DE1158851B - Servobremseinrichtung, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Servobremseinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Servobremseinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der durch Niederdrücken des Bremspedals ein mit diesem verbundener Kolben in einer Steuerleitung einen Steuerdruck erzeugt, der auf die Bremszylinder übertragen wird und gleichzeitior die Servowirkung auslöst, und ein Arbeitszylinder mit Arbeitskolben und ein Verstärkerzylinder mit Verstärkerkolben unmittelbar axial hintereinandergestellt und beide Kolben über eine Kolbenstange miteinander verbunden sind sowie ein Ventil vorgesehen ist, durch welches beirn Anfangshub des Verstärkerkolbens eine im Bremslösezustand bestehende Verbindung zwischen der am Arbeitszylinder angeschlossenen Steuerleitung und dem Druckraum des, Arbeitszylinders unterbrochen wird.
• Bekannte Servobremseinrichtungen ähnlicher Art sehen einen sogenannten volumenveränderlichen Raum vor, an welchem die Steuerleitung angeschlossen ist und der sich beim Ansprechen der Servoeinrichtung so vergrößert, daß das Einsetzen der Servowirkung am Pedal infolge Abnehmens des Steuerdruckes fühlbar wird. Will man die Bremswirkung aufrechterhalten, so muß das Bremspedal nachgetreten werden. Andererseits kennt man auch Einrichtungen, bei denen sich der Druck in der Steuerleitung beim Ansprechen der Servoeinrichtung steigert, so daß man mit dem Bremspedal zurückgehen muß, um ein Blockieren der Bremse zu vermeiden. Beide Arten von Bremsanlagen erfordern eine sehr sorgfältige Bedienung. An Anpassungsfähigkeit und Gefühl des Fahrers werden hohe Anforderungen gestellt.
• Diese Mängel werden gemäß der Erfindung dadurch behoben, daß ein im Verstärkerkolben geführter-Wiegekolben vorgesehen ist, welcher das Ein-und Auslaßventil für das den Verstärkerkolben und den Wiegekolben in gleicher Richtung beaufschlagende Druckmittel steuert und dauernd unter dem Einfluß einer dem Druck in der Steuerleitung proportionalen und dem auf den Wiegekolben ausgeübten Druckmitteldruck entgegenwirkenden Kraft steht, daß diese Kraft über eine Stufungsfeder auf den Wiegekolben übertragen wird, wobei in an sich bekannter Weise die mit der Steuerleitung ständig in Verbindung stehenden Kammem des Servobremsgerätes mit Ausnahme der Kammer, in welcher der Steuerleitungsdruck in die auf den Wiegekolben einwirkende Kraft umgewandelt wird, einen im wesentlichen volumenunveränderlichen Raum bilden. Man erhält auf diese Weise eine Servobremsvorrichtung, bei der jeweils einem bestimmten Niederdrücken des Bremspedals eine ganz bestimmte Bremswirkung entspricht, ohne daß es notwendig ist, durch Nachdrücken oder Zurücklassen des Bremspedals die Bremswirkung in ihrer Größe aufrechtzuerhalten. Es wird beim Drücken des Bremspedals eine um das Maß der Servowirkung erhöhte Bremskraft eingestellt und damit die beim Bremsen aufzuwendende körperliche Beanspruchung um die Wirkung der Servokraft herabgemindert, was eine feinfühlige Betätigung der Bremseinrichtung gestattet.
• Eine Servobremseinrichtung der eingangs genannten Art mit einem im Verstärkerkolben geführten Wiegekolben, der das Ein- und Auslaßventil für das Druckmittel steuert, ist bereits Gegenstand eines älteren Patents. Bei jener Einrichtung ist jedoch auch ein volumenveränderlicher Raum vorgesehen.
• Vorzugsweise ist der Zylinder für den Arbeitskolben nach rückwärts verlängert und auf der Kolbenstange des Arbeitskolbens etwa in einer dem größten Kolbenhub entsprechenden Entfernung ein in der Zylinderverlängerung arbeitender zweiter Kolben vorgesehen, wobei der Raum zwischen den beiden Kolben mit dem Anschluß für die Steuerleitung und dem Innenraum der hohlen Kolbenstange dauernd in offener Verbindung steht.
• Es kann auch vor die auf den Wiegekolben einwirkende Feder ein von der Hydraulikflüssigkeit unmittelbar beaufschlagter Kolben geschaltet sein, über den der Steuerleitungsdruck auf den Wiegekolben übertragen wird.
• Auch ist es möglich, die Verbindung zwischen dem Arbeitskolben und dem rückwärtigen Kolbenteil durch einen Zylinder zu bilden, in welchem der vor den Wiegekolben geschaltete Zusatzkolben verschiebbar angeordnet ist.
• Der Erfindungsgedanke läßt verschiedene Ausführungsmöglichkeiten z ' u, Eine davon ist in der Zeichnung wiedergegeben, und zwar zeigt die DarsteRung lediglich einen Längsschnitt durch den Arbeitszylinder mit der Servoeinrichtung, wobei alle für die Erfindung unwesentlichen Elemente, wie Hydraulikbehälter, Druckluftbebältex, Bremsen usw., weggelassen sind.
• An einem Zwischenstück 1, welches vorzugsweise irichterförnlige Gestalt besitzt und einen Luftfilter 2 trägt, ist auf der Vorderseite ein Arbeitszylinder 4 und auf der anderen Seite ein Servozylinder 3 angeflanscht.
• Der Arbeitszylinder 4 trägt einen Anschlußstutzen 5 für den Anschluß der nicht weiter dargestellten Steuerleitung, die in bekannter Weise als Hydraulikleitung ausgebildet ist und zu einem Hydrauhkzylinder führt, in welchem der vom nicht dargestellten Bremspedal bewegte Kolben arbeitet.
• Am vorderen Ende des Zylinders 4 ist eine Kappe 6 aufgeschraubt, welche -in ihrem Innern ein an sich bekanntes, unter der Wirkung der Feder 7 stehendes Ventil 8 aufweist und an die die nach den Bremszylindem führenden ebenfalls nicht dargestellten Leitungen angeschlossen sind.
• Im Innern des Zylinders 4 führt sich ein Arbeitskolben 9 mit einer vorderen Kolbenführung und -dichtung 10. An die rückwärtige Seite des Kolbens 9 schließt sich über einen Hohlzylinder 11 von geringerem Durchmesser als der Kolben eine zweite Kolbenführung und -dichtung 12 an. Der Außendurchmesser des Hohlzylinders 11 ist so gewählt, daß sich auf dem Umfang des Kolbens 9 zwischen den beiden Dichtungen 10 und 12 ein Hohlraum 13 bildet. Dieser steht über einen Kanal 14 mit der an den Anschluß 5 angeschlossenen Steuerleitung in offener Verbindung. Andererseits weist der Kolben 9 von dem Hohlraum 13 ausgehend eine Bohrung 15 auf, die das Kolbeninnere 16 bzw. den Innenraum des Zy- linders 11 an den Raum 13 anschließt.
• An das rückwärtige Ende des Kolbens 9 ist eine hohle Kolbenstange 17 angeschlossen. Im Innern des Zylinders 11 führt sich ein zusätzlicher Kolben 18, der auf eine im Kolben 9 geführte Stange 19 einwirkt, auf der sich im Innern der hohlen Kolbenstange 17 unter Zwischenschaltung einer Platte 20 eine Druckfeder 21 abstützt.
• . In dem Zylinder 3 der Servoeinrichtung ist der Servokolben 22 geführt, wobei der vor dem Kolben 22 liegende Raum 23 über den Luftfilter 2 in offener Verbindung mit der Atmosphäre steht und eine Druckfeder 24 aufnimmt, die bestrebt ist, den Kolben 22 in seine Ausgangslage zurückzudrücken.
• Im Boden des Servozylinders 3 sitzt ein Anschlußstutzen 25 für den Anschluß einer Druckluftleitung. Im Innern des Servokolbens 22 führen sich zwei hintereinandergeschaltete Kolben 26 und 27, wobei sich letzterer in einem Zylinder 28 führt. Mit seiner Nabe 29 ist der Servokolben 22 fest auf der hohlen Kolbenstange 17 aufgebracht. Die im Innern der Kolbenstange 17 liegende Feder 21 stützt sich auf den Kolben 26 ab. Der Schaft des Kolbens 26 legt sich an die Vorderseite des Kolbens 27 an, wobei dieser bzw. die Nabe 29 einen Ringraum 30 aufweisen, der einerseits über Kanäle 31 mit dem Innenraum 23 des Servozylinders 3 und andererseits über Bohrungen 32 mit einem Hohlraum 33 im Innern des Kolbens 27 in Verbindung steht.
• Der Führungszylinder 28 im Innern des Servokolbens 22 ist durch einen Einsatz 34 nach außen hin abgeschlossen, wobei in diesem Einsatz 34 Durchbrechungen 35 vorgesehen sind, die den hinter dem Kolben 27 liegenden Raum 28 mit dem Raum 36 im Innern des Servozylinders 3 verbinden. Außerdem ist im Innern des Einsatzes 34 ein Hohlraum 37 vorgesehen, an welchen der Zuleitungsschlauch 38 für die Druckluft angeschlossen ist, der seinerseits wieder bis zum Stutzen 25 reicht. Außerdem führt sich im Innern des Einsatzes 34 ein mit den beiden Ventilkegeln 39 und 40 ausgestattetes und unter Federwirkung stehendes Doppelkegelventil, dessen Ventilkegel 39 die Verbindung zwischen dem Raum 37 und dem Raum 28 steuert, während der Kegel 40 den Raum 33 im Innern des Kolbens 27 freilegt oder abschließt.
• Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: In der Ausgangsstellung befindet sich die Anordnung in der wiedergegebenen Lage. Wird das Bremspedal niedergedrückt, so wird das Hydrauhköl aus der Steuerleitung über den Anschluß 5 in den Arbeitszylinder 4 und nach dem Hohlraum 13 auf dem Kolben 9 sowie in das Innere des Zylinders 11 gedrückt. Die Bremsbacken werden in der üblichen Weise zum Anlegen gebracht, weil sich dieser Druck bereits durch die an den Arbeitszylinder 4 angeschlossenen Bremsleitungen hindurch bis zu den Bremszylindern fortsetzt. Andererseits wird durch den Öldruck der Kolben 18 im Zylinder 11 zurückgedrückt. über die Stange 19, den Teller 20 und die Druckfeder 21, die im übrigen in ihrem Federdruck einstellbar sein kann, wird der Kolben 26, welcher sich im Innern des Servokolbens 22 führt, zurückgeschoben. Dadurch wird auch der Kolben 27 entgegen seiner Federwirkung zurückgedräckt, bis schließlich der Kolben auf den Ventilkegel 40 auftrifft und dadurch die Leitungen 33 und 32 abgeschlossen sind. Bei der weiteren Bewegung des Kolbens27 wird das Doppelkegelventil40,39 ausgehoben. Der Kegel39 öffnet den Druckluftaustritt aus dem Raum 37. Die Druckluft kann an dem Ventilkörper 39 vorbei in den Raum 28 und von hier über die Kanäle 35 in den hinter dem Servokolben 22 liegenden Raum36 gelangen. Der Servokolben22 wird nach vom verschoben und dabei über die Kolbenstange 17 auch der Arbeitskolben 9 mitbewegt. Diese Servowirkung führt zu der gewünschten Unterstützung der Bremsbetätigungskraft. In jeder Stellung des Arbeitskolbens 9 bleibt die Verbindung des Kolbeninnenraumes 16 mit dem auf der Kolbenaußenseite gebildeten Raum 13 erhalten. Es erfolgt keine Veränderung der an die Steuerleitung angeschlossenen Räume, so daß also trotz Verschiebung des Arbeitskolbens 9 der Steuerdruck in der Steuerleitung unverändert erhalten bleibt, auch wenn die Servoeinrichtung bereits wirkt.
• Andererseits läßt sich die Brernskraft natürlich verändern, indem das Bremspedal weiter durchgetreten oder zurückgelassen wird. Dementsprechend wird die Stellung des Kolbens 18 und der damit verbundenen oder zusammenarbeitenden Elemente verändert. Die Steuerkraft und der Luftdruck im Raum 28 der Servoeinrichtung können sich gegeneinander auswiegen, so daß eine besonders feinfühlige Regelung der Servowirkung sichergestellt ist.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Servobremseinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der durch Niederdrücken des Bremspedals ein mit diesem verbundener Kolben in einer Steuerleitung einen Steuerdruck erzeugt, der auf die Bremszylinder übertragen wird und gleichzeitig die Servowirkung auslöst, und ein Arbeitszylinder mit Arbeitskolben und ein Verstärkerzylinder mit Verstärkerkolben unmittelbar axial hintereinandergestellt und beide Kolben über eine Kolbenstange miteinander verbunden sind sowie ein Ventil vorgesehen ist, durch welches beim Anfangshub des Verstärkerkolbens eine im Bremslösezustand bestehendeVerbindung zwischen der am Arbeitszylinder angeschlossenen Steuerleitung und dem Druckraum des Arbeitszylinders unterbrochen wird, gekennzeichnet ausschließlich durch die Kombination der Merkmale, daß ein im Verstärkerkolben(22) geführter Wiegekolben(27) vorgesehen ist, welcher das Ein- und Auslaßventil(39) für das den Verstärkerkoiben(22) und den Wiegekolben(27) in gleicher Richtung beaufschlagende Druckmittel steuert und dauernd unter dem Einfluß einer dem Druck in der Steuerleitung proportionalen und dem auf den Wiegekolben ausgeübten Druckmitteldruck entgegenwirkenden Kraft steht, daß diese Kraft über eine Stufungsfeder (21) auf den Wiegekolben übertragen wird und daß in an sich bekannter Weise die mit der Steuerleitung ständig in Verbindung stehenden Kammern des Servobremsgerätes mit Ausnahme der Kammer, in welcher der Steuerleitungsdruck in die auf den Wiegekolben einwirkende Kraft umgewandelt wird, einen im wesentlichen volumenunveränderliehen Raum bilden.
2. 2. Servobremseinrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (4) für den Arbeitskolben (9) nach rückwärts in Richtung auf den Verstärkerkolben verlängert und auf der Kolbenstange (17) des Arbeitskolbens (9) in einer etwa dem größten Kolbenhub entsprechenden Entfernung ein in der Zylinderverlängerung arbeitender zweiter Kolben (12) vorgesehen ist und der Raum (13) zwischen den beiden Kolben (9 und 12) mit dem Anschluß (14) für die Steuerleitung und dem Innenraum der hohlen Kolbenstange (17) dauernd in offener Verbindung steht. 3. Servobremseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor die auf den Wiegekolben (27) einwirkende Feder (21) ein von der Hydraulikflüssigkeit unmittelbar beaufschlagter Kolben (18) geschaltet ist, über den der Steuerleitungsdruck auf den Wiegekolben (27) übertragen wird. 4. Servobremseinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Arbeitskolben (9) und dem rückwärtigen Kolbenteil (12) durch einen Zylinder (11) gebildet ist, in welchem der vor den Wiegekolben (27) geschaltete Zusatzkolben (18) verschiebbar angeordnet ist. 5. Servobremseinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Verstärkerkolben (22) mit dem Arbeitskolben (9) verbindende hohle, Kolbenstange (17) außer dem Zusatzkolben (18) die Stafungsfeder (21) und die übertragungsteile (19, 20 und 26) aufnimmt, wobei der vor dem Zusatzkolben (18) liegende Raum (16) über Bohrungen (15) mit dem Raum (13) bzw. dem Steuerleitungsanschluß (14, 5) verbunden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 925 868; britische Patentschrift Nr. 600 357; USA.-Patentschriften Nr. 2 365 471, 2 434 588, 2 502 378, 2 646 665, 2 670 604. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1057 880.