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Servobremsgerät, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht
sich auf ein Servobremsgerät, insbesondere für Kraftfahrzeuge, das durch Flüssigkeitsdruck
von einem Bedienungshebel aus über ein am Bremsgerät ortsfestes Steuerventil gesteuert
wird, von einer Druckluft-Hilfskraft angetrieben ist und mit seiner Servokraft über
eine Flüssigkeitssäule auf die Radbremszylinder wirkt.
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Es sind schon Servobremsgeräte bekannt, bei denen an die zum Steuerventil
führende Steuerleitung eine zusätzliche, volumenveränderliche Kammer angeschlossen
ist, die vor dem Sekundärhauptzylinder der Servobremse liegt. Beim Betätigen des
Bedienungshebels und beim Anstieg des Druckes in der Steuerleitung wird das Steuerventil
verstellt und läßt die Hilfskraft auf den Servokolben einwirken. Durch Verschieben
des Kolbens vergrößert sich das Volumen der Steuerleitung und der Druck in der zusätzlichen
Kammer sinkt wieder ab. Dadurch wird das Steuerventil wieder im Sinn einer Absperrung
der Hilfskraft zurückgestellt.
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Diese Servobremsgeräte haben den Nachteil, daß zur Erzielung einer
ausreichenden Reaktionskraft am Bedienungshebel das Steuerventil selbst ein Reaktionsventil
sein muß und zu diesem Zweck mit einem verhältnismäßig großen, von der Hilfskraft
beaufschlagten Rückführkolben ausgerüstet ist. Wenn das Steuerventil ein einfaches
Schieberventil ist, so wird am Bedienungshebel überhaupt kein. wesentlicher Rückdruck
spürbar, da in diesem Fall auch kein nennenswerter Druck zum Halten des Ventils
in einer Mittelstellung erforderlich ist. Die Bremskraft kann dann nicht mehr gefühlsmäßig,
sondern nur in Abhängigkeit von der Stellung des Bedienungshebels eingestellt werden.
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Bei anderen Servobremsgeräten mit rein hydraulischem Gestänge wirkt
die Bremsflüssigkeit auf der Sekundärseite des Servobremsgeräts auf das Steuerventil
des letzteren ein. Das hat den Nachteil, daß das Steuerventil beim Bremsen unmittelbar
dem hohen Druck in der vom Servobremsgerät zu den Radbremszylindern führenden Bremsleitung
ausgesetzt ist. Dadurch sind die Kräfte am Steuerventil verhältnismäßig groß, die
Abdichtung ist schwierig, und die Rückwirkung auf den Bremsbedienungshebel ist nur
ungenau fühlbar.
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All diese Mängel werden gemäß der Erfindung durch die Kombination
mehrerer an sich bekannter Merkmale behoben, nämlich daß in dem am Servobremsgerät
angeordneten Sekundärhauptzyhnder zwei gegeneinander verschiebbare Teile vorgesehen
sind, von denen das eine hydraulisch unter dem mittels des Bedienungshebels erzeugten
Primärdruck und entgegengesetzt dazu unter dem Sekundärdruck hinter dem Servobremsgerät
steht und das andere unmittelbar mit dem Antriebskolben des Servobremsgeräts verbunden
ist und hydraulisch nur unter diesem Sekundärdruck steht, wobei die Lageveränderungen
der gegeneinander verschiebbaren Teile die Lage des Ventilstellgliedes bestimmen,
und daß diese Lageveränderungen auf das Ventilstellglied mit Hilfe eines zwischen
die beiden gegeneinander verschiebbaren Teile und einen Kolben des Ventilstellgliedes
eingeschalteten Flüssigkeitspolsters von gleichbleibendem Volumen übertragen werden.
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Damit ist erreicht, daß unabhängig von der Ausbildung des Steuerventils
am Bedienungshebel ein Rückdruck auftritt, der in jeder Stellung des Bedienungshebels
etwa proportional der erzeugten Bremskraft ist. Der Druck im Flüssigkeitspolster
ist gegenüber den Flüssigkeitsdrücken in der Steuerleitung und der zu den Arbeitsgliedern
(Bremsbacken) führenden Leitung ohne Einbuße an Reaktionskraft am Bedienungshebel
leicht niedrig zu halten, so daß die Abdichtung am Ventil sehr einfach sein kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung skizziert.
Es zeigt Fig. 1 ein Gesamtbild der Anlage mit einem Längsschnitt durch die Servoeinrichtung,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit einer Abänderung der dort dargestellten Ausführungsform.
Ein Fußbremshebel 1 ist mit einer Antriebsstange 2
verbunden, die auf
einen Antriebskolben in einem hydraulischen Hauptzylinder 4 einwirkt. Der
Zylinder 4 wird aus einem Vorratsbehälter 5 gespeist. Vom Zylinder 4 führt
eine Steuerleitung 6 in einen Primärzylinder 8 eines Servoaggregats
10. Im Primärzylinder 8 ist ein Kolbenteil 12 verschiebbar
angeordnet, der mit seiner dem Primärzylinder abgewendeten
Stirnseite
abgedichtet in einen Sekundärzylinder 14 hineinreicht. Die beiden Zylinder 8 und
14 sind über eine Umgehungsleitung 16 miteinander verbunden, in der ein gegen den
Zylinder 14 hin öffnendes Rückschlagventil 18 liegt. Vom Sekundärzylinder
14 führt eine Flüssigkeitsleitung 20 zu einem hydraulischen Arbeitszylinder
22, der Bremsbacken 24 und 26 antreibt.
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Der Primärzylinder 8 wird von einem Stößel 30 durchdrungen, der in
eine Bohrung 32 des Kolbenteils 12 hineinragt und dort mit einem in den Sekundärzylinder
14 abgedichtet hineinreichenden Kolbenteil 34 geführt ist. Der Stößel
30 ist andererseits mit einem Hilfskraftkolben 36 verbunden, der in seiner
zylindrischen Führungsbohrung im Gehäuse des Servoaggregats eine ständig mit der
Außenluft verbundene Kammer 38 und eine über ein Steuerventil 39 wechselweise mit
der Außenluft und mit einer Druckluftquelle 40 verbundene Kammer
42 abtrennt. Der Kolben 36 ist von einer Rückführfeder 43 beaufschlagt.
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Im Steuerventil 39 ist ein mit der Druckluftquelle
40 ständig verbundener Raum 44 und ein mit der Kammer 42 über
eine Leitung 46 verbundener Raum 48 gebildet. Ein Ventilteller
50 überwacht die Verbindung beider Räume 44 und 48. In den
Raum 48
ragt abgedichtet ein teilweise hohles Stellglied 52 hinein, dessen
Innenraum 54 über ein Filter 56 ständig mit der Außenluft verbunden ist. Das Stellglied
wird durch Flüssigkeitsdruck in einem Zylinder 58
entgegen der Kraft einer
Rückführfeder 60 angetrieben, kommt nach einem bestimmten Weg am Ventilteller 50
zur Anlage; schließt dabei die Verbindung der Kammer 48 mit der Außenluft
über den Raum 54 ab und verbindet anschließend durch Verschieben des Ventiltellers
die Druckluftquelle 40 mit der Kammer 48 und der Kammer
42 vor dem Hilfskraftkolben. Beim Lösen der Bremse spielen sich diese Vorgänge
in umgekehrter Reihenfolge ab.
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Der Zylinder 58 ist über Bohrungen 62, eine Ringnut 64 und
Radialbohrungen 66 im Kolbenteil 12 mit , einer Kammer 68 innerhalb
der Bohrung 32 im Kolbenteil 12 verbunden, die vom Boden der Bohrung
32
und von einer Schulter zwischen dem Kolbenteil 34
und dem Stößel
30 begrenzt ist. Die Flüssigkeit im Zylinder 58 und in der Kammer 68 hat
im Gesamten gesehen ein gleichbleibendes Volumen und bildet im Zusammenwirken mit
dem federbelasteten Stellglied 52 und den beiden Kolbenteilen 12 und 34 ein verschiebbares
Polster. Eine Verkleinerung der Kammer 68 durch gegenseitige Bewegungen der
beiden Kolbenteile 12 und 34 hat eine Vergrößerung des Volumens des
Zylinders 58, d. h. eine Verstellung des Hilfskraftventils zur Folge. Der
Zylinder 58 ist über eine Drosselstelle 69 und eine Leitung 70 mit
dem Vorratsbehälter 5 verbunden. Am Stellglied 52 ist ein durch die Drosselstelle
hindurchsagender Stift 72 befestigt, der in der Ausgangsstellung des Stellgliedes
einen Schließkörper 74 von einem Ventilsitz an der Drosselstelle 69 entfernt hält.
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Die beschriebene Einrichtung wirkt wie folgt: Bei gelöster Bremse
nehmen die Teile der Einrichtung die in der Zeichnung dargestellte Lage ein. Die
Rückführfeder an den Bremsbacken 24 und 26 hat über die Kolben im Arbeitszylinder
22 und die Flüssigkeit in der Leitung 20 sowie im Sekundärzylinder
14 den Kolbenteil 12 und, unterstützt von der Rückführfeder 43, den Kolbenteil 34
mitsamt dem Hilfskraftkolben 36 zurückgeschoben. Die Feder 60 hat über das Stellglied
52 das Flüssigkeitspolster gegen die Kammer 68 hin gedrängt und den Schließkörper
74 von seinem Sitz abgehoben. Verluste im Flüssigkeitspolster können in dieser
Stellung über die Leitung 70 und die Drosselstelle 69 aus dem Behälter 5
ersetzt werden.
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Beim Niedertreten des Bremsfußhebels 1 strömt Flüssigkeit in
den Primärzylinder 8 und, falls durch Undichtigkeiten im Sekundärkreis Flüssigkeit
verlorengegangen ist, über das Rückschlagventil18 in den Sekundärzylinder 14. Wenn
die auf den Kolbenteil 12 im Zylinder 8 ausgeübte Kraft die vom Flüssigkeitsdruck
im Zylinder 14 hervorgerufene Kraft sowie den Widerstand beim Verschieben des Flüssigkeitspolsters
in der Kammer 68 überwindet, wird der Kolbenteil 12 nach rechts verschoben und das
Rückschlagventil 18 geschlossen. Gleichzeitig wird das Flüssigkeitspolster gegen
den Zylinder 58 hin gedrängt, wodurch das Hilfskraftventil verstellt und der Schließkörper
74 sofort auf seinen Sitz an der Drosselstelle 69 geführt wird. Druckluft strömt
nun in die Kammer 42 vor den Hilfskraftkolben und verschiebt ihn ebenfalls gegen
den Sekundärzylinder hin. Der Kolbenteil 34 wandert nach rechts. Dabei wird der
andere Kolbenteil 12, wenn der Druck im Zylinder 8 vom Fahrer auf dem gleichen Wert
gehalten wird, vom ansteigenden Druck im Zylinder 14 etwas zurückgedrängt.
Durch diese gegenläufige Bewegung beider Kolbenteile wird die Kammer 68 wieder vergrößert.
Die, Feder 60 verschiebt dann über das Stellglied 52 das Flüssigkeitspolster
zurück in die Kammer 68. Die gegenläufige Bewegung beider Kolbenteile
12
und 34 und die damit verbundene Vergrößerung der Kammer 68 hält
so lange an, bis durch das zurückgehende Stellglied 52 das Ventil die Mittelstellung
einnimmt und die weitere Druckluftzufuhr vor den Hilfskraftkolben unterbindet.
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Der Flüssigkeitsdruck im Sekundärzylinder 14 wirkt über den
Kolbenteil 12 unmittelbar auf die Steuerflüssigkeit in der Leitung 6 und den Bremsfußhebel
1 zurück, so daß der Fahrer ein Gefühl für die Stärke der Bremsung bekommt. Das
Hilfskraftventil hat im wesentlichen nur die Abmessungen eines Ventilschiebers.
Ein besonderer Rückführkolben mit einem wesentlich größeren Durchmesser als jene
der übrigen Ventilteile ist überflüssig. Die Einrichtung wird dadurch wesentlich
einfacher und handlicher. Der Druck des Flüssigkeitspolsters hängt im wesentlichen
nur von der Kraft der Feder 60 des Ventils ab und kann daher niedrig gehalten werden.
Damit wird die Abdichtung am Stellglied 52 einfach: In Fig. 2 ist eine vereinfachte
Ausführung der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung dargestellt. An Stelle der in den
Vorratsbehälter 5 führenden Leitung 70 ist eine in das Gehäuse eingearbeitete Bohrung
70' vorgesehen, die in die Leitung 6 mündet: Bei Beginn einer Bremsung wird die
Verbindung des Zylinders 58 mit der Leitung 70' sofort geschlossen, so daß
sich der Druck im Flüssigkeitspolster vollkommen unabhängig vom Flüssigkeitsdruck
in der Leitung 6 einstellen kann.