DE701050C - Fluessigkeitsbremsvorrichtung, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge, mit einem kleinen (Hochdruck-) und itsraum - Google Patents

Description

H 157327

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsbremsvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Meinen (Hochdruck-) und einem größeren (Niederdruck-) Kraftzylinder-Arbeitsraum, bei der 4er mit einer Öffnung versehene Hochdruckkolben in der Ruhestellung die Bremsleitung mit dem Vorratsbehälter zu verbinden imstande ist, und bei der der Niederdruckkolben derart ange- -10 ordnet ist, daß er die Verbindung mit dem Vorratsbehälter unterbricht und in seiner vorgeschobenen Stellung gegen den Hochdruckkolben stößt.

Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art ist der Niederdruckzylinder raum mit dem Vorratsbehälter, abgesehen von dem Ausgleichsloch, das durch den Niederdruckkolben am Beginn der Betätigung der Bremsvorrichtung überdeckt wird, über eine durch ein federbelastetes Rückschlagventil gesteuerte Leitung verbunden. Dieses Rückschlagventil ist als eine sich auf einen Sitz legende Ventilkugel ausgebildet. Nachdem der Niederdruckkolben am Beginn der Betätigung der Bremsvorrichtung das Ausgleichsloch überdeckt hat, drückt er das Strömungsmittel über eine in dem Hochdruckkolben vorgesehene Öffnung in die .Bremsleitung. Sobald der Niederdruckkolben nach einiger Zeit die in dem Hochdruckkolben vorgesehene Öffnung abgeschlossen hat, werden der Hochdruck- und der Niederdruckkolben gemeinsam weiterbewegt. Hierbei wird das Strömungsmittel durch den Niederdruckkolben noch an der Manschette des Hochdruckkolbens vorbei in die Bremsleitung gedrückt. Erst nach

einiger Zeit ist der Druck des Strömungsmittels derart gestiegen, daß das Rückschlagventil entgegen der Wirkung seiner Feder geöffnet wird, so daß der Niederdruckzylinderraum in unmittelbare Verbindung mit dem Vorratsbehälter gelangt und der Niederdruckzylinder kein weiteres Strömungsmittel mehr in die Bremsleitung zu drücken vermag. Die Tatsache, daß bei diesen bekannten ίο Bremsvorrichtungen eine mit einem Sitz zusammenarbeitende Ventilkugel vorgesehen ist, stellt einen beträchtlichen Mangel dar. Falls ein Sandkorn oder eine andere kleine Verunreinigung auf den Sitz der Ventilkugel is gelangen sollte, gelangt die Niederdruckstufe überhaupt nicht zum Arbeiten, so daß dann die ganze Bremsung einschließlich des anfänglichen Auffüllens des Systems bei niederem Druck durch den Hochdruckkolben ausgeführt werden muß. Außerdem ergibt sich beim Öffnen des Rückschlagventils ein plötzlicher Übergang von der Arbeit in der Niederdruckstufe zu der Arbeit in der Hochdruckstufe. Auf diese Weise wird die ruhige Bedienung der Bremsvorrichtung mit Hilfe des Bremspedals beeinträchtigt.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gesetzt, einen zuverlässigen und betriebssicheren ventillosen Verbundzylinder von einfächer Bauart für Flüssigkeitsbremsvorrichtungen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, zu schaffen, bei dem ein allmählicher und langsam fortschreitender Übergang von der Arbeit in der Niederdruckstufe auf die in der Hochdruckstufe gewährleistet ist. Zur Lösung dieser Aufgabe kann erfindungsgemäß bei Bremsvorrichtungen der oben gekennzeichneten Art der Niederdruckraum während der Betätigung der Bremse mit dem Vorratsbehälter über einen Kanal verbunden werden, dessen Ouerschnittsfläche durch einen bewegbaren Stift gesteuert wird, der eine derartige Gestalt besitzt, daß eine allmähliche Querschnittserweiterung im Kanal und so ein allmählicher übergang von der Arbeit in der Niederdruckstufe zu der in der Hochdruckstufe erfolgt.

Zweckmäßigerweise ist der Kanal zur Verbindung des Niederdruckraumes mit dem Be-S(i hälter in der Ruhestellung durch den Hochdruckkolben abgeschlossen, so daß am Beginn der Betätigung der Bremsvorrichtung die gesamte von dem Niederdruckkolben verdrängte Arbeitsflüssigkeit über die in dem Hochdruckkolben vorgesehene öffnung in "die Bremsleitung gedrückt wird. Erfindungsgemäß ist weiter der Hochdruckkolben von einem Kanal und einem federbelasteten Tauchkolben gebildet, der den Stift trägt, fio auf den der Niederdruckkolben einzuwirken vermag. Dieser Stift erstreckt sich zweckmäßigerweise durch eine zwischen den beiden Arbeitsräumen vorgesehene Wand hindurch und ragt vorzugsweise durch eine in einem Federsitze gebildete Muffe hindurch.

Weitere Ausbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind an Hand der beiliegenden Abbildung erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter Darstellung gezeigt ist. Es stellen dar:

Fig. ι eine Bremsanlage der Art, wie sie zum Einbau des Erfindungsgegenstandes geeignet ist,

Fig. 2 einen lotrechten Schnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Bremsvorrichtung mit den Kolben in der vollen Rückzugsstellnng,

Fig. 3 eine Teilansicht der Bremsvorrichtung nach Fig. 2 mit den Kolben am Ende des Druckhubes und

Fig. 4 einen Schnitt im wesentlichen nach der Linie 4-4 der Fig. 3.

In den Zeichnungen zeigt 10 einen Druckmittelbehälter mit einer Füllöffnung 12, die für gewöhnlich beispielsweise durch einen Pfropfen 14 mit zur Verbindung des Behälters mit der Außenluft dienenden öffnungen 16 geschlossen ist. Ein unter dem Behälter angeordneter Zylinder 18 weist eine größere Kammer 20 und eine kleinere Kammer 22 auf, die beide gleichachsig angeordnet und miteinander verbunden sind. An der Verbindungsstelle dieser beiden Kammern ist eine ringförmige Schulter 24 vorgesehen.

Die größere Kammer hat eine öffnung 26, durch die diese Kammer mit dem Behälter verbunden ist, während die kleinere Kammer neben ihrer unmittelbaren Verbindung mit der größeren Kammer eine öffnung 28 auf- io< > weist, die die kleinere Kammer mit dem Behälter verbindet. Die kleinere Kammer hat ferner einen Kopf 30, der eine beispielsweise durch ein Zweiwegventil 34 gesteuerte Auslaßöffnung 32 besitzt.

Eine Druckmittelabführungsleitung 36 ist mit der Auslaßöffnung 32 verbunden und mit Abzweigungen versehen, die zu den Druckmittelzylindern 38 führen. Letzter« sind zweckmäßig paarweise angeordnet, wobei -das no eine Paar zur Betätigung der Bremsen der Vorderräder und das andere Paar zur Betätigung der Bremsen der Hinterräder eines Fahrzeuges dient.

Ein in der größeren Zylmderkamnjer 20 beweglicher Kolben 48 ist durch eine Scheibe 50 gegen Verschiebung gesichert. Die Scheibe 50 stützt sich gegen eine ringförmige Schulter, die in der Zylinderwand neben dem offenen Ende der größeren Kammer vor- iao gesehen ist. Ferner wird die Scheibe 50 durch einen Haltering 52 festgehalten, der in

einer in der Zylinderwand vorgesehenen Ringnut sitzt. Der Kolben besitzt einen Kopf 54, einen Körper 56 und einen Mantel 58, an dem eine Dichtungsmanschette 60 angebracht ist, um das Entweichen des Druckmittels aus dem Zylinder zu verhindern.

Der Kolben 48 ist mit einer Bohrung 62 versehen, die axial angeordnet ist und einen doppelten Durchmesser besitzt, wodurch an der Verbindungsstelle des größeren und des kleineren Teils der Bohrung eine ringförmige Schulter 64 gebildet wird. In den kleineren Teil der Bohrung ist ein Stellstift 66 eingeschraubt, der sich über den Kolbenkopf hinaus erstreckt. Der innere mit Gewinde versehene Teil des Stiftes hat einen Schlitz 68, in den ein Handwerkzeug eingesetzt werden kann, um den Stift einzustellen. Das freie Ende des Stiftes .ist mit einer Aus-

so sparung 70 zur Aufnahme einer Gummischeibe bzw. eines Gummiblockes 72 versehen. Im größeren Teil der Bohrung ist ein Druckblock 74 angeordnet, der sich gegen die ringförmige Schulter 64 stützt und durch einen Haltering j6 gegen Verschiebung gesichert ist. Der Druckblock hat eine konzentrische Aussparung 78, deren Zweck weiter unten erläutert werden soll, sowie eine oder mehrere Querbohrungen 80 zum Einsetzen eines Handwerkzeuges, wodurch man den Block entfernen kann, um die Einstellschraube zugänglich zu machen.

Eine Dichtungsmanschette 82 ist auf den Einstellstift 66 aufgeschoben, der auf dem Kolbenkopf sitzt, und eine Scheibe 84, die auf der ringförmigen Schulter 24 an der Verbindungsstelle der größeren und der kleineren Zylinderkammer sitzt, trägt eine ähnliche Dichtungsmanschette 86. Der innere Umfang der Manschette 86 ragt etwas über die Scheibe hinaus, wobei der Zweck dieser Anordnung weiter unten erläutert werden soll. Ferner ist in der Dichtungsmanschette 86 ein Federsitz 88 vorgesehen, der einen Randflansch 90 aufweist. Dieser dient als Ergänzung zur Lippe der Dichtungsmanschette 86 und trägt eine kurze konzentrische Muffe 92. Ein Federsitz 94 ist in der Dichtungsmanschette 82 vorgesehen, und eine zwischen den Federsitzen 88 und 94 angeordnete Feder 96 dient dazu, das Ganze gegen Verschiebung zu sichern und auch den Kolben48 in die Rückzugstellung zurückzubringen.

Ein in der kleineren Zylinderkammer 22 beweglicher Kolben 98 hat einen Mantel 100, der an einem Ende offen und am anderen Ende beispielsweise. durch einen mit - einer axialen Bohrung 104 versehenen Kopf 102 geschlossen ist. Der Mantelumfang ist neben dem offenen Ende ausgeschnitten, um ein kurzes Stück 106 von geringerem Durchmesser zu bilden, das in die Scheibe 84 eingreifen und sich gegen die Dichtungsmanschette 86 stützen kann. Eine auf dem Kopf 102 sitzende Dichtungsmanschette 108 besitzt-eine axiale Öffnung 110, deren Durchmesser geringer ist als der Durchmesser der Öffnung 104, so daß der die Öffnung 110 begrenzende Umfang über die öffnung 104 greift. Eine Feder 112, die zwischen der Dichtungsmanschette 108 und dem die Auslaßöffnung steuernden Zweiwegventil 34 angeordnet ist, dient dazu, die Dichtungsmanschette und das Ventil gegen Verschiebung zu sichern und auch den Kolben in die Rückzugstellung zurückzubringen.

Ein im Kolbenmantel 100 hin und her beweglicher Tauchkolben 114 ist durch einen Haltering <i 16 gegen Verschiebung gesichert. Der Tauchkolben hat einen abgesetzten Teil 118, der mit dem Tauchkolbenkörper zusammen eine ringförmige Schulter 120 bildet. Auf dem abgesetzten Teil zwischen der ringförmigen Schulter 120 und der Rückseite des Kopfes 102 ist eine Feder 122 angeordnet, die den Tauchkolben für gewöhnlich gegen seinen Sitz am Haltering 116 drückt. Der Tauchkolben besitzt ferner ein konzentrisches Verlängerungsstück 124, das in die Öffnung 104 des Kopfes 102 eindringen und gegen den vorspringenden Umfang der Dichtungsmanschette 108 stoßen kann, wenn sich der Tauchkolben in der Vorderstellung befindet. Auf dem Umfang des Tauchkolbens sind mehrere Durchgangsöffnungen 126 vorgesehen, durch die das Druckmittel längs des Tauchkolbens fließen kann.

Auf der Rückseite hat der Tauchkolben einen konzentrischen Meßstift 128 mit Bohrungen 130, 132. Der Stift verjüngt sich zweckmäßig von seinem Ansatz bzw. von seiner Verbindungsstelle mit dem Tauchkolben an bis zu seinem freien Ende und besitzt neben diesem freien Ende eine Schulter 134. Das freie Ende des Meßstiftes kann in die am Ende des Stellstiftes 66 vorgesehene Aussparung eindringen und sich gegen die Gummischeibe 72 stützen, wobei sich die Schulter 134 gegen das Ende des Stellstiftes stützt.

Das eine Ende eines Druckstiftes 136 sitzt in der auf der Rückseite des Druckblockes 74 vorgesehenen Aussparung 78, und das andere Ende dieses Druckstiftes trägt eine Kupplung 138, die durch einen biegsamen Balg 140 mit dem offenen Ende des Zylinders verbunden ist, um das Eindringen von Staub und sonstigen Fremdkörpern in den Zylinder zu verhindern. Das eine Ende einer Stange 142 ist mit der Kupplung 138 und das andere Ende dieser Stange mit dem Bremspedal 144 drehbar verbunden, das auf„ einem Wellen-

stumpf 146 schwingbar gelagert und durch eine Rückzugfeder 148 mit einem festen Halter 150 verbunden ist. Diese Verbindung zwischen dem Kolben und den Druckorganen ist bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung.

Die normale Arbeitsweise ist folgende: Beim Treten auf das Bremspedal 144 wird eine Kraft von diesem aus auf die Stange 142 to und den Druckstift 136 sowie auf den Kolben 48 übertragen, der nunmehr seinen Druckhub ausführt. Während der ersten Bewegung des Kolbens bei seinem Druckhub wird die Öffnung 26 durch die Dichtungsmanschette 82 überdeckt; später und in dem Maße, wie der Kolben vordringt, wird das in der größeren Kammer 20 befindliche Druckmittel aus dieser herausgedrückt, wobei es durch die Öffnungen 130 und 132 des Meßstiftes 128 in den Mantel 100 des Kolbens 98 fließt. Von hier aus fließt dann das Druckmittel weiter durch die Öffnungen 126 des Tauchkolbens 114 und durch die Öffnung 104 des Kopfes des Kolbens 98 in die kleinere Kammer 22 und von hier aus über das Zweiwegventil 34 durch die Auslaßöffnung 32 und die Druckmittelabführungsleitung 36 in die Druckmittelzylinder 38.

Nach Beendigung dieses Vorganges hat der Kolben 48 einen solchen Weg zurückgelegt, daß er den Stellstift 66 mit dem Meßstift 128 in Berührung bringt und den Durchgang 130 des letzteren vollkommen schließt. Beim weiteren Vordringen des Kolbens 48 wird von diesem eine Kraft über den Stellstift 66 und den Meßstift 128 auf den Tauchkolben 114 übertragen, wodurch dieser so weit bewegt wird, daß dessen Verlängerungsstück 124 in die Öffnung 104 des Kopfes 102 des Kolbens 98 eindringt und diese Öffnung schließt, worauf die Kolben 48 und 98 ihre Bewegung zusammen fortsetzen.

Gleichzeitig mit dem Abschließen der öffnung 104 des Kopfes des Kolbens 98 wird der auf das in der Vorrichtung enthaltene Druckmittel ausgeübte Druck vom Kolben 48 aus unmittelbar auf den Kolben 98 übertragen, und wenn die beiden Kolben ihren Druckhub fortsetzen, wird das Druckmittel, das sich in der Kammer 20 vor dem Kolben 48 befindet, durch diesen durch die Muffe 92 hindurch in die kleinere Kammer 22 hinter den Kolben 98 und von hier aus durch die Öffnung 28 in den Behälter 10 zurückgedrängt. Die Strömung des Druckmittels aus der Kammer 20 wird durch den Meßstift 128 gesteuert, der mit der Muffe 92 zusammenarbeitet, wodurch das Druckmittel aus der Kammer 22 in kleinen Mengen herausgedrückt werden kann. Hierdurch kann der auf das in der Kammer 20 befindliche Druckmittel ausgeübte Druck der Bewegung des Kolbens 48 einen allmählich abnehmenden Widerstand entgegensetzen. Dieser allmählich abnehmende Widerstand, der der Bewegung des Kolbens 48 entgegengesetzt wird, ist derart, daß der Übergang vom Niederdruck zum Hochdruck in einem weiten Bereich erfolgt und somit dem Bedienenden nicht wahrnehmbar ist.

Beim Loslassen des Bremspedals 144 wird dieses unter dem Einfluß der Rückzugfeder 148 in die Rückzugstellung zurückgebracht. Durch diese Bewegung des Bremspedals wird auch die Stange 142 mit dem Druckstift 136 zurückgezogen, so daß der Kolben 48 entlastet wird, worauf die Federn 96 und 112 die Kolben 48 und 98 in ihre Rückzugstellung zurückbringen.

Infolge der Belastung durch die Feder 96 kehrt der Kolben 48 etwas vor dem Kolben 98 in die Rückzugstellung zurück, und bei dieser Rückkehr des Kolbens 48 in die Rückzugstellung wird in der Kammer 20 ein Unterdruck erzeugt, so daß Druckmittel aus dem Behalter 10 durch die öffnung 28 in die kleinere Kammer 22 und von hier aus durch die öffnungen 130 und 132 des Meßstiftes und auch durch die Muffe 92 hindurch längs des Meßstiftes in die Kammer 20 angesaugt wird, wodurch die beiden Kammern 20 und 22 vollständig gefüllt werden.

Bei der Rückkehr des Kolbens 98 in die Rückzugstellung wird durch die zwischen dem Kolbenmantel und dem Tauchkolben angeordnete Feder 122 eine gegenseitige Bewegung zwischen dem Mantel 100 und dem Tauchkolben 114 bewirkt. Hierdurch wird die öffnung 104 des Kopfes 102 des Kolbens 98 geöffnet und eine Verbindung durch diesen Kolben hindurch hergestellt, und wenn sich der Kolben in seiner vollen Rückzugstellung befindet, stützt er sich gegen die Dichtungsmanschette 86, wodurch die Verbindung zwischen der Kammer 22 und dem Behälter unterbunden wird.

Gleichzeitig mit dieser Bewegung des Kolbens 98 wird Druckmittel aus (Jen Radbremszylindern 38 in die Kammer 22 über die Druckmittelabführungsleitungen zurückgeführt, durch welche die genannten Bremszylinder mit der Kammer 22 verbunden sind. Es kann somit vorkommen, daß die in die Kammer 22 zurückkehrende Druckmittelmenge größer ist als die zum vollständigen Füllen der genannten Kammer nötige Menge; das überschüssige Druckmittel wird dann aus dieser Kammer durch die öffnung 104 des Kopfes des Kolbens 98 herausgedrückt und in den Mantel 100 und dann von hier aus iao durch die Durchgangsöffnungen 126 des Tauchkolbens und die Durchgangsöffnungen

und 132 des Meßstiftes in die Kammer gedruckt und von hier aus in den Behälter durch die öffnung 26 hindurch zurückgedrängt.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Flüssigkeitsbremsvorrichtung, insbesondere· für Kraftfahrzeuge, mit einem kleinen (Hochdruck-) und einem größeren (Niederdruck-) Kraftzylinder - Arbeitsraum, bei der der mit einer öffnung versehene Hochdruckkolben in der Ruhestellung die Bremsleitung mit dem Vorratsbehälter zu verbinden imstande ist, und bei der der Niederdruckkolben derart angeordnet ist, daß er die Verbindung mit dem Vorratsbehälter unterbricht und in seiner vorgeschobenen Stellung gegen den Hochdruckkolben stößt, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederdruckraum (20) während der Betätigung der Bremse mit dem Vorratsbehälter (10) über einen Kanal verbunden werden kann, dessen Querschnittsfiäche durch einen bewegbaren Stift (128) gesteuert wird, der eine derartige Gestalt besitzt, daß eine allmähliche Querschnittserweiterung im Kanal und so ein allmählicher Übergang von der Arbeit in der Niederdruckstufe zu der in der Hochdruckstufe erfolgt.
2. 2. Flüssigkeitsbremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (28) zur Verbindung des Niederdruckraumes mit dem Behälter (10) in der Ruhestellung durch den Hochdruckkolben (98) abgeschlossen ist.
3. 3. Flüssigkeitsbremsvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckkolben (98) von einem Mantel (100) und einem federbelasteten Tauchkolben (114) gebildet ist, der den .Stift (128) trägt, auf den der Niederdruckkolben (48) einzuwirken vermag.
4. 4. Flüssigkeitsbremsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (128) sich durch eine zwischen den beiden Arbeitsräumen (20, 22) vorgesehene Wand (84) hindurcherstreckt und vorzugsweise durch eine in einem Federsitz (88) gebildete Muffe (92) hindurchragt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen