DE3040602A1

DE3040602A1 - Bremsgeraet fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3040602A1
Application number: DE19803040602
Authority: DE
Inventors: Jochen Dipl.-Ing. 6050 Offenbach Burgdorf; Helmut 6236 Eschborn Steffes
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1980-10-29
Filing date: 1980-10-29
Publication date: 1982-05-27
Also published as: GB2086505A; FR2492757A2; US4543791A; GB2086505B; FR2492757B2

Description

Bremsgerät für Kraftfahrzeuge

(Zusatz zu Patentanmeldung P 28 24 458.8)

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bremsgerät für Kraft- . fahrzeuge mit einem Bremsventil, durch das in einen Verstärkerraum Druckmittel aus einer Fremdenergiequelle einsteuerbar ist, bei dem dieser Verstärkerraum durch eine axial verschiebbare Verstärkerkolbeneinrichtung von einem Zwischendruckraum abgetrennt ist, bei dem die Verstärkerkolbeneinrichtung einen ersten und einen zweiten Verstärkerkolben umfaßt, von denen der zweite relativ zum ersten Verstärkerkolben durch einen Anschlag begrenzt axial verschiebbar und durch ein Mittel auf einen maximalen axialen Abstand in Betätigung sr.ichtung beider Verstärker kolben relativ zum ersten Verstärkerkolben gehalten ist,, bei dem der Zwischendruckraum andererseits durch einen Hauptzylinderkolben oder einen mit ihm gekoppelten Zwischenkolben begrenzt ist· und bei dem eine zwischen dem Bremspedal und dem Hauptzylinderkolben wirksame hydraulische Übersetzung in Abhängigkeit des Druckes der Fremdenergiequelie weg-' schaltbar ist, nach Patentanmeldung P 28 24 458,8.

Das in der Hauptanmeldung beschriebene Bremsgerät mit den Merkmalen des Gattungsbegriffs weist einen über ein Joch starr mit einem ersten Verstärkerkolben verbundenen Hilfskolben auf, der seinerseits in einer Zylinderbohrung des zweiten Verstärkerkolbens geführt ist. Die.Stirnfläche des Hilfskolbens bildet mit Teilen dar Zylinderbchrung einen Druckraum, der über eine Radialbohrung des zweiten

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Verstärkerkolbens, über einen Ringraum'am Verstärkerkolben und über einen Druckmittelanschluß mit einer Druckquelle in Verbindung steht. In der unbetätigten Ruhelage · des Bremsgerätes ist ein Verstärkerraum durch ein in den ersten Verstärkerkolben integriertes Ventil mit einem· Rücklauf verbunden, so daß der Verstärkerraum drucklos ist.

Bei Einwirkung einer Kraft auf das Bremspedal wird zunächst der Rücklaufänschluß des Bremsventils verschlossen und anschließend die Druckmittelquelle mit dem Verstärkerrauiti verbunden. Der Druckaufbau im Verstärkerraum bedingt eine gemeinsame Bewegung beider Verstärkerkolben, wobei der teilweise im zweiten Verstärkerkolben geführte Hilfskolben ein· Druckpolster vor sich herbewegt. Das vom zweiten Verstärkerkolben eingeschlossene Druckmittel wird somit in den Zwischendruckraum gefördert, so daß sich der Zwischenkolben vom ersten Vers.tärkerkolben entfernt und den Hauptzylinderkolben betätigt..

Bei einem' Ausfall der Fremdenergie verharrt' der zweite Verstärkerkolben in seiner Lage,'während das Druckmittel 'in seiner.Innenbohrung durch den Hilfskolben zur Druckmittelquelle befördert wird. In einem derartigen Störfall bleibt .eine Betätigung des Hauptzylinderkolbens durch eine mechanische Anlage des Zwischenkolbens am ersten Verstärkerkolben unter Wegfall der hydraulischen Übersetzung gewährleistet.

Das beschriebene Bremsgerät weist im Bereich des zweiten Verstärkerkolbens einen relativ· aufwendigen Aufbau auf, da die den zweiten Verstärkerkolben aufnehmende Bohrung, die Innenbohrung des zweiten Verstärkerkolbens sowie der in ihr geführte Hilfskolben eine hohe Oberflächengüte aufweisen muß und kostenaufwendige Bearbeitungsverfahren voraussetzt. - .

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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgäbe zugrunde, ein Bremsgerät der eingangs genannten Gattung-so auszugestalten, daß die Zahl der einzelnen Bauteile und die Zahl der eine Feinbearbeitung erforderlich machenden Flächen optimiert ist. · ■

Erfindungsgemäß ist diese /uifgabe dadurch gelöst, daß die Verstärkerkolben in der Bremslösestellung unabhängig vom Druck der Druckquelle formschlüssig miteinander in Verbindung stehen und eine definierte Relativlage einnehmen. Bei einem auf diese Weise ausgestalteten Bremsgerät ist es neben einer einfachen Ausgestaltung vorteilhaft, daß der zweite Verstärkerkolben in der Bremslösestellung auch beim Ausfall der Hilfsenergie eine definierte Ruhelage gegenüber dem ersten Verstärkerkolben einnimmt und auch dann in seiner Führung verbleibt, wenn die Hilfsenergie in einer Betätigungsstellung ausfällt und durch die Verkleinerung des Zwischendruckraums Druckmittel in den Druckmittelraum verdrängt wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, zwischen den Verstärkerkolben eine Druckfeder einzuspannen, die den zweiten Verstärkerkolben in .Anlage am Anschlag hält·. Die Federkraft hält den zweiten Verstärkerkolben stets in einer maximalen Relativlage zum ersten Verstärkerkolben, so daß eine Verschiebung des zweiten Verstärkerkolbens stets ohne einen Vorlaufweg erfolgt. Der zweite Verstärkerkolben ist mit Sicherheit an einem Hinausgleiten aus seiner Führung· gehindert.

Konstruktiv besonders zweckmäßig ist auch eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung, bei der am zweiten Verstärkerkolben eine Kolbenstange angeformt ist, die in einer Bohrung an einem fest am ersten Verstärkerkolben angeformten Joch radial geführt ist. Auf diese Weise ist ein mögliches Verkanten des zweiten Verstärkerkolbens auch bei einem ungünr.tiqo.n Verhältnis von Kolbenlänge zu KolbondurchineHser ausgeschlossen.

BAD ORiQlNAL

Wenn gem.'iß einer Weiterbildung der Erfindung eine Druckfeder zwischen dem Joch und dem Verstärkerkolben eingesetzt ist, wird ihre Lage durch die an ihr zur Anlage kommenden Körper selbst bestimmt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Kolbenstange dichtend im zweiten Verstärkerkolben geführt, fest mit dem Joch verbunden und an ihrem dem Zwischendruckraum zugewandten Ende mit einem Anschlagelement versehen. Durch diese konstruktive Maßnahme ist die Führung des zweiten Verstärkerkolbens nochmals verbessert, da die Kolbenhöhe in der Regel größer als die axiale Ausdehnung des Jochs ist.

Vorteilhaft ist es auch, wenn zwischen dem zweiten Verstärker kolben und dem Gehäuse eine in Betätigungsrichturig wirkende Feder eingesetzt ist. Diese Ausgestaltung gestattet eine einfache Montage der Druckfeder.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es denkbar, am Gehäuse einen starren Anschlag anzuformen, der in der Lösestellung an der dem Druckraum zugewandten Kolbenseite bzw. an der Druckstange angreift.· In diesem Fall werden alle federnden Teile entbehrlich.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand einiger in Figur T bis der"Zeichnung dargestellten Schnittbilder näher erläutert. Es zeigen: . . ·

Fig. 1 ein Bremsgerät im Schnitt, "

Fig. 2 Ausgestaltung des Bremsgerätes im bis Bereich des zweiten Verstärkerkolbens. Fig. 4

Einander entsprechende. Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

BAD ORIGINAL

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Es ist mit 1 ein Gehäuse bezeichnet, das von einem gemein-■ samen Verstärkerraum 2 ausgehend zwei achsparallele Zylinderbohrungen 3,4 aufweist, in denen jeweils ein Verstärkerkolben 5,6 geführt ist. In der ersten Zylinderbohrung 3 befindet sich ferner ein Zwischenkolben 7, der in der gezeichneten Ruhestellung des Bremsgerätes durch eine Druckfeder 8 an der dem Verstärkerraum abgewandten .Stirnseite des ersten Verstärkerkolbens 5 zur Anlage gebracht ist und mit einer Druckstange 9 zur Betätigung eines nicht dargestellten Hauptzylinderkolbens verbunden ist. Zwischen dem Zwischenkolben 7 und dem ersten Verstärkerkolben 5 entsteht ■ ein Zwischendruckraum 10.

In einer Innenbohrung des ersten Verstärkerkolbens 5 ist ein Ventil 11 angeordnet,.welches in der gezeichneten Ruhelage eine Verbindung zwischen dem Verstärkerraum 2 und einem drucklosen Rücklauf herstellt, diese bei einer auf ein nicht dargestelltes Bremspedal einwirkende Kraft unterbricht und nachfolgend eine Verbindung zwischen dem Verstärkerraum und einer 'Druckmittelquelle 13 herstellt.

Der erste Verstärkerkolben 5. steht über ein Joch 14 und eine Kolbenstange 15 mit dem zweiten Verstärkerkolben 6 in Verbindung. Die Kolbenstange 15 ragt mit ihrem einen Anschlag aufweisenden Ende durch eine Bohrung 17 oder eine anders ausgestaltete öffnung des Jochs 14, so daß·der fest mit der Kolbenstange 15 verbundene zweite Verstärkerkolben nur eine definierte Strecke relativ zum ersten Verstärkerkolben 5 in die zweite Zylinderbohrung eintauchen kann. Andererseits ist eine Gleitbewegung der Bohrung 17 des Jochs 14 über die Kolbenstange 15 in Richtung des zweiten Verstärkerkolbens 6 möglich. Zwischen dem zweiten Verstärkerkolben und dem Joch 14 ist eine Druckfeder 18 eingespannt. Eine Stirnfläche des zweiten Verstärkerkolbens 6 bildet mit Teilen der zweiten Zylinderbohrung 4 einen Druckraum 19, von dem eine Querbohrung 20 zum Zwischendruckraum 10 ausgeht.

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Die Wirkungsweise des beschriebenen Bremsgerätes ist nachfolgend näher erläutert:

Bei einer auf das Ventil 11 einwirkenden Kraft findet ein Druckaufbau im Verstärkerraum 2 statt, durch den beide Verstärkerkolben 5, 6 verschoben werden. Die Kraftübertragung zum zweiten Verstärkerkolben 6 erfolgt dabei über die Druckfeder 18. Da der Druck im Verstärkerraum höher als im Druckraum 19 ist, hat die Druckfeder 18 nur einen Teil der Reibkräfte des zweiten Verstärkerkolbens 6 aufzubringen und kann entsprechend schwach ausgelegt werden. Bei der beschriebenen Bewegung der Verstärkerkolben· 5,6 wird das im Druckraum 19 befindliche Medium durch die Querbohrung 20 des Hub entsprechend in den Zwischendruckraum 10 verdrängt, so daß der Zwischenkolben 7 vom ersten Verstärkerkolben 5 abhebt und über die Druckstange 9 des Hauptzylinderkolben betätigt. Beim Fortfall der Pedalkraft geht die Anordnung in die bezeichnete Ruhelage zurück, wobei eine Mitnahme des zweiten Verstärkerkolbens 6 durch den Anschlag 16 und das Joch 14 erfolgt. Ein Nachlassen der Pedalkraft hat zur Folge, daß sich der Druck im Verstärkerraum über das Ventil 11 so' weit abbaut, bis ein neuer Gleichgewichtszustand erreicht· ist. · .

Wird das Bremspedal nach einem Ausfall der Druckquelle 13 betätigt, so findet kein Druckaufbau im Verstärkerraum 2 statt. Während der zweite Verstärkerkolben 6 seine ur— "· sprühgiiche Lage beibehält, verschiebt der erste·Verstärkerkolben 5 den Zwischenkolben 7 in Richtung auf den Hauptzylinderkolben, wobei die Bohrung 17 des Jochs 14 unter Überwindung der geringen Kraft der Druckfeder 18 über die Kolbenstange 15 gleitet. In einem derartigen Störfall ist die hydraulische Übersetzung des beschriebenen Bremsgerätes unwirksam, doch bleibt eine Betätigung des Hauptzylinderkolbens durch den mechanischen Anschlag des Zwischenkolbens am ersten Verstärkerkolben 5 sichergestellt.

In. Fig. 1 ist die Druckfeder 18 nach Fig. 1 durch eine wirkungsmäßig gleiche Druckfeder 21 ersetzt. Die Druckfeder 21 ist zwischen dem Anschlag 16 der Kolbenstange 15 und dem Gehäuse 1 eingespannt, wobei sie an einem dieser Teile 1,16 unverlierbar gelagert ist. Die einseitige Fixierung der Druckfeder 21 kann beispielsweise durch eine Punktschweißverbindung vorgenommen werden. In der dargestellten Ruhelage des zweiten Verstärkerkolbens hält die Druckfeder 21 den Anschlag 16 in Anlage am Joch 14, so daß zwischen den Verstärkerkolben 5,6 eine maximale Relativlage eingestellt ist. Erfolgt bei ungestörter Frendenergieversorgung eine Bremsbetätigung, so wird der zweite Verstärkerkolben mit dem Joch 14 in der Darstellung nach links .bewegt, wobei sich die Druckfeder 21 entspannt, um schließlich je nach dem .gewählten Befestigungspunkt entweder vom Joch 14 oder vom Gehäuse 1 abzuheben. Beim Ausfall der Fremdenergie wird der Hauptzylinderkolben wie beschrieben mechanisch betätigt, wobei das Joch 14 mit der Bohrung 17 über die Kolbenstange. gleitet. Das Volumen des im Druckraum 19 eingeschlossenen Druckmittels bleibt konstant, so daß der zweite Verstärker-' kolben 6 seine Stellung beibehält oder allenfalls vernachlässigbare axiale Verschiebungen ausführt, die sich aber durch eine geeignete Auslegung der Druckfeder 21 kompensieren lassen. Da der zweite· Verstärkerkolben 6 seine Lage beibehält, ist das hydraulische übersetzungsverhältnis des Bremsgerätes bei einem Ausfall der Druckquelle 13 unwirksam. . ■ ■·

In Fig. 3 ist ein Ausschnitt des in Fig. 1 dargestellten Bremsgerätes im Bereich des zweiten Verstärkerkolbens 6 dargestellt. Zwischen dem Verstärkerkolben 6 und dem Joch 14 befindet sich wiederum die Druckfeder 18. Die Verbindung zwischen der Druckstange 15 und dem Joch 14 ist in diesem Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, daß eine Relativbewegung zwischen den Teilen 14,15 ausgeschlossen ist. Der zweite Verstärkerkolben 6 verfügt über eine zentrische Kolbenbohrung 22, in dem das dem Joch 14 abgewandte Ende der

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Kolbenstange 15 dichtend geführt ist. An .dem dem Druckraum 19 zugewandten Ende der Kolbenstange 15 ist ein Anschlagelement 23 angeformt, welches den Abstand zwischen dem Joch 14 und dem zweiten Verstärkerkolben 6 begrenzt und in der dargestellten Ruhelage in Anlage an. der dem Druckraum 19 zugewandten Stirnfläche des zweiten Verstärker— kolbens 6 gehalten ist. Bei einer Bremsbetätigung bewegt sich das Joch 14 mit dem zweiten Verstärkerkolben 6 ent— ■ sprechend der Höhe des in den Verstärkerraum 2 eingesteuerten Druckes in der Darstellung nach links, bis ein Gleichgewichtszustand zwischen Pedalkraft und der Rückstellkraft des Hauptzylinderkolbens erreicht ist. Während einer derartigen Bewegung bleibt das Anschlagelement 23 in Anlage am zweiten Verstärkerkolben 6. Wird beim Ausfall • der Fremdenergie eine Bremsbetätigung vorgenommen, so bleibt der Verstärkerraum drucklos. Das im Druckraum 19 eingeschlossene Druckmittel hindert den zweiten Verstärkerkolben 6 daran, mit dem Joch 14 in der Darstellung nach links zu wandern. Vielmehr setzt eine" Relativbewegung zwischen dem zweiten Verstärkerkolben 6 und der Kolbenstange 15 ein, bei der das Anschlagelement 23 vom zweiten Ver^- stärkerkolben 6 abhebt und entsprechend dem vom Joch 14. vorgegebenen Weg in den Druckraum 19 eintaucht. Die relativ schwache Auslegung der Druckfeder 18 bewirkt wiederum, daß die zusätzlich vom Fahrer aufzubringende Pedalkraft so · gering'wie möglich ist. Auch trägt das an der Kolbenstange angreifende Dichtungsmaterial der Kolbenbohrung kaum zur Vergrößerung der erforderlichen Fußkraft bei.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind der zweite Verstärkerkolben 6 und die Kolbenstange 15 wiederum starr miteinander verbunden. Eine Relativbewegung zwischen dem zweiten Verstärkerkolben 6 und dem Joch 14 kann bei Ausfall der Fremdenergie dadurch auftreten, daß die Bohrung 17 des Jochs 14 über die. Kolbenstange .15 gleitet. Die Ausführungsform umfaßt einen fest am Gehäuse 1 angeformten Vorsprung 24, der in der gezeichneten Ruhelage am

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Anschlag 16 der Kolbenstange 15 anliegt. Außerdem bewirkt der gehäusefeste Vorsprung 24 in der Bremslösnstellung einen maximalen Abstand zwischen dem zweiten Verstärker- · kolben 6 und dem Joch 14'. Bei Einsteuern von Druckmittel in den· Verstärkerraum 2 bewegt sich der zweite Verstärkerkolben in bekannter Weise in der Darstellung nach links, bis eine Gleichgewichtslage entsprechend der aufgebrachten Fußkraft erreicht ist. Beim Ausfall der Fremdenergie verbleibt der zweite Verstärkerkolben 6 in seiner für die Breraslösestellung charakteristischen Lage, in der das Joch 14 entsprechend der vorgegebenen Betätigungskraft mehr oder weniger weit über .die Kolbenstange 15 gleitet. Der in Fig. gezeigte'gehäusefeste Vorsprung 2 4 läßt sich in weiterer Ausgestaltung des Bremsgerätes an jeder beliebigen Stelle des Gehäuses .anformen, an der in der Bremslösestellung·ein maximaler axialer Abstand zwischen dem Joch 14 und dem zweiten Verstärkerkolben 6 einstellbar ist.

Claims

ALFRED TEVES GMBH ' 21. Oktober 1980

Frankfurt am Main ZL/Je/Ber

P 4931 a

J. Burgdorf - 67 H. Steffes - 8

Patentansprüche . · '

(Zusatz zu Patentanmeldung P 28 24 458.8)

j 1.)Bremsgerät für Kraftfahrzeuge mit einem' Bremsventil, durch das in einen Verstärkerraum Druckmittel aus einer Fremdenergiequelle .einsteuerbar ist, bei dem dieser Verstärkerraum durch eine axial verschiebbare Verstärkerkolbeneinrichtung von einem Zwischendruckraum abgetrennt ist, bei dem die Verstärkerkolbeneinrichtung einen ersten und einen zweiten Verstärkerkolben umfaßt, von denen der zweite relativ zum ersten Verstärkerkolben durch einen Anschlag begrenzt axial verschiebbar und durch ein Mittel auf einen maximalen axialen Abstand in Betätigungsrichtung beider Verstärkerkolben relativ zum ersten Verstärkerkolben gehalten ist, bei dem der' Zwischendruckraum andererseits durch einen Hauptzylinderkolben oder einen mit ihm gekoppelten Zwischenkolben ■ begrenzt ist und bei dem eine zwischen dem Bremspedal und dem Hauptzylinderkolben wirksame hydraulische Übersetzung in Abhängigkeit des Druckes der Fremdenergiequelle wegschaltbar ist, nach Patentanmeldung P 28 24 458.8, dadurch gekennzeichnet , daß die Verstärkerkolben (5,6) in der Bremslösestellung unabhängig vom Druck der Druckquelle (13) formschlüssig miteinander in Verbindung gebracht sind und eine definierte Relativlage einnehmen.

ORIGINAL INSPECTED

.-. 2-. - ,. , -P 4931 a
2. Bremsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß an den Verstarkerkolben (5,6) eine Druckfeder (18,21) angreift, die den zweiten Verstarkerkolben (6) in Anlage am' Anschlag (16,23) hält. ; .
3. Bremsgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß eine am" zweiten Verstarkerkolben (6) angeformte Kolbenstange (15) in einer Bohrung (17) eines am ersten Verstärkerkolben (5) angeformten Jochs (14) radial geführt ist,
4. Bremsgerät nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Joch (14) und dem zweiten Verstarkerkolben (6) eine Druckfeder

(18) eingesetzt ist.
5. Brernsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Kolbenstange (15) dichtend im zweiten Verstarkerkolben (6) geführt ist, in axialer Richtung starr .mit dem Joch (14) verbunden ist und an ihrem dem Druckraum (19) zugewandten Ende ein Anschlagelement (23) trägt. ·
6. Bremsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem zweiten Verstarkerkolben (6) und dem Gehäuse (1) eine in Betätigungs-" richtung wirkende Druckfeder (21) eingesetzt ist.
7. Bremsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß in der Bremslösestellung ein gehäusefester Anschlag (24) am zweiten Verstärkerkolben

(6) zur Anlage gebracht ist.