DE69200826T2 - Unterdruckbremskraftverstärker mit modulierter Reaktion. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft die Unterdruck-Servomotoren, die an Bord von Kraftfahrzeugen für eine Unterstützung beim Bremsen dieser Fahrzeuge verwendet werden.
• Es ist bekannt, daß ein Servomotor zur Fahrzeugbremsunterstützung ein Gehäuse und eine Membran enthält, die das Innere des Gehäuses in dichter Weise in eine vordere Kammer und eine hintere Kammer unterteilt, sowie einen Hohlkolben, der in dem Gehäuse beweglich ist und ein zur Verbindung mit einem Bremspedal vorgesehenes Eingangsorgan sowie eine Ausgangsbaugruppe aufnimmt, die eine Abdeckung und eine Ausgangsstange enthält, welche dazu vorgesehen ist, mit einem Kolben eines Hauptzylinders verbunden zu werden, und einer Reaktionsscheibe aus einem verformbaren Material, die zwischen dem Hohlkolben und der Abdeckung angeordnet ist, um ein Abbild der Ausgangskraft des Servomotors bei seiner Betätigung zu erhalten, damit eine Verformung der Reaktionsscheibe hervorgerufen wird, welche dazu neigt, das Eingangsorgan in Abhängigkeit von diesem Abbild zurückzudrücken.
• Solche Servomotoren sind in der Technik gut bekannt, und es ist unnötig, ihre Arbeitsweise hier zu erläutern.
• So beschreiben unter vielen anderen die Dokumente FR-A-2 592 620 und EP-A-0 341 101 die insbesondere im Bereich der Beherrschung der bei einer Bremsung auf das Eingangsorgan einwirkenden Reaktion ausgeführten Verbesserungen.
• Gegenstand der EP-A-0 341 101 ist insbesondere ein progressives Pedalgefühl bei dem Übergang von der Unterstützungsphase zur unterstützungsfreien Phase bei einer starken Bremsung. Zu diesem Zweck ist die Ausgangsbaugruppe in zwei Teilen ausgebildet, die gegeneinander so verstellbar sind, daß auf unterschiedliche Flächen der Reaktionsscheibe eingewirkt wird.
• Es gibt andere Situationen, in denen es wünschenswert ist, die Empfindlichkeit des Pedals für einen bestimmten Druck im Bremskreis zu verändern. Umgekehrt ist es nützlich, daß für eine vom Fahrer gewünschte, gleiche Verzögerung ein gleiches Pedalgeführ für ein beladenes Fahrzeug einer stärkeren Bremswirkung entspricht als bei einem unbeladenen Fahrzeug.
• Die vorliegende Erfindung hat genauer gesagt einen Servomotor zum Ziel, der das Verändern der von dem Fahrer verspürten Reaktion in Abhängigkeit von der Beladung des Fahrzeugs ermöglicht.
• Zu diesem Zweck ist zwischen der Ausgangsstange und der Abdeckung der Ausgangsbaugruppe ein dichtes Fluidkissen eingesetzt, dessen Innendruck von der Beladung des Fahrzeugs abhängt, wobei das Kissen an dem Hohlkolben anliegt, um das Abbild der Ausgangskraft in Abhängigkeit von der Beladung des Fahrzeugs zu modulieren.
• Vorzugsweise ist die Ausgangsstange fest mit einem sich in der vorderen Kammer erstreckenden Teller verbunden, wobei das oben genannte Kissen zwischen dem Teller und dem Hohlkolben angeordnet ist.
• Ebenfalls vorzugsweise hängt der Innendruck in dem Kissen auch von dem in der hinteren Kammer des Servomotors herrschenden Druck ab.
• Die Erfindung wird besser verstanden und ihre weiteren Ziele, Vorteile und Merkmale ergeben sich deutlicher durch das Lesen der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten, nicht einschränkend gegebenen Ausführungsform, der zwei Zeichnungsblätter beigefügt sind. In diesen zeigen:
• Figur 1 schematisch einen Teil eines Schnittes durch einen Servomotor gemäß der vorliegenden Erfindung, und
• Figur 2 schematisch eine Ausführungsform eines den Druck im Kissen steuernden Ventilmittels.
• Der Servomotor 10 in Figur 1 besteht aus einem Gehäuse 12, das innen in dichter Weise von einer Membran 14 in zwei Kammern unterteilt ist, die vordere Kammer 16 bzw. hintere Kammer 18 genannt werden. Ein Hohlkolben 20 trägt zum einen einen Umfangsrand der Membran 14 und zum anderen Ventilmittel 22, die von einem mit einem (nicht dargestellten) Bremspedal verbundenen Eingangsorgan 24 gesteuert sind.
• Das Eingangsorgan 24 stützt sich in herkömmlicher Weise an einem Tauchkolben 26 ab, der gegenüber einer Reaktionsscheibe 28 angeordnet ist, die zwischen dem Hohlkolben 20 und einer Abdeckung 30 der Ausgangsbaugruppe eingeschlossen ist. Diese Ausgangsbaugruppe umfaßt außerdem eine Ausgangsstange 32, die in der Lage ist, den Kolben 34 eines sehr schematisch angedeuteten Hauptzylinders 36 zu betätigen.
• Die Ausgangsstange 32 ist fest mit einem Teller 46 verbunden, der sich in der vorderen Kammer 16 gegenüber dem Hohlkolben 20 erstreckt, der hier am Umfang von einer Scheibe 38 verlängert ist.
• Zwischen den Teller 46 und den Hohlkolben 20 (oder die Scheibe 38) ist ein Fluidkissen 40 eingesetzt.
• Dieses Fluidkissen 40 ist dicht abgeschlossen und erhält die Information über die Beladung von einem Fluid-Meßwertaufnehmer 42 für die Fahrzeugbeladung.
• Der Fluid-Meßwertaufnehmer 42 für die Beladung ist in Figur 1 schematisch dargestellt, da er selbst keinen Teil der Erfindung bildet. Er kann z.B. vorteilhafterweise der Meßwertaufnehmer sein, der in der FR-A-2 649 046 beschrieben ist, die einen Meßwertaufnehmer in Form einer dichten Kammer beschreibt, die zwischen einer Feder der Aufhängung und einem Träger angeordnet ist.
• Wie oben angedeutet, hängt der Druck in dem Kissen 40 vorzugsweise auch von dem in der hinteren Kammer 18 des Servomotors herrschenden Druck ab.
• Zu diesem Zweck ist das Kissen 40 über eine dichte Leitung 44 mit einem ausführlicher in Figur 2 dargestellten Ventilmittel 41 verbunden.
• Dieses Ventilmittel weist mehrere Anschlüsse auf: Der Anschluß 53 ist mit der hinteren Kammer 18 des Servomotors verbunden; der Anschluß 56 ist mit der Leitung 44 verbunden; der Anschluß 62 ist mit der Unterdruckquelle verbunden, z.B. mit der, mit welcher die vordere Kammer 16 verbunden ist; und der Anschluß 60 ist mit dem Fluid-Meßwertaufnehmer 42 verbunden.
• Das dargestellte Ventilmittel enthält drei Kolben 64, 66, 68, die so angeordnet sind, daß sie in dichter Weise gleiten.
• Eine Seite des Kolbens 64 empfängt den in der hinteren Kammer 18 herrschenden Druck über den Anschluß 53.
• Die andere Seite dieses Kolbens 64 ist in einer über den Anschluß 62 mit der Unterdruckquelle verbundenen Kammer 74 drehbar mittels einer Achse 70 mit dem Ende eines Armes 72 verbunden.
• Der Kolben 66 weist eine Seite auf, die in der Lage ist, ein Ventilelement 76 zu bewegen, welches eine Verbindung zwischen einem Eingang 58 für unter Atmosphärendruck stehender Luft und dem Anschluß 56 öffnet oder schließt. Die andere Seite dieses Kolbens 66 ist mittels einer Achse 78 drehbar am anderen Ende des Armes 72 angebracht.
• Der Kolben 68 empfängt auf einer seiner Seiten über den Anschluß 60 einen Druck, der von der Beladung des Fahrzeugs abhängt und von dem Fluid-Meßwertaufnehmer 42 abgegeben wird. Seine andere Seite weist eine Verlängerung auf, die einen Stößel 80 bildet. Der Kolben 68 wird mittels einer vorgespannten Feder 81 in die Ruhestellung zurückgestellt.
• Das zu dem Kolben 68 entgegengesetzte Ende des Stößels 80 ist mit einem Element versehen, welches sich zum einen an einer feststehenden Wand 82 der Kammer 74 und zum anderen an dem Arm 72 zwischen dessen beiden Endachsen 70, 78 abstützt. Dieses Element ist vorzugsweise durch zwei Rollen 84, 86 gebildet, wodurch das Erzeugen von übermäßig großen Reibungskräften verhindert wird und an dem Arm 72 ein variabler Abstützpunkt gebildet wird, so daß der Arm 72 einen Hebel bildet.
• Man sieht, daß der Kolben 68 bei dieser Anordnung eine Stellung einnimmt, die von der Beladung des Fahrzeugs abhängt, wobei diese Stellung diejenige des Abstützpunkts der Rolle 86 am Hebel 72 bestimmt.
• Bei einer von der Betätigungsstange 24 gesteuerten Bremsung wird nun der Druck in der hinteren Kammer 18 den Kolben 64 bewegen. Seine Bewegung wird zu dem Kolben 66 mit einem Multiplikationsfaktor übertragen, der von der genauen Stellung der Rolle 86 an dem Arm 72 abhängt, also von der Fahrzeugbeladung.
• Wenn das Fahrzeug unbeladen ist, befindet sich der Kolben 68 bezüglich Figur 2 in Anlage an der linken Seite, und die Rolle 86 befindet sich ebenfalls in ihrer linken Endstellung, was das Übertragen einer Kraft vom Kolben 64 zum Kolben 66 und folglich das Öffnen des Ventilelementes 76 und das Füllen des Kissens 40 verhindert. Bei einer Bremsung erhält die Reaktionsscheibe 28 die Gesamtheit der Ausgangskraft.
• Wenn das Fahrzeug beladen ist, weist das Kissen 40 bei einer Bremsung einen von der Beladung abhängenden Innendruck auf. Die Ausgangsstange 32 überträgt nur einen Teil der Ausgangskraft zur Reaktionsscheibe, wobei dieser Teil von dem Druck im Kissen 40 und damit von der Fahrzeugbeladung abhängt.
• Auf diese Weise bemerkt der Fahrer bei einem beladenen Fahrzeug bei gleicher Verzögerung im wesentlichen keinen Unterschied zu einem unbeladenen Fahrzeug, obwohl sich die eingesetzten Kräfte stark unterscheiden.
• Der Fachmann kann an der vorliegenden Erfindung zahlreiche Veränderungen ausführen, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Im dargestellten Beispiel besitzt das Kissen 40 z.B. eine ringförmige Form, und es ist zwischen dem Teller 46 und der Verlängerung 38 des Hohlkolbens 20 angeordnet.
• Das Kissen könnte genausogut auch eine andere Form besitzen und in anderer Weise angeordnet sein. Da die Funktion des Kissens in der Entlastung der Reaktionsscheibe besteht, ist es ausreichend, daß sich das Kissen direkt oder indirekt am Hohlkolben 20 abstützt.

Claims (9)

1. Servomotor (10) zur Fahrzeugbremsunterstützung, mit einem Gehäuse (12) und einer Membran (14), die das Innere des Gehäuses in dichter Weise in eine vordere Kammer (16) und eine hintere Kammer (18) unterteilt, sowie einem Hohlkolben (20), der in dem Gehäuse beweglich ist und ein zur Verbindung mit einem Bremspedal vorgesehenes Eingangsorgan (24) sowie eine Ausgangsbaugruppe aufnimmt, die eine Abdeckung (30) und eine Ausgangsstange (32) enthält, welche dazu vorgesehen ist, mit einem Kolben (34) eines Hauptzylinders (36) verbunden zu werden, und einer Reaktionsscheibe (28) aus einem verformbaren Material, die zwischen dem Hohlkolben (20) und der Abdeckung (30) angeordnet ist, um ein Abbild der Ausgangskraft des Servomotors (10) bei seiner Betätigung zu erhalten, damit eine Verformung der Reaktionsscheibe (28) hervorgerufen wird, welche dazu neigt, das Eingangsorgan (24) in Abhängigkeit von diesem Abbild zurückzudrücken, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ausgangsstange (32) und der Abdeckung (30) ein dichtes Fluidkissen (40) eingesetzt ist, dessen Innendruck von der Beladung des Fahrzeugs abhängt, wobei das Kissen (40) an dem Hohlkolben (20) anliegt, um das Abbild in Abhängigkeit von der Beladung des Fahrzeugs zu modulieren.

2. Sevomotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendruck des Kissens (40) auch von dem in der hinteren Kammer (18) herrschenden Druck abhängt.

3. Servomotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsstange (32) fest mit einem sich in der vorderen Kammer erstreckenden Teller (46) verbunden ist, wobei das Kissen (40) zwischen dem Teller (46) und dem Hohlkolben (20) oder einer Verlängerung (38) des letzteren angeordnet ist.

4. Servomotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kissen eine im wesentlichen ringförmige Gestalt aufweist.

5. Servomotor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kissen (40) über ein Ventilmittel (41) mit einer Druckfluidquelle verbunden ist.

6. Servomotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilmittel (41) einen ersten Kolben (64) enthält, an dessen eine Seite der in der hinteren Kammer (18) herrschende Druck angelegt ist und dessen andere Seite drehbar an einem Ende eines Armes (72) angebracht ist, sowie einen zweiten Kolben (66), dessen eine Seite ein Ventilelement (76) steuert, das in der Lage ist, das Kissen (40) mit der Fluidquelle zu verbinden, und dessen andere Seite drehbar mit dem anderen Ende des Armes (72) verbunden ist, und einen Stößel (80), dessen Position von der Beladung abhängt und der einen variablen Abstützpunkt für den Arm (72) darstellt, so daß letzterer einen Hebel bildet.

7. Servomotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Stößels mit einem Element versehen ist, welches sich zum einen an einer feststehenden Fläche (82) und zum anderen zwischen den beiden Enden des Arms (72) abstützt.

8. Servomotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Element durch wenigstens eine Rolle (84, 86) gebildet ist.

9. Servomotor nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (80) durch eine Verlängerung an einem Ende eines Kolbens (68) gebildet ist, an dessen anderes Ende eine Kraft angelegt ist, die von dem mit Fluid arbeitenden Aufnehmer (42) der Fahrzeugbeladung erzeugt wird, wobei der Kolben (68) von einem elastischen Mittel nach Art einer Feder (81) in die Ruhestellung zurückgestellt wird.