DE614057C - Hydraulische UEbertragungsvorrichtung mit mehreren Wirkungsphasen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Übertragungsvorrichtung mit mehreren Wirkungsphasen, die zwischen einem kraftgebenden und einem kraftaufnehmenden'Organ einzuschalten ist und sich insbesondere für hydraulische Bremsen eignet.

Übertragungsvorrichtungen, die in mehreren Wirkungsphasen arbeiten, sind bereits bekannt. Bei Vorrichtungen dieser Art, die

z. B. in zwei Phasen arbeiten, ist das kraftabgebende Organ mit einem Stufenkolben versehen, der während ei.ner der Phasen Flüssigkeit durch mehrere seiner Druckflächen in den oder die Aufnahmezylinder drückt, während in der folgenden Phase eine seiner Druckflächen durch ein selbsttätiges Ventil von dem oder den Aufnahmezylindern abgeschaltet und durch ein anderes Ventil mit einem Flüssigkeitsbehälter in Verbindung gebracht wird. Um nun während dieser folgenden Phase den Druck auf die abgeschaltete Kolbenfläche zu beseitigen, sorgt man für gewöhnlich dafür, daß die Flüssigkeit aus dem der abgeschalteten Kolbenfläche entsprechenden Zylinder durch ein Ventil o. dgl. ausfließen kann, das sich augenblicklich öffnet, wenn der Druck in dem oder den Aufnahmezylindern einen vorher bestimmten Wert erreicht hat. Daraus folgt, daß bei diesen bekannten Vorrichtungen der durch die später abgeschaltete Kolbenfläche während der ersten Phase erzeugte, zu Beginn der folgenden Phase als Gegenkraft wirkende Druck plötzlich abfällt, wodurch ein scharfer Anstieg des Druckes in dem oder den Aufnahmezylindern verursacht wird.

Die Übertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung vermeidet diesen Nachteil. Hier wird der von der Kolbenfläche erzeugte Druck beim Übergang von der einen Phase auf die folgende langsam vermindert.

Die langsame Verminderung des Druckes wird gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß das Ventil, welches die abgeschaltete Kolbenfläche mit einem Flüssigkeitsbehälter verbindet, im Schließsinne durch eine Feder und im Öffnungssinne gleichzeitig durch den in dem betreffenden Zylinder und den in dem oder den Aufnahmezylindern herrschenden Druck belastet ist.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Kolben vorgesehen, der unter dem in dem oder den Aufnahmezylindern herrschenden Druck steht und der die-

sen Druck in entlastendem Sinne auf die Belastungsfeder des vorgenannten Ventils überträgt.

Schließlich sieht die Erfindung vor, daß das Ventil, welches die abgeschaltete Kolbenfläche mit einem Flüssigkeitsbehälter in Verbindung setzt, und das selbsttätige Ventil, welches die Abschaltung dieser Fläche von dem oder den Aufnahmezylindern bewirkt, ίο voneinander unabhängig gesteuert werden können. Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes zeigt die Zeichnung in schematischer Darstellung.

ι ist ein Stufenkolben mit drei Stufen i^ß, i⁶, i^c mit verschiedenen Durchmessern; Die Kolben i", x^b und i^c gleiten in Zylindern 2, 3 und 4. In der Ruhestellung stehen die Zylinder 2 und 3 durch die öffnung 6 miteinander in Verbindung, während der Zylinder 3 durch den Zylinder 4 mit der Kammer 5 verbunden ist. Zwischen dem Zylinder 2 und dem den Zylinder 3 umgebenden ringförmigen Raum 2^a befindet sich eine Zwischenwand, in der Öffnungen 7 angeordnet sind, die durch das Ventil 8, das durch die Feder 19 belastet ist, abgedeckt sind. In gleicher Weise befindet sich eine Zwischenwand zwischen den Kammern 2° und 5. Auch in dieser Zwischenwand sind öffnungen 7^a angeordnet, die durch das unter der Wirkung der Feder 20 stehende Ventil 8^a verschlossen sind. Wenn die Vorrichtung sich in Ruhe befindet, so besteht durch die öffnung 15^a eine Verbindung zwischen dem Flüssigkeitsbehälter 14 und dem Zylinder 2. Der Kolben i^a weist eine Bohrung 10 auf, die durch das Ventil 11 verschlossen ist, das seinen Sitz auf der Kolbenfläche hat und durch zwei Federn gesteuert wird, von denen die eine, 12, das Ventil auf seinen Sitz auf dem Kolben 1 ^a zu drücken trachtet, während die andere, 12°, von kleinerer Anfangsspannung in entgegengesetztem Sinne wirkt. In der Ruhestellung wird also das Ventil 11 fest auf seinen Sitz gedrückt.

♦5 Die Kolben stehen unter der Wirkung einer Feder 22. Der Zylinder 3 kann mit dem Behälter 14 durch die öffnung 9 und das Ventil in Verbindung treten, das durch die auf den Hebel 16 drückende Feder 18 geschlossen gehalten wird. Der Kolben 15, auf den der in dem Raum 5 vorhandene Druck einwirkt, beeinflußt ebenfalls den Hebel 16, und zwar in demselben Sinne wie das Ventil 13. Der Raum 5 steht mit dem oder den Aufnahmezylindern in Verbindung.

Wenn der Kolben 1 sich von seiner Ruhestellung aus von links nach rechts verschiebt, so deckt er zunächst die öffnungen 15° und 6 ab, ,während der Kopf des Kolbens i^c in den Zylinder 4 eintritt. Durch eine weitere Bewegung wird der Flüssigkeitsdruck in den Zylindern 2, 3 und 4 erhöht, λ^οη diesem Augenblick ab fördert der Kolben i^a die in dem Zylinder 2 eingeschlossene Flüssigkeit durch die Öffnungen 7 in den ringförmigen Raum 2°, in dem das Ventil 8 abgehoben wird. Weiter wird die Flüssigkeit unter Abhebung des Ventils 8° durch die öffnungen y^a in die Kammer 5 und die zu den Aufnahmezylindern führende Leitung gedruckt. Gleichzeitig komprimiert der Kolben i⁶ die in dem Zylinder 3 enthaltene Flüssigkeit und drückt sie durch die öffnungen 9 in den ringförmigen Raum 2^a und von dort durch die Öffnungen 7^a, das Ventil 8^a, die Kammer 5 und die Anschlußleitung nach den Aufnahmezylindern.

Der Kolben i^c fördert schließlich die von ihm zusammengedrückte Flüssigkeit unmittelbar in die Kammer 5 und die Anschlußleitung. Wenn der Kolben 1 seine Bewegung fortsetzt,-so steigt der Druck in den Zylindern 2, 3 und 4 und infolgedessen in den Auf- _ nahmezylindern an. Das Übersetzungsverhältnis zwischen den Kompressionszylindern und den Aufnahmezylindern wird dabei verhältnismäßig gering sein, da der Querschnitt des Kolbens i° ziemlich groß ist. Dieses Übersetzungsverhältnis kennzeichnet die erste Übertragungsphase. Wenn der Kolben 1 fortschreitet, so entspannt sich die Feder 12, während die Spannung der Feder I2^ß wächst. Hierdurch wird die das Ventil 11 auf seinen Sitz drückende Kraft vermindert, während der auf das Ventil durch die Leitung 10 einwirkende Druck ansteigt. Wenn'dieser Drück einen genügenden Wert erreicht hat, so öffnet sich das Ventil 11 ein wenig und läßt durch die Öffnung 15 eine kleine Flüssigkeitsmenge in den Vorratsbehälter fließen. Hier- durch wird ein Druckabfall in dem Zylinder 2 erzeugt, wodurch das VentilS sich selbsttätig schließt und den Zylinder 2 von den Aufnahmezylindern trennt. Von diesem Augenblick an hat-jede weitere Verschiebung des Kolbens 1 eine Verminderung der Druckwirkung der Feder 12 auf das Ventil 11 zur Folge, so daß sich dieses unter einem abfallenden Druck der in dem Zylinder 2 enthaltenen Flüssigkeit öffnen kann. Der Vorschub des Kolbens bewirkt also eine schrittweise Senkung des Gegendruckes, der in dem Zylinder 2 gegen den Kolben i° drückt, während sich demgemäß der Druck in den Zylindern 3 und 4 erhöht. Nur die Kolben i⁶ und i^c for- 115 dem dabei die Flüssigkeit nach den Aufnahmezylindern. Hierbei bestimmt der Querschnitt des Kolbens x^b das Übersetzungsverhältnis, das die zweite Übertragungsphase kennzeichnet. Es ist leicht verständlich, daß 120 der schrittweise Abfall des auf den Kolben i^a wirkenden Gegendruckes dem schrittweisen

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Anwachsen des auf die Kolben i* und i^c wirkenden Druckes entspricht, und daß sich somit der Übergang von der ersten zur zweiten Phase ebenfalls nach und nach vollzieht. Dies wäre nicht der Fall, wenn das Ventil 11 von dem Augenblick an geöffnet bleiben würde, wo es zu Beginn der zweiten Phase von seinem Sitz abgehoben wurde. Von dem Augenblick an, wo die öffnung 6 durch den KoI-ben i^b abgedeckt wird, fördert dieser die von ihm komprimierte Flüssigkeit durch die öffnungen 9 und 7^ß unter Öffnung des Ventils 8° in die Kammer 5 und zu den Empfangszylindern, während gleichzeitig der Kolben i^c die Flüssigkeit unmittelbar aus dem Zylinder 4 in die Kammer 5 drückt. Der durch den Kolben i⁶ erzeugte Druck wirkt auf das Ventil 13 und ist bestrebt, es entgegen der Feder 18 zu öffnen, während gleichzeitig der in der Kammer 5 erzeugte Druck auf den Kolben 15 einwirkt, der durch den Hebel 16 die Feder 18 zusammenzudrücken trachtet. Infolgedessen wirkt der Kolben 15 ebenfalls im Sinne einer öffnung des Ventils 13. Die dieses Ventil auf seinem Sitz haltende Kraft vermindert sich also, wenn der in den Kammern 2^a und 5 herrschende Druck wächst. Wenn die in den Kammern 2^a und 5 herrschende Drücke genügend hoch- sind, so wird das Ventil 13 durch ihre gemeinsame Wirkung auf dieses Ventil und den Kolben 15 geöffnet, und zwar entgegen der Wirkung der Schließfeder 18. Es kann dann eine kleine Flüssigkeitsmenge von der Kammer 2^a durch das Ventil 13 in den Vorratsbehälter strömen. Die Folge davon ist ein kleiner Druckabfall in der Kammer 2⁰ und ein selbsttätiger Schluß des Ventils 8^a, das den Zylinder 3 von den Aufnahmezylindern trennt," so daß der Kolben i⁶ außer Tätigkeit tritt. Von diesem Augenblick an hat jede folgende Verschiebungsbewegung des Kolbens 1 eine Erhöhung des Druckes in der Kammer 5 unter der Wirkung des allein noch arbeitenden Kolbens i^c zur Folge, wodurch die von dem Kolben 15 auf den Hebel 16 übertragene Kraft wächst und eine erneute öffnung des Ventils 13 veranlaßt wird. Das Übersetzungsverhältnis wird dabei dadurch vergrößert, daß der Querschnitt des Kolbens i^c viel geringer ist als der des Kolbens i⁶. Dieses Übersetzungsverhältnis kennzeichnet die dritte Phase der Übertragung. Der von der Kammer 2^a aus auf den Kolben i^b wirkende Gegendruck sinkt schrittweise, wie der in der Kammer 5 unter der Wirkung des Kolbens i^c herrschende Druck ansteigt, denn das Ventil 13 öffnet sich schon unter einer um so geringeren Druckwirkung als der auf den Kolben 15 einwirkende Druck höher ist. Bei einem bestimmten Druck bleibt das Ventil 13 geöffnet, und es kommt überhaupt kein Gegendruck mehr auf den Kolben τ⁶ zur Wirkung.

Man sieht also, daß der Übergang von der zweiten zur dritten Phase ebenso wie der Übergang von der ersten zur zweiten schrittweise vor sich geht, was nicht der Fall wäre, wenn das Ventil 13 sich rasch öffnen und von diesem Augenblick an geöffnet bleiben würde. Sobald das Ventil geöffnet bleibt, wird die gesamte, auf den Kolben 1 ausgeübte Kraft für die Übertragung verwendet.

Wie ersichtlich, sind die Ventile 11 und 13 einerseits und 8 und 8° andererseits voneinander unabhängig. Das selbsttätige Ventil 17 hat die Aufgabe, bei der Rückzugsbewegung des Stufenkolbens die in den Vorratsbehälter geförderte Flüssigkeit wieder in die Zylinder eintreten zu lassen.

Die Erfindung kann auch in Fällen Verwendung finden, wo eine Anzahl von Phasen zur Anwendung kommt, die von der des beschriebenen Ausführungsbeispiels verschieden ist. Man kann u. a. die Vorrichtung in der Form benutzen, daß man nur in zwei Phasen arbeitet, indem man einfach den rechten Teil der abgebildeten Vorrichtung verwendet und die treibende Kraft unmittelbar auf einen Stufenkolben einwirken läßt, der in diesem Falle nur aus den Teilen i^ö und i^c besteht.

Im übrigen kann die Vorrichtung gemäß der Erfindung auch für andere Zwecke Verwendung finden als für Bremsen, nämlich z. B. für die Steuerung von Pressen, Kupplungen und ähnlichen Vorrichtungen.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Hydraulische Übertragungsvorrichtung mit mehreren Wirkungsphasen, die mit einem Stufenkolben versehen ist, der während einer der Phasen Flüssigkeit durch mehrere seiner Druckflächen in den oder die Aufnahmezylinder drückt, während in der folgenden Phase eine seiner Druckflächen durch ein selbsttätiges Ventil von dem oder den Aufnahmezylindern abgeschaltet und durch ein anderes Ventil mit einem Flüssigkeitsbehälter in Verbindung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das letztere Ventil (13) im Schlicßsinne durch eine Feder (18) und im Öffnungssinne, durch den in dem betreffenden Zylinder herrschenden Druck und außerdem durch den in dem oder den Aufnahmezylindern herrschenden Druck belastet ist.
2. 2. Hydraulische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein unter dem in dem oder den Aufnahmezylindern herrschenden Druck stehender Kolben (15) -o. dgl. den

   auf ihm lastenden Druck in entlastendem Sinne auf die Belastungsfeder des Ventils (13) überträgt.
3. 3. Hydraulische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (13), welches die abgeschaltete Kolbenfläche mit dem Flüssigkeitsbehälter verbindet, und das selbsttätige Ventil (8 oder 8"), welches die Kolbenfläche von dem oder den Auf nähme- to zylindern abschaltet, voneinander unabhängig gesteuert werden können.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen