DE973871C - Hydraulische Betaetigungsanlage, insbesondere fuer Kraftfahrzeugbremsen - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGrEGEBEN AM 7. JULI 1960

B 9934II /63 c

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Betätigungsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeugbremsen, mit' einer durch einen Druckunterschied betätigten Hilfskraftvorrichtung und mit einem vom Bedienenden betätigten Hauptzylinder, der auf ein Ventil einwirken kann, welches die Hilfskraftvorrichtung steuert. Die Hilfskraftvorrichtung verschiebt den Kolben eines Arbeitszylinders, der mit den durch den Druck der Druckflüssigkeit

ίο beeinflußten Zylindern (Radbremszylindern) durch Leitungen verbunden ist. In dieser Anlage ist das von dem Kolben des Hauptzylinders unter Druck zu setzende System in hydraulischer Hinsicht von dem mit den Radbremszylindern zusammenhängenden System getrennt, das durch den Kolben des Arbeitszylinders unter Druck gesetzt wird. Hierbei wird durch den Hauptzylinderkolben ein in einem Folgezylinder angeordneter Folgekolben hydraulisch verschoben, der in mechanischer Antriebsverbindung mit dem Kolben des Arbeitszylinders steht.

Bei derartigen Bremsanziehvorrichtungen können die Hilfskraftvorrichtung, der hydraulische Arbeitszylinder und das Steuerventil oder der Steuerschieber der Hilfskraftvorrichtung an einer beliebigen passenden Stelle des zu bremsenden Fahrzeuges angeordnet sein, da zwischen diesen und den übrigen Teilen der Einrichtung lediglich Druckmittelverbindungen erforderlich sind. Die den Gegenstand der Erfindung bildende Betätigungsanlage für Bremsen besitzt die Eigenschaft sowohl einer mit stärkerem Niedertreten des Pedals ständig zunehmenden Kraft als auch einer Rückwirkung auf das Pedal. Mit anderen Worten:

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Erstens muß das Pedal oder ein entsprechendes Element, das den von dem Bedienenden bzw. dem Führer eines Fahrzeuges betätigten Hauptzylinder steuert, allmählich weiterbewegt werden, um die zur Wirkung gebrachte Bremskraft zu erhöhen, und zweitens wirkt ein Druck, der dem durch den Arbeitszylinder entwickelten Druck entspricht, auf das Bremspedal zurück. Hierdurch ist der Bedienende bzw. der Führer in der Lage, die Größe der ίο aufgebrachten Bremskraft gefühlsmäßig zu erkennen.

Bei Bremsanziehvorrichtungen der beschriebenen Art war es bisher nötig, einen vom Führer betätigten Hauptzylinder mit einer genügenden Flüssigkeitsverschiebung zu verwenden, um die Bremse auch beim Versagen der Hilfskraft völlig anziehen zu können. Mit anderen Worten, der vom Führer betätigte Hauptzylinder müßte ungefähr so groß sein wie der Arbeitszylinder, der mit den Radbremszylindern der einzelnen Bremsen unmittelbar verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Betätigungsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeugbremsen zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Vorrichtungen beseitigt. Hierbei soll ein von dem Führer zu betätigender Hauptzylinder vorgesehen werden, der eine geringe Flüssigkeitsvolumenleistung erfordert und wesentlich kleiner ist als die bisherigen derartigen Hauptzylinder. Der Hauptzylinder soll dabei auf einen Arbeitszylinder einwirken können, der selbst unmittelbar mit den Radbremszylindern in Verbindung steht und eine verhältnismäßig große Flüssigkeitsvolumenleistung ermöglicht, wobei der Arbeitszylinder durch eine Hilfskraftvorrichtung und von dem Führer betätigte Mittel, die zusammenwirken, in Tätigkeit gesetzt werden¹ kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Fläche des Folgekolbens kleiner als die Fläche des Kolbens des Arbeitszylinders ist.

Hierdurch wird die Anlage in zwei hydraulische Einrichtungen mit verschiedenen Volutnenverscihiebungen getrennt. Die hydraulische Einrichtung mit der großen Verschiebung umfaßt den durch Hilfskraft betätigten Arbeitszylinder und den bzw. die Radbremszylinder. Die hydraulische Einrichtung mit der geringen Verschiebung umfaßt den vom P"ührer betätigten Hauptzylinder, den Steuerzylinder, der das die Hilfskraftvorrichtung steuernde Ventil betätigt, und einen Folgezylinder, dessen Volumen dann zunimmt, wenn sich der Kolben des durch Hilfskraft betätigten Arbeitszylinders bewegt', und durch welchen ein vom Führer ausgeübter Druck dem durch die Hilfskraftvorrichtung erzeugten Druck hinzugefügt wird, der auf den Kolben des Arbeitszylinders wirkt. Auf diese Weise ist es möglich, für einen vom Führer betätigten Hauptzylinder von gegebener Größe eine Flüssigkeitsvolumenleistung zu erhalten, die, von dem durch Hilfskraft betätigten Arbeitszylinder erzeugt, größer ist als diejenige, die bisher möglich war.

Die Erfindung ermöglicht es, einen Hauptzylinder von. verhältnismäßig geringer Größe zu verwenden, der sich in dem zu bremsenden Fahrzeug leicht und auf einfache Weise anbringen läßt und mit dem Bremspedal oder Bremsbetätigungsmittel auf einfache Weise verbunden ist. Die geringe Flüssigkeitsvolumenleistung des Hauptzylinders erfordert nur einen kleinen Hub des Bremspedals od. dgl. Außerdem ißt es auf diese Weise möglich, die anfänglichen Druckverluste zu verringern, die bei einer hydraulischen Einrichtung der in Frage kommenden Art auf Reibung oder sonstige Ur-Sachen zurückzuführen sind. Bei einem Hauptzylinder bilden nämlich die Reibung der Dichtungsmanschette und die Last der Rückzugsfeder einen beträchtlichen Widerstand, der bei der Betätigung des Hauptzylinders zu überwinden ist.

Damit die den Gegenstand der Erfindung bildende, vom Führer zusammen mit der Hilfskraftvorrichtung betätigte hydraulische Einrichtung durch den Führer mit der größten Wirksamkeit bedient werden kann, ist es wünschenswert, daß der anfängliche, vom Führer auszuübende, zum Anlegen der Bremsbacken nötige Druck verhältnismäßig gering ist. Andererseits ist es auch wünschenswert, daß ein verhältnismäßig hoher spezifischer Druck in der Flüssigkeit des Hauptzylinders für die Betätigung des Ventils zur Verfügung steht, welches die Hilfskraftvorrichtung in Tätigkeit setzt oder steuert. Wenn ein vom Führer betätigter Hauptzylinder mit einer großen Flüssigkeitsvolumenleistung verwendet wird, muß das Verhältnis zwischen dem Drude im Hauptzylinder und der vom Führer auf das Bremspedal ausgeübten Kraft notwendigerweise verhältnismäßig gering sein, während im Falle einer geringen Flüssigkeitsvolumenleistung des Hauptzylinders das Verhältnis zwischen dem im Hauptzylinder herrschenden Druck und der vom Führer auf das Bremspedal ausgeübten Kraft verhältnismäßig groß sein kann. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der zur Verfügung stehende Gesamtpedalhub beschränkt ist, und das Verhältnis zwischen der Kraft am Hauptzylinderkolben und der vom Führer ausgeübten Kraft am Bremspedal muß so gewählt werden, daß es einen vollständigen Hub des Hauptzylinderkolbens ermöglicht, bevor das Bremspedal seinen vollen Weg zurückgelegt hat.

Endlich bietet' die vom Führer zusammen mit der Hilfskraft betätigte hydraulische Vorrichtung den Vorteil, daß man für verschiedene Fahrzeuge Hauptzylinder von gleicher Größe verwenden und die Gesamtbremsleistung dadurch verändern kann, daß man die Größe des hydraulischen Arbeitszylinders und der Hilfskraftvorrichtung ändert.

Die HilfskraftVorrichtung kann von einer beliebigen gewünschten Bauart sein und kann, entsprechend dem höchsten hydraulischen Druck bzw. der größten Flüssigkeitsverschiebung, die zur Betätigung der Bremsen erforderlich ist, eine verschiedene Größe erhalten. Dabei ist der Ausdruck Hilfskraftvorrichtung so· zu verstehen, daß er sämtliche Vorrichtungen umfaßt, die eine durch

Druckunterschied verschiebbare Wand enthalten, die sowohl als Membran oder als Kolben ausgebildet sein kann. Außerdem ist der Ausdruck durch Druckunterschied betätigte Hilfskraftvorrichtung so zu verstehen, daß er sowohl die Vorrichtungen umfaßt, bei welchen Druckluft' gegen Luft unter atmosphärischem Druck wirkt, als auch die Vorrichtungen, bei welchen Luft unter atmosphärischem Druck gegen einen Unterdruck oder ein ίο Vakuum wirkt, wobei alle Abänderungen eingeschlossen sind, bei denen Luft als Druckübertragungsmittel dient. Der im nachfolgenden verwendete Ausdruck Kolben bezeichnet eine beliebige, durch Druckunterschied verschiebbare Wand, und zwar entweder eine starre oder eine nachgiebige membranartige Wand.

Die angeführten sowie weitere Vorteile und zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind an Hand der Zeichnung beschrieben, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt ist. Es zeigt

Fig. ι eine hydraulische, vom Führer zusammen mit einer Hilfsvorrichtung betätigte Einrichtung nach der Erfindung teils in schematischer Darstellung und teils im Schnitt,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. i.

Fig. ι zeigt einen kleinen Hauptzylinder 12 mit einer geringen Flüssigkeitsvolumenleistung, in welchem sich ein Kolben 14 hin- und herbewegen kann, der durch eine Stange 16 mit einem vom Führer zu betätigenden Teil, z. B. einem Bremspedal 18, verbunden ist, das an einem feststehenden Teil des Fahrzeuges bei 20 und an der Stange 16 bei 22 angelenkt ist. Der Kolben 14 ist mit den üblichen Dichtungsmanschetten 24 und 25 versehen, um ein. Entweichen der Flüssigkeit aus dem Hauptzylinder 12 zu verhindern, und die Hauptzylinderbohrung ist durch die übliche Ausgleichsöffnung 26 und die Zuführungsöffnung 27 mit dem Flüssigkeitsbehälter 28 verbunden. Die Bohrung des Hauptzylinders 12 ist durch eine Leitung 30 mit einem Folgezylinder 32 mit geringer Flüssigkeitsvolumenleistung verbunden, während eine Zweigleitung 34 die Leitung 30 mit einem hydraulischen Steuerzylinder 36 (Fig. 2) verbindet, der ein die Hilfskraftvorrichtung steuerndes Ventil betätigt. Der Folgezylinder 32 besteht aus einem Rohr 38 und einem Kolben 40 von kleinem Durchmesser, der sich in einer vom Rohr 38 ausgehenden Muffe 43 bin- und herbewegen kann.

Der hydraulische Hauptzylinder 12 und die Zylinder 32 und 36 zusammen mit den sie miteinander verbindenden Leitungen bilden eine einzelne hydraulische Einrichtung. Diese hydraulische Einrichtung hat eine verhältnismäßig geringe Flüssigkeitsvolumenverschiebung, d. h., es wird während eines Hubes des Kolbens 14 des Hauptzylinders eine verhältnismäßig geringe Flüssigkeitsmenge bewegt. Flüssigkeitsverluste in der Einrichtung werden ausgeglichen, und das Entstehen eines Unterdruckes in der Vorrichtung während des Kolbenrückhubes wird durch die öffnungen verhindert, welche den Hauptzylinder 12 mit dem Behälter 28 verbinden.

Der Flüssigkeitsdruck in dem Steuerzylinder 36 betätigt ein allgemein mit 41 bezeichnetes Ventil, das seinerseits eine Hilfskraftvorrichtung steuert. In dem vorliegenden Fall besteht die Hilfskraftvorrichtung aus einer durch einen Luftdruckunterschied¹ betätigten Hilfskraftvorrichtung 42.

Die Hilfskraftvorricht'ung 42 kann, wie gezeigt, mit zwei hintereinander angeordneten Kolben oder beweglichen Wandteilen 44 und 46 versehen sein, die für den Durchmesser der Hilfskraftvorrichtung eine größere Leistung ergeben. Die Kolben 44 und 46 sind durch eine Hohlstange 48 miteinander verbunden, die auch zur Verbindung der Räume 50 und 52 dient. Eine feste Wand 54 teilt die Hilfskraftvorrichtung in zwei Teile, von denen jede in Wirklichkeit eine Hilfskraftvoirrichtung bildet. Der Raum 52 und der mit diesem durch die Hohlstange 48 verbundene Raum 50 sind durch eine Leitung 56 mit einer im Ventil 41 vorgesehenen Öffnung 58 verbunden. Der Raum 60 der Hilfskraftvorrichtung ist durch eine Leitung 62 und gegebenenfalls durch ein Absperrventil 63 mit' einer geeigneten Unterdruckquelle, z. B. dem üblichen Saugsammelrohr 64, verbunden. Der Raum 66 der Hilfskraftvorrichtung ist durch einen Kanal 68 und eine Leitung 70 mit der Leitung 62 verbunden, die zum Saugsammelrohr führt.

Der Druck in den Räumen 50 und 52 der Hilfskraftvorrichtung wird durch das Arbeiten des Ventils 41 bestimmt. Ein kleiner, im Steuerzylinder 36 hin- und herbeweglicher Kolben 72 ist durch einen mit Öffnungen 76 versehenen Käfig 74 mit einer Membran 78 verbunden. Ein mit der Membran 78 verbundener ringförmiger Teil 79 bildet einen Sitz für ein Tellerventil 80, und ein zweites Tellerventil 82,-das durch eine Stange 84 mit dem erstgenannten Ventil 80 verbunden ist, hat seinen Sitz bei 86 auf einer Verlängerung des Ventilgehäuses. Wenn die Ventilteile die gezeigte Stellung einnehmen, steht die mit dem Saugsammelrohr verbundene Leitung 70 mit der Leitung 56 in Verbindung, die selbst mit den Räumen 50 und 52 des Hilfskraftzylinders verbunden ist. Da die Räume 60 und 66 des Hilfskraftzylinders ständig mit dem Saugsammelrohr verbunden sind, schweben die Kolben 44, 46 des Hilfkraftzylinders für gewöhnlich im Vakuum und werden in der gezeigten Stellung durch die Ruckzugsfeder 88 gehalten, bis das Ventil 41 betätigt wird, um den Druck in den Räumen 50 und 52 des Hilfskraftzylinders zu ändern. Eine zwischen dem Gehäuse und der Membran 76 zusammengedrückte Feder 81 sucht das Ventil 41 in der gelösten Stellung zu halten. Außerdem kann eine kleine Feder 83 vorgesehen sein, um die Tellerventile in der richtigen Stellung zu halten.

Die hydraulische Vorrichtung mit großer Flüssigkeitsvolumenleistung, die den bzw. die Radbremszylinder betätigt, besteht aus einem großen Arbeitszylinder 90 mit. großer Verschiebung, der durch Leitungen 91 und 93 mit den Radbremszylindem verbunden ist, welche die Bremsen anziehen.

Die Flüssigkeitsvolumenleistung des Arbeitszylinders 90 ist wesentlich größer als die des Hauptzylinders 12. Der Volumenunterschied kann von einem Unterschied in den Durchmessern der Zylinderbohrungen oder von einem Unterschied in den Hublängen herrühren. In der besonderen in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung rührt der Verschiebungsunterschied zwischen den Zylindern 90 und 12 daher, daß der Arbeitszylinder 90 eine größere Länge hat und daß sein Hub infolgedessen größer ist. Lediglich beispielsweise sollen die Abmessungen einer praktischen Ausführungsform der Erfindung angegeben werden. Der dargestellte Hauptzylinder 12 hat eine Bohrung mit einem Durchmesser von ungefähr 32 mm und einen Hub von ungefähr 38 mm. Andererseits hat der dargestellte Arbeitszylinder 90 eine Bohrung mit einem Durchmesser von ungefähr 28,5 mm und einen Hub von ungefähr 200 mm. Bei einer Einrichtung der in Frage kommenden Art war es bisher nicht möglich, Zylinder zu verwenden, deren Abmessungen so voneinander verschieden sind, wie es gemäß der Erfindung der Fall ist.

Im Arbeitszylinder 90 ist ein Arbeitskolben 92 hin- und herbeweglich angeordnet, der für gewöhnlich durch eine Rückzugsfeder 94 in der gelösten Stellung gehalten wird. Das vordere Ende der Bohrung des Arbeitszylinders 90 ist vorzugsweise mit einem Absperrventil 96 versehen, das selbst dann, wenn die Bremsen gelöst sind, einen geringen restlichen Druck in den Radbremszylindern aufrechterhält. Ein Ausgleich für die Flüssigkeit'sverluste in der hydraulischen Einrichtung mit einer großen Flüssigkeitsvolumenleistung erfolgt durch einen im Arbeitskolben 92 vorgesehenen Kanal 98 und eine Ausgleich- oder Ersatzöffnung 100, die den Arbeitszylinder von großer Flüssigkeitsvolumenleistung mit einem Flüssigkeitsbehälter 102 verbindet, welcher unmittelbar über dem Arbeitszylinder angeordnet ist.

Eine durch einen Druckteil 110 und eine Querstange 106 mit der Hohlstange 48 und den Hilfskraftkolben verbundene Schubstange 104 ist so angeordnet, daß sie die Kraft der Hilfskraftkolben auf den Arbeitskolben 92 überträgt und diesen im hinteren Teil des Arbeitszylinders 90 nach vorn bewegt, wobei ein Ventil 108 auf dem vorderen Ende der Stange angebracht ist, um den Ausgleichskanal 98 zu schließen, wenn der Arbeitskolben 92 seinen Druckhub beginnt.

Das Rohr 3S erstreckt sich ziemlich weit in den Hilfskraftzylinder innerhalb der Hohlstange 48 hinein, und der Kolben 40 mit einem kleinen Durchmesser ist genügend lang, um mit einem Druckteil 110 in Berührung zu kommen, der durch die Ouerstange 106 mit der Stange 48 verbunden ist. Auf diese Weise wird der Druck des Kolbens 40 durch den Druckteil 110 auf die Stange 104 und den Kolben 92 übertragen, wobei der Druck der im Raum 32 enthaltenen hydraulischen Flüssigkeit mit dem Hilfskraftzylinder zusammenwirkt, um einen Druck auf den Arbeitskolben 92 auszuüben. Obgleich der Arbeitskolben 92 durch einen entweder vom Führer oder vom Hilfskraftzylinder oder von beiden zusammen ausgeübten Druck bewegt werden kann, bezieht S¹ICh der in der Beschreibung angewandte Ausdruck durch die HiIfskraftvorrichtung betätigter Arbeitszylinder auf den Arbeitszylinder 90 mit der großen Verschiebung.

Die Arbeitsweise der gesamten Vorrichtung zur Erzeugung und Übertragung eines Druckes ist folgende: Durch Treten auf das Pedal (mit dem Wort Pedal ist jeder Teil gemeint, der vom Führer betätigt werden kann) wird vom Führer ein Druck .im Hauptzylinder 12 erzeugt. Dieser Druck wird auf den Raum 32, wo er auf den Kolben 40 in der Weise wirkt, daß er ebenfalls im Arbeitszylinder 90 einen Druck erzeugt, sowie auf den Steuerzylinder 36 übertragen, wo er auf den Kolben 72 wirkt und diesen Kolben zusammen mit der Membran und dem Ventilsitz 79 entgegen der Wirkung der Feder

81 nach vorn bewegt. Das Tellerventil 80 wird gegen seinen Sitz 79 angedrückt und unterbricht die Verbindung zwischen der Leitung 56 und dem Vakuumrohr 70. Eine weitere Bewegung des KoI-bens 72 und der Membran 78 hebt das Tellerventil

82 von seinem Sitz ab und läßt Luft unter dem atmosphärischen Druck durch die öffnung 85 in den Raum zwischen den beiden Tellerventilen und von hier aus in das Rohr 56 eintreten. Die durch das Rohr 56 in die Räume 50 und 52 eintretende Luft erzeugt einen Druckunterschied, der auf die beiden Kolben des Hilfskraftzylinders wirkt und sie und damit den Kolben 92 in einer solchen Richtung bewegt, daß ein Druck entsteht. Auf diese Weise ist der Arbeitskolben 92 den vereinigten Drücken des Hilfskraftzylinders und der im Folgezylinder 32 enthaltenen Flüssigkeit unterworfen. Bei seiner weiteren Bewegung drückt der Arbeitskolben 92 Flüssigkeit unter Druck in die Rad- bremszylinder, um die Bremsen anzuziehen.

Das Ventil 41 ist ein Rückwirkung«ventil in dem Sinne, daß es so angeordnet ist, daß es seiner weiteren Bewegung mit einem Druck entgegenwirkt, der dem durch den Hauptzylinder erzeugten Druck entspricht. Nachdem das Tellerventil 80 gegen seinen Sitz angedrückt worden ist, wird die Membran 78 ein druckgesteuerter Teil, der durch voneinander verschiedene Drücke beeinflußt wird, von denen der eine der im Rohr 70 vorhandene Unterdruck und der andere der im Rohr 56 vorhandene Druck ist, der im wesentlichen dem auf die Kolben des Hilfskraftzylinders wirkenden Druck entspricht. Auf diese Weise wirkt auf die Membran 78 ein Druck, der dem durch den Arbeitszylinder erzeugten Druck entspricht, und bewegt sie gegen den Steuerkolben 72, wodurch auf die im Hauptzylinder 12 enthaltene Flüssigkeit ein Rückwirkungsdruck ausgeübt wird, der gegen das Pedal wirkt und den Führer die Höhe der Bremsanziehungskraft gefühlsmäßig erkennen läßt.

Wenn sich die Kolben des Hilfskraftzylinders in dem Kraft erzeugenden Hub bewegen, wirkt der im Folgezylinder 32 herrschende Druck in der Weise, daß der Kolben 40 dem Hilfskraftkolben folgt, wodurch das Volumen des Folgezylinders 32 allmäh-

Hch größer wird, so daß Flüssigkeit, die vom Hauptzylinder 12 oder vom Zylinder 36 kommt, in den Raum 32 eintreten kann. Dieses sucht den Druck im Zylinder 36 zu verringern, so daß das Ventil 41 in die gelöste Stellung zurückkehren kann, es sei denn, daß der Führer weiter auf das Pedal 18 tritt. Ein Ventil 112, das ein rasches Anziehen ermöglicht, besteht aus einem Ventilteller 114, der das Einlassen von Luft durch eine Öffnung 116 und einen Kanal 118 in den Raum 50 steuert, und aus einer Membran 120, die durch eine Stange 122 mit dem Tellerventil 114 verbunden und auf der Stangenseite dem im Rohr 56 herrschenden Druck und auf der entgegengesetzten Seite dem im Raum 50 herrschenden Druck ausgesetzt ist. Da das Rohr 56 die vom Ventil 41 ausgehende Steuerleitung ist, wird ein Bestreben der Druckänderung im Raum 50, erheblich hinter der Druckänderung im Steuerventil 41 zurückzubleiben, in der Weise wirken, daß die Membran 120 das Tellerventil 114 von seinem Sitz abhebt und Luft plötzlich in den Raum 50 eindringen läßt, um auf diese Weise die Wirkung des Hilfskraftzylinders zu beschleunigen.

Die Flüssigkeitsvolumenleistung des vom Führer betätigten Hauptzylinders 12 muß mit der Summe der Flüssigkeitsvolumenleistungen des Folgezylinders 32 und des Steuerzylinders 36 gleich sein. Aus diesem Grund erhalten die beiden Kolben 40 und 72 einen kleinen Durchmesser. In der dargestellten Ausführungsform beträgt der Durchmesser des Kolbens 40 ungefähr 12,7 mm (volle Größe), und der Durchmesser des Kolbens J2 beträgt ebenfalls ungefähr 12,7 mm. Der durch Hilfskraft betätigte Arbeitszylinder 90 muß eine Flüssigkeitsvolumenleistung aufweisen, die geeignet ist, sich den Verschiebungen des Radbremszylinders bzw. der Radbremszylinder anzupassen.

Wegen der geringen Verschiebung der durch den Führer betätigten hydraulischen Einrichtung bildet diese Vorrichtung eine Hochdruckeinrichtung. Dies bedeutet, wenn man annimmt, daß eine gegebene Verschiebung bei den Bremszylindern nötig ist, daß es durch die Erfindung möglich ist, die hydraulische, vom Führer betätigte Einrichtung mit einem bedeutend höheren Druck zu betätigen, als es bisher möglich war. Dies ist der Fall, weil die geringe Verschiebung der durch den Führer betätigten hydraulischen Einrichtung ein hohes Verhältnis zwischen dem im Hauptzylinder 12 herrsehenden Druck und dem durch den Bedienenden auf das Pedal ausgeübten Druck ermöglicht. Andererseits kann die den Arbeitszylinder 90 enthaltende hydraulische Vorrichtung in dem Sinne als eine Vorrichtung mit einem verhältnismäßig geringen Druck betrachtet werden, als sie mit einem geringeren Druck und einer größeren Verschiebung arbeitet, als es bisher der Fall war, wenn man eine gegebene Verschiebung für den vom Bedienenden betätigten Hauptzylinder annimmt.

Die Verwendung eines kleinen, mit einem hohen Druck arbeitenden und vom Bedienenden betätigten Hauptzylinder bietet gewisse Vorteile. Abgesehen von den Vorteilen, die sich durch die geringen Abmessungen des Hauptzylinder ergeben, ist es wegen des hohen Druckes, mit welchem dieser 6g Zylinder arbeitet, möglich, das Ventil 41 mit einem geringen anfänglichen Pedaldruck zu betätigen. Das hydraulisch betätigte Ventil 41 muß so beeinflußt werden, daß es bestrebt ist, in die gelöste Stellung zurückzukehren, und daher muß es mit einer Rückzugsfeder von der nötigen Stärke versehen sein. Wenn ein restlicher Druck in der hydraulischen Einrichtung mit einer geringen Flüssigkeitsvolumenleistung aufrechterhalten wird, muß die Stärke der Rückzugsfeder im Ventil entsprechend erhöht werden. Sollte die Größe des Steuerkolbens J2 erhöht werden, um zu erreichen, daß ein geringer anfänglicher Pedaldruck das Ventil betätigt, so würde aine größere Membran im Ventil nötig sein, um die richtige Rückwirkung zu erhalten; sonst würde der Bereich der Pedaldrücke zwischen dem anfänglichen Anziehen der Bremsen und der vollen Anziehungskraft verringert, was eine minderwertige Steuerung der Bremsen zur Folge hätte. Durch Verwendung einer mit einem hohen Druck arbeitenden hydraulischen Einrichtung verfügt man über einen genügenden Arbeitsdruck im Zylinder 36, ohne daß es nötig wäre, einen größeren Kolben zu verwenden.

Beim normalen Anziehen der Bremsen kann der spezifische Druck, der in dem durch den Bedienenden betätigten Hauptzylinder 12 erzeugt wird, höher oder nicht höher sein als der durch den Arbeitszylinder 90 erzeugte Druck. Dies ist der Fall, weil, obwohl im Arbeitszylinder 90 eine weit größere Flüssigkeitsmenge verdrängt wird, der Arbeitskolben 92 durch die Drücke der Hilfskraftvorrichtung und des Folgezylinders 32 zusammen beeinflußt wird. Die Gesamteinnichtung, welche eine hydraulische Vorrichtung mit einer geringen und eine solche mit einer großen Flüssigkeitsvolumenleistung und außerdem die Hilfskraftvorrichtung enthält, ist nicht notwendigerweise eine Druckvervielfältigungsvorrichtung, obgleich es eine Arbeitsvervielfältigungsvorrichtung ist. Dies bedeutet, daß, während die gegenseitigen spezifischen Drücke in dem großen und in dem kleinen Zylinder entsprechend der jeweiligen Ausführung verändert werden können, die bei dem Radbremszylinder bzw. den Radbremszylindern geleistete Arbeit wegen der Vereinigung der durch Hilfskräfte und durch den Bedienenden betätigten Vorrichtungen größer ist als die Arbeit, die in dem durch den Bedienenden betätigten Hauptzylinder 12 geleistet wird.

Es ist wichtig, daß die zum Anziehen der Bremsen benutzte Vorrichtung so eingerichtet ist, daß die Bremsen im Falle eines Versagens der Hilfskraftvorrichtung durch den Bedienenden angezogen werden können. Mit Rücksicht auf ein solches Versagen der Hilfskraftvorrichtung ist dafür gesorgt, daß der durch den Bedienenden auf den Kolben 40 ausgeübte Druck durch die Stange 104 auf den Arbeitskolben 92 einen Bremsanziehungsdruck ausübt, so daß die Bremsen jederzeit durch den Bedienenden angezogen werden können.

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Es ist ferner wichtig, daß besonders im Falle eines Versagens der Hilfskraftvorrichtung verhindert wird, daß die Flüssigkeit aus der hydraulischen Einrichtung mit einer geringen Flüssigkeitsvolumenleistung in die Einrichtung mit einer größeren Flüssigkeitsvolumenleistung gedrückt wird und somit den vollen Pedalhub ausnutzt, ohne genügend Flüssigkeit zum Anziehen der Bremsen zu verschieben. Zu diesem Zweck ist 'die vom kleinen Hauptzylinder 12 kommende Leitung 30 nur mit dem Folgezylinder und dem Steuerzylinder verbunden. Die Lorning 30 ist nicht mit dem Arbeitszylinder 90 verbunden, um einen Flüssigkeitsausgleich in diesem Zylinder zu bewirken. Dafür ist der hinter dem Arbeitskolben 92 befindliche Raum mit einem getrennten Behälter 102 verbunden. Durch diese Anordnung wird ein Verlust an Reservepedalweg verhindert, der auf das Versagen der Hiilfskraftvorrichtung zurückzuführen ao wäre, insofern, als die Bewegung des Kolbens 40, um die Bremsen anzuziehen, vom Bedienenden keine größere Flüssigkeitsverschiebung erfordert als diejenige, die nötig ist, wenn die Hilfskraftvorrichtung arbeitet. Wenn die Bremsen durch einen vom Bedienenden erzeugten Druck allein angezogen werden, ist der Druck in den Radbremszylindern ebenso groß, als wenn ein großer vom Bedienenden betätigter Hauptzylinder benutzt würde und die Anordnung eine solche wäre, daß dieser Zylinder im Falle eines Versagens der Hilfskraftvorrichtung unmittelbar mit den Radbremszylindern verbunden wird. Dieses ist auf das höhere Bremspedalverhältnis zurückzuführen, das möglich ist, wenn der kleine vom Bedienenden betätigte Hauptzylinder verwendet wird.

Um den grundsätzlichen Gedanken der Erfindung besser zu erläutern, soll ein typisches Ausführungsbeispiel betrachtet werden, für welches gegebene Abmessungen und Rauminhalte für die einzelnen Teile der Einrichtung angenommen werden, wobei die Drücke und Verschiebungen angegeben werden, die für die Bedienung der Bremsen od. dgl. in einer Einrichtung nach der Erfindung in Frage kommen. Es handelt sich hier nur um ein Ausführungsbeispiel, auf welches sich die Erfindung nicht beschränkt; vielmehr sind unzählige Abänderungen im Rahmen der Erfindung möglich. Die in Frage kommende Einrichtung möge aus den folgenden Teilen bestehen: Einem Hilfskraftzylinder von der Kolbenbauart, bei welchem ein Unterdruck als Kraftquelle dient, einem vom Bedienenden betätigten Hauptzylinder mit einer geringen Verschiebung und einem Kolbendurchmesser von 12,7 mm, der durch ein Pedal od. dgl. mit einem Verhältnis von 4 :1 betätigt wird, einem Folgezylinder mit 12,7 mm Durchmesser, einem Steuerventil, das einen hydraulischen Steuerdruck von 105,5 kg/cm² erfordert, um eine Unterdruckänderung zu erzeugen, die 508 mm Quecksilber entspricht, und einem durch Hilfskraft betätigten Arbeitszylinder mit einem Kolbendurchmesser von 25,4 mm. Es soll ferner angenommen werden, daß es erwünscht ist, den erforderlichen Pedaldruck und den hydraulischen Druck an den Radbremszylindern zu kennen, wenn ein Druckunterschied von 508 mm Quecksilbersäule auf den Kolben des Hilfskraftzylinders wirkt. Wenn vom Hilfskraftzylinder ausgegangen wird, so soll ferner angenommen werden, daß der Zylinder imstande ist, mit einem Druckunterschied von 508 mm Quecksilber auf den Kolben eine Kraft von 362 kg zu erzeugen. Wenn diese Kraft auf den Kolbendurchmesser von 25,4 mm des Arbeitszylinders wirkt, so würde sie einen hydraulischen Druck von 70,5 kg/cm² erzeugen.

Die Erzeugung eines Unterdruckes von 508 mm Quecksilbersäule erfordert 105,5 kg/cm² an dem hydraulisch betätigten Steuerventil. Dieser Druck wird in dem durch den Bedienenden betätigten Hauptzylinder erzeugt und wirkt auf den Kolben des Folgezylinders. Es wurde angenommen, daß der Folgezylinder einen Durchmesser von 12,7 mm besitzt. Infolgedessen werden durch diesen Zylinder 133 kg zu der durch den Hilfskraftzylinder erzeugten Kraft hinzugefügt, was einer Hinzufügung eines hydraulischen Druckes von 26,3 kg/cm² an den Radbremszylindern entspricht.

Die Gesamtleistung ist daher gleich der Summe der Kräfte des Hilfskraftzylinders und des Folgezylinders, die auf einen kraftbetätigten Arbeitskolben von. 25,4 mm Durchmesser wirken, d. h. einem hydraulischen Druck von 96,8 kg/cm². Um einen hydraulischen Druck von 96,8 kg/cm² an den Radbremszylindern zu erzeugen, ist ein hydraulischer Druck von 105,5 kg/cm² in dem S<teuerzylinder erforderlich. Um diese Kraft zu erzeugen, ist eine Kraft von 133 kg nötig, die auf den Kolben des Hochdruckhauptzylinders von geringem Rauminhalt wirkt. Diese Kraft wird durch eine auf das Pedal wirkende Kraft erzeugt, die 33,25 kg ist, da angenommen wurde, daß das Pedalverhältnis 4 :1 beträgt.

Faßt man somit die obigen Angaben zusammen, so erhält man eine auf das Pedal wirkende Kraft von 33,25 kg, die einen hydraulischen Druck von 105,5 kg/cm² in dem Steuerzylinder und dem Folgezylinder erzeugt. Dieser Druck von 105,5 kg/cm² betätigt das Steuerventil für den Hilfskraftzylinder und fügt eine Kraft zu der vom Hilfskraftzylinder erzeugten Kraft hinzu. Diese beiden Kräfte wirken auf den Arbeitszylinder mit einer großen Flüssigkedtsvolumenleistung, um einen hydraulischen Gesamtdruck von 96,8 kg/cm² an den Radbremszylindern zu erzeugen. Außerdem ist das Verhältnis zwischen der Verschiebung in der mit großer Flüssigkeitsvolumenleistung arbeitenden Einrichtung und der Verschiebung in der mit eringer Flüssigkeitsvolumenleistung arbeitenden Einrichtung ungefähr gleich dem Verhältnis zwischen der Fläche des Kolbens des Arbeitszylinders und der Fläche des Kolbens des Folgezylinders oder

gleich 5,06 : 1,265.

Die beiden Verhältnisse werden als ungefähr ;leich bezeichnet, weil die Verschiebung des KoI-

bens des hydraulisch gesteuerten Ventils vernachlässigt wurde und übrigens auch vernachlässigt werden kann.

Claims (5)

- PATENTANSPRÜCHE:

1. Hydraulische Betätigungsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeugbremsen, mit einer durch einen Druckunterschied betätigten Hilfskraftvorrichtung und mit einem vom Bedienenden

ίο betätigten Hauptzylinder, der auf ein Ventil einwirken kann, welches die Hilfskraftvorrichtung steuert, die den Kolben eines Arbeitszylinder verschiebt, der mit den durch den Druck der Druckflüssigkeit beeinflußten Zylindern (Radbremszylindern) durch Leitungen verbunden ist, bei der das von dem Kolben des Hauptzylinders unter Druck zu setzende System in hydraulischer Hinsicht von dem Kolben des Arheitszylinders getrennt ist, der das mit den Radbremszylindern zusammenhängende System unter Druck setzt, wobei durch den Hauptzylinderkolben ein in einem Folgezylinder angeordneter Folgekolben hydraulisch verschoben wird, der in mechanischer Antriebsverbindung mit dem Kolben des Arbeitszylinders steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des Folgekolbens kleiner ist als die Fläche, des Kolbens des Arbeitszylinders.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben des Folgezylinders

(32) auf den Kolben der Hilfskraftvorrichtung (42) über eine Verlängerung oder eine Stange (40) wirkt.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskraftvorrkhtung (42) zwei Hilfskraftkolben (44, 46) aufweist, die miteinander durch ein Rohr (48) verbunden sind, in welchem zur Aufnahme und zum Führen der Stange (40) eine mit dem Folgezylinder (32) fest verbundene Muffe (43) angeordnet ist.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskraftkolben (46) auf den Arbeitskolben (92) über eine schwenkbar an den Hilfskraftkolben angelenkte Stange (104) wirkt.

5. Anlage nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein an dem Arbeitskolben (92) angeordnetes Ventil (io8), durch das eine Verbindung zwischen dem Arbeitszylinder (90) und einem Vorratsbehälter (102) mit Hilfe der an dem Hilfskraftkolben (46) angelenkten Stange (104) bei Beginn des Verschiebens des Arbeitskolbens unterbrochen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 423414, 521092, 361;

französische Patentschrift Nr. 876082;
USA.-Patentschriften Nr. 2 218 191, 2252482.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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