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Hydraulische Bremse für Fahrzeuge aller Art Die Erfindung bezieht
sich auf eine hydraulische Bremse für Fahrzeuge aller Art mit Bremszylinder, ausgerüstet
mit einem Mehrstufenkolbensystem, wobei jeder Kolben durch eine eigene Antriebskurve
zentral vom Bremspedal angetrieben und teleskopartig verschoben wird.
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Es ist bekannt, bei hydraulischen Fahrzeugbremsen den Druck des zu
den Bremszylindern geleiteten flüssigen Mittels stufenweise dadurch zu steigern,
daß man durch Niedertreten des Bremspedals zwei in dem Bremszylinder teleskopartig
ineinandergeführte Kolben zuerst gemeinsam als sogenannte Füllstufe und nach Stillsetzen
des großen. Kolbens- den kleinen Kolben als Druckstufe weiterbewegt. D,ie Bewegung
der Kolben durch das Pedal geschieht dadurch, daß zwei auf der Pedalwelle sitzende
Zahnbögen mit Zahnritzeln kämmen, die mit Muttergewinde ein Gewinde der teleskopartig
ineinandergleitenden, aber undrehbanen, die Kolben tragenden Stangen greifen und
dadurch die Kolben verschieben: Diese Vorrichtung hat indessen verschiedene Nachteile.
Vor allem baut sie sich sehr lang, was bei dem geringen zur Verfügung stehenden
Raum bei Fahrzeugen, insbesondere bei Flugzeugen, höchst fühlbar ist. Die hohle
Kolbenstange des großen Kolbens und die in ihr gleitende massive Kolbenstange des
kleinen Kolbens treten nämlich ziemlich weit aus dem Bremszylinder heraus, weil
sie die Muttergewinde und die Zahnritzel nebeneinander tragest müssen. Außerdem
verlangen die beiden Zahnbögen einen erheblichen Raum in der Richtung winkelrecht
zur Pedalwelle. Die mit dem Zahnritzel verbundenen Muttern erfordern eine besondere
Lagerung. Muttern und Schrauben sind der Abnützung und dem Verschmutzen ausgesetzt.
Das Ganze ist teuer in der Herstellung, umständlich und schwer zu warten.
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Dazu kommt, daß bei der bekannten Bremse vom Niederdruckkolben sofort
auf
den Hochdruckkolben umgeschaltet wird, so daß der Bremse die
größere Feinfühligkeit fehlt. Auch das Übersetzungsverhältnis, Pedal zum Kolben,
ist ungünstig.
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Demgegenüber kennzeichnet sich der Gegenstand der Erfindung durch
in dem Bremszylinder drehbar angeordnete, in an den einzelnen Kolben sitzende Führungskurven
eingreifende Antriebskurven, die ihren Antrieb von dem Bremspedal erhalten. Diese
Antriebskurven und das Bremspedal werden von einem als Abschluß des Zylinders dienenden
Kurvenkopf getragen. Statt der bekannten zwei Kolben sind drei ineinanderliegende
Kolben angeordnet, die zunächst gemeinsam und dann nacheinander durch die Antriebskurven
verschoben werden. Hierdurch ist die Feinfühligkeit der Bremse wesentlich erhöht
worden.
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Dadurch, daß jeder Kolben bzw. jede Druckstufe ihren eigenen Kurvenantrieb
besitzt, wird mit steigendem Brems- bzw. Flüssigkeitsdruck in. Abhängigkeit von
dem vom Bremspedal zurückgelegten Weg das Mersetzungsverhältnis (Bremspedal zur
jeweiligen Antriebskurve und somit zum Kolben) geändert, und zwar derart, daß mit
steigendem Bremsdruck gleichfalls das Übersetzungsverhältnis größer wird, so daß
mit der normalen Fußkraft des Fahrers und bei normaler Länge bzw. Größe des Bremspedals
gegenüber bekannten Bremsen größer, Bremsdrücke bei kleinstem Bremspedalweg und
somit ein schnelles Bremsen erzielt werden. Ein an sich bekanntes Ventil sorgt dafür,
daß bei zu großem Druck. in der mittleren Kammer diese Kammer mit der zwischen Zylinder,
Mitteldruckkolben und Niederdruchholbengebildeten ersten Kammer zwecks Druckausgleichs
verbunden wird.
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Die Anordnung gemäß der Erfindung ergibt ferner eine sehr gedrängte,
einfache und daher leicht und billig herzustellende Bauart.
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Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
Fig. i einen Längsschnitt durch die Bremse bei ruhendem Pedal, Fig. 2 die rechte
Seitenansicht, Fig. 3 den Grundriß, Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Bremse bei
niedergetretenem Pedal mit teleskopartig ausgeschobenem Kolben, Fig. 5 und 6 die
dreifache Kurvenhülsenanordriung.
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Der Bremszylinder i hat links zwei Abstufungen 2, 3 und den Gewindeanschlußstuzen
4 für die Bremsleitung zu den Fahrzeugrädern. Unten hat der Zylinder Befestigungsfüße
5. In der Bohrung 6 des Zylinders bewegt sich das Mehrstufenkolbensystem, bestehend
aus dem großen Kolben 7, dein mittleren Kolben 8 und dem kleinen Kolben g. Sämtliche
drei Kolben 7, 8, 9 sind ineinandergeschoben und haben rechtsseitig Antriebskurven.
Gegen Verdrehung sind die drei Kolben durch Führungsnuten io, 11, 12 und Führungsbolzen
13, 14, 15 gesichert. Der mittlere Kolben 8 hat außerdem ein federbelastetes Kugelrückschlagventil
1c; und eine Winkelbohrung 17. Zwangsläufig in die Kurven der drei Kolben 7, 8,
9 greifen die Antriebskurven 18, 19, 20 ein, welche durch den den Zylinder abschließenden
Kurvenkopf 23" fest miteinander verbunden sind. Die Antriebskurve 18 ist als Mitnehmet
für das Pedal 21, 22 mittels Kerbverzahnung 23 ausgebildet. Rechtsseitig wird der
Zylinder durch einen Ring 24 abgeschlossen. Zur Verringerung der Reibung zwischen
den Antriebskurven 18, i9, 2o und dem Abschlußring 24 beim Bremsvorgang sind zwischen
Antriebskurve 18 und Abschlußring 24 Stahlkugeln 25 eingelegt. Eine Druckfeder 26
im kleinsten Kolben 9 drückt gemeinsam alle drei Kolben 7, 8, 9 mittels der Ansätze
27 gegen die Antriebskurven 18, 19,20.
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Die Arbeit#nveise der hydraulischen Bremse ist folgende: Nachdem die
Bremse durch den Gewindeanschlußstutzen 4 und die Rohrleitungen mit den Bremszylindern
an den Fahrzeugrädern verbunden worden ist, wird das ganze System entlüftet und
mit Bremsflüssigkeit gefüllt.
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N urmehr stehen die Arbeitskammern 2, 3, 6 des Zylinders i kraftschlüssig
mit den Bremszylindern der Fahrzeugräder in Verbindung. Soll das Fahrzeug abgebremst
werden, so wird das Pedal 21, 22 niedergetreten. Da die Antriebskurven 18, 19, 20
zwangsläufig mit dem Pedal 21, 22 verbunden sind, werden durch die Drehung des Pedals
gleichzeitig die Antriebskurven 18, i9, 2o in Drehung versetzt. Durch diese Drehung
verschieben sich die Antriebskurven i8, i9, 2o auf den Kurven der drei Kolben 7,
8, 9, und da die Kolben durch die Führungsbolzen 1-3, 1.1, 15 gegen Drehung gesichert
sind, werden sie geradlinig nach außen bewegt und verdrängen die in den Arbeitskammern
2, 3, 6 befindliche Flüssigkeit zu den Bremszylindern in den Fahrzeugrädern.
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Der Bremsvorgang ist nach der Erfindung in drei Stufen unterteilt.
Die Kurven der Antriebskurven und die Kurven der Kolben sind so bemessen, daß zunächst
alle drei Kolben 7, 8, 9 als Füllstufe zum Anlegen der Bremsbacken vorwärts bewegt
werden. Kurz vor dem Anlegen der Bremsbacken bleibt der große Kolben 7 infolge der
Gestaltung der Antriebskurve stehen, und nur die beiden inneren Kolben 8, 9 bewegen
sich weiter. Bei diesem Vorgang ist die Arbeitskammer 6
durch den
mittleren Kolben 8 abgeschlossen worden und bleibt daher drucklos. Dagegen arbeiten
die beiden Kolben 8, g als mittlere Druckstufe und bremsen bereits das Fahrzeug
ab. Nach einer weiteren Vorwärtsbewegung bleibt infolge der Ausdehnung der Kurven
des mittleren Druckkolbens 8 dieser Kolben stehen, so daß nur noch der kleine Druckkolben
g in Bewegung ist und das Fahrzeug endgültig abbremst. Durch die Weiterbewegung
des kleinen Kolbens g ist nunmehr auch die Arbeitskammer :2 des mittleren Kolbens
8 abgeschlossen worden. Um zu vermeiden, daß in der mittleren Arbeitskammer 2 ein
schädlicher Druck verbleibt, ist das federbelastete Kugelrückschlagventil 16 in
Verbindung mit einer Winkelbohrung 17 im Kolben 8 vorgesehen. Dieses Ventil öffnet
sich bei einem übermäßigen Druck, und der Druck kann sich nach der drucklosen Arbeitskammer
6 hin ausgleichen. Hierdurch wird erreicht, daß die Kurven des Kolbens 7, 8 fast
ohne Druck gegen die Antriebskurven 18., ig, 2o anliegen. Bei Bewegung des kleinen
Kolbens g stehen nur die Kurven des Kolbens g und- der Antriebskurve 2o unter Anpressungsdruck.
Die dadurch hervorgerufene Anpreßreibung wird durch die Stahlkugeln 25 wesentlich
verringert.
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Nach dem Abbremsen zieht eine Rückzugfeder das Pedal 21, 22 und somit
die Antriebskurven 18, ig, 2o in die Ruhestellung zurück, und die Kolbern 7, `8,
g werden durch die Druckfeder 26 in ihre Ruhestellung zurückgedrückt. Die Kurven
der drei Kolben 7, 8, g sowie die Antriebskurven 18, 19, 20 werden entsprechetnd
dem jeweiligen Bremssystem abgestimmt, so daß der bestmögliche Wirkungsgrad erzielt
wird.
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Mit der hydraulischen Bremse gemäß der Erfindung werden sehr hohe
Bremsdrücke erzielt, so däß die Bremse ohne Zusatzkräfte, wie Druck- oder Saugluft,
auch für Lastkraftwagen verwandt werden kann.