DE1950992B - Sicherungseinrichtung in einem hydraulischen Fahrzeug-Bremssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung in einem hydraulischen Fahrzeug-Bremssystem, welche eine zylindrische, mit einer Einlaß- und einer Auslaßöffnung versehene Innenkammer aufweist, wobei die Einlaßkammer an eine zu einem Hauptzylinder und die Auslaßöffnung an eine zu den Bremsbetätigern führende Druckmittelleitung angeschlossen ist und die Innenkammer eine Kugel axial beweglich in sich aufnimmt, die bei dem für das Bremssystem vorgesehenen Flüssigkeitsdruck ihre Ruhestellung einnimmt, in der sie gegen eine geschlossene Endfläche der Innenkammer anliegt, aus welcher Ruhestellung die Kugel sich beim Auftreten einer Druckdifferenz zwischen der Einlaß- und der Auslaßöffnung wegbewegt.

Eine bekannte Einrichtung dieser Art (USA.-Patentschrift 2 902 043) dient als Rohrbruchsicherung. Tritt dort zwischen Ein- und Auslaß eine Druckdifferenz auf, so bewegt sich die Kugel unter dem Einfluß dieser Druckdifferenz entgegen der Kraft einer Feder gegen die Aiislaßöffnung und drosselt so die Verbindung zwischen Ein- und Auslaß. Durch die auf diese Weise noch zusätzlich hervorgerufene Druckminderung in dem an die Auslaßöffnung anschließenden Teil der Bremsanlage wird ein Ventilkörper bewegt, der die schadhafte Leitung verschließt. Diese bekannte Einrichtung spricht jedoch nicht an, wenn sich in der Bremsanlage Luft befindet; denn durch das Vorhandensein von Luft wird keine Druckdifferenz hervorgerufen, die eine Bewegung der Kugel auslösen könnte. Ferner ist dort keine Warnanzeigevorrichtung vorgesehen, die dem Fahrer den Ausfall einer Bremsleitung melden würde.

Es ist zwar eine Warnanzeigeeinrichtung bekannt (USA.-Patentschrift 3 369 090), die für eine Zweikrcisbrcmsanlagc vorgesehen ist und den Ausfall eines Bremskreises anzeigt, indem ein sich normalerweise in einer Mittellaijc befindlicher Doppclkopfkolben bei einer Druckdifferenz zwischen den beiden Kreisen verschoben wird und hierbei einen Schalter für eine Warnanzeige betätigt. Diese Einrichtung ist jedoch nur für ein Bremssystem mit zwei getrennten Druckmitlelkreiseii geeignet und sprich! außerdem ebenfalls nicht auf das Vorhandensein von Luft in dem Bremssystem an, da die Verschiebung des Doppelkopfkolbens un.I damit die Betätigung des Wamsehalters ausschließlich unter dem Einfluß einer Druckdifferenz in den Räumen beidseits des Kolbens erfoltit.

Auluahc der Erfiiidunii ist es daher, eine Sichenmg^einrichuing der eingangs genannten Art für ein hydraulisches Fahrzeughremsss stern so auszubilden, daß eine Warnanzeigeemiichiunu betätigt wird, entweder sobald die Druckdifferenz, die sich heim Hremshetäiigen zwischen Hauptzylinder und ßremsheiäiigungszy linder einstellt, einei \orhestimmten Wert überschreitet, oder sieh in dem Bremssystem Luft befindet.

Diese Aufgabe wird erfmdiingsgemäß dadurch iielöst. daß die Achse der Einlaßöffnung in der Ruhestellung der Kugel im wesentlichen durch die Kugelmiite geht und senkrecht zur Mittelachse der Innenkammer verläuft, daß weiter die Achse der Auslaßöirnung in einer zur Achse der Einlaßöffnung parallelen Ebene verläuft und von der geschlossenen Endfläche weiter entfernt ist als die Achse der Einlaßöffnung, daß ferner die Innenkammer einen elektrisch isolierten, beweglich geführten Kontakt in sich fiufnimmt. der von der Kugel bei deren Bewegung aus ihrer Ruhestellung in seine Arbeitsstellung bewegbar ist. in der er den Erregerkreis für eine Warnanzeigeeinrichtung schließt.

Bei einer derartigen Einrichtung unter Verwendung einer einzigen Kugel erfolgt die Betätigung der Warnanzeigeeinrichtung durch die diese Kugel unmittelbar beaufschlagende Fluidströmung um die Kugel herum selbst. Eine derartige Fluidströmung wird z. B. auch durch in der Bremsanlage vorhandene Luft hervorgerufen. So tritt rechtzeitig, bevor die Bremsen versagen, eine Verstellung der Kugel gegen den beweglich geführten Kontakt ein. Dieselbe Kugelbewegung ergibt sich, wenn der in Strömungsrichtung hinter der Einrichtung befindliche Teil des Bremssystems infolge eines Lecks versagt: auch dann entsteht eine FluidströmuiiL, um die Kugel herum, so daß diese in der angegebenen Weise zum Auslaß hin verstellt wird.

In vorteilhafter Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kugel unter der Wirkung einer Feder gegen die genannte Endfläche der Innenkammer in Anlage gehalten ist. Hierbei ist vorteilhafterweise oic Innenkammer als Sackbohrung ausgebildet, deren Durchmesser im wesentlichen kleiner Ist ah ihre Länge, wobei diese Sackbohrung auf der Außenseite des Gehäuses der Einrichtung durch einen Stopfen verschließbar ist. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß der Kontakt als metallischer Kontaktstift ausgebildet ist Und gleichachsig durch eine Bohrung in dem Vertchlußstopfen hindvrchtritt. die eine elektrisch isolierende Buchse aufnimmt. Bei allen diesen Atisfühfungsformen kann der Durchmesser der Kugel kleiner Oder im wesentlichen gleich dem Querschnitt der Innenkammer sein.

Für die vorstehenden, in den Ansprüchen 2. 3. 4 und 6 aufgeführten Ausgestaltungen der Erfindung wird nur Schutz im Rahmen echter Untcransprüchc begehrt. Diese Ansprüche gelten daher nur im Zusammenhang mit dem I lauptanspruth.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kennzeichnet sich dann dadurch, daß die genannte Endfläche der Inncnkamtrcr konisch und gleichachsig zu dieser Innenkammer ausgebildet ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung kennzeichnen sich einmal dadurch, daß die Einlaßöffnung mit der Bohrung in einer Nabe des Gehäuses der Einrichtung in Verbindung steht und diese Bohrung eine zylindrische Nabe des Hauptzylindcrs aufnimmt und mit diesem Zj linder durch Innenkanäle in der zylindrischen Nabe in Verbindung steht, h/w. daß die Achse der Auslaßüffnung unter einem Winkel .<ur ,Achse der Einlaßöffnung geneigt verläuft. Wirteilhaft bildet bei der zuletzt genannten Auslülmiiigsiorm der Neigungswinkel der Achse der AuslaßülTnimg einen rechten Winkel.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist von besonders einfachem Aufbau, da sie mit lediglich einem

ίο einzigen beweglichen Teil in Form einer Kugel arbeitet, die mit einem beweglich geführten Koniakt \orzugsweise in Form eines Stiftes zusammenwirkt. Hierdurch ergibt sich ein entsprechend einfaches Arheitsprinzip der Einrichtung, nach welchem bei normalen Bremsbedingungen die Kugel unbeweglich gehalten ist und lediglich für den Fall eines Versagens desjenigen Teils des hydraulischen Γ emssystems. welcher in Strömungsrichtung hinter dor Einrichtung angeordnet ist, eine Bewegung der Kugel zum Zu sammenwirken mit dem beweglichen Kontakt erfolgt. Auch ist der Platzbedarf der erfindungsgemaß ausgebildeter Einrichtung äußerst gering, so daß es möglich ist, diese Einrichtung an den beiden Auslassen eines Druck- oder Hauptzylinders der »Tandem«-

Bauart anzubringen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines hy-

draulischen Einkreis-Bremssystems. welches mit einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemaß ausgebildeten Sicherungseinrichtung ausgestattet ist.

Fig. 2 den Längsschnitt in größerer Darstellung

längs der Linie H-II in F i g. 1,

Fig. 3 schematisch ein hydraulisches Zweikreis-Bremssystem der Doppelkreisbauart, welches mit eine^r zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemaß ausgebildeten Sicherungseinrichtung versehen ist. Fig. 4 den Längsschnitt" in größerer Darstellung längs der Linie IV-IV in Fi g. 3 und

F i g. 5 den Schnitt längs der Linie V-V in F i g. 4. Fig. 1 zeigt schematisch das hydraulische Bremssystem eines Fahrzeuges mit Scheibenbremsen an allen vier Rädern.

Das hydraulische Bremssystem umfaßt einen Hauptzylinder 1. dessen (nicht dargestellter) Tauchkolben durch ein Bremspedal 2 betätigt wird. Der Zylinder 1 wird aus einem Speicher 3 mit Druckmittel versoigt An dem dem Pedal 2 abgewandten Ende des Zylinders 1 ist eine Nabe 4 vorgesehen, die in eine durchgehende Bohrung in einer NabeSii eingeführt ist, die am Gehäuse 5 einer Sicherlingseinrichtung ausgebildet ist, wobei diese Einrichtung später genauer beschrieber werden wird. Die Nabe 4 hat eine Axialbohring 6. die an ihrem dem Pedal 2 abgelegenen Ende durch einen Stopfen 7 verschlossen ist und über eine Radialbohrung mit einer inneten Einlaßöffnung 9 im Gehäuse S der Steuerungseinrichtung in Verbindung steht. Die Einlaßöffnung 9 ist mit einer Querbohrung versehen, deren Teil zwischen der Nabe 4 und der Außenseite des Gehäuses 5 mittels eines Stopfens IO verschlossen ist.

Das Gehäuse 5 der Sichcrungseinrichtung hat einen Auslaß, der mit einer Leitung 11 in Verbindung steht.

die durch Zweigleitungen mit vier Bremszylindern 12 verbunden ist. die durch jeweilige Fcclerzangen 13 getragen werden, die jeweils mit einer Bremsscheibe 14 zusammenkleben. Die Bremsscheibe!! 14 drehen sich

mit den jeweiligen nicht dargestellten Kadern ties Fahrzeuges.

Ein metallischer Kontaktstift 15 ragt aus dem Gehäuse 5 der Hinrichtung, der Stift 15 ist in Reihe durch Zuführungen 16 und 17 zu einer Anzeigeeinrichtung in Form einer Wamlampe 20 und einer Batterie 18 gelegt, die positive Klemme der Batterie 18 ist an Masse durch eine Zuführung 19 angeschlossen.

Das Gehäuse 5 (Fig. 2) hat eine zylindrische [nnenkammer 21, die durch eine Bohrung gebildet ist, die von außen mittels eines Schraubstopfens 22 verschlossen ist. Eine Kugel 23 ist beweglich in der Kammer 21 angeordnet, der Durchmesser der Kugel 23 ist im wesentlichen gleich oder kleiner als der Durchmesser des Querschnitts der Innenkammer 21. Die Kugel 23 sitzt auf einer konischen, geschlossenen Endfläche 24 der Kammer 21, die durch Bohren der Kammer 21 unter Verwendung eines Bohrers gebildet wird, dessen Spitzenwinkel 90 beträgt. Die Kugel 23 wird gegen diese Fläche 24 durch die Wirkung einer schwachen Feder 25 gehalten, die zwischen der Kugel 23 und einer Ringschulter auf dem Stopfen 22 zusammengedrückt ist.

Die Kammer 21 liegt mit ihrer Achse nach der Darstellung in F i g. 2 horizontal, könnte aber auch vertikal liegen, wenn der Stopfen 22 sich ganz oben befindet. In diesem Fall kann auf die Feder 25 verzichtet werden, da die Kugel 23 auf der konischen Fläche 24 unter der Wirkung ihres eigenen Gewichts aufliegen würde. Der Stopfen 22 hat eine axial durchgehende Bohrung, in die unter Zwischenschaltung einer Büchse 26 aus isolierendem Material der Kontaktstift 15 eingeführt ist. wobei die Enden des Stiftes 15 von den innenliegenden und außenliegenden Enden der Büchse 26 vorstehen. Die Lage der Einlaßöffnung 9, die mit dem Auslaß des Hauptzylinders 1 in Verbindung steht, ist derart, daß ihre Achse senkrecht zur Achse der Innenkammer 21 verläuft und durch die Mitte der Kugel 23 geht, wenn letztere sich in ihrer normalen oder Ruhestellung befindet, die in Fig. 2 dargestellt ist. in der sie auf der konischen Fläche 24 ruht. Die Leitung 11. die die Bremszylinder 12 bedient, steht mit einer inneren Auslaßöffnung 27 im Gehäuse 5 in Verbindung. Die Achse der Auslaßöffnung 27 verläuft in einer zur Achse der Einlaßöffnung 9 parallelen Ebene, ist jedoch relativ zu letzterer in Richtung znn Stopfen 22 hin verschoben.

Nach der in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Ausführungsform hat das Bremssystem einen Zweikreis-Hauptzylinder 28. Der Hauptzylinder 28 weist zwei Auslässe 28« und 28 ft auf und wird mit Druckmittel aus Speichern 3« und 3ft versorgt. Die Auslässe 28« und 28 ft stehen mittels Leitungen 29« bzw. 29 ft mit jeweiligen Einlaßöffnungen zweier Sicherungseinrichtungen in Verbindung, von denen in F i g. 5 die Einlaßöffnung 30 ft dargestellt ist. Die Warneinricntungen sind im wesentlichen einander gleich, eine dieser Einrichtungen ist in Fig. 5 dargestellt und innerhalb eines einzigen Gehäuses 31 enthalten.

Die Konstruktion des Gehäuses 31 unterscheidet sich von dem des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Gehäuses 5 dadurch, daß die Nabe 5« nicht vorhanden ist. Andere Konstruktionseinzelheiten der Einrichtung innerhalb des Gehäuses 31 sowie ihr elektrischer Kreis sind sleich denen der in Fi 2. 2 darse-Einrichtung. Gleiche Teile sind daher mit den gleichen Bezugs/eichen versehen, wobei die Buchstaben ei und ft hinzugefügt wurden, je nachdem, ob die Einrichtuni! links oder rechts in F i g. 4 gemeint war.

Die Arbeitsweise der in den Fig. I und 2 dargestellten Vorrichtung ist die folgende:

Die Kraft der Feder 25 auf tier Kugel 23. die Lage der Einlaßöffnung 9 und der Auslaßüffiiung 27 sowie

ίο die Form der konischen Fläche 24 sind derart, daß sichergestellt ist, daß die Kugel 23 praktisch unbeweglich in ihrer Ruhestellung in der zylindrischen Kammer 21 bleibt, wenn eine Bremsung unter normalen Bedingungen vorgenommen wird.

Für den Fall eines Druckverlustes im Bremssystem in Strömungsrichtung hinter der Sicherungseinrichtung, das ist in der Leitung 11 oder in irgendeinem Teil des hydraulischen hiermit in Verbindung stehenden Kreises, tritt ein Druckabfall zwischen der Einlaßöffnung 9 und der Auslaßöffnung 27 auf Grund der Druckmittelströmung zwischen diesen öffnungen auf. Die Kugel 23 wird durch diese Strömung mitgerissen und gegen die Wirkung der Feder 25 verschoben, bis sie gegen den elektrischen Kontaktstift 15 anliegt und so den Kreis der Wamlampe 20 vervollständigt, so viaß diese aufleuchtet.

Die Arbeitsweise der beiden innerhalb des Gehäuses 31 in der in den Fig. 3 und 5 dargestellten Ausführungsform enthaltenen Sicherungseinrichtungen ist gleich der der Einrichtung nach den oben beschriebenen Fig. 1 und 2.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Sicherungseinrichtung läßt sich insbesondere auf hydraulische Bremssysteme der Bauart anwenden, bei der eine merkliche Druckmittelströmung normalerweise zwischen dem Hauptzylinder und den Bremszylindern während des Bremsens nicht auftritt, wie beispielsweise bei einem Bremssystem, welches mit Scheibenbremsen versehen ist. Bei einer geringen Druckmittclströmung zwischen den Einlaß- und AiislaßöfTiumgen. wie beispielsweise auf Grund einer Ausdehnung der Bremsleitung oder auf Grund zu hoher Bremsdrücke, spricht die Einrichtung nicht an. d. h.. sie gibt bei einer schwachen Strömung keine Warnung ab. und die Wamlampe 20 leuchtet nicht auf. da die Druckmittelströmung durch das System in Strömungsrichtung hinter der Einrichtung nicht ausreicht, um eine Strömung durch die Einrichtung mit solcher Menge hervorzurufen, daß eine Bewegung der Kneel 23 aus ihrer Ruhelage gegen den elektrischen Kontaktstift 15 erfolgt.

Dagegen wird ein Versagen im Bremssystem, das zu einer stärkeren Druckmittelströmung durch die Vorrichtung führt, angezeigt. Solch eine Strömung tritt auf. lange bevor noch der Druckverlust eine Größe der Art erreicht, daß ein unzulässig langer Arbeitshub des Betätigungskolbens im Hauptzylinder erforderlich wird und somit ein umzulässig langer Arbeitsweg des Bremspedals.

Entsprechend den Anforderungen kann die Einrichtung in irgendeiner Lage des Fahrzeuges montiert werden, und die Einlaß- und Auslaßöffnungen können im Körper der Vorrichtung entweder in Ausrichtung oder unter rechten Winkeln zueinander angeordnet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Sicherungseinrielnung in einem hydraulischen Fahrzeug-Bremssystem. welche eine zylindrische, mit einer Einlaß- und einer AuslaßölT-riung versehene Innenkammer aiil'uei-,ι. wobei die Einlaßkammer an eine zu einem Hauptzylinder und die AiislaßölTnung an eine zu den Bremsbeiatigern rührende Druckmittelleitung angeschlossen ist und die Innenkammer eine Kugel axial beweglich in sich aufnimmt, die bei dem für das Bremssystem vorgesehenen Flüssigkeitsdruck ihre Ruhestellung einnimmt, in der sie gegen eine geschlossene Endlläehe der Innenkammer anliegt, aus welcher Ruhestellung die Kunel sich beim Auftreten einer Druckdifferenz zwischen der Einlaß- und der Auslaßöffnung wegbewegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Einlaßöffnung (9; 30a, 30 ft) in der Ruhestellung der Kugel (23: 23λ, 23ft) im wesentlichen durch die Kugelmitte geht und senkrecht zur Mittelachse der Innenkamn.er (21; 21a, 21 ft) verläuft, daß weiter die Achse der Auslaßöffnung (27; 27a, 27 ft) in einer zur Achse der Einlaßöffnung (9; 3Oi/, 30/)) parallelen Ebene verläuft und von der geschlossenen Endfläche (24; 24«. 24 ft) weiter entfernt ist als die Achse der Einlaßöffnung (9; 30a, 3t)ft). daß ferner die Innenkammer (21; 21a, 21 ft) einen elektr\,ch isolierten, beweglich geführten Kontakt (Kontaktstift 15; 15 o, 15 ft) in sich aufnimmt, der vi..,i der Kugel (23; 23«, 23ft) bei deren Bewegung aus ihrer Ruhestellung in seine Arbeitsstellung bewegbar ist. in der er den Erregerkreis (16 bis 19) für eine Warnanzeigeeinrichtung (Warnlampe 20) schließ».

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (23; 23«, 23ft) unter der Wirkung einer Feder (25; 25«, 25ft) gegen die genannte Endfläche (24; 24a, 24ft) der Innenkammer (21: 21«, 21 ft) in Anlage geha'ten ist.

3. Einrichtung nach Anspruch I und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkammer (21; 21 «. 21 ft) als Sackbohrung ausgebildet ist. deren Durchmesser im wesentlichen kleiner ist als ihre Länge, und daß diese Sackbohrung auf der Außenseite des Gehäuses (5: 31) der Einrichtung durch einen Stopfen (22: 22«. 22ft) verschließbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt als metallischer Kontaktstift (15. 15«. 15/?) ausgebildet ist und gleichachsig durch eine Bohrung in dem Verschlußstopfen (22: 22«. 22ft) hindurchtritt, die eine elektrisch isolierende Buchse (26: 26«. 26ft) aufrimmt.

5 Einrichtung nach einetr der Ansprüche I bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Endlläehe (24; 24a. 24h) der Imienkammer (21: 21«, 21/)) konisch und gleichachsig zu dieser Iniii.'iikiimnier (21; 21c/. 21 ft) ausgebildet ist.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Aii'.prüche. dadurch gekennzeichnet, dal.' der Durchmesser der Kugd (23; 23«, 23ft) kleiner oder im wesentlichen gleich ist dem Querschnitt der Innenkainmer (21; 21«. 21 />).

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die EinlaÜölTiHing (9; 30ft) mit der Bohrung in einer Nahe (5i/) des Gehäuses (5) der Einrichtung in Verbindung steht und diese Bohrung eine zylindrische Nahe (4) des Hauptzylinder (1; 28) aufnimmt und mit diesem Zylinder durch Innenkaniile (6, 8) in der zylindrischen Nabe (4) in Verbindung steht.

S. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Auslaßöffnung (27; 27ft) unter einem Winkel zur Achse der "Einlaßöffnung (9; 30ft) g-iieiüt ν erläuft.

■). Einrichtung nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der Achse der AuslaßölTnuna (27: 27 ft) einen rechten Winkel bildet.