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Steuervorrichtung für eine Druckfliissigkeitsbremse.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für eine Druckflüssigkeitsbremse, die zum Abbremsen von einer in Umlauf befindlichen Schwungmasse ebensowohl Verwendung findet wie zum Abbremsen eines Fahrzeuges.
Derartige Bremsen beruhen bekanntlich auf dem Prinzip, dass die lebendige Kraft der abzubremsenden Masse zum Antrieb einer Flüssigkeitspumpe benutzt wird, welche die Flüssigkeit in einem Raum unter Druck setzt, aus dem sie durch eine Drosselöffnung ausströmt, um über die Saugleitung der erwähnten Pumpe von neuem in den Kreislauf eingeführt zu werden.
Da die Hubzahl der Pumpe mit der abnehmenden Geschwindigkeit der abzubremsenden Masse geringer wird, so würde-unter der Voraussetzung des Gleichbleibens der erwähnten Drosselöffnungder in der Flüssigkeit erzeugte Druck, also letzten Endes die Bremswirkung, ständig geringer werden und gegen Ende der Bewegung nahezu fast gänzlich aufhören.
Ein solcher Verlauf der Bremswirkung ist natürlich durchaus unerwünscht.
Bei einer bekannten Druckflüssigkeitsbremse wird nun die erforderliche Höhe der Bremswirkung durch Verstellung eines vom Fahrer zu betätigenden Steuerkolbens, der die eingangs erwähnte Drossel- öffnung mehr oder weniger zu sperren gestattet, erreicht. Demgegenüber zeichnet sich die Steuervorrichtung nach der Erfindung dadurch aus, dass sie selbsttätig die Bremswirkung in erforderlicher Höhe aufrechterhält, indem die Drosselstelle, durch welche die Flüssigkeit aus dem Druckraum der Pumpe in den Saugraum fliesst, selbsttätig eine Veränderung in dem Sinne erfährt, dass sie mit sinkender Drehzahl oder Hubzahl der Pumpe verkleinert wird, so dass die Bremswirkung mit abnehmender Geschwindigkeit keine Verringerung erfährt.
Gleichzeitig ist die Steuervorrichtung derart ausgebildet, dass sie ohne Rücksicht auf die Drehrichtung der die Pumpe antreibenden Achse stets dieselbe Wirkung hervorruft, d. h. dass Saug-und Druckseite beliebig gegeneinander austauschbar sind.
Die bauliche Ausbildung der Steuervorrichtung, die eine derartige Wirkung gewährleistet, ist aus der Zeichnung ersichtlich, auf der die Steuervorrichtung teilweise im Schnitt schematisch veranschaulich ist.
Die Steuervorrichtung nach der Erfindung ist mittels des Anschlussstutzens 1 an den Druckraum einer von der abzubremsenden Masse bzw. vom abzubremsenden Fahrzeug aus beim Bremsen in Betrieb gesetzten, auf der Zeichnung nicht dargestellten Pumpe angeschlossen. Der Anschlussstutzen 2 der Steuervorrichtung steht mit dem Saugraum, etwa der Saugleitung der Pumpe, in Verbindung. Zwischen beiden Anschlussstutzen befindet sich ein Zylinder. 3, an den die Rohrstutzen 1 und 2 zweckmässig diametral einander gegenüberstehend herangeführt sind.
Im Zylinder. 3 ist ein Kolben -1 angeordnet, der einen die beiden Anschlussstutzen j ! und 2 verbindenden Schlitz oder Spalt. 5 besitzt ; auf der einen Stirnfläche-beim dargestellten Ausführungsbeispiel auf der oberen-ist der Kolben 4 mit einem kolbenstangenartigen, durch eine Stopfbüchse nach aussen geführten Ansatz 6 versehen. Durch diesen Ansatz wird ein Unterschied der wirksamen Flächen des Kolbens herbeigeführt, der-wie sich aus der Beschreibung der Wirkungsweise der Vorrichtung ergeben wird-für den Betrieb der Vorrichtung notwendig ist. Die Rohrstutzen 1 und 2 besitzen je zwei Durchbrechungen, die durch Ventile 7, 8, 9 und 10 beherrscht werden.
Die Ventile 7,9 öffnen sich unter Druckwirkung nach aussen, die Ventile 8, 10 öffnen sich unter Saugwirkung nach innen und schliessen sich unter Druckwirkung. Von dem Gehäuse des Ventils 7 führt eine Leitung 11 zu dem Gehäuse 12 eines Kolbens 1. 3 ; eine Zweigleitung 14 führt
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zum Zylinder 3 und mündet in dessen oberhalb des Kolbens-1 befindlichen Teil. Eine zweite Zweigleitung 15 führt zum Gehäuse des Ventils 9 und somit zum Rohrstutzen S bzw. zum Saugraum der Pumpe. Vom Gehäuse 12 des Kolbens !. 3 führt eine Leitung 16 zu einer Leitung 17, die unterhalb des Kolbens J in den Zylinder. 3 mÜndet. In der Leitung 17 befindet sieh eine Stellvorrichtung i (Schraube) 18, mittels deren der Strömungsquerschnitt der Leitung 17 verändert werden kann.
Das Gehäuse der Stellvorrichtung 18 steht durch eine Leitung 19 mit dem Gehäuse des Ventils 8, durch eine Leitung 20 mit dem Gehäuse des Ventils 10 und durch eine Leitung 21 mit einem Behälter 22 in Verbindung. Der im Gehäuse 12 befindliehe Kolben 13 dient als Absperrschieber gegenüber der gedrosselten Mündung der Leitung 16 ; er wird durch eine Membran 2. 3 gesteuert, die durch Leitungen 24 und : 2. 5 ) unter den Einfluss unterschiedlichen Luftdruckes gesetzt werden kann.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach der Erfindung ist folgende : Bei nicht betätigter Bremse ist die Pumpe abgestellt, die Stellung des Kolbens J im Zylinder ist daher bedeutungslos.
Soll eine Bremsung ausgeführt werden, so wird die Pumpe mit ihrer Antriebsvorriehtung gekuppelt. Sie fördert Flüssigkeit in den Rohranschlussstutzen 1. Nach Massgabe der Stellung des Kolbens 4 im Zylinder 3 und nach Massgabe des lichten Durchgangsquerschnittes des Schlitzes 5 wird die im Rohranschlussstutzen 1 befindliche Flüssigkeit unter Druck gesetzt. Hiedurch wird das Ventil 8 auf seinen Sitz gepresst, das Ventil 7 aber geöffnet ; Druckflüssigkeit füllt das Rohr 11 und demgemäss auch über das Rohr 14 den über dem Kolben 4 befindlichen Raum des Zylinders. 3 und drückt den Kolben 4 nach unten, wodurch der durch den Spalt oder Schlitz 5 des Kolbens 4 gebotene Durchströmquerschnitt für die von der Druckseite (Rohrstutzen 1) zur Saugseite (Rohrstutzen 2) der Pumpe strömende Flüssigkeit verkleinert wird.
Durch die durch die Zweigleitung 15 zum Ventil 9 gelangende Druckflüssigkeit wird dieses Ventil fest auf seinen Sitz gedrückt. Im Rohransehlussstutzen 2 herrscht
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im Rohr 11 befindliche Druckflüssigkeit drückt auf den Kolben 13 ; die Membran 23 wird über die Leitung 25 von unten her, über die Leitung 24 von oben her mit Druckluft beaufschlagt. Die auf die beiden Seiten der Membran 2. 3 ausgeübten Drücke sind verschieden. Das Mass ihres Unterschiedes unterliegt der Möglichkeit willkürlicher Änderung. Im allgemeinen wird der auf die Oberseite der Membran 23 ausgeübte Druck erheblich geringer sein als der auf deren Unterseite wirkende Druck.
Der auf die obere Stirnseite des Kolbens 4 ausgeübte Druck verschiebt zunächst den Kolben 4 nach unten ; hiedurch verkleinert sich der von dem Schlitz oder Spalt 5 des Kolbens 4 und den lichten Öffnungen der Rohranschlussstutzen 1 und 2 gebildete Durchflussquerschnitt für die Druckflüssigkeit, der Staudruck wird grösser ; infolgedessen wird auch der auf die obere Stirnfläche des Kolbens 13 aus- geübte Druck grösser, der Kolben wird abwärts bewegt und legt die im Gehäuse 12 für den Kolben 13 befindliche Mündung des Kanals 16 frei, falls er sie vorher verschlossen hatte bzw. er vergrössert den Durchströmquerschnitt an dieser Stelle ; die untere Stirnfläche des Kolbens 4 wird vom gleichen Druck beaufschlagt wie dessen obere Stirnfläche.
Wegen des Vorhandenseins des kolbenstangenartigen Ansatzes 6 ist die wirksame Fläche der oberen Stirnseite des Kolbens 4 kleiner als die der unteren Stirnfläche. Der Kolben 4 wird aufwärts bewegt ; der Strömungsquerschnitt, der den unter Staudruck stehenden Anschlussstutzen 1 mit dem unter geringem Druck stehenden Anschlussstutzen 2 der Steuervorrichtung verbindet, wird grösser, der Staudruck wird geringer, die Belastung der oberen Stirnseite des Kolbens 13 wird geringer, der Kolben 13 bewegt sich aufwärts und drosselt die MÜndung des Kanals 16 oder sperrt sie ab.
Die untere Stirnfläche des Kolbens 4 wird über die Drosselvorrichtung 18 entlastet, die über diese Drosselvorrichtung abfliessende Flüssigkeitsmenge gelangt teils in die Leitung 20 und wird über das Ventil 10 von der Pumpe abgesaugt ; soweit dies nicht geschieht, gelangt sie in den Behälter 22.
Der Kolben 4 verschiebt sich nach unten, der Durchströmquerschnitt in der Steuervorrichtung ver- ändert sich, der Staudruck steigt und das vorbesehriebene Spiel wiederholt sich. Auf diese Weise regelt sich die durch die Erzeugung von Flüssigkeitsdruck erzielte Bremswirkung selbsttätig.
Die willkürlich Regelung der auf die beiden Seiten der Membran 23 wirkenden Druckkl äfte der Druckluft gestattet willkürlich Regelung der Bremswirkung.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Steuervorrichtung für eine Druckflüssigkeitsbremse, bei der die zu vernichtende, lebendige Kraft eines Fahrzeuges, einer umlaufenden Masse od. dgl. mittels einer von dieser angetriebenen Pumpe in Flüssigkeitsdruck umgesetzt und dadurch vernichtet wird, wobei das Gehäuse der Steuervorrichtung mit je einem Rohransehluss mit dem Saug-und Druckraum der Pumpe in Verbindung steht und einen zwischen beiden Räumen angeordneten, mit einer Durchtrittsöffnung für die Flüssigkeit versehenen, kolbenschieberartigen Teil besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der kolbenschieberartige Teil (4)
selbsttätig nach Massgabe der Geschwindigkeitsänderung verstellt wird und dadurch den Uberstrom- querschnitt für die Flüssigkeit von der Druckseite zur Saugseite der Pumpe derart ändert, dass die Pumpe stets gegen gleichen Staudruck zu arbeiten hat.