwecke, bei der ein Gas unter Druck enthaltender Ladebehälter mittels einer Zwischenflüssigkeit auf die Bremsen wirkt und eine Lad£pumpe bei der Entbremsung die Flüssigkeit des Bremszylinders unter Vermittelung eines Entladebehälters nach dem Ladebehälter zurückfördert und diesen wieder auf normalen Druck bringt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsung in zwei Perioden bewirkt wird, von denen die erste die Lieferung der Bremsenergie durch den Ladebehälter (8) umfaßt, während in der zweiten Periode dem Bremszylinder (26) eine um so größere zusätzliche Flüssigkeitsmenge zugeführt wird, je schneller das Fahrzeug läuft, so daß mit der Fahrzeuggeschwindigkeit der Bremsdruck wächst, der gleichzeitig in Abhängigkeit von der Wagenlast veränderlich sein kann.
2. 2. Treibvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitszuführimg zum Bremszylinder (26) in der zweiten Bremsperiode durch eine Flüssigkeit aus dem Ladebehälter (8) nach dem Bremszylinder (26) fördernde, von der Fahrzeugachse aus angetriebene Zusatzpumpe (6) oder bei Verwendung des Bremszylinders (26) als Entladebehälter durch die Ladepumpe (4) selbst unter Antrieb dieser Pumpe von der Fahrzeugachse aus erfolgt (Abb. 2 und 3).
3. 3. Treibvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die die Zusatzpumpe (6) mit dem Bremszylinder (26) verbindende Leitung (io) ein nach dem Bremszylinder (26) sich öffnendes selbsttätiges Ventil (10«) eingeschaltet ist und die zur Abführung der Flüssigkeit aus dem Bremszylinder (26) dienende Leitung (2) und die die Druckflüssigkeit des Ladebehälters (8) dem Bremszylinder (26) zuführende Leitung (1) auf der einen bzw. anderen Seite dieses Ventils (10") abzweigen (Abb. 2).
4. 4. Treibvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwachsen des Druckes in dem Bremszylinder (26) über einen bestimmten, vorzugsweise dem Druck des Ladebehälters (8) entsprechenden Wert eine mit dem Bremszylinder verbundene Leitung (9) geöffnet wird, durch die Flüssigkeit entweichen kann, so daß der Höchstwert des Bremsdruckes beschränkt und bei Aufhören des Arbeitens der Zusatzpumpe (6) auf jenen Druckwert zurückgeführt wird (Abb. 2).
5. 5. Treibvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Entweichen von Flüssigkeit dienende, an den Bremszylinder (26) angeschlossene Leitung (9) anderseits nach dem Lade- no behälter (8) führt und mit einem selbsttätigen, nach dem Ladebehälter (8) sich öffnenden Ventil (9°) versehen ist, dessen Hub durch einen Anschlag (g^k) beschränkt ist, so daß der Durchtrittsquerschnitt des Ventils (9") ungefähr gleich bleibt j(Abb. 2).
6. 6. Treibvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzpumpe (6) mit der Ladepumpe (4) zu einer einzigen Pumpe mit einem Stufenkolben (5, 5⁰) und zwei entsprechenden Zylindern vereinigt ist (Abb. 2).
7. 1. Treibvorriehtung nach einem der Ansprüche ι bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladepumpe (4) so ausgebildet ist, daß sie sowohl beim Ansaugen und Fördern von Flüssigkeit wie auch beim Ansaugen und Fördern von Luft ohne schädlichen Raum arbeitet, so daß der durch sie herbeigeführte Gleichgewichtszustand in den beiden Behältern (8, 3) nur von dem Luftvolumen und dem Luftdruck in dem Ladebehälter (8) und von dem Luftvolumen in dem Entladebehälter (3) abhängt.
8. 8. Treibvorriehtung nach einem der Ansprüchc 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ladepumpe (4) eine Luttglocke (50) vorgesehen ist, welche den Höchstdruck im Ladebehälter (8) und den Höchstuntcrdruck im Entladebehälter (3) begrenzt (Abb. 5).
9. 9. Treibvorriehtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei. Verwendung von Kraftaufnelimcrn, die mit Druckluft arbeiten, diese Druckluft von dem Ladebehälter (8) geliefert wird, der seinerseits mit Druckluft durch die Ladepumpe (4) gespeist wird, die aus der Außenluft dem Verbrauch der Kraftaufnehmer entsprechende Luftmengen über ein an ihr oder dem Entladebehälter (3) vorgesehenes Ventil (3^&) ansaugt, das sich nach der Pumpe (4) oder dem Entladebehälter (.3) öffnet und auf eine bestimmte Federbelastung eingestellt ist.
10. 10. Treibvorriehtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Kraftaufnehmern, die mit einem Unterdruck arbeiten, dieser Unterdruck von dem Entladebehälter (3) geliefert wird, wobei die infolge der Wirkung der Kraftaufnehmer in den Entladebehälter (3) etwa eintretende Luft durch die Ladepumpe (4) angesaugt und nach dem Ladebehälter (8) gefördert wird, der mit einem Ventil (8^Ö) für den Auslaß dieser Luft nach der Atmosphäre versehen ist.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

    HKIlI.IN. GEDRUCKT IN ΠΚΙ!