-
Bremsbetätigungseinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung
betrifft eine hydraulische Bremsbetätigungseinrichtung, insbesondere für die Räder
von Kraftfahrzeugen, mit einer saugseitig mit der vom Hauptzylinder oder Bremsventil
kommenden Primärleitung und druckseitig mit der zum Arbeitszylinder führenden Sekundärleitung
verbundenen und in Abhängigkeit von der Drehzahl des oder der betreffenden Räder
angetriebenen Pumpe zur Bremskraftverstärkung und mit einer die Druck- und Saugseite
der Pumpe verbindenden Leitung, die durch ein mittels eines Geberorgans durch den
in der Primärleitung herrschenden Druck beeinflußbare überbrückungsventil verschließbar
ist.
-
Es ist eine Bremsbetätigungseinrichtung bekannt, bei der Bremsscheiben
nach Art von Taumelscheiben angeordnet sind, die auf Kolben wirken, wobei zunächst
der durch das Pedal erzeugte Bremsdruck zum Anpressen der beiden Scheiben benutzt
wird, während beim überschreiten eines bestimmten, durch das Pedal erzeugten Druckes
die Leitungen zu den kombinierten Arbeits- und Bremszylindern vollkommen von der
Bremsleitung des mit dem Pedal verbundenen Hauptzylinders getrennt werden und der
mit dem Pedal erzeugte Druck lediglich zur Steuerung eines Ventils benutzt wird,
das die Durchflußmenge der Pumpen regelt und damit die weiteren Bremskräfte hervorruft.
Es tritt hier zwar ein geschwindigkeitsabhängiger Bremsdruck auf, jedoch wird keine
Verstärkung eines Bremsdruckes verwirklicht, da der durch die Fußkraft erzeugte
Bremsdruck nur zur Steuerung benutzt wird. Ein stufenloses Bremsen ist mit dieser
Einrichtung nicht mehr möglich, sobald sie auf reine Ventilsteuerung umgeschaltet
hat.
-
Es ist des weiteren eine hydraulisch betätigbare Bremseinrichtung,
insbesondere für die Räder von Flugzeugen, bekannt, bei der eine Verstärkung des
Bremsdruckes über eine in Abhängigkeit von der Drehzahl der betreffenden Räder arbeitenden
Pumpe erfolgt. Die von dem Pedal aufbringbaren Bremskräfte betragen nur einen geringen
Teil der erforderlichen maximalen Bremskraft. Die Druckverstärkung erfolgt bei dieser
Ausführungsform in Abhängigkeit von dem Verhältnis der Querschnitte eines Steuerventils
und des Kolbens des Steuerventils.
-
Außerdem ist eine Vorrichtung bekannt, bei der eine über die betreffenden
Räder angetriebene Pumpe einen Druck auf einen Hilfskolben ausübt, der mit dem vom
Pedal betätigten Kolben in starrer Verbindung steht.
-
Da bei Kraftfahrzeugen der nötige Bremsdruck für die optimale Bremswirkung
mit der Fahrgeschwindigkeit zunimmt und außerdem die erhöhte Rotationsenergie der
Räder vernichtet werden muß, ist eine mit der Fahrgeschwindigkeit zunehmende Bremskraftverstärkung
für Fahrzeuge allgemein erwünscht.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit baulich einfachen Mitteln
unter Vermeidung der vorstehend geschilderten Nachteile eine geschwindigkeitsabhängige
Verstärkung des primär eingesteuerten Bremsdruckes zu ermöglichen. Die Erfindung
besteht darin, daß zur an sich bekannten geschwindigkeitsabhängigen Bremskraftverstärkung
eine Pumpe Verwendung findet, die in ihrer Ausgangsleitung einen von ihrer Drehzahl
abhängigen Druck aufbaut, und das Geberorgan einerseits durch den Druck in der Primärleitung,
andererseits durch ein elastisches Glied belastet ist und mit dem überbrückungsventil
durch Zwischenschaltung einer Feder in elastischer Wirkverbindung steht und diese
Feder entsprechend der gewünschten Druckverstärkung zwischen der Primärleitung und
der Sekundärleitung bei Ansteigen des Druckes in der Primärleitung stärker vorspannt.
-
In baulich einfacher Weise kann als Geberorgan eine Membran dienen.
Es kann auch vorteilhaft sein, wenn als Geberorgan in an sich bekannter Weise ein
Kolben dient.
-
In äußerst einfacher Weise kann die Wirkverbindung zwischen dem Geberorgan
und dem überbrükkungsventil mittels eines Hebelgetriebes, insbesondere eines Winkelhebels,
hergestellt sein. Die Primärleitung kann mit der Sekundärleitung über eine weitere
überbrückungsleitung mit einem Rückschlagventil verbunden sein.
-
Eine zweckmäßige, besonders raum- und materialsparende Anordnung erhält
man, wenn die Pumpe in an sich bekannter Weise von der Bremstrommel, insbesondere
von der Innenwand, angetrieben wird. Die Pumpe kann in an sich bekannter Weise getrennt
an
jedem einzelnen Rad angebracht sein und getrennt betätigt werden.
Hierdurch wird das Blockieren eines einzelnen Rades verhindert. In baulich vorteilhafter
Weise kann das gemeinsame Gehäuse der zur automatischen Bremsverstärkung dienenden
Elemente konstruktiv mit dem Arbeitszylinder verbunden sein.
-
Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben,
die an Hand von vier Figuren näher dargestellt sind.
-
F i g. 1 bis 3 zeigen das erste Ausführungsbeispiel in drei möglichen
Stellungen; F i g. 4 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel.
-
Kern der Erfindung ist der automatische Bremskraftverstärker innerhalb
einer hydraulischen Bremseinrichtung für ein oder mehrere Räder eines Kraftfahrzeugs.
Dieser Bremskraftverstärker ist in seiner Gesamtheit in den F i g. 1 bis 3 mit 1
bezeichnet. Er besteht im wesentlichen aus einer Pumpe 2, einem Rückschlagventil
3 und einem Überbrückungsventil 4.
-
Die Pumpe 2 ist in den F i g. 1 bis 4 nur schematisch angedeutet.
Sie wird über die Rolle 5 nach dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1 bis 3 direkt
von der Bremstrommel 6' angetrieben.
-
Nach dem Ausführungsbeispiel entsprechend den F i g. 1 bis 3 ist als
weiteres wichtiges Element innerhalb der automatischen Bremskraftverstärker eine
Membran 6 vorgesehen, die über einen Winkelhebel 7 und eine Schraubenfeder 8 mit
der Ventilplatte 9 des Überbrückungsventils 4 verbunden ist.
-
Das Rückschlagventil 3 besteht im wesentlichen aus einer Kugel, die
ebenfalls unter dem Druck einer Schraubenfeder 10 steht. An das Gehäuse
11 des Bremskraftverstärkers schließen sich zwei Leitungen an, nämlich eine
Leitung 12, die vom Bremspedal bzw. vom Kraftzylinder des Bremspedals kommt, und
eine Leitung 13, die zurrt Arbeitszylinder führt und dort die Arbeitskolben, die
die Bremsbacken betätigen, unter Druck setzen kann. Das gemeinsame Gehäuse 11 der
zur automatischen Bremsverstärkung dienenden Elemente kann konstruktiv mit dem Arbeitszylinder
verbunden sein.
-
Die Wirkungsweise des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung geht
bei einer Betrachtung der F i g. 1 bis 3 in der Reihenfolge ihrer Numerierung, auf
Grund der dort eingezeichneten Pfeile, die die Strömüngsrichtung des Bremsöles angeben,
hervor.
-
F i g. 1 gibt die Situation wieder, wenn das Bremspedal nicht betätigt
wurde. Die Pumpe 2,, die stets arbeitet, fördert im Kreis entsprechend den Pfeilen
14, 15,16,17. Das Überbrückungsventil 4 ist geöffnet, die Ventilplatte 9 gibt die
Durchtrittsöffnung 18' frei.
-
Die Pumpe 2 fördert im übrigen nur eine sehr kleine Menge der Bremsflüssigkeit,
sie arbeitet mit einer Drehzahl, die in einem festen Verhältnis zur Umdrehungszahl
des Rades steht. In der Stellung gemäß 1~' i g. 1 wird nicht gebremst. Der Druck
der vom Bremspedal kommenden Leitung entspricht dem atmosphärischen Druck; Überdruck
ist nicht vorhanden.
-
Wird nun das Bremspedal betätigt, so stellt sich in der vom Bremspedal
kommenden Leitung 12 ein Überdruck ein, der das Rückschlagventil3 anhebt. Es tritt
eine Strömung entsprechend den Pfeilen 18; 19, 20,21 zum Arbeitszylinder der Bremse
ein. Die Bremsbacken legen sich weich an. Gleichzeitig wird durch die Druckerhöhung
die Membran 6 nach außen gebogen (F i g. 2) und über- den Winkelhebel 7 und die
Feder 8 die Drosselplatte 9 angedrückt. Die Pumpe 2 fördert nunmehr nur noch in
die Leitung 13 zum Arbeitszylinder. In der letztgenannten Leitung baut sich ein
Druck auf, der zunächst das Rückschlagventil 3 schließt. Es strömt also kein
öl mehr durch das kückselilägventil, und die Bremsbacken werden durch die
Druckerhöhung in der Leitung 13, entsprechend der Tourenzahl der Pumpe 2, die direkt
abhängig von der Tourenzahl des Rades ist, angepreßt. Der Druck in der Leitung 13
zum Arbeitszylinder steigert sich, bis ein bestimmtes Verhältnis des Drukkes in
der Leitung 13 zu dem Druck in der Leitung 12 erreicht ist. Dieses Verhältnis kann
durch entsprechende Bemessung der Elastizität der Feder 8 und der Membran 6 sowie
durch die Ausbildung des Drosselspaltes 22 der sich öffnenden Drosselplatte 9 eingestellt
werden. Bei Erreichen dieses Verhältnisses öffnet sich, wie soeben gesagt, die Drosselplatte
9 um einen geringen Betrag, wie in F i g. 3 gezeigt, und ein stark gedrosselter
Kreislauf bei teilweise zusammengedrückter Feder 8 stellt sich ein.
-
Das Verhältnis der Drücke in der Leitung 13 zum Arbeitszylinder und
in der Leitung 12 vom Bremspedal kann entsprechend den gewünschten Bremsverstärkungen
in Abhängigkeit von der Drehzahl und entsprechend den vorliegenden Bremstypen oder
Fahrzeugtypen ohne weiteres auf Grund der Auswahl der Feder 8, der besonderen Ausgestaltung
des Ringspaltes 22 und der Membran 6 eingestellt werden.
-
Die F i g. 4 gibt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder,
das in seiner prinzipiellen Arbeitsweise dem Ausführungsbeispiel gemäß den F i g.
1 bis 3 entspricht.
-
Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 sind eine Pumpe 2,
eine Drosselplatte 9, ein Rückschlagventil 3 und Federn 10, 8 zur
Beaufschlagüng des Rückschlagventils 3 und der Drosselplatte 9 vorgesehen. Eine
weitere Feder 23 stützt den Kolben 24 des Ausführungsbeispiels nach F i g: 4 gegenüber
dem Gehäuse 25 ab.
-
Der Kolben 24 nach F i g. 4 entspricht der Membran 6 nach den F i
g. 1 bis 3. Der Kolben 24 nach F i g. 4 liegt in einem besonderen Zylinder 26, der
an die Leitung 12, die vom Pedal kommt, angeschlossen ist.
-
Findet auf Grund der Betätigung des Bremspedals eine Druckerhöhung
in der Leitung 12 statt, so öffnet sich das Rückschlagventil 3 und die Bremsbacken
legen sich zunächst weich an. Gleichzeitig äußert sieh jedoch auch der Druck in
der vom Pedal kommenden Leitung 12 auf die Reaktionsfläche 27 des Kolbens 24, so
däß es über die Kolbenstange 28 und die Feder 8 zu einer Bewegung der Drosselplatte
9 gegen die öffnung29 kommt. Die Drosselplatte 9 unterbricht schließlich den Ölkreislauf
von der Druck- zur Saugseite der Pumpe 2, und es kommt zu einer Drucksteigerung
in der zur Bremse führenden Leitung 13. Der Druck steigert sich in der Leitung 13
so weit, bis die Drosselplatte 9, erstsprechend F i g. 3 des an erster Stelle genannten
Ausführungsbeispiels, abgehoben wird, so daß ein stark gedrosselter Kreislauf, wie
er ursprünglich vorhanden war, wieder eintritt. Das Verhältnis der Drücke in der
Leitung 13 zum Bremsarbeitszylinder einerseits und in Leitung vom Bremspedal 12
andererseits ist abhängig von der Federcharakteristik der beiden Federn 8, 23, von
der Ausbildung der Platte 9 und schließlich von der Reaktionsfläche 27 des Kolbens
24. Insbesondere durch die Auswahl der beiden Federn 8, 23 läßt sich
das
Verhältnis zwischen Bremsverstärkung und Fahrgeschwindigkeit in beliebiger Weise
einregeln.
-
Sinkt die Drehzahl des betreffenden Rades, so sinkt verhältnisgleich
auch die Drehzahl der Pumpe. Dadurch wird ein entsprechend geringerer Druck in der
Leitung 13, die zum Arbeitszylinder führt, aufgebaut, bis schließlich kein überdruck
mehr in der zum Arbeitszylinder führenden Leitung vorhanden ist. Ein Ende der Bremsung
kann selbstverständlich auch erfolgen, wenn der überdruck in der vom Bremspedal
kommenden Leitung 12 abfällt und gleich Null wird, so daß sich die Membran, wie
in F i g. 1 gezeigt, hebt und die Platte 9 die Durchtrittsöffnung
18' bzw. 29
wieder freigibt.