DE2111260A1 - Antriebs-Verstaerkermechanismus,insbesondere fuer Bremsenbetaetigung - Google Patents

Description

Patentanwälte
Dr. Ing. H. NegsncJank Dipl. Ing- H. Haudt^ Dipl. PHys. W.^P ' '^Λ

!•!.5380536

The Bendix Corporation

Executive Offices,

Bendix Center, 8. März I971

Southfield,Miclu48075,USA Anwaltsakte M-1515

Antriebs-Verstärkermechanismus, insbesondere für Bremsenbetätigung

Die Erfindung betrifft einen Antriebs-Verstärkermechanismus zur normalen Steuerung der Betätigung eines Ausgangs-Steuerungsorganes\ so eines Hauptzylinders eines hydraulischen Bremssystems als Punk-j tion normaler .Betätigung eines Eingangs-Steuerungsorganes, so eine*

t ■

!Bremspedals.

IEs sind Antriebs-Verstärkermechanismen bekannt, welche mit einem IaIs Ausgangsorgan wirkenden, druckmittelbetätigten Servomotor ar-

■ beiten. Das Gehäuse dieses Servoantriebes bildet eine Druckkammer, •wobei eine Servoventilvorrichtung über einen Kanal im Druck variables Arbeitsmittel in der Kammer steuert, um den Ausgangs-'Kolbenkörper des Servoantriebes zu betätigen. Die Servoventilvorrichtung wird in einer Bohrung aus einer ersten Position in V/Lrk-

■ stellung gegenüber einer elastischen Vorrichtung mit Hilfe einer Verbindungsvorrichtung betätigt, welche die Form eines Hebelsystems

^;besitzt. Das Hebelsystem isb an einen Eingangskörper und an den s \

IAusgangs-Kolbenkörper angeschlossen, um die Servoventilvorrichtung-

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nach Maßgabe der Relativverlagerung zwischen Kolbenkörper und Eingangskörper bei normaler Antriebsbedingung zu betätigen und um den Bingangskörper am Kolbenkörper angreifend diesen betätigen zu lassen, wenn unnormale Arbeitsbedingungen ohne Verstärkerantrieb bestehen.

In Antriebs-Verstärkermechanismen dieser Art wird die unnormale Art beitslage ohne Antrieb durch zwei Bedingungen verursacht'.

Zunächst kann eine Fehlfunktion der Servoventilvorrichtung auftreten, d.h., daß das Servoventil in seiner Position auf der rechten Seite, gesehen in den Zeichnungen, blockiert ist, wodurch der Kanal verschlossen wird. Der durch den Fahrer bzw. Bedienungsmann betätigbare Eingangskörper liegt in diesem Fall direkt am als Ausgangsorgan wirkenden Kolben an. Da ein beträchtlicher Anteil der Kraft vom Eingangskörper durch die Hebelvorrichtung auf das Servoventil !Übertragen wird, kann sich dieses plötzlich in eine Position links gerichtet, gesehen in den Zeichnungen, verlagern, wodurch der gelnannte Kanal geöffnet wird.

!Darüber hinaus kann auch ein Mangel an Druckmittel, verursacht

!durch ein Versagen des hydraulischen Pumpenorgans, auftreten. In

!diesem Fall befindet sich das Servoventil in der genannten, links 'befindlichen Position.

In letzterem Falle, d.h., wenn das Servoventil sich plötzlich be-

■wegt oder wann der Pumpenmotor wieder angelassen wird, wird ein [unter hohem Druck befindlicher Arbeltsmittalstrcrn plötzlich in die

Kammer¹ das Servomotor eingeleitet, da der Fahrer bzw. Bedienungs-

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j den Eingangskörper nachhaltig so betätigt, daß der Kanal vollstän-I dig geöffnet wird. Falls ein Antriebs-Verstärker eines Mechanismus dieser Art dem hydraulischen Bremssystem eines Fahrzeuges zugeordnet ist, wird in diesem Fall ein zu starkes Abbremsen des Fahrzeuges ausgelöst, was dessen Zerstörung hervorrufen kann.

Um die genannten Nachteile zu überwinden und um einen Antriebs-Ver+· Stärkermechanismus zu schaffen, welcher eine automatische und sanfte, erneute Betätigung des Servomotors durch das Arbeltsdruckmittel ermöglicht, wurde erfindungsgemäß ein Antriebs-Verstärkermechanismus der vorangehend beschriebenen Art so ausgebildet, daß i - j

die Verbindungsvorrichtung ein bewegbares Element aufweist, welche* an der Servoventilvorrichtung verschiebbar angeordnet ist und we-i nigstens teilweise den Querschnitt des Kanals einschnürt, nachdem idie von der elastischen Vorrichtung und vom Eingangskörper auf ι

1 '

j die Servoventilvorrichtung und auf das bewegbare Element übertra-

i ι

jgenen Kräfte während Arbeitsbedingungen ohne Antriebs- j !wirkung einen vorbestimmten Wert erreicht haben. j

Die Einschntkung des Querschnittsbereiches des Kanals bemißt die > Strömung des Arbeitsmittels in die Kammer des Servomotors, wodurch! eine zu starke, durch Druckmittel ausgelöste Betätigung des Servomotors vermieden wird. ■

!obwohl ein hydraulisches, mit einem Antriebs-Verstärkermechanismus; versehenes Bremssystem zufriedenstellend arbeitet und wirksam ist, kann es während der anfänglichen Phase der Abbremsung bei normaler Antriebsbedingung passieren, daß die vom durch den Fahrer betätig-·

ten Eingangskörper auf das bewegbare Element übertragene Kraft ]

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momentan einen vorbestimmten Wert übersteigt. Dadurch kann eine momentane Einschnürung des Kanalquerschnittes hervorgerufen werden, wodurch die Servomotor-Antriebsbetätigung und infolge das Anlegen der Bremsen verzögert werden.

Um den Antriebs-Verstärkermechanismus der vorangehend beschriebenen Art davon ausgehend zu verbessern, besteht ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung in einer in der Verbindungsvorrichtung bestellenden Dämpfungsvorrichtung, welche die Relativbewegung zwischen dem bewegbaren Element und dem die Einschnürung des Kanals verursachenden Servoventilorgan verzögert.

.Obwohl bei einem Antriebs-Verstarkermechanismus der beschriebenen jArt die Druckmittelbetätigung des Servomotors so schnell als mögilieh wirksam ist, wird eine zu starke bzw. zerstörende Betätigung !durch letzteren in allen Betriebsbedingungen des Verstärkermechaniavermieden.

jAusführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.

iPig. 1 der Zeichnungen ist eine schematische Ansicht eines am ¹ Fahrzeug befindlichen, hydraulischen Systems mit einem

Antriebs-Verstärkermechanismus nach der vorliegenden

Erfindung;

?ig. 2 ist eine Schnittansicht von Linie 2-2 des Antriebs-Vers tarkermechanismus gemäß Pig. I;

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Pig. j5 1st eine Schnittansicht, der Pig. 2 der Zeichnungen vergleichbar, einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Pig. 4 ist eine schematische Ansicht eines hydraulischen System an einem Fahrzeug mit einem zweiten Antriebs- j Verstärkermechanismus nach der vorliegenden Erfindung;'

Fig. 5 ist eine Schnittansicht eines Spindelventils und eines daran verschiebbaren Elementes, bei Verwendung in dem in Fig. 4 der Zeichnungen dargestellten Antriebs-Verstärkermechanismus; .

Pig. 6 ist eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform: der vorliegenden Erfindung eines der Fig. 5 vergleichbaren Spindelventils; und i

Fig. 7 ist eine schematische Ansicht eines an einem Fahrzeug befindlichen hydraulischen Systems mit einem Antriebs-Vers tärkermechanismus nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In den Zeichnungen ist ein Verstärker-Hilfsmechanismus 10 dargestellt, welcher an einem Gehäuse 12 eine Einlaßöffnung 14, eine Auslaßöffnung 16 und eine Rückführungs-oder Ablaßöffnung 18 aufweist. Die Einlaßöffnung 14 steht mit der Hochdruckseite einer Kraftsteuerungspumpe 20 in Verbindung, während die Auslaßöffnung ; mit der Einlaßöffnung eines Kraftsteuerungsgetriebes 22 in .

i Verbindung steht. Die Ablaßöffnung 18 als auch die Auslaßöffnung i

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des Kraftsteuerungsgetriebes 22 sind an die Niederdruckseite der Pumpe 20 angeschlossen.

Ein druckmittelbetätigter Servomotor bzw. Hilfsantrieb ist mit einem Ausgangs-Kolbenkörper, so dem Kolben 24 versehen, welcher in einer länglichen Bohrung 26 innerhalb des Gehäuses 12 verschiebbar ist. Ein Ende des Kolbens 24 ist innerhalb einer Kammer 28 des Gehäuses verschiebbar aufgenommen. Eine Stange 30 verbindet das andere Ende das Kolbens 24 mit einem gewöhnlichen Hauptzylinder (nicht dargestellt), welcher an der linken Seite des Gehäuses 12, gesehen in Pig. I angeordnet ist.

Eine Bewegung des Kolbens 24 nach links entwickelt in üblicher Weise einen Druck im Hauptzylinder, um die Bremsen des Fahrzeuges anzulegen. Eine Rückfuhrungsfeder 32 liegt am anderen Ende des Kolbens 24 an, um den Kolben bei Lösen der Bremsen in seine Normallage zurückzuführen. Ein Servoventilorgan besteht aus einem Spindelventil 3^> welches innerhalb einer Bohrung 36 des Gehäuses 12 verschiebbar ist und welches die Druckrnittelverbindung zwischen der Einlaßöffnung 14, der Auslaßöffnung 16 und der Antriebskammer 28 steuert. Eine elastische Vorrichtung, so eine Feder 39, drückt das Spindelventil 34 an eine Anschlagfläche 37, welche am Gehäuse vorgesehen ist. In seiner ersten Position gemäß Fig. 1 der Zeichnungan leitet das Spindelventil 34 im wesentlichen das gesamte, dem Einlaß zügeführ ce Druckmittel direkt zum Auslaß und lüftet die Kammer 28 gegenüber der liiederdruckseite dar Pumpe 20 mit Hilfe der Verbindung durch die Ablaßöffnung Ιδ. Falls jedoch das Spindelventil 34 nach links y;eiaän beigefügter Zeichnungen bewegt

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■ wird, wird die Verbindung zwischen der Kammer 28 und der AbIaß- ;:ffnun,r 1-3 beendet. Ein Anteil des in den Einlaß 14 gelangenden Druckmittels wird durch radial sich erstreckende Kanäle J38 und den in Längsrichtung sie}¹ erstreckenden Kanal 40 des Spindelven-

, tils 34 in die Kammer 2'· des Hilfsantriebs geleitet.

Sine durch den Fahrer usw. Bedienunfrsmann betätigbare Gteuerungsstange 42 dient als Eingangskörper und ist in einer weiteren Bohrung 44 innerhalb des Gehäuses 12 verschiebbar gelagert. Ein Ende * der Steuerungsstange 42 ist am (nicht dargestellten) üblichen ; Bremspedal befestigt, welches sich im Fahrerabteil des Fahrzeuges '■- befindet. Das andere Ende der Steuerungsstange 42 ist über einen :

i Gelenkmechanismus 46 betrieblich mit dem Spindelventil J4 und mit i
dem Kolben 24 verbunden. ;

ι -_

I ^J

; Der Gelenkmechanismus 46 weist einen am Ende des Kolbens 24 be- \

j I

] festigten Bügel 48 und ein Paar von Hebeln 50 auf, von welchen ^:

I ein Ende jeweils mittels Zapfen 52 am Bügel 48 befestigt ist. Die j

ί ;

^! Steuerungsstange 42 erstreckt sich durch eine öffnung 54 -in einer < ί Platte 56, welche versehwenkbar an den Hebeln 50 gelagert ist, ■ j so an der durch Bezugsnummer 58 bezeichneten Position. Eine Feder ; j 60 verspannt elastisch einen an der Steuerungsstange 42 befestigten Anschlag 62 in Anlage an die Platte 56. Der Endteil 64 der ^;

■ Steuerungsstange 42 ist verschiebbar in einer Blindbohrung 66 ge-

', führt, die sich im Kolben 24 befindet. ί

1 ■

ί ^:

Das Spindelventil 34 ist stufenweise abgesetzt, so daß es einen ; im Durchmesser größeren Teil 68 bildet, in welchem die Kanäle 38 und 40 vorgesehen sind, während ein im Durchmesser kleinerer End-

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BAD ORiGlNAt

teil 70 an eine dazwischen befindliche Schulter 72 angrenzt. Die ^; Verbindungsvorrichtung wird durch ein bewegbares Element, so durch eine Hülse 74 gebildet, welche verschiebbar am im Durchmesser kleineren Teil 70 gelagert und zwischen der Schulter 72 und einem Anschlag 76 am Außenende des im Durchmesser kleineren Teils j 70 bewegbar ist. Ein Paar von Zapfen 78 verbindet die Hebel 50 und"

die Hülse 74. Der Innendurchmesser der Hülse 74 ist stufenweise

i abgesetzt und bildet einen im Durchmesser kleineren Teil 80, wel-j eher am Teil 70 des Spindelventils 34 anliegt, einen im Durchmes- I ser größeren Teil 82 und eine seitlich dazu erstreckende Fläche 8^| Ein elastischer Körper, so eine Feder 86 ist zwischen der Schulter* 72 und der Fläche 84 vorgesehen, um elastisch die Hülse 74 in j Richtung des Anschlages 76 zu drücken. Der sich in Längsrichtung ι erstreckende Kanal 40 endet in mehreren, radial sich erstreckenden Kanälen' 88, welche die Druckmittelverbindung von dem in Längsrichtung sich erstreckenden Kanal 40 mit mehreren Kanälen 90 herstellen. Jeder der Kanäle 90 endet in öffnungen in der Schulter 7i

Wenn der Fahrer das Bremspedal niederdrückt, dann wird die Steue rungsstange 42 gemäß Fig. 1 der Zeichnungen nach links gedrückt. Unter normalem Betrieb des Ventils hält die Feder 60 den Anschlag 62 in Anlage an der Platte 56, so daß sich die Steuerungsstange 42 bewegen kann, um das Spindelventil 34 nach links, gesehen in den Zeichnungen, zu verlagern. Dadurch wird die Druckmittelver bindung zwischen der Ablaßöffnung 18 und der Kammer geschlossen und es wird Druckmittel in die Kammer 28 des Hilfsantriebes eingeführt « Das In der Kammer 28 befindliche Druckmittel wirkt am Bnde des Kolbens 24 und drückt diesen nach links gemäß Fig. 1 der Zeichnungen, um den Fahrer beim Anlegen der Bremsen zu

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unterstützen. Die Feder 86 hält die Hülse 74 in Anlage mit dem Anschlag 76, so daß Druckmittel frei von den Kanälen 90 in die Kammer 28 gelangen kann. Wenn der Bedienungsmann bzw. Fahrer das Bremspedal freigibt, führt die Feder 32 die Mechanismen in ihre Normallage zurück.

Falls eine Fehlfunkticn verhindern sollte, daß sich das Spindel- ^l ventil bei Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer bewegt, wird bei Bewegung der Steuerungsstange 42 die Hülse 74 am Spindeln

ventil 34 gegen die Spannung der Feder 36 verschoben, bis die Hülse 74 an der Schulter 72 anliegt und die Kanäle 90 schließt. Es wird dadurch vermieden, daß Druckmittel durch diese geleitet wird, falls sich das Spindelventil 34 bewegen sollte. Gleichzeitig gibt die Feder 60 nach, so daß sich die Steuerstange 42 relativ zu den Heb.eln 50 bewegen kann, bis das Ende der Stange am Ende der Blindbohrung 66 anschlägt, um eine direkte Verbindung zwischen Bremspedal und Kolben 24 herzustellen. Die manuelle Betätigung der Bremsen ist in diesem Fall gewährleistet. Die Kraft der Feder 60 wird bei normaler Betätigung der Bremse über die Platte 56 und die Hebel 50 auf die Hülse 74 übertragen, so daß die Hülse 74 in Anlage an der Schulter 72 verbleibt, bis das Bremspedal gelöst ist. Es wird auf diese Weise ein plötzliches Eintreten von Druckmittel in die Kammer 28 vermieden, falls das Spindelventil sich während manueller Bremsbetätigung plötzlich bewegen sollte.

Bei der in Flg. 3 der Zeichnungen dargestellten Ausführungsform sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen wiedergegeben. Gemäß Fig. 3 der Zeichnungen ist eine weitere Sohulter 92 am im

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Durchmesser größeren Teil 68 des Spindelventils gebildet, während eine Feder 86 zwischen Schulter 92 und Hülse 74 angeordnet ist. Mehrere, radial sich erstreckende Kanäle 74 stellen normalerweise öle Verbindung des in Längsrichtung sich erstreckenden Kanals 40 mit der Kammer 28 her. Der Innendurchmesser der Hülse 74 ist stufenweise abgesetzt, so daß der im Durchmesser kleinere Teil 80 und ein im Durchmesser großer Teil 98 gebildet ist. Der Teil 80 der Hülse liegt verschiebbar am Endteil 70 des Spindelventils 34 an, während der Teil 98 durch in Längsrichtung sich erstreckende

gegen
Nuten 100 und 102Miber dem Endteil getrennt ist. Wenn die Hülse während einer Fehlfunktion des Ventils an der Schulter 72 anliegt,j werden die Kanäle 94 mit einem Ringraum 106 verbunden, welcher durcft. den Endteil 70, die Schulter 72, den im Durchmesser großen Teil 98 und die Nuten 100 und 102 gebildet ist. Der Ringraum I06 erstreckt sich parallel zur Richtung der Relativbewegung zwischen Spindelventil 34 und Hülse 74. Sollte das Spindelventil 34 sich bei einer normalen, manuellen Bremsbetätigung bewegen, so wird das Druckmittel in den Ringraum I06 eingeleitet. Das Druckmittel im Ring- i raum IO6 wird durch die Nuten 100 und 102 an der Schulter 72 wirksam, Das Druckmittel, welches an der radial sich erstreckenden fläche der Schulter 72 anliegt, erzeugt eine Kraft, welche die j Hülse 74 um einen sehr geringen Anteil in Richtung des Anschlages ^l 76 drückt, um eine bemessene Druckmittelströmupg aus dem Ringraum 106 in die Kammer 28 zu ermöglichen. Da das Druckmittel allmählich in die Kammer 28 strömt, wird eine Zerstörung des Fahrzeuges und seiner Insaesen b#i einer plötzlichen Verstärkerbetätigung der Fahrzeugbramsen vermieden.

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Der in Pig. 4 der Zeichnungen dargestellte Verstärker-Hilfsmeeha- ^!

nismus 110 weist ein Gehäuse 112 mit einer Einlaßöffnung 114, ! einer Einlaßöffnung 116 und mit einer Rückführungs- oder Ablaß- . öffnung 118 auf. Die Einlaßöffnung 114 steht mit der Hochdruckseite einer Kraftsteuerungspumpe 120 in Verbindung, während die Auslaßöffnung 116 mit dem Einlaß eines Kraftsteuerungsgetriebes 122 in Verbindung steht. Der Auslaß der Kraftsteuerungspumpe 122 :

als auch die Ablaßöffnung 118. stehen mit dem Einlaß der Pumpe 120 j in Druckmittelverbindung. :

Ein druckmittelbetatigbarer Servomotor wird durch einen Ausgangs- · Kolbenkörper, so durch einen Verstärkerkolben 124 gebildet, welcher verschiebbar in einer Längsbohrung 126 innerhalb des Gehäuses 112 gelagert ist. Ein Ende des Kolbens 124 ist verschiebbar in einer Kammer 128 des Verstärkerantrlebes innerhalb des Gehäuses aufgenommen. Eine Stange IJO verbindet das andere Ende des Kolbens 124 mit einem Hauptzylinder (nicht dargestellt), welcher an der linken Seite des Gehäuses 112, gesehen in Fig. 4, befestigt ist. Bei Bewegung des Kolbens 124 nach links wirdün üblicher Weise ein Druck am Hauptzylinder wirksam, um die Fahrzeugbremsen anzulegen. Eine Rückführung sfeder 132 liegt am anderen Ende des Klbens 124 an, um diesen bei Lösen der Bremsen in seine Normallage zurückzuführen.

Das Gehäuse 112 istmijb einer weiteren Bohrung 134 ausgestattet, welche die Offnungen 114, 116, 118 miteinander und mit der Kammer 188 verbindet. Ein Servoventilorgan, so ein Spindelventil I36, 1st verschiebbar innerhalb der Bohrung 134 gelagert. Das Spindelventil 136 ist dabei zwischen einer ersten Position, welche durch

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Anlage eines Anschlags 1^8 am Ventil mit einer Schulter 140 am Gehäuse 112 gebildet ist,, und einer zweiten Position bewegbar, wel-

« ehe durch die Anlage des Spindelventils an einem Verschlußkörper I 142 der Bohrung geformt ist. Eine Feder 144 spannt elastisch das Spindelventil I36 in seine erste Position, in welcher im wesentlichen der gesamte Anteil des in die Einlaßöffnung 114 strömenden Druckmittels direkt in die Auslaßöffnung II6 gelangt, während die

Kammer 128 gegenüber der Niederdruckseite der Pumpe 120 durch den , in Längsrichtung sich erstreckenden Kanal 146, radial sich er- · streckende Kanäle 148 und die Ablaßöffnung II8 gelüftet ist. Wenn das Spindelventil I36 in seine zweite Position bewegt ist, dann j ist die Verbindung zwischen den radial sich erstreckenden Kanälen

149 und der Ablaßöffnung II8 beendet. Ein Teil des in den Einlaß 114 gelangenden Druckmittels wird durch die Kanäle 146 und 148 in | die Kammer 128 geleitet, um den Kolben 124 zu verlagern.

Eine durch den Fahrer betätigbare Steuerungsstange 150 stellt einen Eingangskörper dar und 1st in einer weiteren Bohrung I52 innerhalb des Gehäuses 112 verschiebbar gelagert. Ein Ende der Stange I50 ist an einem üblichen Bremspedal (nicht dargestellt) befestigt, welches sich im Fahrerabteil befindet, während das andne Ende der Stange 150 verschiebbar in einer Blindbohrung 153 innerhalb des Gehäuses 124 aufgenommen ist. Die Steuerungsstange

150 erstreckt sich durch eine Hülse 154, wobei eine Feder 156 die Hülse 154 gegen einen Anschlag I58 an der Stange I50 andrückt, sp daß sich die Stange 150 und die Hülse 154 normalerweise als eine Einheit bewegen. Falls jedoch die Hülse 154 gegenüber einer Bewegung abgesichert ist, kann sich die Stange 150 relativ zur Hülse bewegen. -13-

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: _xy: 2Π 1260 ,

Ein Bügel ΐ6θ ist am Kolben 124 befestigt. Jeweils ein Ende eines Paares von Hebeln 162 ist verschwenkbar am Bügel 160 gelagert,wäh-i rend das andere Ende der Hebel 162 an einem Sekundär-Ventilkörper ;

i bzw. einem am Ende geschlossenen Zylinder 164 angebracht sind.Der Zylinder 164 ist verschiebbar am Spindel ventil Ijj6 angeordnet. Die Hülse 154 ist mit Zapfen 166 ausgestattet, welche verschwenkbar innerhalb von Schlitzen 168 in den Hebeln 162 aufgenommen sind

Die Verbindungsvorrichtung weist ein bewegbares Element auf, so einen am Ende geschlossenen Zylinder 164, welcher am im Durchmes-* ser reduzierten Endteil 170 des Spindelventils 136 zwischen einer ersten und einer zweiten Position-verschiebbar ist. Die erste Position wird durch dieAilage des Zylinders an einem Haltering 172 am Spindelventil I36 gebildet, wobei das Druckmittel aus dem Kanal 146 in die Kammer 128 gelangen kann, während die zweite Positi'on durch Anlage des Endes 174 des Zylinders 164 an einer Schulter 176 am Spindelventil I36 gebildet ist. In der zweiten Position blockiert der Zylinder 164 die Strömung zwischen dem Kanal 146 und der Kamme 128. Ein elastischer Körper, so eine Feder 178 spannt elastisch den Zylinder 164 in von der Schulter 176 abgewandter Richtung. Eine Dämpfungsvorrichtung, besteht aus einer im Volumen variablen Kammer I80, welche durch das Ende des Spindelventiles I36 und durch den Zylinder 164 gebildet ist. Eine zur Bemessung dienende öffnung 182 ist vorgesehen, um eine Strömung des Druckmittels in die Kammer I80 zu ermöglichen.

Bie in Fig. 6 der Zeichnungen dargestellte Ausführungsform entspricht der in Fig. 4 und 5 der Zeichnungen dargestellten mit 4er

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Ausnahme, daß sich eine Hülse 184 vom Zylinder 164 erstreckt und an der Fläche 186 am die Bohrung 1JJ4 umgebenden Gehäuse 112 anlie-i

gen kann. I

Der in Fig. 4 der Zeichnungen dargestellte Kraft-Hilfsantrieb ist in der Bremslöseposition wiedergegeben. In dieser Position strömt : innerhalb der Kammer 128 verbleibendes, unter geringem Druck be- . findliches Druckmittel durch die öffnung 182 und füllt die Kammer l80. Wenn der Fahrer das Bremspedal niederdrückt, wird die Bewegung der Steuerungsstange 152 über die Hebel 162 auf den Zylinder ■ 164 und über die Feder 178 auf das Spindelventil 136 übertragen, um, dieses in Richtung seiner zweiten Position zu bewegen, so daß unter hohem Druck befindliches Druckmittel durch den Kanal 142 in die Kammer 128 gelangen kann. Falls eine Fehlfunktion des Ventils auftritt und sich dieses nicht bewegt und wenn die durch den Fahrerausgeübte, den Zylinder 164 gemäß Fig. 4 nach links drückende Kraft die Kraft der Feder I78 übersteigt, dann bewegt sich der Zylinder 164 relativ zum Spindelventil Ij56 und liegt an der Schulter 176 an. Es wird dadurch ein plötzlicher Zutritt von Druckmittel in die Kammer 128 vermieden, falls sich das Ventil nach Ein- ; leitung manueller Bremsenbetätigung beiAilage der Stange 150 in der Blindbohrung I53 plötzlich bewegen sollte. Die öffnung I82 ist so groß, daß «lie langsam Druckmittel aus der Kammer l82 zuführt, wodurch die beginnende Relativbewegung zwischen Zylinder und Ventil verzögert ist. Auf diese Welse wird verhindert, daß der Zylinder 164 den Kanal 146 verschließt, wenn die einfache Massenträgheit die Bewegung des Ventils I36 dann verzögert» wenn der Fahrer des Fahrzeuges plötzlich die Bremsen anlegt.

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Pails bei dem in den Flgn. 4 und 5 der Zeichnungen dargestellten ' Gerät der Fahrer den Motor mit auf der Bremse befindlichem Fuß an-' läßt, dann arbeitet der Kraft-Hilfsantrieb.manuell, bis der Fahrerj das Bremspedal freigibt, da sich das Spindelventil in seine zweite Position verschoben hat, während sich der Zylinder 164 relativ zuno Spindelventil Ijj6 verlagert hat, um einen Zufluß von Druckmittel in die Kammer 128 zu verhindern, wenn die Maschine angelassen wird

Falls bei angelegter Bremse der Motor des Fahrzeuges abstirbt und erneut gestartet wird, dann muß der Fahrer das Bremspedal freigeben, um die normale Kraft- bzw. Verstärkerbremsung wieder herbeizuführen. Der Druckausgang des Druckhauptzylinders ist auf ein vor bestimmtes Maß begrenzt, da bei Verlagerung des Spindelventils 1J56 in seine zweite Position eine weitere Bewegung der Steuerungs&ange 150 den Zylinder 164 so bewegt, daß dieser den Kanal 152 abschließjb, um einen weiteren Zufluß in die Kammer 128 zu verhindern.

Bei einem Kraft-Hilfsantrieb, welcher das in Flg. 6 der Zeichnungen dargestellte Ventil verwendet, ist der Druckausgang des Hauptbremszylinders nicht begrenzt, wie dies für die AusfUhrungsform nach den Fign. 4 und 5 zutrifft. Bei der in Fig. 6 der Zeichnungen dargestellten AusBihr ungs form liegt die Hülse 184 an der Fläche I86 an, wenn das Spindelventil 136 in seine zweite Position bewegt wird, um den effektiven Querschnittsbereich des Kanals 142 einzuschnüren., und um zu verhindern, daß der Zylinder 164 den Kanal 142 abschließt. Druckmittel fließt deshalb kontinuierlich in die Kamme: 128, solange als der Fahrer fortfährt, das Bremspedal zu bewegen.

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_ ₁₆ . 2'ί 11260

In Pig. 7 der Zeichnungen ist ein Kraft-Hilfsantrieb 210 dargestellt, welcher ein Gehäuse 212 mit einer eisten Bohrung 214, einer zweiten Bohrung 216 und eine darin befindliche Druckkammer 218 aufweist. Der druckmittelbetätigte Servomotor weist einen Ausgangskolbenkörper, so einen Kolben 220 auf, welcher verschiebbar in der Bohrung 2i6 gelagert ist, wobei sich ein Ende des Kolbens 220 in die Kammer 218 erstreckt. Eine Stange 222 liegt am anderen Ende des Kolbens 220 an und verbindet diesen mit einem gewöhnlichen Hauptbremszylinder des Kraftfahrzeugbaus (nicht dargestellt),wel- ^: eher an der linken Seite des Gehäuses 212, gesehen in Flg. 7 der Zeichnungen, angeordnet ist. Eine RÜckfUhrungsfeder 224 drückt elastisch den Kolben 220 nach rechts (gemäß Fig. 7 der Zeichnun- '. gen) in die Bremslöseposition.

Die Servoventilvorrichtung besteht aus einem Spindelventil 226, ^: welches verschiebbar in der Bohrung 214 gelagert und mit im Abstand zueinander befindlichen Ausnehmungen und Vorsprüngen ausgestattet ' ist. Diese wirken mit entsprechenden Ausnehmungen und Vorsprüngen j in der Wandung der Bohrung 214 zusammen und bilden dadurch ringförmige Kammern 228, 2J0 und 2^4 für das Druckmittel. Eine Einlaß- ; öffnung 2^6 verbindet die Kammer 250 mit der Hochdruckseite bzw. mit dem Auslaß einer Kraftsteuerungspumpe 238. Eine Auslaßöffnung 240 verbindet die Kammer 228 mit dem ^Einlaß eines Kraftsteuerungsgetriebes 242. Eine Rückführungs- oder Ablaßöffnung 244 verbindet ι die Kammer 234 mit der Niederdruckseite bzw. mit dem Einlaß der Pumpe 238. Der Auslaß des Kraftsteuerungsgetriebes 242 steht ' gleichfalls mit dem Einlaß der Pumpe 238 in Verbindung. Das Spindelventil 226 ist auch mit radial sich erstreckenden Kanälen 244

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— I ( —

und mit einem axial sich erstreckenden Kanal 146 versehen. Das sich in die Druckkammer 218 erstreckende Ende des Spindelventils ^! 226 weist einen im Durchmesser reduzierten Teil 250 auf, durch welchen sich öffnungen 248 erstrecken. Die Verbindungsvorrichtung wird durch einen Kappenkörper 252 gebildet, welcher verschiebbar ' am im Durchmesser reduzierten Teil 250 des Spindelventils 226 aufgesetzt und zwischen einer ersten Position und einer zweiten Posi-^! tion verlagerbar ist. In der in Fig. 7 der Zeichnungen dargestellt ten ersten Position wird eine Druckmittelverbindung durch die öff-.

nungen 248 hergestellt, während in der zweiten Position die öffntfhlgen 248 geschlossen sind, so daß die Druckmittelverbindung aus dem Kanal 246 in die Druckkammer 218 unterbrochen ist. Ein elastischer Körper, so eine Feder 254, drückt nachgiebig den Kappenkörper 252 in die erste Position. ·

Eine durch den Bedienungsmann bzw. Fahrer betätigbare Vorrichtung ' 256 ist verschwenkbar am Kappenkörper 252 angeordnet, um das Spindelventil 226 aus einer ersten Position in eine zweite Position zu. verlagern. In der ersten Position liegt das Spindelventil 236 an : der Anschlagfläche 261 am Gehäuse an, wobei eine Druckmittelverbldung zwischen den Kammern 23Ο und 232 und damit eine Verbindung ;

in die Kammer 218 vermieden wird und im wesentlichen das gesamte, in den Einlaß 236 gelangende Druckmittel direkt in den Auslaß 240 1 abgeleitet wird. In der zweiten Position wird ein Teil des in den Einlaß 236 einströmenden Mediums in die Kammer 232 und damit durch die Kanäle 244 und 246 urü die öffnungen 248 in die Druckkammer. 218 geleitet. Der Kappenkörper 252 ist mit einer Hülse 258 ausgestattet, welche an der Fläche 260 des Gehäuses 212 anliegen kann,

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um zu verhindern, daß der Kappenkörper die öffnungen 248 abschließt, nachdem das Spindelventil 226 über die zweite Position bewegt wurde, obwohl ausreichend Kraft am Kappenkörper 252 angelegt ist, um die Feder 254 zusammenzupressen. Eine elastische Vorrichtung wird durch eine Feder und durch einen Kolben gebildet, wobei der Anschlagkolben 262 wirksam ist, welcher in der Bohrung 214 verschiebbar am anderen Ende des Spindelventils 226 anliegen kann. Der Kol-i ben 262 ist stufenweise abgesetzt und weist eine im Durchmesser große Fläche 264 und eine im Durchmesser kleinere Fläche 266 mit dazwischen befindlicher Schulter 268 auf. Die im Durchmesser größeren und kleineren Flächen 264 und 266 sind in entsprechend geformten Teilen der Bohrung 226 verschiebbar aufgenommen. Der Kolben 262 ist aus einer ersten Lage (in Fig. 7 der Zeichnungen dargestellt), in welcher die Schulter 268 am Kolben 262 an der entsprechenden Schulter an der Wand der bohrung 214 anliegt, in eine zweite Position bewegbar, in welcher die Fläche 264 des Kolbens 262 am Endverschluß 270 der Bohrung 214 anliegt. Eine öffnung 272 erstreckt sich durch den Kolben 262, um hydraulisches Druckmittel von einer Seite des Kolbens zur anderen zu lassen. Eine Feder 274 befindet sich zwischen dem Kolben 262 und dem anderen Ende des Spindelventils 226 und drück elastisch dieses in seine erste bzw. die Bremsen freigebende Lage.

Eine durch den Bedienungsmann bzw. Fahrer betätigbare Vorrichtung 256 wird durch eine Hebelvorrichtung 276 gebildet, wobei ein Ende! der Hebelvorrichtung an einem durch den Kolben 220 getragenen Bügel 278 mit Hilfe eines ersten Zapfens 280 angelenkt ist. Das andere Ende der Hebelvorrlchtung 276 ist mit Hilfe eines zweiten

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Zapfens 282 am Kappenkörper 252 angelenkt. Ein dritter Zapfen 284 ; verbindet die Hebelvorrichtung 276 mit einer Hülse 286, welche teleskopartig einen Eingangskörper, so eine Stange 288 aufnimmt.

j Ein Ende der Stange 288 ist verschiebbar in einer Blindbohrung 290 ' gelagert, welche sich im Kolben 220 befindet, während das andere j Ende der Stange 288 am üblichen Bremspedal (nicht dargestellt)

] angebracht ist. Dieses Bremspedal befindet sich im Pahrerabtell j ! des Fahrzeuges. Eine Feder 292 drückt elastisch die Hülse 286 in ; Anlage an einen Anschlagring 294, welcher von der Stange 288 ge- j

tragen ist, so daß bei Bewegung der Stange nach links, gesehen in \

I Fig. 7 der Zeichnungen, die Hebelvorrichtung 276 um den ersten j

Zapfen geschwenkt wird. J

Der Kraft-Hilfsantrieb bzw. Servoantrieb 210 gemäß Fig. 7 der | Zeichnungen ist mit seinen verschiedenen Bauteilen in der Lage dargestellt, welche diese bei gelösten Fahrzeugbremsen einnehmen. | Wenn die Bremsen angelegt werden, wird die Stange 288 nach links gedrückt, wodurch die Hebelvorrichtung 276 um den ersten Zapfen 280 verschwenkt wird .-Da die Federkonstante der Feder 254 wesentlich größer ist als die Federkonstante der Feder 274, wird eine Relativbewegung zwischen dem Kappenkörper. 252 und dem Spindelventil 226 normalerweise verhindert. Bei Verschwenkung der Hebelvorrichtung 276 wird infolgedessen das. Spindelventil 226 nach links, j gesehen in Fig. 7 der Zeichnungen, verlagert, und zwar von einer ersten Position in eine zweite Position. In der ersten Position wird im wesentlichen das gesamte, in den Einlaß 256 einströmende Druckmittel durch die Kammern 2JO und 228 zum Auslaß 240 abgeführt, während die Druckkammer 218 gegenüber der Niederdruckseite der Pumpe 238 über die Ablaßöffnung 244 gelüftet wird. In der

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zweiten Position ist die Verbindung zwischen der Druckkammer und der Ablaßöffnung 214 beendet, während ein Teil des in die Einlaßöffnung 236 strömenden Druckmittels über radiale Kanäle 244, den axialen Kanal 246 und die öffnungen 248 in die Druckkammer

In .

218 eingeleitet wird./die Druckkammer 218 unter hohem Druck gelangendes Medium wirkt am rechten Ende des Kolbens 220, um diesen nach links, gesehen in Fig. 7 der Zeichnungen, zu drücken. Die Bewegung des Kolbens 220 nach links wird mit Hilfe der Stange auf den (nicht dargestellten) Hauptbremszylinder übertragen, um : einen Bremsdruck in normalerweise im Hauptbremszylinder anzulegen.! Wenn der Fahrer das Bremspedal freigibt,drücken Rückführungsfederni 224 und 274 den Kolben 220 und das Spindelventil 226 in die Brems-⁵ löseposition. - " ■

Bei normaler Betätigung des Verstärker-Hilfsantriebes wird unter hohem Druck Im Kanal 246 befindliches Druckmittel am Ende des Spindel ventil s 226 in die Kammer 292 eingeleitet; dort wirlt das Druckmittel an der im Durchmesser kleineren Fläche 266 des Anschlagkolbens 262. Druckmittel strömt auch durch die Öffnung in den Teil der Bohrung 214 zwischen der Fläche 264 des Kolbens 262 und dem Bndverschluß 270. Da die Fläche 264 größer ist als die Fläche 266 gewährleistet das unter hohem Druck an der Fläche 264 anliegende Medium, daß die Schulter 268 am Anschlagkolben in Anlege «n der entsprechenden Schulter des Gehäuses 212 gehalten wird. Die zwischen der Schulter am Anschlagkolben 262 und der j Schulter em Gehäuse 212 gebildet« Kammer wird mit Hilfe des Kanals 269 gegenüber der Ablaflöffnung 244 gelüftet, um zu gewährleisten, daß ein Druckdifferential so am Kolben 262 wirksam ist,

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daß die Schulter 268 am Kolben 262 in Anlage an der entsprechenden Schulter des Gehäuses gehalten wird. Die Bewegung des SpindelVentils 226 über die zweite Position hinaus ist infolgedessen vermieden,
wenn der Druck des Mediums in die Kammer 292 eingeleitet ist. Der
Kappenkörper 252 verschließt infolgedessen die Kanäle 248, nachdem das Spindelventil 226 in die zweite Position bewegt wurde,
um eine weitere Druckmittelverbindung mit der Kammer 218 zu verhindern. Durch dieses Merkmal wird gewährleistet, daß der im zuvor genannten Hauptbremszylinder entwickelte Bremsdruck auf den
maximalen Sicherheitsbremsdruck für das Bremssystem des Fahrzeu- ■ ges begrenzt wird.

Falls das Spindelventil 226 einer Fehlfunktion unterliegen und sich;

ι infolgedessen nicht innerhalb der Bohrung 214 verschieben sollte,

dann ist die größere, durch den Fahrer erforderliche Kraft aus- | reichend, um die Kraft an der Feder 254 überwindend den Kappenkör-¹ per 252 nach links, gesehen in Fig. 7 der Zeichnungen, relativ ; zum Spindelventil 226 zu verschieben. Wenn der Kappenkörper 252
vollständig nach links bewegt ist, dann wird eine Druckmittelver- I bindung durch die öffnungen bzw. Kanäle verhird ertj es wird also !

ι eine plötzliche Zufuhr von Druckmittel in die Kammer 218 vermie- j den, falls sich das Spindelventil 226 plötzlich bewegen sollte. )

ι Gleichzeitig bewirkt die größere, durch den. Fahrer angelegte Bin- ' gangskraft, daß die Feder 292 zusammengedrückt wird, um zu ermög- j liehen, daß der Anschlagring 294 an der Stange 288 sich von der j Hülse 286 abgewandt bewegt. Das Ende der durch den Fahrer betätig-; baren Stange 288 liegt am Ende der Blindbohrung 290 an, um zu j gewährleisten, daß der Fahrer eine die Bremsen anlegende Kraft.

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am Kolben 220 ausüben kann.

Palls die Bremsen des Fahrzeuges angelegt sind, während die Kraftsteuerungspumpe nicht wirksam ist, dann wird bei Bewegung der Stange 288 das Spindelventil 226 in Anlage mit dem Anschlagkolben 2β2 bewegt, wonach das Spindelventil 226 und der Anschlagkolben

. 262 als eine Einheit verlagerbar sind, bis die Fläche 264 des Ani
schlagkolbens 262 an dem Verschlußkörper 270 der Bohrung anliegt.

; Jede weitere Bewegung der Stange 252 kann nicht den Kappenkörper j 252 relativ zum Spindelventil 226 verlagern, da die Hülse 258 an ! der Fläche 260 des Gehäuses 212 anliegt. Wenn die Kraftsteuerungspumpe wieder in Betrieb ist, dann wird eine Zufuhr von Druckmittel in die Kammer 218 ermöglicht, bis der am Anschlagkolben 262 wirkende Druck einen vorbestimmten Wert erreicht hat. Dann wird der Anschlagkolben 262 in seine erste Lage bewegt, wonach anschliessend das Spindelventil 226 in seine zweite Position verlagert wird, um den Kanal 246 zu verschließen.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. \ Antriebs-Verstärkermechanlsmus mit einem als Ausgangsorgan <Srucfc|- mittelbetätigten Servomotor, dessen Gehäuse eine Druckkammer bildet, mit einer Servoventilvorrichtung, welche mit Hilfe eines Kanals einen variablen Arbeitern!tteldruok in der Kammer steuert, um den Ausgangskolbenkörper des als Ausgangsorgan wirkenden Servomotors zu betätigen, wobei die Servoventilvorrichtung aus einer ersten Positi'on in einer Bohrung unter Verwendung einer Verbindungsvorrichtung mit Hilfe einer Hebelvorrichtung verla gerbar ist und die Hebelvorrichtung verschwenkbar am Eingangskörper und am Ausgangs-Kolbenkörper angelenkt ist, um die Servoventilvorrichtung nach Maßgabe der Relativverlagerung zwischen ' dem Kolbenkörper und dem Eingangskörper bei normaler Antriebs- : bedingung zu betätigen und um den Eingangskörper in Anlage mit dem Kolbenkörper gelangen zu lassen, so daß dieser bei abnormeleir Antriebsbedingung ohne Verstärkerwirkung betätigbar 1st, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsvorrichtung (7^-86,172-178, 252-254) ein bewegbares Rlement (74,164,252) aufweist, welches

   an der Servoventllvorrichtung (34j136^226) verschiebbar ~^

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   angeordnet ist und wenigstens teilweise den Querschnitt des Kanals (40,146,246) einschnürt, nachdem die von der elastischen Vorrichtung (39,144,262-274) und vom Eingangskörper (42,150,288> auf die Servoventilvorrichtung (34,136,226) und auf das bewegbare Element (74,164,252) übertragenen Kräfte während Arbeitsbedingungen ohne Antriebswirkung einen vorbestimmten Wert erreicht haben.

   2. Antriebs-Verstärkermechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastischer Körper (86,178,254) zwischen der Servoventilvorrichtung und dem bewegbaren Element zusammengedrückt ist, um normalerweise letzteres in Richtung einer Anschlag

   vorrichtung (76,172,255) zu drücken, welche sich an der Servo- j

   Ventilvorrichtung befindet, wodurch der Kanal vollständig ge- . öffnet werden kann, I

   3.Antriebs-Verstärkermechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung (180-I82) in der _; Verbindungsvorrichtung vorgesehen ist, um die Relativbewegung zwischen dem bewegbaren Element und der Servoventilvorrichtung, eine Einschnürung des Kanals verursachend zu verzögern.

   i 4*Antriebe-Vefetfirkermechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekenn- !

   zeichnet, daß das bewegbare Element (74,164,252) mit der Servo- \ ventil vorrichtung zusammenwirkt, um eine Kammer (I80) mit variab»-

   und ! . lern Volumen als Punktion der Relativbewegung zu erzielen, /daß die j

   Kammer über eine den Strom bemessende Öffnung (I82) mit der Aussenseite in Verbindung steht, um durch Entweichen des Druckmittels eine Dämpfungsvorrichtung zu bilden.

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   . Antriebs-Verstärkermechanismus nach einem der vorangehenden An-

   sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (40) einen Teil \

   (102) aufweist, welcher sich parallel zur Richtung der Relativ- j bewegung zwischen der Servoventilvorrichtung (^4) und dem beweg-· baren Element (74) erstreckt, um das Arbeitsmittel unterdruck ^! an einer radial sich erstreckenden Fläche )72) zur Anlage korn- ; men zu lassen, wobei sich die Fläche auf der Servoventilvorrich-ä

   die tung oder auf dem bewegbaren Element befindet, um die/Einschnü- i

   rung des Kanals verursachende Relativbewegung zu verringern.

   6. Antriebs-Verstärkermechanismus nach einem der vorangehenden An- _t Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Vorrichtung j (262-274) aus einer Feder (274) und aus einem Kolben (262) besteht, welcher betrieblich der Servoventilvorrichtung (226) zu- ! geordnet ist, wobei der wirksame Querschnittsbereich des Kolbens! dem Druck des Arbeitsmittels ausgesetzt ist, daß sich der An- ; schlag (258) auf dem bewegbaren Element (252) befindet, um an der Bohrung (26o) anliegend die vom Eingangskörper auf die Servoventilvorrichtung mit Hilfe des bewegbaren Elements übertragene Kraft zu begrenzen, und um die Servoventilvorrichtung sich relativ, zum bewegbaren Element verlagern zu lassen, um die Einschnürung des Kanals herbeizuführen, wenn der Druck des Arbeitsmittels einen vorbestimmten Wert erreicht.

   Antriebs-Verstärkermechanismus nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Element den Kanal schließt, wenn die Relativbewegung zwischen der Servoventilvorrichtung und dem bewegbaren Element einen vorbestimmten Wert erreicht.

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