DE703322C - Vorrichtung zur Erzeugung eines Fluessigkeitsdruckes, insbesondere fuer die Bremsen von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Flüssigkeits druckes mit einem gleichachsig vor dem Hochdruckkolben angeordneten Niederdruckkolben und einem Ventilgliede zur Regelung der Verbindung der beiden Zylinderräuane, in denen je einer der beiden Kolben arbeitet, und ist insbesondere für die Bremsen von Kraftfahrzeugen bestimmt.

to Die bekannten Vorrichtungen dieser Art weisen den Mangel auf, daß der Übergang vom Arbeiten in der Niederdruckstufe auf die Anbeit in der Hocjidruckstufe plötzlich erfolgt. Dieses plötzliche Abschalten des Niets derdruckkolbens und der gleichzeitige Übergang auf den Hochdruckkolben hat infolge der Verringerung des Widerstandes am Fußhebel einen Sprung in der Bremswirkung zur Folge, so daß bei gleichem Druck auf den Fußhebel plötzlich die Bremsen bedeutend ao stärker angezogen werden.

Zur Behebung dieses Mangels ist es bereits bekannt, in dem aus einem Stück bestehenden Hoch- und Niederdruckkolben einen Hilfskolben verschieblich anzuordnen, der sowohl unter dem Einflüsse des Druckes im Niederdruckzylinderraum als auch unter dem Einflüsse des Druckes im Hochdruckzylinderraum steht. Zuerst wird beim Anziehen der Kolibenvorricht'Ung die in dem Niederdruck- 3» zylinderraum befindliche Flüssigkeit durch ein Ventil hindurch in den hinter den Niederdruckzylinderraum angeordneten Hochdruckzylinderraum und von dort in die Bremsleitungen gedrückt. Sobald der Druck in dem Hoch- und Niederdruckzylinderraum eine ge-

wisse Höhe erreicht hat, wird der Hilfskolben entgegen der Wirkung einer Feder verschoben, wodurch ein Ventil geöffnet wird, das den Xiederdruckzylinderraum mit dem Behälterraum verbindet. Nach dieser Entlastung des Nieder druckzylinders ist der auf dem Hilfskolben lastende Druck derart vermindert, daß er sich wieder in seine alte Stellung zurückzubewegen vermag und damit das mit to ihm verbundene Ventil wieder £chließen kann. Wenn der Kolben weiterbewegt wird, wird der in dem Hoch- und Niederdruckzylinderraum vorhandene Druck wieder erhöht, so daß sich das Spiel wiederholt. Dies setzt sich so lange fort, bis der Druck im Bremsleitungsnetz so hoch getrieben worden ist, daß, wenn dann der Hochdruckzylinder allein arbeitet, die erfolgende Druckerhöhung keinen Sprung mehr bedeutet. Auf diese Weise ist ein allmählicher Übergang vom Arbeiten in der Niederdruckstufe auf das Arbeiten in der Hochdruckstufe gewährleistet. Diese bekannten Vorrichtungen weisen jedoch den Mangel auf, daß der Niederdruckzylinderraum nach dem Füllen des hydraulischen Systems als ein schädlicher Widerstand beim Vorschieben der Kolbenvorrichtung bis zu dem Augenblicke wirkt, wo der Niederdruckkolben außer Tätigkeit gesetzt wird. Die Druckflüssigkeit aus dem Niederdruckzylinderraum wird in den Vorratsbehälter zurückgeschoben und ist für das Anziehen der Bremsvorrichtung verloren.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß ein plötzliches Anziehen der Vorrichtung einen Stoß auf die Arbeitsflüssigkeit in dem Niederdruckzylinderraum. hervorruft, durch den das federbelastete Ventil geöffnet und der Niederdruckzylinderraum mit dem Vorratsbehälter verbunden wird, bevor durch den Niederdruckkolben entsprechend seiner Aufgabe das hydraulische System mit Flüssigkeit angefüllt worden ist.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen gleichmäßigen Übergang vom Arbeiten in der Niederdruckstufe auf das Arbeiten in der Hochdruckstufe sicherzustellen, ohne daß die beschriebenen Nachteile auftreten. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein mit einem Verlängerungsstück versehener Kolben und ein mit zwei Kolbenköpfen versehener Kolben, der verschiebbar auf dem Verlängerungsstück gelagert ist, vorgesehen sind. Außerdem ist ein λ'οη dem Verlängerungsstück getragenes Ventilglied angeordnet, das die Verbindung zwischen dem Niederdrtickraum des Kolbenkopfes von größerem Durchmesser und dem Arbeitsraum von kleinerem Durchmesser über einen im doppelköpfigen Kolben vorgesehenen Kanal steuert und in der Ruhestellung durch eine zwischen dem Kolben von kleinerem Durchmesser und dem doppelköpfigen Kolben angeordnete Feder in der Schließstellung gehalten wird, während der doppelköpfige KoI-ben, wenn ein bestimmter Druck auf die Arbeitsflüssigkeit ausgeübt wird, entgegen dem Widerstände der Feder verschoben wird und die Verbindung zwischen den beiden Arbeitsräumen öffnet.

In den beiliegenden Abbildungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. ι eine hydraulische Bremsvorrichtung nach der Erfindung in schematischer Darstellung;

Fig. 2 einen lotrechten Schnitt durch die Druckmittelvorrichtung mit dem Kolben derselben in der zurückgezogenen Stellung;

Fig. 3 den Kolben der Druckmittelvorrichtung während des Druckhubes desselben in einer Teilansicht und

Fig. 4 einen Schnitt im wesentlichen nach der Linie 4-4 der Fig. 2.

In den Zeichnungen bezeichnet 10 einen Behalter mit einer Füllöffnung 12, die z. B. durch einen üblichen Stöpsel 14 geschlossen werden kann, der mit geeigneten Kanälen 16 versehen ist, um das Innere des Behälters mit der Außenluft zu verbinden. Im unteren Teil des Behälters ist ein Zylinder 18 mit einem unmittelbar unter dem Behälter liegenden kleineren Raum 20 und einem größeren Raum 22 angeordnet, der mit dem kleineren Raum gleichachsig und mit diesem verbunden ist »5 und sich über den Behälter hinaus erstreckt. Der kleinere Raum 20 hat getrennte öffnungen 24 und 26, durch die er mit dem Behälter 10 verbunden wird. Der größere Raum hat einen in seiner Wand vorgesehenen Umleitungskanal 28 und ist am äußeren Ende durch einen Kopf 30 geschlossen, der eine Auslaßöffnung 32 aufweist, die durch ein Zweiwegventil gesteuert wird, dessen Zweck weiter unten beschrieben werden soll.

Durch eine Druckmittelrohrleitung 36 wird die im Zylinderkopf vorgesehene Auslaßöffrnmg 32 mit den Radbremszylindern 38 verbunden.

Ein im Zylinder 20 hin und her beweglicher no Kolben 48 wird in an sich bekannter Weise durch eine Unterlagscheihe 50 gegen Verschiebung gesichert. Die Unterlagscheibe 50 stützt sich gegen einen in einer Ringnut sitzenden, an dem offenen Ende des Zylinders angeordneten Haltering 52. Der Kolben hat einen kurzen zylindrischen Abschnitt 54 von kleinerem Durchmesser, der in Verbindung mit der Wand des Raumes 20 einen ringförmigen Raum 56 bildet, der durch die öffnung 26 mit iao dem Behälter 10 verbunden ist. Am rückwärtigen Ende des kurzen zylindrischen Ab-

schnittes 54 sind zwei getrennte Flansche 58 und 60 angeordnet, die genau in den kleineren Raum 20 passen und zwischen sich eine Dichtungsscheibe 62 einschließen, die das Entweichen des Druckmittels aus dem Zylinder, verhindert. Das vordere Ende des kurzen zylindrischen Absohnittes 54 hat ein gleichachsiges Verlängerungsstück 64, das an seiner Verbindungsstelle mit dem Abschnitt 54 eine ringförmige Schulter 66 bildet.

Ein hin und her beweglicher, auf dem Verlängerungsstück 64 angeordneter Kolbenkopf 68 stützt sich für gewöhnlich gegen eine Schraubenfeder 7O₁ die zwischen dem Kolben-

■5 kopf 68 und dem am Kolben vorgesehenen Flansch 58 eingeschaltet ist. Der genannte Kolbenkopf 68 ist mit mehreren getrennten Kanälen 72 versehen, die zwischen dem ringförmigen Raum 56 und dem vor dem Kolbenkopf 68 befindlichen Teil des genannten Raumes eine Verbindung herstellen, wobei die genannten Kanäle durch eine nachgiebige, am Kolbenkopf angebrachte Dichtungsmanschette 74 gesteuert werden. Der Kolbenkopf 68 läuft in eine Muffe 76 aus, die in Verbindung mit der Wand des Raumes 20 einen ringförmigen Raum 78 bildet. Die Muffe 76 hat seitliche Öffnungen 80, durch die eine Verbindung zwischen dem ringförmigen Raum 78 und dem Inneren der Muffe hergestellt wird. Der ringförmige Raum 78 ist ferner mit dem Behälter ro durch die öffnung 24 und auch mit der in der Zylinderwand vorgesehenen Nebenauslaßöffnung 28 verbunden. Ein Kolbenkopf 90 ist am freien Ende der Muffe befestigt, und eine zwischen dem Kolbenücopf 90 und der nachgiebigen Dichtungsmanschette 74 eingeschaltete Schraubenfeder 92 dient dazu, die Manschette gegen Verschiebung zu sichern.

Der Kolbenkopf 90 paßt in den größeren Zylinderraum 22 und ist mit mehreren getrennten Kanälen 94 versehen, die eine Verbindung zwischen dem ringförmigen Raum 78 und dem vor dem Kolben 90 befindlichen Teil des Raumes 22 herstellen. Der Kolbenkopf 90 zeigt ferner eine Mittelöffnung 96, an deren Umfang eine vorspringende Lippe 98 vorgesehen ist. Eine Stange 100, die am Verlängerungsstück 64 konzentrisch befestigt ist, läuft in einen Kopf 102 aus, der in die öffnung 96 greifen kann. Über die genannte Stange ist eine Dichtungsmanschette 104 geschoben, die den Durchgang des Druckmittels zwischen der Muffe 76 und dem konzentrisehen, die Muffe tragenden Verlängerungsstück 64 verhindert.

Der auf der Stange 100 vorgesehene Kopf 102 stützt sich für gewöhnlich gegen eine ringförmige Schulter 106, die innerhalb der Muffe 76 vorgesehen ist, wobei die Vorderseite des genannten Kopfes in einer Ebene mit der Vorderseite des Kolbenkopfes 90 liegt und so eine ununterbrochene Fläche bildet, deren Zweck weiter unten beschrieben werden soll. Der Kopf ist zweckmäßig in der bei 108 gezeigten Weise unterschnitten, um die Größe der Bewegung beträchtlich zu verringern, die nötig ist, um den Durchgang des Druckmittels durch die öffnung 96 zu ermöglichen. Ferner ist der genannte Kopf bei 110 in der Längsrichtung geschlitzt, um den Durchgang des Druckmittels über den Kopf hinaus und dessen Eintritt in die Muffe 76 zu bewirken.

Durch eine nachgiebige, sich gegen den Kopf 90 stützende Dichtungsmanschette 112 werden die Kanäle 94 sowie die im Kolbenkopf 90 vorgesehene Öffnung 96 gesteuert. Die Manschette hat mehrere getrennte Öffnungen 114, durch welche das Druckmittel dann hindurchfließen kann, wenn die Manschette infolge einer gegenseitigen Bewegung zwischen dem Kolbenkopf 90 und dem Kopf 102 der Stange 100 verformt wird. Eine zwischen der Manschette 112 und· dem Zweiwegventil 34 eingeschaltete Schraubenfeder ι r6 dient dazu, die genannten Teile gegen Verschiebung zu sichern und auch den Kolben in die Rückzugsstellung' zurückzubringen.

Der Kolben 48 besitzt in seinem rückwärtigen Teil eine Aussparung 118, die zur Aufnähme des einen Endes eines Schuibstiftes 120 dient, dessen anderes Ende ein Kupplungsstück 122 trägt, das durch einen nachgiebigen Stiefel 124 mit dem offenen Ende des Zylinders verbunden ist. Der genannte Stiefel hat den Zweck, das Eindringen von Staub und sonstigen Fremdkörpern in das Innere des Zylinders zu verhindern. Durch eine Stange 126 wird die Kupplung 122 mit einem Pedal 128 verbunden, das an einem geeigneten Hai- "°° ter 130 angelenkt und durch eine Rückzugsfeder 132 mit einem feststehenden Halter 134 verbunden ist. Diese Verbindung zwischen dem Druckkolben und dem Gestänge ist bekannt und dient nur zur Erläuterung. '«»5

Es sei nun angenommen, daß die ganze Vorrichtung mit Druckmittel gefüllt ist. Beim Treten auf das Pedal 128 wird die auf dieses ausgeübte Kraft durch die Stange 126 und den Schubstift 120 auf den Kolben 48 über- no tragen, so daß dieser seinen Druckhub ausführt. Während der anfänglichen Bewegung des Kolbens wird der auf das im größeren Raum 22 des Zylinders enthaltene Druckmittel ausgeübte Druck von der vor dem Kolbenkopf 90 angeordneten Manschette 112 aufgenommen.

Bei der Vorwärtsbewegung des Kolbens während seines Druckhubes schließt die Manschette 112 die Nebenauslaßöffnung 28, hierauf wird ein Teil des in dem größeren Raum 22 enthaltenen Druckmittels aus dem genann-

ten Raum gedrückt, wobei es durch das Zweiwegventil 34 fließt, das eine Rückströmung des Druckmittels verhindert. Das Druckmittel strömt weiter durch die Auslaßöffnung· 32 hin durch in die Rohrleitung 36 und in die Radbremszylinder38, die hierdurch betätigt werden. Während des oben beschriebenen Vorgangs wird in dem kleineren Raum 20 vor dem Kolben 68 ein Unterdruck geschaffen, wodurch Druckmittel aus dem Behälter 10 durch die Öffnung 26 hindurch angesaugt wird. Das so angesaugte Druckmittel strömt durch die im Kolbenkopf 68 vorgesehenen Kanäle ~J2 und längs der am Kopf 68 angebrachten Manschette 74 in den vor dem Kopf 68 befindlichen Teil des kleineren Raumes 20 hinein, um den letztgenannten Raum vollständig zu füllen.

Wenn der auf das in dem größeren Raum 22 des Zylinders enthaltene Druckmittel ausgeübte Druck einen genügend hohen Wert erreicht, um die Belastung der Feder 70 zu überwinden, so treten die Kolbenköpfe 68 und go zurück und stützen sich gegen die ringförmige Schulter 66, und wenn sie diese Stellung einnehmen, so liegt der sich für gewöhnlich gegen die ringförmige Schulter 106 stützende Kopf 102 der Stange 100 etwas vor dem Kolbenkopf 90. Hierdurch wird die Manschette 112 verformt und eine Verbindung j zwischen dem größeren Raum 22 und der Muffe 76 sowie auch mit dem ringförmigen Raum 78 durch die Öffnung 80 hergestellt. Der auf das im Raum 20 enthaltene Druckmittel ausgeübte Druck wird nunmehr von der auf dem Kolbenkopf 68 angeordneten Manschette 74 und von der auf dem konzentrischen Verlängerungsstück 64 angeordneten .Manschette 104 aufgenommen. Der im Raum 20 herrschende und auf die Manschette 74 wirkende Druck ist nicht genügend, um die Belastung der Feder 70 zu überwinden. Infolgedessen werden die Kolbenköpfe 68 und 90 unter dem Einfluß der Feder 70 vorgeschoben, wodurch die im Kolbenkopf 90 vorgesehene Öffnung 96 geschlossen wird. Der auf das in dem größeren Raum 22 enthaltene Druckmittel ausgeübte Druck wird wieder von der Manschette 112 aufgenommen, und wenn dieser Druck einen genügend hohen Wert erreicht, um die Belastung der Feder 70 zu überwinden, so treten die Kolbenköpfe 68 und 90 wieder zurück, wodurch in der bereits oben beschriebenen Weise eine Verbindung zwischen dem Zylinderraum 22 und der Muffe 76 sowie mit dem ringförmigen Raum hergestellt und der Druck vom Zylinderraum 22, in dem der genannte Druck von der Manschette 112 aufgenommen wurde, auf den Zylinderraum 20 übertragen wird, worin die (übernähme des Druckes durch die Manschetten 74 und 104 erfolgt. Dieser Vorgang wiederholt sich teilweise während des Druckhubes so lange, bis der im Raum 20 herrschende und auf die Manschette 74 wirkende Druck groß genug ist, um die Belastung der Feder 70 dauernd zu überwinden, worauf der Kolbenkopf 90 dann keinen weiteren Druck mehr erzeugt.

Beim Loslassen des Pedals wird dieses unter dem Einfluß der Rückzugsfeder 132 zurückgezogen. Während dieser Bewegung des Pedals wird der Kolben 48 unter dem Einfluß der Feder 116 in die zurückgezogene Stellung zurückgebracht, und bei der Bewegung des KoI-bens in die zurückgezogene Stellung kehrt Druckmittel von den Radbremszylindern 38 in den Zylinderraum 22 zurück.

Infolge der auf das im Zylinderraum 22 enthaltene Druckmittel wirkenden Reibung sowie der Reibung in der Rohrleitung 36, die den genannten Zylinderraum mit den Radbremszylindern 38 verbindet, und ferner wegen der Spannung der Feder 116 kehrt der Kolben indieRückzugsstellung etwas vor dem Zeitpunkt zurück, wo das Druckmittel in den Zylinderraum 22 zurückfließt. Hierdurch entsteht im Zylinderraum 22 ein Unterdruck, so daß die Manschette 112 nachgibt und Druckmittel aus dem Zylinderraum 20 in den Raum 22 strömen läßt, um diesen vollständig zu füllen. Die Druckmittel strömung aus dem Zylinderraum 20 in den Zylinderraum 22 wird durch eine durch die Bewegung des Kolbens in seine Rückzugsstellung bewirkte allmähliehe Erhöhung des Rauminhaltes des Zylinderraumes 22 erhöht. Sobald der Kolben in die Rückzugsstellung gelangt ist, strömt ein etwaiger im Zylinderraum 22 vorhandener und durch die Druckmittelrückströmung aus ¹⁽>° den Radbremszylindern 38 bewirkter Druckmittelüberschuß aus diesem Zylinderraum durch die Xebenauslaßöffnung 28 in den Zylinderraum 20 und von hier aus durch die Ausgleichsöffnung 24 in den Behälter zurück.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ι . Vorrichtung zur Erzeugung eines Flüssigkeitsdruckes mit einem gleichachsig vor dem Hochdruckkolben angeordneten Niederdruckkolben und einem Ventilglied zur Regelung der Verbindung der beiden Zylinderräume, in denen je einer der beiden Kolben arbeitet, insbesondere für die Bremsen von Kraftfahrzeugen, gekennzeichnet durch einen mit einem Verlängerungsstück (64) versehenen Kolben (48) und einem mit zwei Kolbenköpfen (68, 90) versehenen Kolben (76), der verschiebbar auf dem Verlängerungsstück gelagert ist, i»o und ein von dem Verlängerungsstück (64) getragenes Ventilglied (102), das die Ver-

   bindung zwischen dem Niederdruckraum (22) und dem Hochdruckriaum (20) über einen im doppelköpfigen Kolben vorgesehenen Kanal (80) steuert und in der Ruhestellung durch eine zwischen dem Kolben (48) und dem Kolben (76) angeordnete Feder (70) in der Schließstellung gehalten wird, während der doppelköpfige Kolben (68, 90), wenn ein bestimmter Druck auf die Arbeitsflüssigkeit ausgeübt wird, entgegen dem Widerstand der Feder (70) verschoben wird und die Verbindung zwischen den beiden Arbeitsräumen öffnet.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (48) mit einer Schulter (66) versehen und in der Ruhestellung ein Spiel zwischen dieser Schulter und dem doppelköpfigen Kolben (68, 90) vorgesehen ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet ■ durch eine nachgiebige Manschette (112), die sich gegen den Kolbenkopf (90) legt und mit im allgemeinen von ihm abgedeckten Öffnungen (114) versehen ist, wobei die Manschette, wenn durch Verschiebung des doppelköpfigen Kolbens (68, 90) die Feder (70) zusammengedrückt wird, derart herumgezogen wird, daß die öffnungen (114) aufgedeckt werden.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen