DE2758644A1

DE2758644A1 - Einrichtung zum abbremsen von kraftfahrzeugen mit einem bremspedal

Info

Publication number: DE2758644A1
Application number: DE19772758644
Authority: DE
Inventors: Hans Ing Grad Prohaska; Karl-Heinz Theurer
Original assignee: SWF Spezialfabrik fuer Autozubehoer Gustav Rau GmbH
Current assignee: SWF Auto Electric GmbH
Priority date: 1977-12-29
Filing date: 1977-12-29
Publication date: 1979-07-05
Also published as: SE7813293L; GB2011563A; BR7808576A; JPS54135978A; IT1101347B; FR2413246A1; US4224832A; GB2011563B; IT7831136A0

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Abbremsen von Kraftfahrzeugen mit einem Bremspedal, einer davon betätigten Bremse und einem elektromotorischen Antrieb zur Bremskraftverstärkung.

In moderne Kraftfahrzeuge werden in zunehmendem Maße sogenannte Servobremsanlagen eingebaut, die auch bei nur schwachem Druck auf das Bremspedal einen ausreichend hohen Bremsdruck aufbauen. In vielen Fällen wird zu dieser Bremskraftverstärkung der Unterdruck im Ansaugrohr des Motors ausgenutzt, was jedoch beispielsweise bei Dieselfahrzeugen nicht ohne weiteres möglich ist.

Aus der DT-OS 2 06k 788 ist bereits eine Bremseinrichtung bekannt, bei der mittels eines Elektromotors oder manuell ein Bremsseil gespannt wird, das unmittelbar auf eine mit der Hinterachse des Kraftfahrzeuges drehfest verspannte Seilscheibe einwirkt. Diese Bremse mit elektromotorischer Bremskraftunterstützung ist für große Lastkraftwagen zusätzlich zu normalen Trommelbremsen vorgesehen. Die Bremskraft dieser üblichen Trommelbremsen wird dabei also nicht verstärkt.

Der Erfindung liegt dagegen die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Abbremsen von Kraftfahrzeugen zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln die Bremskraft der ohnehin vorhandenen Trommel- oder Scheibenbremse verstärkt wird. Die Einrichtung soll dabei möglichst so ausgestaltet sein, daß sie leicht auch nachträglich in jedes Kraftfahrzeug eingebaut werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Wesentlich dabei ist, daß der Elektromotor mechanisch auf das Bremspedal, ggf. auch auf eine mit diesem Bremspedal gekoppelte Stösselstange eines HauptbremsZylinders eines Kraftfahrzeuges einwirkt, wobei die Stärke dieser Einwirkung aus dem vom Fahrer auf das Bremspedal ausgeübten Bremspedaldruck abgeleitet wird.

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Natürlich muß die mechanische Bewegungsübertragung vom Elektromotor auf das Bremspedal derart ausgestaltet sein, daß bei einem Defekt des Hilfsantriebes die Punktion der Bremse weiterhin gewährleistet ist. Dies läßt sich durch die Maßnahmen nach Anspruch 2 oder k erreichen.

Die Ausführung nach den Ansprüchen 2,3 und 6 bis 9 mit einem Reibband ist konstruktiv sehr einfach aufgebaut. Es sei an dieser Stelle erwähnt, daß dabei das Reibband mit der Reibscheibe nicht die eigentliche Bremse, sondern lediglich die Kupplung zwischen dem elektromotorischen Hilfsantrieb und der eigentlichen Bremse darstellt.

Die Ausführung gemäß den Ansprüchen 4,5 und 10 bis 13 ist zwar konstruktiv aufwendiger, aber auch leistungsstärker.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform mit Reibscheibe und Reibband,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform mit axial gegeneinander verstellbaren Reibscheiben und

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab eine Einzelheit der Ausführung nach Fig. 2.

In Fig. 1 ist mit 10 ein Bremspedal bezeichnet, das bei 11 schwenkbar gelagert ist. An dem Bremspedal 10 ist eine Stösselstange 12 zur Betätigung eines Kolbens in einem Hauptbremszylinder 13 angelenkt. Die eigentliche Bremsanlage ist nicht näher dargestellt, da sie üblichen Ausführungen entspricht.

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Zur BremskraftunterStützung dient ein Elektromotor 20, der über ein geeignetes Untersetzungsgetriebe eine Reibscheibe 21 in der gezeigten Drehrichtung antreibt. Mit dieser Reibscheibe 21 wirkt ein Reibband 22 zusammen, dessen eines Ende an der Stösselstange 12 und dessen anderes Ende an einem Spannhebel 23 befestigt ist. Der Spannhebel wird von einer Schubstange 25 um den Drehpunkt 2k verschwenkt. Die Schubstange 25 hat einen breiteren Abschnitt mit einem Langlochschlitz 26, in dem ein am Bremspedal 10 festgelegter Nocken 27 eingreift. Am Spannhebel 23 greift ein Federelement 28 an, das bestrebt ist, den Spannhebel 23 derart zu verschwenken, daß die kraftschlüssige Verbindung zwischen Reibscheibe 21 und Reibband 22 aufgehoben wird.

Der Elektromotor 20 wird über einen Schalter 30 an eine nicht näher dargestellte Spannungsquelle angeschlossen, sobald das Bremspedal 10 betätigt wird.

Bei Betätigung des Bremspedals 10 wird zunächst über die Stösselstange 12 ein geringer Bremsdruck im Hauptbremszylinder I3 aufgebaut. Zugleich wird der Elektromotor 20 angesteuert. Der Nocken 27 verschiebt sich im Langlochschlitz 26 der Schubstange 25, was zunächst aber noch keinen Einfluß hat. Bei Beginn des Bremsvorganges wird also der Bremsdruck nicht verstärkt.

Wenn aber das Bremspedal 10 so weit durchgedrückt wird, daß die Schubstange 25 und damit der Spannhebel 23 in Pfeilrichtung A entgegen der Kraft des Federelementes 28 verstellt wird, wird das Reibband 22 gespannt. Das Drehmoment des Elektromotors 20 wird nun von der Reibscheibe 21 auf das Reibband 22 übertragen. Die Stösselstange wird in Pfeilrichtung B verstellt und damit der Bremsdruck im Hauptbremszylinder verstärkt. Reibband 22 und Reibband 21 bilden also eine kraftschlüssige Kupplung, wobei der Kraftschluss von dem auf das Bremspedal ausgeübten Druck abhängt. Diese Kupplung über Reibband 22 und Reibscheibe 21 wirkt dabei nur in einer Richtung, nämlich vom Elektromotor20 auf die Stösselstange 12 bzw. das Bremspedal

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Damit ist gewährleistet, daß bei einem Defekt des Elektromotors 20, also auch bei blockierter Reibscheibe 21 die Stösselstange 12 ohne irgendein Hemmnis betätigt werden kann. Wesentlich bei dieser Ausführung ist weiter, daß der Elektromotor 20 anläuft, bevor sein Drehmoment auf die Bremsanlage unterstützend einwirkt. Das liegt daran, daß wegen des Langlochschlitzes 26 das Hebelgetriebe 25,23 ein gewisses Spiel hat. Außerdem ist das Federelement 28 wichtig, welches den Spannhebel 23 beim Zurückstellen des Bremspedals 10 derart verstellt, daß der Kraftschluß zwischen Reibscheibe 21 und Reibband 22 aufgehoben wird und damit nicht über den noch laufenden Elektromotor der Zurückstellung der Stösselstange entgegengewirkt wird.

Aus der Prinzipdarstellung nach Fig. 2 geht hervor, daß der Elektromotor 20 eine Reibscheibe 41 antreibt, die mit einer zweiten Reibscheibe 42 zusammenwirkt. Mit dieser zweiten Reibscheibe 42 ist über ein Freilaufgetriebe 43 eine Welle 44 mit einem Ritzel 45 gekuppelt. Das Ritzel 45 arbeitet mit einer Zahnstange 46 zusammen, die zugleich als Stösselstange zur Betätigung eines Kolbens im Hauptbremszylinder 13 dient. Die beiden Reibscheiben 41 und 42, die als Kupplung arbeiten, sind axial gegeneinander verstellbar. Alle diese Teile sind in einem Lagerkäfig gehalten, das zwei Lagerschilde 47 und 48 und eine Tragplatte 49 aufweist, die miteinander verschraubt sind.

An einem Anlenkzapfen 50 am Bremspedal 10 ist ein Viergelenkgetriebe mit den Hebeln 51, 52,53 und 54 angelenkt. Mit dem Hebel 54 ist drehfest eine Abtriebsschwinge 55 verbunden, die so gestaltet ist, daß sie auf die Stirnseite 56 der Welle 44 drückt. Die kreisförmige Bewegung des Anlenkzapfens 50 wird also über dieses Hebelgetriebe in eine axiale Bewegung der Welle 44 und damit über das Freilaufgetriebe 43 auch in eine axiale Bewegung der einen Reibscheibe 42 umgewandelt.

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Unter Bezugnahme auf Fig. 3 werden in folgendem einige Einzelheiten der Konstruktion näher erläutert. Die Welle 44 ist über den Mitnehmerkeil 60 drehfest mit dem Ritzel 45 verspannt. An einem Seegering 61 stützt sich eine Tellerfeder 62 ab, die bestrebt ist ,die Welle 44 nach oben zu drücken. Eine Abtriebsscheibe 63 eines üblichen Freilaufgetriebes 43 ist einstückig an die Welle 44 angeformt. Die Mitnehmerscheibe des Freilaufgetriebes ist mit 64, die Freilaufkugeln sind mit 65 bezeichnet. Die Mitnehmerscheibe 64 dient zugleich als Reibscheibe 42. Sie trägt einen Reibbelag 66. Die Abtriebswelle 67 des Elektromotors 20 hat bei 68 eine Kegelkerbverzahnung. Eine Buchse 69 mit einer Innenverzahnung ist axial auf die Abtriebswelle 67 aufgesetzt und mittels einer Schraubverbindung verspannt. Die Buchse 69 ist über Mitnehmerkeile 70 drehfest mit der anderen Reibscheibe 41 gekoppelt. Diese Reibscheibe 41 ist über ein Art Kalottenlager beweglich an dieser Buchse 69 abgestützt. In die eine Stirnseite der Reibscheibe 41 ist dazu eine Kugelpfanne 71 eingearbeitet und die Buchse 69 hat radial abstehende Flansche 72 mit einem angepaßten Kugelradius, der bei 73 angedeutet ist. Die Reibscheibe 41 ist über ein Nadellager

mit Walzen 7^ zwischen zwei Stahlscheiben 75 und 76 und mehrere Druckfedern 77 an der Tragplatte 49 abgestützt.

Die Einrichtung nach den Fig. 2 und 3 arbeitet wie folgt: Bei Betätigung des Bremspedals 10 wird zunächst wieder der Elektromotor 10 eingeschaltet. Zwischen den beiden Reibscheiben 41 und 42 besteht allerdings noch kein Kraftschluß, weil die eine Reibscheibe durch die Tellerfeder 62 entgegen der Pfeilrichtung A nach oben gedrückt ist. Wird das Bremspedal stärker durchgedrückt, wird über das Hebelgetriebe die Abtriebsschwinge 55 verschwenkt und drückt damit die Welle 44 und damit auch die Reibscheibe 42 entgegen der Kraft der Tellerfeder 62 in Pfeilrichtung A. Der Kraftschluß zwischen den beiden Reibscheiben 4i und 42 wird hergestellt und damit über das Freilaufgetriebe 43 das Ritzel 44 in einer Drehrichtung gedreht, daß die Zahn-

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stange h6 in Pfeilrichtung B verstellt wird. Der Bremsdruck im Hauptbremszylinder wird damit verstärkt. Wiederum ist der Kraftschluß zwischen den beiden Reibscheiben hl und hZ umso größer, je größer der Verstellwinkel des Bremspedales 10 ist. Im Unterschied zu Fig. 1 wirkt nunmehr aber die Kupplung kl, hZ in beiden Drehrichtungen. Dennoch kann die Zahnstange h6 auch dann verstellt werden, wenn der Elektromotor 20 blockiert ist, weil zwischen die eine Kupplungshälfte hZ und das Ritzel hh ein in der fraglichen Drehrichtung freilaufendes Getriebe geschaltet ist.

Aus den Darstellungen geht hervor, daß eine derartige Servobremseinrichtung leicht auch nachträglich in Kraftfahrzeuge eingebaut werden kann, da sie eine kompakte Baueinheit darstellt. Dabei sind lediglich geringe Veränderungen am Bremspedal zur Anlenkung des Hebelgetriebes und an der Stösselstange vorzunehmen. Gegebenenfalls sind diese Teile durch neue Teile zu ersetzen.

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L e e r s e i t e

Claims

SWF-Spezialfabrik für Autozubehör Gustav Rau GmbH. 7120 Bietigheim-Bissingen

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PAT/A 12 499

Kübler/Tü 2.12.1977

Patentansprüche:

' t). Einrichtung zum Abbremsen von Kraftfahrzeugen mit einem Bremspedal, einer Bremse und einem elektromotorischen Antrieb zur BremskraftverStärkung, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betätigung des Bremspedals der Elektromotor eingeschaltet wird, dessen Abtriebswelle (67) über eine Kupplung (21,22;41,42) auf das Bremspedal (1O) einwirkt, wobei der Kraftschluß der Kupplung proportional zum Bremspedaldruck ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (21,22) nur in einer Richtung, nämlich vom Motor (20) zum Bremspedal (1O) wirkt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kupplung eine direkt von der Abtriebswelle des Motors angetriebene Reibscheibe (21) mit einem sie umfassenden Reibband (22) dient, dessen eines Ende auf das Bremspedal (1O) oder eine an dieser angelenkte Stösselstange (12) einwirkt.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (41,42) in beiden Drehrichtungen wirkt und zwischen die eine Kupplungshälfte (42) und das Bremspedal (1O) oder den Motor (20) ein Freilaufgetriebe (43) geschaltet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung zwei koaxial gegeneinander bewegliche Kupplungshälften in Form von Reibscheiben (4-1,42) aufweist, von denen die eine von der Abtriebswelle (67) des Motors angetrieben wird, während

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die andere über ein Freilaufgetriebe (43) ein auf einer Welle (44) befestigtes Ritzel (45) antreibt, das mit einer am Bremspedal (1O) angelenkten Zahnstange (46) kämmt.
6. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremspedaldruck über eine geeignete Hebelübersetzung (25,23;51»52,53»54,55) auf die Kupplung einwirkt.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

am Bremspedal eine Schubstange (25) angelenkt ist, die einen Spannhebel (23) um einen Drehpunkt (24) verschwenkt, wobei über diesen Spannhebel (23) das Reibband (22) gegen die Reibscheibe (21) gespannt wird.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannhebel (23) über ein Federelement (28) zurückgestellt wird.
9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremspedal über einen Nocken (27) in einen Langlochschlitz (26) der Schubstange (25) eingreift.
10.Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmige Bewegung eines Anlenkzapfens (50) am Bremspedal (1O) über ein Hebelgetriebe (51,52,53,54,55) in eine gradlinige Bewegung der Welle (44) der einen Kupplungshälfte (42) umgesetzt wird.
11.Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebelgetriebe ein Viergelenk (51,52,53,54) ist, dessen Abtriebsschwinge (55) auf die Stirnseite (56) der Welle (44) einwirkt .
12.Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (46) an einen Hebel (52) des Viergelenkes angelenkt ist und auf den Kolben eines HauptbremsZylinders (13) einwirkt.

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13.Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der beiden Reibescheiben (kl) über eine Art Kalottenlager (71, 73) an dem sie treibenden Element (69) befestigt ist.

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