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Selbsttätige Entlüftungsvorrichtung für Flüssigkeitsbremsanlagen,
insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen
Entlüften von Flüssigkeitsbretnsanlagen, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Bei den
meisten Flüssigkeitsbremsen war es bisher notwendig, beim Auffüllen der Bremsanlage
mit Flüssigkeit sehr sorgsam darauf zu achten, daß die Luft restlos aus der ganzen
Anlage entfernt wird. Das Vorhandensein auch nur kleiner Luftmengen in der Bremsdruckanlage
beeinträchtigt in erheblichem Maße den einwandfreien Betrieb der Bremse, da die
Luft stark komprimierbar ist. Das in gewissen Zeitabständen notwendige Entlüften
der hydraulischen Bremsdruckanlage ist ferner sehr umständlich und zeitraubend;
überdies sind bei älteren Einrichtungen zum einwandfreien Entlüften mehrere Arbeitskräfte
erforderlich. Hinzu kommt der weitere Nachteil, daß die einzelnen Entlüftungsstellen
bei Fahrzeugen schwer zugänglich sind, so daß das Entlüften der Bremsanlage äußerst
mühsam ist.
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Es ist eine Flüssigkeitsbremse mit selbsttätiger Entlüftung bekannt,
bei der ein ge-' schlossenes Bremsleitungsringnetz vorhanden ist, in dem die Bremsflüssigkeit
beim Bremsen absatzweise umgewälzt wird und dabei auf ihrem Wege schließlich wieder
in den Hauptdruckzylinder gelangt, der zugleich als Luftabscheideraum dient. Bei
dieser bekannten Flüssigkeitsbremse dauert es einmal ziemlich lange, bis die Flüssigkeitssäule
umgewälzt ist. Zum anderen besteht bei ihr keine sichere Gewähr dafür, daß die Luft
auch tatsächlich aus dem Hauptbremszylinder entweicht. Es besteht vielmehr die Gefahr,
daß die sich im Hauptzylinder sammelnde Luft beim nächsten Bremshub wieder mit in
die Bremsdruckleitung gedrückt wird.
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Die Erfindung baut ferner auf der weiteren Erkenntnis auf, daß bei
der Vernichtung großer Bewegungsenergien, insbesondere bei Rennwagen, Lastwagen
und schweren Personenwagen, besonders leicht die Neigung zur Bildung von Dampfbläschen
besteht. Dies erklärt sich daraus, daß die beim Bremsen entwickelte Wärme auf die
Bremsflüssigkeit übertragen wird. Die Temperatur der Bremsflüssigkeit kann däbei
eine Höhe erreichen, bei der die Bremsflüssigkeit anfängt zu verdampfen. Dieses
Verdampfen führt dann zur Bildung von Bläschen im Leitungsnetz, wodurch das einwandfreie
Arbeiten der Bremse in Frage gestellt wird.
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Auf Grund vorstehender Überlegungen stellt sich die Erfindung die
Aufgabe, unter Vermeidung der vorgeschilderten Nachteile die Flüssigkeitsbremsanlage
derart zu gestalten,
daß das selbsttätige Entlüften der Bremsanlage
während der Fahrt erfolgt. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß in
das Bremsleitungsnetz eine zusätzliche, mit dem Kupplungs- und/oder Bremshebel des
Fahrzeuges bewegungsschlüssig verbundene Umwälzpumpe eingeschaltet ist, die beim
Bremshub selbsttätig von dem Bremsleitungsring abgeschaltet wird und nach der Bremsung
bzw. in der Bremsruhestellung die Flüssigkeit im Bremsleitungsringnetz umwälzt.
Als Umwälzpumpe dient zweckmäßig eine Kolbenpumpe, deren Förderglied nur in einer
Richtung (Saugrichtung) durch den erwähnten Bedienungshebel des Fahrzeugs angetrieben
wird, wogegen sein Druckhub mittels eines besonderen Rückdruckgliedes, z. B. einer
Feder, erfolgt.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht.
Abb. i zeigt die erste Ausführung einer hydraulischen Bremseinrichtung in schematischer
Darstellung mit den wesentlichen Teilen im Längsschnitt, Abb. a eine zweite Ausführungsform,
ebenfalls in schematischer Darstellung und teilweise im Schnitt.
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In Abb. i bezeichnet i den Hauptbremszylinder mit dem darin angeordneten
Druckkolben 2, der wie üblich durch die Stange 3 -und den Bremsfußhebel q. angetrieben
wird. Über dem Druckzylinder i ist der Flüssigkeitsbehälter 5 und über diesem ein
Pumpenzylinder 6 angeordnet, dessen Kolben 7, der unter dem Einfluß einer Feder
2,2 steht, durch Kette 8 mit dem Kupplungsglied 9 verbunden ist. Die beiden Zylinder
i und 6 liegen parallel zueinander und sind zusammen mit dem dazwischenliegenden
Flüssigkeitsbehälter 5 in einem Block gegossen. Durch ein Widerlager io an der Kette
8 ist diese auch mit dem Bremsfußhebel q. in Richtung des Bremshubes bewegungsschlüssig
verbunden, indem das Widerlager io sich beim Bedienen des Bremshebels d. gegen einen
Mitnehmerarm 4' desselben anlegt. Der Arbeitsraum der zusätzlichen Pumpe 7 steht
über den Kanal 5a, in welchem das Saugventil ii beliebiger Ausführung eingeschaltet
ist, mit dem Vorratsbehälter 5 in Verbindung. An den Auslaß der Pumpe 6 ist unter
Zwischenschaltung des Druckventils 12 das Ende der BremsdruckleitUng 14. angeschlossen,
in die nacheinander die Radbremszylinder 15, 16, 17, 18 eingeschaltet sind. Die
Bremsdruckleitung 1¢ ist in der Form einer geschlossenen Kreisleitung angeordnet,
die ihren Anfang am Auslaß des Hauptdruckzylinders i nimmt und am Auslaß der zusätzlichen
Pumpe 7 endet. Zwischen den beiden Leitungsenden liegen der Hauptdruckzylinder i,
der Vorratsbehälter 5 und der Arbeitsraum der Pumpe 7. Durch eine von der Druckkolbenmanschette
i9 gesteuerte Seitenöffnung 2o iri der Wand des Hauptdruckzylinders i kann die Flüssigkeit
zurück in den Vorratsbehälter 5 gelangen. Zu diesem Zweck ist der rückwärtige Anschlag
des Bremshebels q. durch Anordnung einer Feder a3 nachgiebig ausgebildet.
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Jeder Radbremszylinder enthält wie üblich zwei . gegenläufige Kolben
2.4, 25, vor deren Stirnende je eine Dichtungsmanschette 28, 29 aus nachgiebigem
Stoff vorgesehen ist. In dem Raum zwischen den beiden Kolben 2q., 25 ist ein Füllkörper
3o angeordnet, durch den der Rauminhalt entsprechend verringert wird. Der Füllkörper
besitzt eine zentrale Bohrung, mittels derer er auf zapfenähnlichen Vorsprüngen
26, 27 geführt ist, die auch zugleich als Träger für die Dichtungsmanschetten dienen.
Die Kolben 24, 25 stehen in bekannter Weise über Druckbolzen, Stege u. dgl. mit
den Bremsbacken in Verbindung. Wie der geschnittene Radbremszylinder 16 zeigt, erfolgt
die Bremsölzuleitung und besonders die Bremsölableitung an höchster Stelle des Druckraumes.
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Die Arbeitsweise 'der beschriebenen Einrichtung ist nun folgende:
Beim Auffüllen der Bremsanlage mit Flüssigkeit wird entweder der Kupplungshebel
9 oder der Bremshebel 4. mehrmals hintereinander niedergetreten, wobei der Kolben
7 der Hilfspumpe 6 hin und her bewegt wird. Letztere fördert dabei Flüssigkeit aus
dem Vorratsbehälter 5 in das Leitungsnetz einschließlich Radbrems- und Hauptbremszylinder.
Die in den Leitungen und in den besagten Zylindern befindliche Luft wird durch die
Flüssigkeitssäule restlos verdrängt und gelangt schließlich durch Zurückdrücken
des nach hinten bei 23 nachgiebig gelagerten Hauptdruckkolbens 2 durch die normalerweise
verdeckte Seitenöffnung 2o in den Vorratsbehälter 5. Dort sammelt sich die Luft
über dem Flüssigkeitsspiegel, von wo sie dann durch eine verschließbare Entlüftungsöffnung
entweicht. Ist die Bremsanlage vollständig mit Flüssigkeit gefüllt und die nötige
Vorspannung erzielt, so wird die Entlüftungsöffnung im Vorratsbehälter 5 verschlossen,
so daß die Bremse betriebsfertig ist.
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Beim Bedienen eines der Hebel q. oder wird der mit diesen Teilen durch
die Kette 8 verbundene Kolben 7 im Pumpenzylinder 6 unter gleichzeitigem Zusammendrücken
der Feder 22 im Sinne einer Vergrößerung des Pumpenarbeitsraumes angetrieben. Die
Pumpe saugt bei dieser Kolbenbewegung Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 5 durch
die Leitung 5" Über das Ventil i i an. Wird der Hebel :l bzw. 9 freigegeben,
dann wird der
Kolben 7 unter dem Einfluß der zusammengedrückten
Feder 22 bewegt. Die vor dem Kolben 7 befindliche Flüssigkeit wird über das Ventil
12 in die Bremsdruckleitung 14 unter Verdrängung der darin befindlichen Flüssigkeitssäule
gedrückt. Etwaige Flüssigkeitsverluste werden dabei in der Bremslage ersetzt. Beim
Verdrängen der Flüssigkeitssäule in der Bremsleitung durch die nachgedrückte neue
Flüssigkeit wird eine dieser Menge entsprechende Flüssigkeitsmenge im Hauptdruckzylinder
i und in der Bremsleitung durch die im Hauptbremszylinder vorgesehene Seitenöffnung
2o, welche durch den zurückgelegten Bremskolben z zeitweise freigegeben ist, in
den Vorratsbehälter 5 gedrückt. Durch das Arbeiten der Pumpe 6, 7 wird stets von
neuem aus dein Vorratsbehälter 5, der zugleich als Luftabscheideraum dient, Flüssigkeit
in die Bremsdruckleitung 14 gedrückt. Der Vorgang findet dabei in einem geschlossenen
Kreis statt, wie dies auf der Zeichung durch Pfeile angedeutet ist. Die Flüssigkeit
wird nach und nach durch die ganze Bremsanlage hindurchgetrieben, wobei sich die
Luft im Behälter 5 absondert. Die beschriebene Einrichtung sorgt dafür, daß die
Bremsanlage durch absatzweises Umwälzen der Bremsflüssigkeit selbsttätig einwandfrei
entlüftet wird.
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Das Umwälzen der Flüssigkeit in der Bremsleitung kann dadurch beschleunigt
werden, daß der Zylinder 6 der Umwälzpumpe einen größeren Durchmesser erhält als
der Hauptdruckzylinder i oder wenn die Übersetzung für den Antrieb der Umwälzpumpe
vergrößert wird. Ebenso tragen die Füllkörper 30 in den Radbremszylindern
zum schnelleren Um-,v<ilzen der Bremsflüssigkeit bei, da (las Flüssigkeitsvolumen
um den Gesamtinhalt der Füllkörper verringert wird.
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In Abb. 2 ist eine andere Ausführung der Flüssigkeitsbremse gemäß
der Erfindung dargestellt, wobei itn Gegensatz zur Ausführung in Abb. i der Hattptdruckzylinder
35 und die zusiitzliche Utnwälzputnpe 36 getrennt voneinander angeordnet sind. Die
Radbretnszylinder 37, 38, 39, 4o sind durch je eine Stichleitung 41, 42, 43, 44
an eine am kahinen des Wagens verlegte Ringleitung 45 angeschlossen. Die - Radbrernszylinder
liegen hoher als die Ringleitung 45, so daß die Stichleitungen gegenüber der Ringleitung
45 Steigung haben. Die Umwälzpumpe 36 ist an der Spritzwand 46 befestigt; sie besteht
im wesentlichen aus denselben Teilen wie bei der Ausführung in Abb. i, nur sind
diese Teile im Gegensatz hierzu so angeordnet, daß die Achse der Pumpe senkrecht
ist. Der Zylinder der Utnwälzpumpe 36 ist umgeben von (lein Flüssigkeitsbehälter
47. Der Pumpenkolben 48 ist durch ein über die Rolle 50 geführtes Seil 5o` (gegebenenfalls
auch Kette oder Gestänge) mit dem Kupplungsfußhebel 51 und dem Bremsfußhebel
52 bewegungsschlüssig verbunden. Die Pumpe 36 kann also von beiden Bedienungshebeln
angetrieben werden.
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Die in Abb.2 dargestellte Bremsanlage arbeitet wie folgt: Durch Schwenken
des Kupplungsfußhebels 51 wird über das Ventil 53 Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter
47 angesaugt und durch das Ventil 54 in die Ringleitung 45 gedrückt. Die Flüssigkeit
gelangt von hier in die einzelnen Radbremszylinder 37 bis 4o und schließlich in
den Hauptbremszylinder 35. Hauptbremszylinder 35 und Vorratsbehälter 47 sind durch
die Leitung 45' miteinander verbunden, in die das Rückschlagventil55 eingebaut ist.
Die den Füllbedarf der Bremse übersteigende Flüssigkeitsmenge gelangt durch diesen
Leitungsstrang wieder zurück in den Vorratsbehälter. Der Flüssigkeitsverlauf beim
Arbeiten der Umwälzpumpe geschieht in Richtung der angedeuteten Pfeile. Da die Stichleitungen
41 bis 44 gegenüber der Ringleitung 45 Steigung haben, steigt die in den Radbremszylindern
37 bis 40 vorhandene Luft nach der Ringleitung 45 hoch, von wo sie durch die Umwälzpumpe
36 allmählich in den Flüssigkeitsbehälter 47 gefördert wird.
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Die Anordnung des Druckventils 54 und des Rücklaufventils 55 ist bei
dieser Ausführung nicht beliebig. Das Ventil 54 liegt mit der Ringleitung 45 in
einer Ebene, damit sich hinter dein Ventil -54 kein Luftsack bilden kann. Die bei
Stillstand der Umwälzpumpe vor diesem Ventil etwa in den Leitungsteil 45" hochsteigende
Luft beeinträchtigt die Bremswirkung nicht, da das Ventil 54 beim Bremsen fest verschlossen
ist.
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Aus dem gleichen Grunde ist das Rücklaufventil 55 nicht am Hauptbremszylinder
35, sondern an der höchstmöglichen Stelle des Rücklaufes, und zwar am Boden des
Vorratsbehälters 47 angebracht. Die durch die Pumpe 36 allmählich aus der Ringleitung
45 herausgespülte Luft sammelt sich in der senkrechten Rücklaufleitung 45', und
zwar unterhalb des Ventils 55. Wird das Ventil 55 aufgedrückt, gelangt die sich
vor dem Ventil 55 in dem Leitungsstrang 45' angesammelte Luft in den als Luftabscheideraum
dienenden Vorratsbehälter 47.
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Selbst auch dann, wenn sich noch Luft in dem senkrechten Rückleitungsteil
45' befinden sollte, ist diese für den Bremsvorgang nicht schädlich, denn der Druckkolben
58 verschließt gleich zu Beginn des Bre.inshubes die Seitenöffnung im Hauptbremszylinder
35.
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Durch vorstehend beschriebene Erfindung
wird nicht
nur die Entlüftung von hydraulischen Bremsen außerordentlich vereinfacht, so daß
sie von jedem Laien vorgenommen werden kann, sondern es wird selbsttätig für eine
dauernde Nachentlüftung gesorgt, indem der Fahrer auch beim Schalten, wo er den
Kupplungshebel 51 bedienen muß, die Flüssigkeit in eine Umlaufbewegung versetzt.
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Die Erfindung bringt es weiter mit sich, daß durch die Umwälzpumpe
für eine dauernde Aufrechterhaltung der Vorspannung im Bremsleitungsnetz gesorgt
wird, indem etwaige Druck- und Flüssigkeitsverluste durch die Umwälzpumpe ausgeglichen
werden.
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E@ liegt im Wesen der Erfindung, daß die vorgeschlagenen Ausführungsformen
in mannigfachster Weise abgeändert werden können. So kann beispielsweise bei der
Ausführung in Abb. i an Stelle des durch die Dichtungsmanschette i9 gesteuerten
Durchlasses 2o im Hauptbremszylinder auch ein Rücklaufventil verwendet werden, das
beim Überschreiten der Vorspannung im Bremsleitungsnetz öffnet und den Durchgang
zwischen dem Hauptdruckzylinder nach dem Vorratsbehälter freigibt. Ein solches Ventil
kommt in Ruhelage des Druckkolbens 2 vor der Dichtungsmanschette i9 zu liegen. -
Bei Anordnung eines solchen Ventils kann der nachgiebige Anschlag 23 für den Bremshebel
q. in Fortfall kommen. Die Erfindung läßt sich außer bei Kraftfahrzeugen auch bei
Flugzeugen, Schienenfahrzeugen üsw. anwenden.