DE704693C

DE704693C - Vorrichtung zur Erzeugung eines Fluessigkeitsdruckes, insbesondere fuer Kraftfahrzeugbremsen

Info

Publication number: DE704693C
Application number: DEH150086D
Authority: DE
Original assignee: Hydraulic Brake Co
Current assignee: Hydraulic Brake Co
Priority date: 1935-12-28
Filing date: 1936-12-29
Publication date: 1941-04-04
Also published as: GB486615A; BE419178A; US2174615A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Flüssigkeitsdruckes, insbesondere für Kraftfahrzeugbremsen.

Es ist bereits bekannt, für derartige Vorrichtungen einen Kolben mit zwei Kolbenteilen zu verwenden, von denen der eine durch eine Feder belastet ist, und die im allgemeinen voneinander getrennt sind, um in der Ruhestellung die Verbindung zwischen einem mit

ίο der Vorrichtung verbundenen Behälter und dem Räume vor dem Kolben herzustellen.

Bei einer Art dieser bekannten Vorrichtungen sind zwei Federn für die Rückführung der beiden Kolbenteile in ihre Ruhestellungen vorgesehen. Die eine, schwächere Feder ist zwischen den beiden Kolbenteilen angeordnet.-Während an dem einen, in dem anderen verschieblichen Kolbenteil die zur Betätigung des zweiteiligen Kolbens dienende Kolbenstange angreift, ist der andere Kolbenteil durch die stärkere Feder belastet, die sich gegen einen Teil des Zylinders abstützt. Diese bekannten Vorrichtungen weisen zuerst den Mangel auf, daß die eine Feder auf jeden Fall schwächer sein muß als die andere, damit der durch die stärkere Feder belastete Kolben in seine Ruhestellung zurückzukehren vermag. Wenn außerdem die Bremse nur teilweise losgelassen worden ist, der durch die stärkere Feder belastete Kolben sich also noch nicht auf seinen für seine Rückzugsstellung vorgesehenen Anschlag legt, ist die Verbindung durch den zweiteiligen Kolben hindurch abgeschlossen, da die Kraft der stärkeren Feder nur von der Kolbenstange aufgenommen zu werden vermag, die schwächere Feder also nicht die Verbindung zwischen den beiden Kolbenteilen öffnen kann. Demgemäß kann der in der Bremslage entstandene Unterdruck nicht ausgeglichen werden, da er nicht ausreicht, um die Kraft der stärkeren Rückzugsfeder zu überwinden.

Bei einer anderen Art einer zweiteiligen Ausbildung des Kolbens wird der eine nicht federbelastete Kolbenteil in beiden Bewegungsrichtungen zwangsläufig vom Bremsfußhebel aus bewegt, während der andere Kolbenteil durch die Rückzugsfeder belastet und in der Ruhestellung gegen den vom Fahrer willkürlich bewegten Kolbenteil ge- 5" drückt wird. Beim Loslassen der Bremse wird der willkürlich vom Fahrer bewegte

Kolbenteil sofort zurückgezogen, während die Rückzugsfeder den anderen Kolbenteil infolge der auftretenden Reibung nur verhält^ nismäßig langsam zurückzuschieben ver Wenn nun kurz nach dem Loslassen Bremse von neuem angezogen wird, muß Ί Leerlauf überwunden werden, ehe der vom Fahrer willkürlich bewegte Kolbenteil wieder seine Schließstellung innerhalb des von der ίο Rückzugsfeder belasteten Kolbenteils einnimmt. Erst danach werden die Bremsleitungen unter Druck gesetzt und die Bremsen angezogen. Ein in den Bremsleitungen etwa vorhandener Unterdruck muß außerdem die Kraft der Rückzugsfeder überwinden, ehe er ausgeglichen wird, so daß sich unerwünscht hohe Werte für ihn ergeben.

Es sind auch bereits Vorrichtungen zur Erzeugung eines Flüssigkeitsdruckes für Kraftfahrzeugbremsen mit mehreren auf verschiedene Druckleitungsnetze wirkenden Kolben bekannt. Bei Anordnung von zwei Kolben dient beispielsweise die eine Bremsleitung zur Betätigung der Vorderradbremsen und die andere Bremsleitung zur Betätigung der Hinterradbremsen.

Erfindungsgemäß werden die beschriebenen Nachteile der bekannten zweiteiligen Kolben dadurch beseitigt, daß sich die eine vorgesehene Rückzugsfeder auf den vom Fahrer willkürlich bewegten Kolbenteil abstützt und der andere Kolbenteil frei verschieblich oder beweglich gegenüber dem willkürlich bewegten Kolbenteil angeordnet ist. Die eine Feder bewirkt also eine Rückführung beider Kolbenteile in ihre Ruhestellung. Falls ein Unterdruck in den Bremsleitungen entstehen sollte, bewegt sich sofort der frei verschiebliche, nicht durch eine Feder belastete Kolbenteil in seine Öffnungsstellung, so daß sogar schon ein sehr geringer Unterdruck in den Bremsleitungen sogleich aufgehoben wird. Diese günstige Arbeitsweise bleibt auch vollkommen erhalten, wenn die Bremse teilweise losgelassen wird. Ein Leerlauf bei Beginn einer weiteren Betätigung der Bremse, nachdem sie erst kurz vorher losgelassen worden ist, ist völlig vermieden.

Bei Anordnung von zwei Kolben zur unabhängigen Betätigung zweier voneinander getrennter Bremsleitungen ist der eine Kolben zweiteilig gemäß der Erfindung auszubilden, während der andere Kolben vom Fahrer betätigt wird und sowohl zur Erzeugung des Flüssigkeitsdruckes in der einen Bremsleitung als auch zur hydraulischen Betätigung des willkürlich bewegten Kolbenteiles des zweiteiligen Kolbens dient, der auf die zweite Bremsleitung wirkt.

Zweckmäßigerweise ist für die Rückzugsfeder ein besonderes Sitzglied vorgesehen, das auf einer Verlängerung des willkürlich bewegten Kolbenteiles ruht. Die beiden KoI-..;.benteile bilden miteinander eine Ventilvoräir.ichtung, indem der eine willkürlich bewegte jj^plbenteil den Ventilsitz und der frei bewegt ^f ehe Kolben teil den Ventilkörper darstellt. Es * '""empfiehlt sich, den frei beweglichen Kolbenteil mit einer ringförmigen Lippe zu versehen, die während des Druckhubes gegenüber einer ringförmigen Lippe des willkürlich bewegten Kolbenteiles liegt und so einen Sitz für eine Dichtungsmanschette bildet, die mit öffnungen zum Durchtritt der Flüssigkeit bei voneinander entfernten Kolbenteilen versehen ist. Die Dichtungsmanschette ist dann zweckmäßigerweise auf der Kolbenverlängerung zwischen dem Sitzgliede für die Rückzugsfeder und den ringförmigen Lippen der beiden Kolbenteile verschieblich angeordnet.

Falls zur unabhängigen Betätigung zweier voneinander getrennter Bremsleitungen zwei Kolben vorgesehen sind, von denen der eine gemäß der Erfindung zweiteilig ausgebildet ist, stützen sich in der Ruhestellung die beiden Kolbenteile des zweiteiligen Kolbens zweckmäßigerweise auf einem in der Zylinderwand befestigten Bolzen ab, der sich durch einen Schlitz des Kolbens hindurch erstreckt. Um bei einem Versagen desjenigen Brems- 9" systems, das durch den zweiteiligen Kolben unter Druck gesetzt wird, den zweiteiligen Kolben in seiner einen Stellung festzuhalten und auf diese Weise zu ermöglichen, daß noch das andere Bremssystem durch den vom Fahrer unmittelbar betätigten Kolben unter Druck gesetzt werden kann, ist erfindungsgemäß der zweiteilige Kolben mit einer Klammer versehen, die im Falle des Versagens der mit diesem Kolben zusammenarbeitenden Bremsleitung den Bolzen umfaßt und so den Kolben unbeweglich festhält. Auf bekannte Weise ist außerdem der unmittelbar vom Fahrer betätigte Kolben mit einem Stift versehen, der in dem Falle, wenn durch irgendeine Beschädigung das von diesem Kolben betätigte Bremssystem nicht mehr unter Druck gesetzt werden kann, mit einem Stift in Berührung kommt, der an dem willkürlich bewegten Kolbenteil des zweiteiligen Kolbens befestigt ist. Auf diese Weise ist noch in diesem Falle eine Unterdrucksetzung des Bremssystems möglich, auf das der zweiteilige Kolben einwirkt.

Weitere Verbesserungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind an Hand der beiliegenden Abbildungen beschrieben, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen

Fig. ι eine Druckmittelbremseinrichtung iao nach der Erfindung in schematischer Darstellung,

Fig. 2 einen lotrechten Schnitt durch eine doppeltwirkende, mit der genannten Bremseinrichtung verbundene Druckvorrichtung, um das Druckmittel unter Druck zu setzen, Fig. 3 einen der Kolben der Druckvorrichtung am Ende seines Druckhubes in einer Teilansicht und im Schnitt und

Fig. 4 einen Längsschnitt im wesentlichen nach der Linie 4-4 der Fig. 2. In den Zeichnungen bezeichnet 10 einen Behälter mit zwei Räumen 12 und 14 und einer Füllöffnung 16, die beispielsweise durch einen Stöpsel 18 verschlossen sein kann. Der genannte Stöpsel ist mit Öffnungen 20 versehen, um den Behälter mit der Außenluft zu verbinden.

Ein am Boden des Behälters angebrachter Zylinder 22 besitzt Öffnungen 24 und 26, die den Zylinder mit dem Raum 12 des Behälters verbinden, sowie eine mittlere, durch ein Zweiwegventil 30 gesteuerte Auslaßöffnung 28. Der Zylinder 22 besitzt ebenfalls eine Öffnung 32, die eine Verbindung zwischen dem Zylinder und dem Raum 14 des Behälters herstellt, sowie eine durch ein Zweiwegventil 36 gesteuerte Auslaßöffnung 34.

Eine mit dem Ventil 30 verbundene Druckmittelabführungsleitung 38 hat Abzweigungen 40 und 42, die mit den Radbremszylindem 44 verbunden sind. Eine mit dem Ventil 36 verbundene Druckmittelabführungsleitung 46 weist Abzweigungen 48 und 50 auf, die mit den Radbremszylindern 52 verbunden sind.

Ein im Zylinder 22 hin und her beweglicher Kolben 62 wird in an sich bekannter Weise durch eine Scheibe 64 gegen Verschiebung gesichert. Die Scheibe 64 sitzt auf einer im offenen Ende des Zylinders vorgesehenen ringförmigen Schulter und wird in ihrer Stellung durch einen Haltering 66 festgehalten, der in einer in der Zylinderwandung vorgesehenen Umfangsnut liegt. Der Kolbenmantel hat eine Umfangsnut, in der eine Dichtungsmanschette 68 angeordnet ist, um das Entweichen von Druckmittel aus dem Zylinder am Kolben vorbei zu verhindern. Der Kolbenkörper ist im Querschnitt eingeengt, um in Verbindung mit der Zylinderwand einen ringförmigen Raum 70 zu bilden, der durch die öffnung 24 mit dem Behälterraum 12 verbunden ist. Der Kolbenkopf weist einen konzentrischen, sich nach vorn erstrekkenden Stift 72 und mehrere getrennte Öffnungen 74 auf, die den ringförmigen Raum 70 und den vor dem Kolbenkopf liegenden Zylinderteil miteinander verbinden; durch eine nachgiebige Dichtungsmanschette 76, die auf dem Kolbenkopf sitzt und den Stift 72 umfaßt, werden die öffnungen 74, wie bekannt, gesteuert.

Ein im Zylinder vor der Auslaßöffnung 28 hin und her beweglicher Kolben 78 besitzt eine Umfangsnut, in der eine Dichtungsscheibe 80 angeordnet ist, die ein Entweichen von Druckmittel am Kolben vorbei verhindert. Der dem Kolben 62 gegenüberliegende Kopf des Kolbens 78 hat einen konzentrischen Stift 82 und eine auf dem Kolbenkopf sitzende und den Stift umfaßende Dichtungs- 7" manschette 84. Eine zwischen der Manschette 84 und der Manschette 76 des Kolbens 62 angeordnete Feder 86 dient dazu, die Manschetten gegen Verschiebung zu sichern und auch die Rückführung des Kolbens 62 in die Rückzugsstellung zu unterstützen.

Der Körper des Kolbens 78 ist im Querschnitt eingeengt, um in Verbindung mit der Wand des Zylinders 22 einen ringförmigen Raum 88 zu bilden, der durch die Öffnung 32 mit dem Behälterraum 14 verbunden ist. Dieser eingeengte Körperteil hat einen Schlitz 90. Ein in der Zylinderwand befestigter Stift 92 erstreckt sich durch diesen Schlitz hindurch, um die Bewegung des Kolbens zu begrenzen. Eine neben dem Schlitz am Kolben befestigte Klammer 94 dient zur Aufnahme des genannten Stiftes, wenn sich der Kolben am Ende seines Druckhubes befindet.

Der Kopf des Kolbens 78 ist zweiteilig ausgeführt und besteht aus einem Kopfteil 96 und einem gegenüber diesem beweglichen Mantel 98. Der Kopfteil besitzt eine ringförmige Schulter 100, gegen die sich der Mantel dann stützt, wenn der Kolben seinen Druckhub ausführt, ferner eine Nut 102, die eine Lippe 104 bildet, und mehrere Längsschlitze 106, die die Nut 102 mit dem ringförmigen Raum 88 verbinden. Der Mantel 98 hat eine ringförmige Lippe 108, die sich während des Druckhubes des Kolbens gegenüber der Lippe 104 des festen Kopf teils einstellen kann, um einen ununterbrochenen Sitz für eine Dichtungsmanschette 110 zu bilden. Letztere ist auf einer gleichachsigen Verlängerung 112 des Kolbens verschiebbar angeordnet und weist mehrere getrennte Öffnungen auf für den freien Durchgang des Druckmittels zwischen dem ringförmigen Raum 88 und dem vor dem Kolben liegenden Zylinderteil während des Rückzugshubes des Kolbens, und wenn sich der Kolben in seiner Rückzugsstellung befindet. Durch einen am freien Ende der Verlängerung 112 in geeigneter Weise befestigten Federsitz 114 wird die Manschette 110 gegen Verschiebung gesichert. Eine zwischen dem Federsitz 114 und dem Zweiwegventil 36 angeordnete Feder 116 sichert letzteres gegen Verschiebung und dient ferner dazu, den Kolben 78 in die Rückzugsstellung zurückzubringen.

Der Kolben 62 hat auf der Rückseite eine

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Aussparung ii8 zur Aufnahme eines Endes eines Schubstiftes 120, dessen anderes Ende in bekannter Weise mit einem Pedal 128 verbunden ist.

Die Arbeitsweise ist für gewöhnlich folgende. Wenn der Fahrer auf das Pedal 128 tritt, so wird die auf dieses ausgeübte Kraft auf den Kolben 62 übertragen, der dann seinen Druckhub ausführt. Während der anfänglichen Bewegung des Kolbens bei seinem Druckhub wird die Öffnung 26 durch die auf dem Kolbenkopf sitzende nachgiebige Dichtungsmanschette 76 geschlossen und auf das im Zylinder 22 vor dem Kolben befindliche '5 Druckmittel ein Druck ausgeübt, wodurch das Druckmittel aus dem Zylinder durch die Öffnung 28 und durch das Zweiwegventil 30 hindurch ausgetrieben lind durch die Druckmittelabführungsleitung 38 den Radbrems-²⁽> zylindern 44 zugeführt wird.

Gleichzeitig damit drückt das im Zylinder vor dem Kolben 62 unter Druck stehende Druckmittel auf den Kolben 78, der dann seinen Druckhub ausführt. Während der anfänglichen Bewegung des Kolbens 78 legt sich der Mantel 98 gegen die Schulter 100, und durch den Kolbenkopf werden die Kanäle 102 und 106 geschlossen. Bei der weiteren Bewegung des Kolbens während seines Druckhubes wird auf das im Zylinder vor dem Kolben 78 befindliche Druckmittel ein Druck ausgeübt, wodurch Druckmittel über das Zweiwegventil 36 und durch die Auslaßöffnung 34 aus dem Zylinder ausgetrieben und durch die Druckmittelabführungsleitung 46 den Radbremszylindern 52 zugeführt wird.

Wegen der Verschiebbarkeit des Kolbens 78 unter dem Einfluß von etwaigen in den getrennten Zylindern entstehenden Druckänderungen und etwaigen Unterschieden in der Einstellung der Vorder- und Hinterradbremsen bewegt sich der Kolben 78 während der normalen Betätigung der Bremsen in der Weise, daß die Drücke in den getrennten Ί3 Bremseinrichtungen ausgeglichen werden, damit die Vorder- und Hinterradbremsen mit gleicher Kraft und mit gleicher Wirkung angezogen werden' können.

Beim Loslassen des Pedals 128 kehrt dieses unter dem Einfluß einer Rückzugsfeder in die normale Stellung oder Rückzugsstellung zurück, wobei der Kolben 62 entlastet wird und unter dem Einfluß der noch durch die Rückkehr des Kolbens 78 unterstützten Feder S6 in die Rückzugsstellung zurückkehrt.

Bei der Rückkehr des Kolbens 62 wird im Zylinder 22 vor dem Kolben 62 ein Unterdruck erzeugt, wodurch Druckmittel aus dem Behälterraum 12 durch die öffnung 24 in den ringförmigen Raum 70 und von hier aus durch die im Kolbenkopf vorgesehenen Öffnungen 74 an der nachgiebigen Dichtungsmanschette 76 vorbei in den vor dem Kolben 62 liegenden Teil des Zylinders angesaugt wird. Während dieser Zeit kehrt Druckmittel unter dem Einfluß der Bremsbackenrückzugsfedern aus den Radbremszylindern 44 in den Zylinder zurück.

Bei der Rückkehr des Kolbens 78 in die Rückzugsstellung stößt der Mantel 98 gegen den Stift 92, und bei dem Rückzug des Kolbens 78 wird zwischen dem ringförmigen Raum 88 und dem vor dem Kolben 78 liegenden Teil des Zylinders 22 eine Verbindung hergestellt, so daß Druckmittel jetzt aus dem Behälterraum 14 in den Zylinder strömen kann. Währenddessen kehrt Druckmittel unter dem Einfluß der Rückzugsfedern 60 aus den Radbremszylindern 52 in den vor dem Kolben 78 liegenden Teil des Zylinders zu- ⁸< > rück, wobei ein etwaiger Überschuß an Druckmittel in den Behälter 14 fließt.

Wenn die Bremsen nicht normal arbeiten, beispielsweise wenn die Vorderradbremsen etwa wegen Undichtigkeit oder Bruch in der Druckmittelleitung 46 und ihren Abzweigungen oder in den mit diesen verbundenen Radbremszylindern 52 versagen, so führt der Kolben 62 bei einem Anziehen der Bremsen im wesentlichen die Hälfte seines Hubes aus, bevor er Druckmittel aus dem vor ihm liegenden Teil des Zylinders durch die öffnung 28, durch das Zweiwegventil 30 hindurch austreibt und durch die Leitungen 38 den Radbremszylindern 44 zuführt. Währenddessen wird der Kolben 78 durch den Druck des in dem vor dem Kolben 62 liegenden Zylinderteil befindlichen Druckmittels in eine solche Stellung gebracht, in der die Klammer 94 gegen den Stift 92 stößt und den Kolben 78 «oo gegen Bewegung sichert. Bei den nachfolgenden Schaltungen würde dann kein toter Gang am Bremspedal entstehen, weil der Kolben 78 unbeweglich bleiben würde und der zwischen den Kolben 62 und 78 liegende >«5 Teil des Zylinders 22 durch Druckmittel vollständig gefüllt wäre, das beim ersten Rückzugshub des Kolbens nach dem Bruch aus dem Behälter 12 in den Zylinder geströmt ist.

Sollte in einem anderen Fall die Druckmit- »10 telleitung 38 und bzw. oder deren Abzweigungen oder auch die mit diesen verbundenen Radbremszylinder 44 einen solchen Bruch erleiden, daß die Hinterradbremsen versagen, so würde der Kolben 62, nachdem er sich im wesentlichen bis zur Hälfte seines Hubes bewegt hat, mit dem Stift 72 auf den Stift 82 des Kolbens 78 stoßen, worauf eine weitere Bewegung des Kolbens 62 den Kolben 78 in Bewegung setzt, der dann seinen Druckhub no ausführt und die Hinterradbremsen in der oben beschriebenen Weise anziehen würde.

Claims

Patentansprüche:

ι. Vorrichtung zur Erzeugung eines Flüssigkeitsdruckes, insbesondere für Kraftfahrzeugbremsen, mit einem Kolben aus zwei Kolbenteilen, von denen der eine durch eine Feder belastet ist, und die im allgemeinen voneinander getrennt sind, um in der Ruhestellung die Verbindung zwischen einem mit der Vorrichtung verbundenen Behälter und dem Räume vor dem Kolben herzustellen, bzw. mit mehreren auf verschiedene Druckleitungsnetze wirkenden Kolben, dadurch gekennzeichnet; daß sich die Feder (116) auf dem einen vom Fahrer willkürlich bewegten Kolbenteil (96) abstützt und der andere Kolbenteil (98) frei gegenüber dem willkürlich · bewegten Kolbenteil angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (116) sich auf einem Sitzgliede (114) abstützt, das auf einer Verlängerung (112) des willkürlich bewegten Kolbenteiles (96) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmanschette (110) auf der Kolbenverlängerung (112) zwischen dem Sitzgliede (114) für die Feder (116) und ringförmigen Lippen (104, 108) der beiden Kolbenteile (96, 98) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die beiden Kolbenteile (96, 98) des zweiteiligen Kolbens in der Ruhestellung auf einem in der Zylinderwand befestigten Bolzen (92) abstützen, der sich durch einen Schlitz (90) des Kolbens hindurch erstreckt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiteilige Kolben mit einer Klammer (94) versehen ist, die im Falle des Versagens der mit diesem Kolben zusammenarbeitenden Bremsleitung (46) den Bolzen (92) umfaßt und so den Kolben unbeweglich festhält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen