DE1262802B - Auf Verzoegerung ansprechendes Ventil fuer Kraftfahrzeugbremsanlagen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B 60t

Deutsche KL: 63 c - 53/07

Nummer: 1262 802

Aktenze ichen: B 6644011/63 c

Anmeldetag: 21. März 1962

Auslegetag: 7. März 1968

Die Erfindung betrifft auf Verzögerung ansprechende Ventile für Kraftfahrzeugbremsanlagen mit einer Kammer, die in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges liegt und nach vorn ansteigt, wobei das hintere Ende der Kammer mit dem Hauptzylinder und das vordere Ende der Kammer, das eine Auslaßöffnung besitzt, mit den Hinterradbremszylindern in Verbindung steht und ein in der Kammer angeordneter Körper bei einer durch die Schräglage der Kammer bestimmten Fahrzeugverzögerung unter dem Einfluß der Trägheitskraft sich nach dem vorderen Ende der Kammer bewegt und dabei die Verbindung zwischen Hauptzylinder und Hinterradbremszylindern unterbricht.

Beim Abbremsen von Kraftfahrzeugen tritt proportional zur Verzögerung des Fahrzeuges eine allmähliche Gewichtsverlagerung nach vorn auf. Die Größe der Bremswirkung, die durch die Hinterräder des Kraftfahrzeuges ausgeübt werden kann, nimmt deshalb mit der Verzögerung des Kraftfahrzeuges ab. Wenn die durch die Hinterradbremsen erzeugte Bremskraft die Reibungskraft zwischen Reifen und Straßendecke übersteigt, tritt ein Rutschen auf. Es ist bekannt, daß bei auftretendem Rutschen der Reibungskoeffizient zwischen Rad und Straßendecke wesentlich kleiner wird. Damit der Fahrer sein Fahrzeug stets sicher beherrschen kann und die Hinterräder die maximale Bremswirkung auf das Fahrzeug ausüben, ist es erforderlich, daß die Hinterräder nicht rutschen.

Es ist bereits eine Flüssigkeitsdruckbremsvorrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der eine Ventilanordnung vorgesehen ist, die eine frei rollende Kugel besitzt, welche normalerweise auf Grund der Schwerkrafteinwirkung in einer Stellung gehalten wird, die die Ventilanordnung geöffnet hält, die aber auf Grund der Massenträgheit in eine Stellung verschoben wird, in der die Ventilanordnung geschlossen ist, wenn das Fahrzeug mit einer bestimmten Verzögerung gebremst wird. Bei dieser Anordnung werden bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Ventil geschlossen wird, die Hinterradbremsen in gleichem Umfang wie die Vorderradbremsen betätigt, und zwar trotz der zwischenzeitlich aufgetretenen Verlagerung des Gewichtes von hinten nach vorn. Nach dem Schließen des Ventils kann den Hinterradbremszylindern keine Druckflüssigkeit mehr zugeführt werden. Das hat den Nachteil, daß bei langzeitigen Bremsungen infolge Trommeldehnung und Belagverschleiß der Bremsdruck unter den zulässigen Wert absinkt. Bei einer anderen bekannten Bremsanordnung, die unabhängige Kreise zur Betätigung der Vorder- und Hinterradbremsen auf-

Auf Verzögerung ansprechendes Ventil
für Kraftfahrzeugbremsanlagen

Anmelder:

The Bendix Corporation,

Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Begrich, Patentanwalt,

8400 Regensburg, Lessingstr. 10

Als Erfinder benannt:
Eugene Field Beatty,
South Bend, Ind. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 27. März 1961 (98 382)

weist, die durch entsprechende, das Medium unter Druck setzende Mittel betätigt werden, die hydraulisch getrennt, jedoch mechanisch miteinander verbunden sind, ist in dem die Hinterradbremse betätigenden Kreis eine Expansionskammer vorgesehen. Bei dieser Anordnung soll der Betätigungsdruck für die Hinterradbremse begrenzt werden, wobei die Expansionskammer eine Kapazität besitzen muß, die wenigstens gleich dem Volumen ist, das von dem Kolben des zugeordneten Hauptzylinders über das der Druckgrenze entsprechende Volumen hinaus verdrängt wird. Ferner muß hierbei die nachgiebige Vorrichtung eine ziemlich große, nahezu konstante Rückführkraft ausüben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Druckmittelbremsanordnung mit Vorder- und Hinterradbremsen und mit einer Ventilanordnung, die die Hinterradbremsantriebe sperren kann, wenn die Verzögerung einen vorbestimmten Wert überschreitet, so auszubilden, daß der hydraulische Druck auf die Hinterradbremsen auch bei langzeitigen Bremsungen auf einem Wert gehalten werden kann, der etwas geringer ist als der Wert, bei dem ein Rutschen der Hinterräder auftritt, so daß die Hinterräder ihre maximale Bremswirkung zur Verzögerung des Kraftfahrzeuges ausüben können.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Auslaßöffnung, die an die Hinterradbremszylinder angeschlossen ist, mit einer Ausdehnungskammer in Verbindung steht, die von einer verschiebbaren Wand abgeschlossen wird, welche ihrerseits mit

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einer vorbestimmten Kraft von einer Feder im Ein- Feder 52 vorgespannt. Der Ventilkörper 22 ist mit griff mit einem Anschlag gehalten wird, der die die einer bestimmten Neigung gegen die Waagerechte Ausdehnungskammer zusammendrückende Bewegung eingebaut, so daß die Schwerkraft, die auf die Kugel der verschiebbaren Wand begrenzt. 50 wirkt, die Kraft der Feder 52 übersteigt und den

Die zusammendrückbare Kammer ermöglicht hier- 5 Ventilkegel 46 außer Eingriff mit der Trennwand 32 bei einen Ausgleich der Druckschwankungen, die in bringt. Der Stift 48 in der Öffnung 38 ist in seiner den Hinterradzylindern auftreten können. Wenn die Größe so ausgebildet, daß er den Flüssigkeitsdurch-Bremsen lange Zeit bei erhöhten Temperaturen be- fluß zum Hinterradzylinder nicht behindert, tätigt werden, dehnen sich die Bremstrommeln aus, · Der Ventilkegel 46 kann in beliebiger Weise aus- und der Druck in den Hinterradzylindern würde unter io gebildet sein; wie in der Zeichnung dargestellt, besteht den Druck fallen, bei dem das Ventil die Verbindung er im Ausführungsbeispiel aus einem dünnwandigen zu den Hinterradbremsen abgeschaltet hat. Die Aus- Metallbecher 54, der auf den Stift 48 aufgepreßt ist dehnungskammer kompensiert den erhöhten Druck- und in dem Gummi um den Stift 48 aufvulkanisiert

mittelbedarf, der bei der Expansion der Bremstrom- oder in anderer Weise fest verbunden wird."

mel erforderlich wird. 15 Wie bereits erwähnt, wird das Verzögerungsventil

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist es be- 20 parallel zur Längsachse des Kraftfahrzeuges so sonders vorteilhaft, daß die Kraft der nachgiebigen eingebaut, daß das vordere Ende nach oben geneigt Vorrichtung sich mit der Verschiebung des Kolbens ist, so daß das Gewicht der Kugel 50 normalerweise beträchtlich erhöht, so daß der im isolierten Teil der den Ventilkegel 46 von seinem Ventilsitz wegdrückt. Bremsanordnung aufrechterhaltene Druck etwa gleich 20 Der Neigungswinkel zwischen den Seitenwandungen dem Druck sein kann, der in der gesamten Anord- ^; der Kammer 24 und der Horizontalen bestimmt das nung beim Schließen des Ventils vorhanden ist. Maß der Verzögerung, die erforderlich ist, damit die

Im folgenden wird an Hand eines Ausführungsbei- Kugel 50 nach vorn rollt und der Ventilkegel 46 am spiels die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung Ventilsitz anliegt, so daß bei einem bestimmten näher erläutert. Die Figur zeigt schematisch ein 25 Bremssystem die Größe des Druckes, der dem Hinterhydraulisches Kraftfahrzeugbremssystem, bei dem be- radbremszylinder C aufgegeben wird, auf einen Wert stimmte Teile im Querschnitt gezeichnet sind. begrenzt wird, der dem Maß der Verzögerung ent-

Ein durch einen Fußhebel betätigter Hauptzylin- spricht. Je größer der Neigungswinkel der Auflageder A dient zur Betätigung der paarweise angeord- flächen für die Kugel 50 ist, desto größer ist der Wert neten Radzylinder B und C. Das Zylinderpaar B ist 30 der Verzögerung, der erforderlich ist, damit die Kugel an den Vorderrädern und das Zylinderpaar C an den - sich bewegt und der Ventilkegel 46 die Öffnung 38 Hinterrädern angeordnet. Die Radzylinder B und C verschließt. Es gibt für jedes Kraftfahrzeug einen opbringen in üblicher Weise mit ihren Kolben die Brems- timalen Neigungswinkel, auf den das Verzögerungsbacken 10 und 12 in Eingriff mit den zugehörigen ventil 20 einzustellen ist.

Trommeln 14, so daß eine Bremswirkung auftritt. 35 Bei bekannten Bremssystemen, die kein Verzöge-Der Hauptzylinder A besitzt einen Kolben 16, der in rungsventil besitzen, wirkt an den Vorderradbremsen der Zylinderbohrung 18 gleitet, so daß Flüssigkeit in des Kraftfahrzeuges eine größere Betätigungskraft als das Verzögerungsventil 20 eingeführt wird. an den Hinterradbremsen, um so teilweise die Ge-

Das Verzögerungsventil 20 weist einen Gußkörper wichtsverschiebung auszugleichen, die bei einer Be-22 mit einer axial verlaufenden zylindrischen Kam- 40 tätigung der Bremsen auftritt. Eine Schwierigkeit bei mer 24 auf, die nach außen zur Rückseite des Guß- einer derartigen starren, ungleichmäßigen Aufteilung körpers 22 geöffnet und durch ein einschraubbares der Bremsleistung besteht darin, daß die Vorderräder Verschlußglied 26 abgeschlossen ist. Die Kammer 24 beim Bremsen lange vor den Hinterrädern rutschen, ist durch die scheibenförmig ausgebildete Trennwand wenn die Straßen vereist oder sonstwie rutschig sind. 32 in einen vorderen und einen hinteren Teil 28, 30 45 Bei dem erfindungsgemäßen Bremssystem, bei dem geteilt, die Trennwand ist flüssigkeitsdicht ausgebildet ein Verzögerungsventil verwendet wird, sind die und an einer Schulter 34 im Körper 22 mit Hilfe Vorderrad- und Hinterradbremsen des Kraftfahrzeueiner Dichtung 36 des Schraubverschlusses 26 be- ges so ausgelegt, daß eine Bremswirkung erzielt wird, festigt. Die Trennwand 32 besitzt eine axiale Öffnung die etwa proportional der normalen Gewichtsvertei-38. Aus dem Hauptzylinder A wird Druckflüssigkeit 50 lung zwischen den Vorder- und Hinterrädern des in die Kammer 30 auf der rechten Seite der Trenn- Fahrzeuges ist. Bei einer derartigen Anordnung ergibt wand 32 über die Einlaßöffnung 40 und dann durch das System eine auf verschneiten und vereisten Stradie Öffnung 38 in den linken Kammerteil 28 und ßen maximal mögliche Bremswirkung und begrenzt durch die Auslaßöffnung 42 heraus in die Hinterrad- ferner die Bremswirkung, die durch die Hinterradbremszylinder C geführt. Die Vorderradbremszylin- 55 bremsen bei gutem Straßenzustand auftritt, auf einen der stehen direkt mit dem Hauptzylinder durch eine Wert, der gerade unter dem Wert liegt, bei dem auf Auslaßöffnung 44 im Abdeckteil 26 in Verbindung. trockener Straße ein Rutschen eintritt. Das erfin-Der Durchfluß zu den Hinterradbremsen des dungsgemäße Verzögerungsventil ermöglicht, daß so-Kraftfahrzeuges wird durch einen Ventilkegel 46 ge- wohl die Vorderrad- als auch die Hinterradbremsen steuert, der in der rechten Kammer 30 angeordnet ist 60 bis zum Schließen des Ventils eine weitgehend gleiche und gegen die ringförmige Fläche anliegt, die die Bremswirkung ausüben, die unter dem Wert liegt, bei Öffnung 38 auf der rechten Seite der Trennwand 32 dem die Hinterräder rutschen. Dabei ist eine Geumgibt. Der Ventilkegel 46 weist einen Stift 48 auf, wichtsverschiebung aufgetreten, die zuläßt, daß eine der durch die Öffnung 38 in die unke Kammer 28 noch größere Bremswirkung auf die Vorderräder reicht, wo er mit einer Kugel 50 in Berührung korn- 65 ausgeübt wird, so daß der Fahrer den den Vordermen kann, die an den zylindrischen Seitenwandungen rädern zugeführten Bremsdruck weiter erhöhen kann, des Kammerteiles 28 entlangrollt. Der Ventilkegel 46 ohne daß die Hinterräder ins Rutschen kommen. Ein ist gegen die Ventilschließstellung mit Hilfe einer Neigungswinkel von etwa 26° wurde in einem be-

sonderen Prüffahrzeug als optimal gefunden und ist annähernd auch optimal für alle Personenkraftwagen und leichten Nutzfahrzeuge.

Bei normalem Betrieb des gezeigten Bremssystems führt der Hauptzylinder Flüssigkeit durch die Öffnungen 40, 38 und 42 in die Hinterradzylinder C, während gleichzeitig Flüssigkeit durch die Auslaßöffnung 44 in die Vorderradzylinder B gelangt. Wenn der Druck in den Bremszylindern der Vorder- und Hinterräder erhöht wird, wächst die Verzögerung des Kraftfahrzeuges proportional an, bis die Trägheitskraft die Kugel 50 an den Seitenwandungen 24 der Zylinderkammer 38 entlangrollen läßt, so daß der Ventilkegel 46 die Ventilöffnungen 38 verschließt. Wenn der Ventilkegel 46 an der Trennwand 32 anliegt, kann keine weitere Druckerhöhung in den Hinterradzylindern C eintreten. Eine weitere Druckerhöhung aus dem Hauptzylinder^ wirkt direkt auf die Vorderradzylinder B durch die Öffnung 44, so daß die Bremswirkung, die durch die Vorderradbremsen erzeugt wird, kontinuierlich erhöht werden kann. Bei einem Neigungswinkel des Verzögerungsventils 20 von etwa 26° schließt der Ventilkegel 46 das Ventil 38 bei einer Verzögerung von etwa 4,5 m/sec², so daß die Bremswirkung, die durch die Hinterradbremsen erzeugt wird, dementsprechend begrenzt ist. Wenn der Reibungskoeffizient zwischen einem Gummireifen und einer guten Straßendecke den Wert 1,0 hat, kann eine Verzögerungskraft gleich dem Gewicht auf den Reifen erreicht werden, so daß es theoretisch möglich ist, das Kraftfahrzeug mit einer Verzögerung von 9,8 m/sec² zu bremsen, wenn sowohl die Vorder- als auch die Hinterräder mit einer Kraft proportional dem Gewicht auf den Rädern gebremst werden und nicht rutschen. Bei einer Verzögerung von 9,8 m/sec² und bei einem Personenwagen mittlerer Größe tritt eine Gewichtsverschiebung derart auf, daß 85% des Fahrzeuggewichtes auf den Vorderrädern und 15% auf den Hinterrädern lastet. Bei einer Verzögerung von 4,5 m/sec² werden etwa 30% des Fahrzeuggewichtes von den Hinterrädern aufgenommen.

In Fahrzeugen, deren Bremsen so hohe Temperaturen erreichen, daß die Bremstrommeln sich ziemlich stark ausdehnen, würde der Druck in den Hinterradzylindern unter den Druck fallen, der den Hinterradbremsen zugeführt worden ist, wenn der Ventilkegel den Ventilsitz abgeschlossen hat. Unter diesen Bedingungen fällt die Bremswirkung der Hinterradbremsen unter den erforderlichen Wert. Um dies zu vermeiden, erhält das Verzögerungsventil erfindungsgemäß eine Ausdehnungskammer D, die so wirkt, daß sie auftretende Druckänderungen ausgleicht und den auf Grund der Ausdehnung der Bremstrommel erhöhten Flüssigkeitsbedarf kompensiert. In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel wird dies durch eine Querbohrung 56 erreicht, die mit der Auslaßöffnung 42 verbunden und mit einem Anschlag 58 am inneren Ende in der Nähe der Auslaßöffnung 42 versehen wird. Ein Kolben 62 mit Abdichtungen 64 ist in der Bohrung 56 angeordnet und gegen den Anschlag 58 mit Hilfe einer Feder 66 vorgespannt, die wiederum über eine Beilage 68 und einen Schnappring 70 in ihrer Stellung gehalten wird. Die Feder 66 steht unter einer Vorspannung, so daß der Kolben 62 gegen den Anschlag 58 gehalten wird, bis ein bestimmter Druck in dem Hinterradzylinder C

ίο erreicht ist. Wenn dieser Druck überschritten wird, löst der Kolben 62 sich von dem Anschlag 58 und drückt die Feder 66 zusammen. In der bevorzugten Anordnung wird die Feder 66 in ihrer Größe so ausgelegt, daß der Kolben 62 sich von dem Anschlag 58 bei einem Druck löst, der kleiner ist als der Druck, der auftritt, wenn der Ventilkegel 46 gegen den Ventilsitz anliegt. Bei einer derartigen Anordnung wird die Erhöhung des Flüssigkeitsbedarfs, um die Bremsbacken im Eingriff mit der Trommel zu halten, durch die Bewegung des Kolbens 62 nach innen ausgeglichen.

In dem Ausführungsbeispiel weist die Feder 66 vorzugsweise eine Federkonstante auf, die gewährleistet, daß die Bewegung des Kolbens 62 über einen weiten Druckbereich vor sich geht und daß kein plötzlicher Abfall am Fußhebel auftritt, wenn der Kolben 62 sich von dem Anschlag 58 löst.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Auf Verzögerung ansprechendes Ventil für Kraftfahrzeugbremsanlagen mit einer Kammer, die in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges liegt und nach vorn ansteigt, wobei das hintere Ende der Kammer mit dem Hauptzylinder und das vordere Ende der Kammer, das eine Auslaßöffnung besitzt, mit den Hinterradbremszylindern in Verbindung steht und ein in der Kammer angeordneter Körper bei einer durch die Schräglage der Kammer bestimmten Fahrzeugverzögerung unter dem Einfluß der Trägheitskraft sich nach dem vorderen Ende der Kammer bewegt und dabei die Verbindung zwischen Hauptzylinder und Hinterradbremszylindern unterbricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (42), die an die Hinterradbremszylinder angeschlossen ist, mit einer Ausdehnungskammer (D) in Verbindung steht, die von einer verschiebbaren Wand (62) abgeschlossen wird, welche ihrerseits mit einer vorbestimmten Kraft von einer Feder (66) im Eingriff mit einem Anschlag (58) gehalten wird, der die die Ausdehnungskammer zusammendrückende Bewegung der verschiebbaren Wand begrenzt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   USA.-Patentschriften Nr. 1648 864, 1860401,
   2182463.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen