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Durch einen Druckunterschied betätigte Hilfsbetätigungsvorrichtung,
insbesondere für hydraulische Bremseinrichtungen an Kraftfahrzeugen 1>ie l?rlindung
betrifft eine durch einen Druckuntcrschicd bet:itigte flilfsbetätigungsvorrichtung,
inslxesrnr(ler-c für hydraulische Bremseinrichtungen an Kr-:iftfalirzt°ugeri mit
einem Hauptzylinder, der in der nor nralerr Stellung über einen Hilfszylinder mit
den l@a@lzylintlern verbunden ist und von diesen narb Hm: ti,'ung der 1-lilfsbetätigungsvorrichtung
getrennt wird, die mit einer Energiequelle, z. B. dem Einlal.;s::ntnielrtthr einer
Hrennkraftmaschine, unter der Steuerträg eines mit dem Hauptzylinder der hydraulischen
IRremse arbeitsmäßig verbundenen Ventil: ycrl>unden \%-erden kann.
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l?r-fin(lungsgenr;iLt ist die Anordnung so getroffen, daß das da:
Arbeiten der HilfsbetätIgungsvorrichtung steuenrde Ventil und der zwischen dem Hauptzylinder
und den Radzylindern angeordnete Hilfszylinder auf derselben Seite der Hilfsbetätigungsvorrichtung
liegen. Der zur Betätigung des Steuerventils dienende Zylinder ist mit der mit dem
Hauptzylinder in Verbindung stehenden Öffnung mittels einer Bohrung verbunden, die
in einem den Endkopf der Hilfsbetätigungsvorrichtung bildenden Teil vorgesehen ist,
und die außerdem mit einem Raum in Verbindung steht, der hinter dem Kolben liegt,
welcher so angeordnet ist, daß er sich im Hilfszylinder hin und her bewegen kann.
Das Steuerventil, der :-\rbeitszylinder hierfür und die Bohrung, die den genannten
Zylinder einerseits mit dem Raum hinter dein Kolben des Hilfszylinders und andererseits
mit der mit dem Hauptzylinder verbundenen
Öffnung verbindet, sind
in einem einzigen, aus einem Gußstück bestehenden Teil vorgesehen.
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Auf diese Weise wird eine gedrungene Konstruktion mit einer Hilfsbetätigungsvorrichtung
erhalten, die nur eine geringe Länge, wenige Teile und ein geringeres Gewicht besitzt
und es er-" 'müglicht, die die einzelnen Bestandteile tragenden Konsole wegzulassen,
wobei ferner eine bessere Sicherheit gegen Undichtigkeiten vorhanden ist, weil die
Dichtungen für die verschiedenen Verbindungen zwischen den verschiedenen, in dem
einzigen Gußstück vereinigten Teilen überflüssig sind, und wobei sich das Ganze
ferner für die Herstellung durch Schalenguß eignet, der eine größere Produktion
mit einem geringen Herstellungspreis ermöglicht.
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Die verschiedenen Zwecke und Merkmale der Erfindung ergeben sich ausführlicher
aus der nachstehenden Beschreibung eines Doppelleitungssystems, bei welchem die
eine Leitung mit einer im Hauptzylinder vor -dem den Restdruck aufrechterhaltenden
Absperrventil vorgesehenen Öffnung und die andere mit der hinter diesem Absperrventil
vorgesehenen Auslaßöffnung des Hauptzylinders verbunden ist.
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Es versteht sich von selbst, daß die Erfindung auch bei einem Einzelleitungssystem
anwendbar ist, bei welchem das den Restdruck aufrechterhaltende Absperrventil im
Hilfszylinder enthalten ist.
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In den Zeichnungen zeigt Abb. i eine Ausführungsform der Erfindung
mit einer Doppelleitung, teilweise in schaubildlicher Darstellung und teilweise
im Schnitt, Abb. 2 das in Abb. i sichtbare Ventil in geschlossener Stellung, Abb.3
eine praktische Ausführungsform der in Abb. i gezeigten Vorrichtung, teilweise in
der Seitenansicht und teilweise im Schnitt, Abb. 4 das in Abb. 3 gezeigte Kugelventil
in geschlossener Stellung, Abb. 5 einen Schnitt in größerem Maßstab durch das Ventil
der Abb. 3 und Abb. 6 einen Schnitt in größerem Maßstab durch die Plattenventilanordnung
der Abb.5.
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Die in der Abb.i schematisch dargestellte Bremse besteht aus einem
üblichen Hauptzylinder io, durch welchen eine Flüssigkeit unter Druck gesetzt werden
kann, und aus mehreren üblichen Radzylindern 12, durch welche die Bremsbacken unter
dem Einfluß der Druckflüssigkeit gegen umlaufende Bremstrommeln angedrückt werden
können. Ein bei 18 angelenktes, durch den Führer zu betätigendes Bremspedal 16 besitzt
eine Stange 2o, die sich in das Innere des Hauptzylinders to erstreckt und mit einem
in der Zeichnung nicht dargestellten Kolben in Berührung kommt, wobei die Stange
und der Kolben so angeordnet sind, daß die im Hauptzylinder befindliche Flüssigkeit
dann unter Druck gesetzt wird, wenn der Führer auf das Bremspedal 16 tritt.
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Die in der Abb. i gezeigte Ausführungsform ist eine solche mit einer
Doppelleitung. In dieser Ausführungsform ist das Absperrventil 72 für den restlichen
Leitungsdruck in dem Hauptzylinder io angeordnet wie beim üblichen hydraulischen
Bremssystem. Eine Leitung roh führt vom Hauptzylinder to an der Rückseite des Restdruckventils
72 nach einem Zylinder fob, in dem sich ein Kolben i io hin und her bewegt, der
mit einer Dichtung i i i versehen ist. Der Druck der aus dem Hauptzylinder io nach
dem Zylinder io8 gedrückten Flüssigkeit betätigt den Kolben i io und die Ventilvorrichtung
112 in der üblichen Weise. Eine zweite Leitung 114 führt vom Hauptzylinder io auf
der Druckseite des Ventils 72 über eine Öffnung i 15 nach einem in einem Hilfszylinder
28 hinter dem Kolben 92 vorgesehenen Raum i 16. Eine Bohrung i 18 (s. Abb. 2, in
der das Ventil und die Bohrung verschlossen sind) bildet eine direkte hydraulische
Verbindung zwischen dem Zylinder io8 und dem Raum 116. Ein Einwegabsperrventil ist
in der Bohrung 118 vorgesehen und besteht aus einer Ventilkugel 120 und einer Feder
122, die das Ventil gegen seinen Sitz anzudrücken sucht. Hierdurch kann die Flüssigkeit
vom Zylinder io8 nach dem Raum 116, aber nicht umgekehrt vom Raum 116 nach dem Zylinder
io8 frei fließen, Es ist zu bemerken, daß das Steuerventil 112 und der Hilfszylinder
28 auf derselben Seite der Hilfsbetätigungsvorrichtung 30 liegen und einen einzigen
Teil ioo bilden, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel den Endkopf des Gehäuses
der Hilfsbetätigungsvorrichtung 30 bildet. Die Bohrung i 18 und der Raum
i 16 sind im Teil ioo vorgesehen, der vorzugsweise aus einem Gußstück besteht, das
sich für die Herstellung durch Schalenguß eignet.
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Das allgemein mit 112 bezeichnete Steuerventil besteht aus zwei in
nachgiebiger Weise miteinander verbundenen Ventilplatten 132 und 134, wobei die
Ventilplatte 132 den Lufteinlaß in den Raum 136 und die Ventilplatte 134 den Luftauslaß
aus diesem Raum steuert. Der Raum 136 ist durch eine Steuerleitung 138 mit dem Zylinder
30 verbunden, damit der im Raum 136 herrschende Druck auch hinter jedem der
in diesem Zylinder angeordneten Tandemkolben wirkt. Der Ventilraum 140 ist ständig
mit einer Vakuumquelle durch eine Leitung 142 verbunden, die zum Raum 144 des Zylinders
30 führt, der durch eine Leitung 146 mit der Vakuumquelle, wie z. B. dem
Einlaßsammelrohr 148, unmittelbar verbunden ist. Eine Bohrung i5o verbindet den
Ventilraum i4o mit dem Raum 152 des Zylinders 30, so daß der Druck des Einlaßsammelrohres
in diesem Raum 152 herrscht. Der Raum 154 des Steuerventils ist direkt fit der Außenluft
verbunden.
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Die Ventilplatten 132 und 134 sind miteinander so verbunden, daß sie
sich in axialer Richtung zusammen bewegen, jedoch können sie eine geringe gegenseitige
seitliche Bewegung ausführen, damit sie in geeigneter Weise gegenüber ihren Sitzen
eingestellt werden können, um Undichtigkeiten zu verhindern. Die Ventilplatten sind
durch ein biegsames Seil 156 verbunden, um die Bewegung ausführen zu können, die
nötig ist, damit sie sich gegenüber ihren Sitzen einstellen. Damit die Anordnung
eine genügende Festigkeit besitzt, ist das biegsame Seil 156 in zwei ineinander
teleskopisch verschiebbaren
Muffen 1.58 und 16o angeordnet, die
mit je einer der Ventilplatten verbunden sind und von denen jede etwas zusammengedrückt
ist, um ein Ende des Seils festzuhalten. Ein geringer radialer Spielraum ist zwischen
den beiden Muffen vorgesehen, um eine seitliche Durchbiegung des Seils zu ermöglichen.
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Wenn Druckflüssigkeit in den Zylindern io8 bewegt wird, so bewegt
sich der Kolben i io nach oben, wodurch das Joch 162 und die Membran 124 mitbewegt
werden. Durch diese Bewegung wird der Ventilsitz 164 mit der Ventilplatte 134 in
Berührung gebracht, so daß der Raum 136 von der Vakuumduelle getrennt wird. Eine
weitere Bewegung des Kolbens und der Membran nach oben wirkt durch die Verbindung
zwischen den beiden Ventilplatten und drückt auf die Ventilplatte 132, die von ihrem
Sitz abgehoben wird, so daß Luft unter dem atmosphärischen Druck in den Raum 136
eindringen kann. Die Luft fließt weiter durch die Leitung 138 und gelangt in den
Raum 166 hinter dem Kolben 168 im Zylinder 30. Sie strömt ebenfalls durch die Öffnungen
170 und die hohle Kolbenstange 172 und gelangt in den Raum 174 hinter dem
Kolben 176. Da die Räume 144 und 152, die sich vor den entsprechenden Kolben befinden,
mit der Vakuumquelle verbunden sind, drückt die in die Räume 166 und 174 eindringende
Luft die beiden Kolben gleichzeitig nach vorn, um einen Druck im Hauptzylinder 28
zu erzeugen. Durch die Anwendung der Tandemkolben 168 und 176 ist es möglich, einen
Druck zu erzeugen, der mit (lern Druck gleich ist, der mit einem einzigen doppelt
so großen Kolben als der eine oder der andere der Tandemkolben erhalten werden könnte.
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Wenn sich der Reaktionsdruck der Membran 124, d. h. der Druck der
Luft im Raum 136, gegen (las Vakuum im Raum i4o genügend eingestellt hat, so bewegt
sich die Alembran nach unten, so daß das Ventil in die Lrberdeckungsstellung zurückkehren
kann, in welcher beide Öffnungen für das Vakuum und die Außenluft geschlossen sind.
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Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Sobald der Kolben i io betätigt
wird, um das Steuerventil 112 in Tätigkeit zu setzen, wirkt dieses in der Weise,
claß es den Zylinder 3o betätigt und gleichzeitig eine Reaktion einleitet, die durch
die Membran 124 mittels des Kolbens i io gegen die hydraulische Flüssigkeit ausgeübt
wird. Diese Reaktion drückt die Flüssigkeit durch die Bohrung 118 unmittelbar in
den Raum i16 ein. Da die Betätigung des Zylinders 30 zur Folge hat. <laß der
Kolben in diesem Zylinder eine Kraft auf den Kolben 92 des Hilfszylinders 28 ausübt,
wodurch der Kolben 92 so bewegt wird, daß die die Bremsen anziehende Kraft und gleichzeitig
auch das Volumen des Raumes 116 zunehmen, welches der Verschiebung des Kolbens 92
während seines Verdichtungshubes folgt, so wird die durch das Steuerventil 112 geschaffene
Reaktion durch die Ausdehnung des Raumes 116 fast augenblicklich aufgenommen, oder,
mit anderen Worten, jeder überflüssige, durch diese Reaktion geschaffene Flüssigkeitsdurchfluß
wird sofort im Raum 116 aufgenommen werden. In einer Doppelleitungseinrichtung,
die die Bohrung 118 nicht besitzt, muß die durch die Reaktion des Steuerventils
aus dem Raume io8 herausgedrückte Flüssigkeit in den Hauptzylinder io und von hier
aus in den Raum 116 zurückfließen. In diesem Fall würde der Bedienende die Reaktion
am Bremspedal fühlen, bevor die Bewegung des Kolbens 92 Gelegenheit hat, diese Reaktion
auszugleichen, was zur Folge hätte, daß die zur Bewegung des Pedals nötige Kraft
in ihrer Stärke veränderlich sein würde. Da nun das Einweg-(s. Abb. 2, die die geschlossene
absperrventil 120 Stellung zeigt) den Durchfluß der Flüssigkeit vom Raum 116 nach
dem Ventilbetätigungszylinder io8 verhindert, so kann letzterer selbst dann, wenn
das Ventil 72 jederzeit einen restlichen Druck im Raum 116 aufrechterhält, auf demselben
Druck wie der Behälter des Hauptzylinders io gehalten werden. Der Unterschied zwischen
den Abb. i und 2 einerseits und den Abb. 3 bis einschließlich 6 andererseits liegt
darin, daß die Abb. i und 2 das schematisch zeigen, was in den Abb. 3 bis einschließlich
6 in praktischer Form gezeigt ist. Die entsprechenden Teile sind in beiden Fällen
mit gleichen Bezugsnummern bezeichnet.
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In Abb. 3 ist der Raum 116 hinter dem Kolben im Hilfszylinder 28 durch
die Bohrung 118 und eine Zweigbohrung i i9 mit dem das Steuerventil betätigenden
Zylinder io8 verbunden. Wie in der Vorrichtung nach den Abb. i und 2 ist ein Einwegabsperrventil
vorgesehen, das aus einem Ventilkugelteil 120 und einer Feder 122 besteht und den
direkten Durchfluß der Flüssigkeit vom Zylinder io8 in den Raum 116 ermöglicht,
aber den Durchfluß in der entgegengesetzten Richtung verhindert.
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Das Steuerventil selbst ist im wesentlichen mit dem in den Abb. i
und 2 gezeigten Steuerventil gleich. Abb.6 zeigt dieses Ventil in der geschlossenen
Stellung, und die Ausführung des Ventils ist aus dieser Figur besser ersichtlich.
Wie bereits oben beschrieben, sind die Ventilplatten 132 und 134 durch ein Seil
156 in nachgiebiger Weise miteinander verbunden; dieses Seil ist in den teleskopisch
ineinander verschiebbaren Muffen 158 und 16o eingeschlossen, wobei ein radialer
Spielraum zwischen diesen Muffen vorgesehen ist, um eine gegenseitige seitliche
Bewegung der Ventilplatten gegeneinander zu ermöglichen, damit sie sich gegenüber
ihren Sitzen einstellen können.
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In dem Steuerventil nach den Abb. 5 und 6 ist der Raum 154 unmittelbar
mit der Außenluft, der Raum 136 mit dem Zylinder 30 und der Raum 140 mit
der Vakuumquelle verbunden. Hieraus geht hervor, daß die Arbeitsweise dieses Steuerventils
der Arbeitsweise des in den Abb. i und 2 gezeigten und oben beschriebenen Steuerventils
entspricht.