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Für Kraftfahzeuge bestimmtes Bremsgerät Die Erfindung bezieht sich
auf ein für Kraftfahrzeuge bestimmtes Bromsgerät, bestehend aus einem mindestens
einen Hauptzylinderkolben enthaltenden Hauptzylinder und einen Verstärkerkolben
zum Verschieben des Hauptzylinderkolbens bzw. der Hauptzylinderkolben und einem
im Verstärkerkolben angeordneten, durch ein Bremspedal betätigbares Druckregelventil
zum Einsteuern von Druckmittel zur Druckbeaufschlagung des Verstärkerkolbens. Ein
solches Bremsgerät ist durch die DT-OS 2 015 684 bekannt.
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Die genannte DT-OS 2 015 684 befaßt sich mit dem Problem der Bremsbetätigung
bei Ausfall der die Bremswerstärkung herbeiführenden Hilfsenergie. Um allein mit
der Fußkraft einen ausreichenden Bremsdruck arzielen zu können, wird nach der DT-OS
2 015 684 bei Ausfall der Hilfsenergie der Anlenkpunkt am Bremspedal einer das Bremsgerät
betätigenden Kolbenstange selbsttätig in seiner Lage verändert. Dadurch kann der
Durchmesser des Hauptzylinderkolbens so gewählt werden, daß bei Aufall der Hilfsenergie
unter vollen Ausnutzung des maximal zulässigen Bremspedalweges Druck aufgebaut werden
kann.
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Das vorbekannte Bremsgerät hat den Nachteil, daß zur Veränderung des
Anlenkpunktes mechanische Mittel vorgesehen sind, bei denen
die
Gefahr eines Versagens verhältnismäßig groß ist. Es kann zu einem Verklemmen beispielsweise
infolge von Verschmutzung kommen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bremsgerät
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem mit einfachen Mitteln erreicht wird,
daß der Hauptzylinderkolben im Durchmesser so bemessen werden kann, daß bei Betätigung
des Bremsgerätes allein mit Fußkraft ein ausreichender Bremsdruck erzielbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zwischen
dem Bremspedal und dem Hauptzylinder eine durch einen Druckraum und zwei Kolben
unterschiedlichen Durchmessers gebildete hydraulische Übersetzung vorgesehen ist,
und daß vom Druckraum über ein Einwegeventil eine Verbindung zu einem Nachlaufbehälter
vorgesehen ist, wobei das Einwegeventil durch das zur Druckbeaufschlagung des Verstarkerkolbens
dienende Druckmittel in Schließstellung gehalten ist.
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Durch diese Gestaltung wird genau wie beim Gegenstand der DT-OS 2
015 684 erreicht, daß bei Betätigung des Bremsgeräts durch Einsteuern von Druckmittel
der Hauptzylinderkolben einen größeren Weg zurücklege kann als der Verstärkerkolben.
Dadurch kann der Hauptzylinderkolben im Durchmesser so ausgelegt werden, daß bei
Betätigung ohne Druckmittel allein mit Fußkraft ein ausreichender Bremsdruck erzielbar
ist. Die erfindungsgemäße hydraulische Übersetzung läßt sich mit geringem Aufwand
in übliche Bremsgeräte integrieren.
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Da es sich ur eine einfache Druckübertragung von einem großen Kolben
auf einen kleineren Handelt, ist ohne großen konstruktiven Aufwand ein äußerst zuverlässiges
Arbeiten zu erreichen.
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Es ist besonders günstig, wenn es sich bei dem Bremsgerät un ein mit
Unterdruck betriebenes Bremsgerät handelt. Mit Unterdruck betriebene
Bremsgeräte
werden in sehr großer Stückzahl in heutigen Kraftfahrzeugen eingebaut. Die Erfahrung
mit herkömmlichen mit Unterdruck betriebenen Bremsgeräten hat gezeigt, daß bei einem
Fortfall des Unterdrucks infolge einer Störung der Fahrer beim Niedertreten des
Bremspedals das Gefühl bekommt, als wäre die Bremsanlage vollständig ausgefallen.
Durch eine selbsttätige Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Bremspedal
und Rauptzylinderkolben wird diesem Mißstand abgeholfen.
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Eine ganz besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt
darin, daß die hydraulische Übersetzung zwischen dem Bremspedal und dem Druckregelventil
vorgesehen ist. Diese Anordnung bringt es mit sich, daß der Verstärkerkolbon sich
unmittelbar auf einen Hauptzylinderkolben kleineren Durchmessers abstützen kann.
Dadurch ist es möglich, einen nde Rauptzyliolben mit verhältnismäßig geringem Durchmesser
vorzusehen.
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nder Bisher war dies nicht möglich, da ein Hauptzli kolben geringen
Durchmessers zwangsläufig einen großen Verschiebeweg ausführen muß, was zu einer
Erschöpfung des maximal zur Verfügung stehenden Pedalhubs führte.
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Durch Zwischenschaltung der hydraulischen Übersetzung wird dem begegnet.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung und ihre besonderen Vorteile
gehen aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele hervor. Dabei
wird auf die Zeiclmung Bezug genommen, Diese zeigt in Figur 1 eine Ansicht einer
ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremsgerätes; Figur 1 a einen vergrößerten
Detailausschnitt im Bereich. Ia der Fig. 1 Figur 2 eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Bremsgerätes; Figur 2 a einen vergrö3erten Detailausschnitt
im Bereich IIa der Fig. 2.
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la Nunmehr wird zunächst die Ausführungsform nach Figur 1, rläutert.
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Das dargestellte Bremsgerät besteht im wesentlichen aus einem Hauptzylinder
1, einem Verstärkerkolben 2, einem Druckregelventil 3 und einem Bremspedal 4.
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Der Hauptzylinder 1 enthält in üblicher Weise zwei Rauptzylinderkolben
5 und 6, die aneinander gefesselt sind. Für eine einkreisige Bremsanlage kann das
erfindungsgemäße Bremsgerät natürlich ohne weiteres auch mit nur einem Hauptzylinderkolben
versehen sein.
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Der Verstärkerkolben 2 ist in einem Gehäuse 7 derart angeordnet, daß
eine Kammer 8 mit konstantem Unterdruck und eine Kammer 9 mit veränderbarem Druck
entsteht. Zur Veränderung des Drucks in der Kammer 9 dient das Druckregelventil
3. Es wird betätigt durch eine Eolbenstange 10, die lenkig dem Bremspedal 4 verbunden
ist. Alle bisher erwähnten Merkmale gehören zum Stand der Technik und sind dem Fachmann
geläufig.
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Erfindungswesentlich beim vorliegenden Bremsgerät ist, daß zwischen
dem Verstärkerkolben 2 und dem Iauptzylinderkolben 6 eine hydraulische Übersetzung
11 sorgesehen ist. Diese hydraulische Übersetzung 11 besteht aus einem Druckraum
12, dem Rauptzylinderkolben 6 und einem Kolben 13 größeren Durchmessers. Gegen diesen
Kolben 13 stützt sich ein Stößel 14 des Verstärkerkolbens 2 ab. Wichtig ist auch,
daß bei nicht betätigtem Bremsgerät der Kolben 13 mit einem Stößel 15 gegen den
Hauptzylinderkolben 6 anliegt.
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Der Druckraum 12 hat über ein Einwegeventil 16 Verbindung zu einem
Raum 17, der wiederum mit einem üblichen Ausgleichsbehälter 18 des Hauptzylinders
1 in Verbindung steht. Das Einwegeventil 16 wird
durch einen Stößel
19, der sich an eine Membran 20 abstützt, in Schließstellung gehalten. Diese Membran
ist in einer Kammer 21 eingespannt und wird in der Zeichnung gesehen von oben (21')
von Außenluft (L) druckbeaufschlagt. Derjenige Teil der Kammer 21, d ojch in der
Zeichnung gesehen unterhalb der Membran 20 befinde, hat über eine Leitung 22 Verbindung
zur Kammer 8 und damit ständige Verbindung zu einer Unterdruckquelle (U). Dies führt
dazu, daß bei Vorhandensein von Unterdruck der Stößel 19 das Einwegeventil 16 in
Schließrichtung kraftbeaufs chlagt.
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Das beschriebene Bremsgerät wirkt wie folgt. Zunächst wird davon ausgegangen,
daß die Bremsbetätigung bei Vorhandensein von Vakuum, also mit Fremdenergie erfolgt.
Durch Niedertreten des Bremspedals 4 werden in üblicher Weise die Kammern 8 und
9 zunächst voneinander getrennt. Durch weiteres Niedertreten des Bremspedals 4 wird
Außenluft in die Kammer 9 eingesteuert. Dadurch bewegt sich der Verstrlrkerkolben
2 in der Zeichnung gesehen nach links. Über den Stößel 14 wird der Kolben 13 verschoben.
Dies führt zu einer Verschiebung von Druck mittel im Druckraum 12, so daß der iIauptzylinderkolben
6 sich ebenfalls in der Zeichnung gesehen nach links bewegt. Da der Durchmesser
des Hauptzylinderkolbens 6 geringer ist als der des Kolbens 13, entfernt sich der
hauptzylinderkolben 6 von dem Stößel 15 des Kolbens 13.
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Der Hauptzylinderkolben 6 und damit auch der iiauptzylinderkolben
5 können somit einen größeren Hubweg zurücklegen als der Kolben 13 und damit der
Verstärkerkolben 2. Dennoch tritt kein unzulässig großer Pedalweg auf, da zwischen
dem Hauptzylinderkolben 6 und dem Verstärkerkolben 2 die hydraulische Übersetzung
11 vorgesehen ist.
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Nunmehr sei davon ausgegangen, daß durch einen Defekt kein Unterdruck
zur Betätigung des Bremsgerätes zur Verfügung steht. Durch
Niedertreten
des Brenspedals 4 wird nach Überwinden des geringen Steuerhubs der Verstärkerkolben
2 unmittelbar vom Bremspedal 4 verschoben. Über den Stößel 14 erfolgt sogleich eine
Verschiebung des Kolbens 13. Im Druckraum 12 entsteht geringer Druck, der zu einem
21" Öffnen des Einwegeventils 16 führt, da im unteren Teil der Kammer 21 kein Unterdruck
ansteht und dadurch der Stößel 19 das Einwegeventil 16 nicht in Schließrichtung
kraftbeaufschlagt. Das Druckmittel aus dem Druck=um 12 kann dadurch in den Ausgleichsbehälter
18 abströmen.
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Über den Stößel 15 verschiebt der Kolben 13 daher den Kolben 6 unmittelbar.
Die hydraulische Übersetzung 11 ist somit abgeschaltet.
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Um auch alleine mit der Fußkraft eine ausreichende Abbremsung zu erzielen,
sind die iiauptzylinderkolben 5 und 6 im Durchmesser so bemessen, daß bei dieser
Art der Betätigung ausreichend hoher Bremsdruck erzeugbar ist.
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2a Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2, sind funktionell gleiche
1a.
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Teile mit gleichen Bezugszahlen versehen wie in Figur 1, Die Figur
zeigt wiederum einen Hauptzylinder 1, ein Gehäuse 7, in dem ein nicht dargestellter
Verstärkerkolben mit einem Druckregelventil vorgesehen ist, und ein Bremspedal 4.
Abweichend von der Ausführungsform nach Figur 1 ist jedoch die hydraulisvhe Übersetzung
11 zwischen dem Bremspedal 4 und dem Druckregelventil vorgesehen. Zu diesem Zweck
wirkt die Kolbenstange 10 vom Bremspedal auf einen Steuerkolben 23, der Druckmittel
aus dem Druckraum 12 verschiebt. In den Druckraum 12 ragt ein Betätigungskolben
24 kleineren Durchmessers als der Steuer-23 1a kolben. Wie beim Ausführungsbeispiel
nach Figur 1, hat der Druckraum 12 über ein Einwegeventil 16 Verbindung zu dem Ausgleichsbehälter
18. Bei dieser Ausfahrungsform erfolgt die Verbindung jedoch über eine Leitung 25.
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Ebenfalls in völliger Übereinstimmung mit der Ausführungsform nach
Figur 1,wird das Einwegeventil 16 durch einen Stößel 19, der an einer
Membran
20 abgestützt ist, in Schließstellung gehalten. Eine Leitung 26 dient dazu, den
r1orderlichen Unterdruck in den unter der Membran 20 befindlichen Teil der Kammer
21 zu leiten.
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2a Das Ausführungsbeispiel nach Figur 2,wirkt wie folgt. Zunächst
sei U wiederum davon ausgegangen, daß der Unterdruck zur Betätigung des Bremsgerates
zur Verfügung steht. Durch Niedertreten des Bremspedals 4 verschiebt der Steuerkolben
23 Druckmittel im Druckraum 12. Dies führt zu einer Verschlebung des Betätigungskolbens
24, der das nicht dargestellte Druckregelventil betätigt. Dadurch, daß der Betätigungskolben
24 geringeren Durchmesser hat al8 der Steuerkolben 23, braucht mit dem Bremspedal
4 nicht der volle Weg zurückgelegt werden, den der Betätigungskolben 24 zurücklegt.
Durch die Bewegung des Betätigungskolbens 24 wird in üblicher Weise das Druckregelventil
angesteuert und damit der Bremskraftverstärker druckbeaufschlagt.
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Bei Ausfall des Unterdrucks hält der Stößel 19 das Einwegeventil 16
nicht mehr verschlossen. Bei Niedertreten des Bremspedals 4 kann das aus dem Druckraum
12 verdrängte Druckmittel über die Leistung 25 in den Ausgleichsbehälter 18 zurückströmen.
Dadurch bleibt der Betätigungskolben 24 in Anlage an den Steuerkolben 23. Die hydraulische
Ubersetzung ist wirkungslos. Es erfolgt eine unmittelbare mechanische Betätigung
des Hauptzylinders 1 über den Steuerkolben 23, den Betätigungskolben 24, das Druckregelventil
und den Verstärkerkplben.