DE1037881B - Hydraulische Betaetigungsanlage fuer Fahrzeugbremsen, insbesondere Kraftfahrzeugbremsen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Bei hydraulischen Bremsbetätigungsanlagen wird der im Hauptzylinder erzeugte Bremsdruck durch Leitungen auf die Radbremszylinder übertragen. Das Charakteristische derartiger Anlagen ist dabei, daß der erzeugte Bremsdruck in sämtlichen Zylindern gleich groß ist. Da jedoch eine gleichmäßige Bremskraftverteilung auf Vorder- und Hinterachse nicht den idealen Bedingungen entspricht, ist bereits vorgeschlagen worden, die auf die Räder der Vorderachse wirkende Bremskraft größer zu halten als die auf die Hinterräder wirkende. Dies kann durch entsprechende Querschnittsbemessung der Bremszylinder, durch Anordnung eines Druckübersetzers, z. B. in Gestalt eines Stufenzylinders, in der zu den Vorderradbremsen führenden Leitung oder durch Auswahl der Radbremsen, beispielsweise durch Anordnung von sogenannten Duplexbremsen in den Vorderrädern, erfolgen.

Ferner sind schon mechanische Bremsbetätigungseinrichtungen bekanntgeworden, bei denen zur Verteilung der Bremskraft entweder eine einfache Feder oder eine Feder mit Klemmgesperre in das Hinterradbremsgestänge eingeschaltet worden sind, wodurch eine Minderung der auf die Hinterräder wirksamen Bremskraft bezüglich der auf die Vorderräder wirkenden erhalten wird. Die eingeschaltete Feder bzw. die Feder mit Klemmgesperre wirkt dabei als Bremskraftverteiler mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis. Bei der zweiten der genannten Ausführungen wirkt der Bremskraftverteiler gleichzeitig als Begrenzer der auf die Hinterräder wirksam werdenden Kraft, so daß die Hinterradbremskraft ab einem vorbestimmten Schaltpunkt nicht weiter ansteigt. Solche Ausführungsformen sind insofern nachteilig, als durch Spannung der die Bremskraftverteilung bewirkenden Feder bei Bremsung ein Teil der Fußarbeit ungenutzt verlorengeht.

Auch hydraulische Bremsbetätigungseinrichtungen, die einen Bremskraftverteiler besitzen, sind schon bekanntgeworden, so beispielsweise Einrichtungen, bei denen der Bremskraftverteiler in Form eines Druckbegrenzers ausgebildet und in der zu den Hinterradbremszylindern führenden Leitung angeordnet ist. In gleicher Weise wie bei den mechanischen Einrichtungen wird hierbei der auf die Hinterräder wirkende Bremsdruck ab einem vorbestimmten Schaltpunkt unabhängig von einem weiteren Druckanstieg in der zu den Vorderradbremszylindern führenden Leitung nicht mehr erhöht. Aber auch auf diese Weise wird keine sich an die idealen Bedingungen annähernde Verteilung erhalten.

Außerdem sind mechanische sowie hydraulische Bremsbetätigungseinrichtungen mit Bremsdruckreglern bekanntgeworden, die in Abhängigkeit von der

Hydraulische Betätigungsanlage

für Fahrzeugbremsen,
insbesondere Kraftfahrzeugbremsen

Anmelder:

Alfred Teves
Maschinen- und Armaturenfabrik

Kommandit-Gesellschaft,
Frankfurt/M., Gustavsburgstr. 31

Hans Schanz, Frankfurt/M.-Rödelheim,
ist als Erfinder genannt worden

Verzögerung gesteuert werden. Jedoch auch diese Ausführungsformen sind mit Nachteilen insofern be-

^a5 haftet, als die Regelung auf diese Weise nicht direkt, sondern nur indirekt über ein die Verzögerung messendes Glied, wie beispielsweise ein Pendel oder eine gefederte oder nicht gefederte Masse, vorgenommen werden kann. Dieses Glied spricht jedoch nicht nur bei Bremsung, sondern auch bei Erschütterungen des Wagens, die beispielsweise durch Fahrbahnunebenheiten hervorgerufen werden, an. Danach besteht die Gefahr, daß der durch Erschütterungen auf das Pendel oder die gefederte Masse ausgeübte Impuls die Regelung weitgehend stört, so daß diese Ausführung keine ideale Regelung im Sinne einer Anpassung an die Mehrbelastung der Vorderräder durch die dynamische Achslastverlagerung bei Bremsung ergibt.
Zur Behebung aller beschriebenen Nachteile wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, bei hydraulischen Betätigungsanlagen für Fahrzeugbremsen, insbesondere Kraftfahrzeugbremsen, mit einem in der zu den Vorderradbremszylindern führenden Leitung angeordneten Druckregler den Druckregler als Stufenzylinder auszubilden, dessen vom Druck des Hauptzylinders beaufschlagter Kolben ein einerseits unter der Wirkung des Druckes im mit den Vorderradbremszylindern in Verbindung stehenden Hochdruckraum und des Druckes im über ein Rückschlagventil mit dem Hochdruckraum in Verbindung stehenden Niederdruckraum, andererseits unter der Wirkung einer Feder stehendes Ventil enthält, welches die Verbindung des Niederdruckraumes mit einem Ausgleichsbehälter steuert.

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Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, daß die auf diesem Wege erhaltene Bremskraftverteilung weitgehend der Idealverteilung, wie sie rechnerisch aus den Fahrzeugdaten ermittelbar ist, entspricht. Außerdem geht bei dieser Ausführungsform keine Fußkraft unnötig verloren, vielmehr erfolgt sogar noch eine Vergrößerung der Bremskraft an den Vorderrädern insofern, als der erfindungsgemäße Druckregler gleichzeitig als Druckverstärker ausgebildet ist.

Die Erfindung ermöglicht ferner durch eine entsprechende Dimensionierung der Einzelteile eine solche Auslegung, daß bei kleinen Verzögerungen die Hinterachse, bei großen Verzögerungen die Vorderachse zuerst blockiert.

Einzelheiten der Erfindung sind den Abbildungen sowie der dazugehörigen Beschreibung zu entnehmen. Es zeigt

Abb. 1 ein Schema der Bremseinrichtung,

Abb. 2 einen Schnitt durch den Druckregler,

Abb. 3 den Verlauf des Bremsdruckes P_v in den Vorderradbremszylindern in Abhängigkeit von dem Bremsdruck P_h in den Hinterradbremszylindern und damit in dem Hauptzylinder an Hand der Kurve a, während die Kurve b die ideale Druckverteilung angibt.

Vom Hauptzylinder 1 führt eine Bremsleitung 2 zu den beiden Radbremszylindern 3 und 4 der Hinterradbremsen sowie eine weitere Leitung 5 zu einem Druckübersetzer (Stufenzylinder 6) und von da aus über Leitung 7 zu den Radbremszylindern 8 bzw 9 der Vorderräder. Der im Hauptzylinder 1 erzeugte Bremsdruck wird unverändert den Hinterradbremsen zugeleitet, jedoch vor Beaufschlagung der Vorderradbremszylinder durch den Druckübersetzer entsprechend abgewandelt.

Die Druckleitung 5 mündet in das Gehäuse 10 des Druckübersetzers, in welchem ein Stufenkolben 11 verschiebbar angeordnet ist. Der Niederdruckkolben 12 bewegt sich im Niederdruckteil des Zylinders 10, während der Hochdruckkolben 13 in einem entsprechend kleineren Zylinder 14 verschiebbar ist. Im Hochdruckkolben befindet sich in einer Bohrung ein druckdicht eingepaßter verschiebbarer Bolzen 15, dessen Vorderseite vom Druck im Hochdruckraum 16 beaufschlagt wird. Er wirkt mit seiner Hinterseite auf eine Ventilkugel 17, die unter der Wirkung einer Feder 18 steht und den Raum 19 vom Raum 20 trennt. Raum 19 steht über eine Bohrung 21 mit dem Niederdruckraum 22 in Verbindung, während Raum 20 über Bohrung 23 mit einem Ringraum 24 im Niederdruckkolben und über eine Bohrung 25 während des ganzen Kolbenhubes mit einem Ausgleichsbehälter 26 in Verbindung steht. Niederdruckraum 22 steht bei gelösten Bremsen über eine Bohrung 27 ebenfalls mit dem Ausgleichsbehälter 26 in Verbindung, jedoch wird diese Bohrung beim Bremsvorgang durch den Niederdruckkolben 12 abgeschlossen. Am Zylinder 14 ist eine Bohrung 28 vorgesehen, welche über den Niederdruckraum 22 und Bohrung 27 in Ruhestellung mit dem Ausgleichsbehälter 26 in Verbindung steht; beim Bremsvorgang wird Bohrung 28 vom Hochdruckkolben verschlossen.

Wird dem Raum 29 hinter dem Kolben 12, 13 vom Hauptzylinder 1 Druckmittel zugeführt, so verschiebt sich der Kolben, wobei die Flüssigkeit des Niederdruckraumes 22 über Längsbohrungen 30 in den Hochdruckraum 16 gelangt. Nach Anlegen der Bremsbacken an die Bremstrommel erhöht sich der Druck in dem Hochdruckraum 16. Dieser Druck wirkt sich über Stößel 15 auf das Ventilglied 17 aus. Der gleich große im Niederdruckraum 22 herrschende Druck wirkt unmittelbar über Bohrung 21 auf das Ventilglied 17. Nach Erreichen eines bestimmten Druckes in den Räumen 16 und 22, der die Kraft der Feder 18 überwindet, wird das Ventil 17 von seinem Sitz abgehoben, und es strömt Flüssigkeit von dem Niederdruckraum 22 in den Raum 26 über die Bohrungen 21, 23 und 25. Nach einem nur geringen Druckabfall in Raum 22 schließt das Ventil wieder, da die Federkraft größer ist als die Kraft, die über die Druckstange 15 und von dem hydraulischen Druck der Kammer 22 auf das Kugelventil 17 ausgeübt wird. Erst nach einer entsprechenden Drucksteigerung in dem Hochdruckraum 16 und in dem Raum 22 wird das Ventil wieder geöffnet. Dieses Pendeln des Ventils erfolgt so lange, bis Gleichgewicht zwischen der Federkraft und der von der Druckstange auf das Ventil ausgeübten Kraft besteht. Auf diese Weise vollzieht sich der Druckabfall im Raum 22 nicht plötzlieh, sondern über einen gewissen Druckbereich. Die Größe des Bereiches ist von der Bemessung des Verhältnisses des Querschnittes der Ventilsitzbohrung und des Querschnittes der Druckstange abhängig. Nach Entlastung des Druckraumes 22, d. h. nach Veras bindung dieses Raumes mit dem Flüssigkeitsbehälter 26 über das Ventil 17 erfolgt eine Druckübersetzung entsprechend dem Verhältnis der Stirnflächen des Stufenkolbens. Diese Druckübersetzung wirkt sich dahingehend aus, daß der Druck im Hochdruckraum und damit in Leitung 7 sich in Abhängigkeit von der Fußkraft bzw. dem Hauptzylinderdruck kontinuierlich ändert. Durch Bemessung der wirksamen Querschnitte sowie der Kolbenflächen liegt es im Ermessen des Konstrukteurs, das Verhältnis der Drücke in den Leitungen 2 und 7 beliebig zu verändern.

Der Stufenzylinder kann mit dem Hauptzylinder zu einer Einheit vereinigt sein, wobei die beschriebene Wirkungsweise unverändert bleibt.

Zur Erhöhung der Sicherheit kann der Hauptzylinder als Zweikreishauptzylinder ausgebildet sein, und zwar derart, daß der Druckübersetzer und der Hauptzylinder in einem Gehäuse vereinigt sind und der Hydraulikteil zwischen dem Hauptzylinderkolben und dem Übersetzerkolben mit den Hinterradbremszylindern und der Hochdruckraum des Druckübersetzers mit den Vorderradbremszylindern in Verbindung steht. Bei Ausfall (z.B. Bruch) der Leitung2 erfolgt dann eine mechanische Übertragung vom Kolben des Hauptzylinders zum Kolben des Druckübersetzers. Der Leitungskreis zu den Vorderradbremsen bleibt intakt. Bei Ausfall der Leitung 7 setzt sich der Kolben des Druckübersetzers im Zylinderboden auf, und die Bremsleitung zu den Hinterradbremsen bleibt funktionsfähig.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Betätigungsanlage für Fahrzeugbremsen, insbesondere Kraftfahrzeugbremsen, mit einem in der zu den Vorderradbremszylindern führenden Leitung angeordneten Druckregler, da^ durch gekennzeichnet, daß der Druckregler als Stufenzylinder (6) ausgebildet ist, dessen vom Druck des Hauptzylinders (1) beaufschlagter KoI-ben (11) ein einerseits unter der Wirkung des Druckes im mit den Vorderradbremszylindern in Verbindung stehenden Hochdruckraum (16) und des Druckes im über ein Rückschlagventil mit dem Hochdruckraum in Verbindung stehenden Niederdruckraum (22), andererseits unter der Wirkung

einer Feder (18) stehendes Ventil (17) enthält, welches die Verbindung des Niederdruckraumes mit einem Ausgleichsbehälter (26) steuert.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Niederdruckkolben (12) ein Ringraum (24) angeordnet ist, der über eine Bohrung (23) mit dem Ventilraum (20) und in jeder Kolbenstellung über eine Bohrung (25) mit dem Ausgleichsbehälter (26) verbunden ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufenzylinder (6) mit dem Hauptzylinder (1) baulich vereinigt ist.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben des Hauptzylinders (1)

mechanisch — beispielsweise über einen Druckbolzen — auf den Stufenkolben (11) einwirken kann.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 659 858, 704 693;

deutsche Patentanmeldung K 5779 II/63 c (bekanntgemacht am 23. 8. 1951);

österreichische Patentschrift Nr. 168 302; französische Patentschrift Nr. 876 843; USA.-Patentschriften Nr. 2 219 765, 2 242 297, 526 968;

Deutsche Kraftfahrforschung, Heft 13: Bremswerkuntersuchungen am Kraftfahrzeug.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen