DE1261400B - Hydraulische Vorrichtung zur Unterstuetzung der auf einen Antriebsteil fuer den Antrieb eines zu bewegenden Teils auszuuebenden Kraft - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

F15b

Deutsche Kl.: 60-30

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1261400
R 314111 a/60
6. November 1961
15. Februar 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Vorrichtung zur Unterstützung der auf einen Antriebsteil für den Antrieb eines zu bewegenden Teils auszuübenden Kraft, bei der der Antriebsteil einerseits durch mechanische Mittel unmittelbar mit dem zu bewegenden Teil und andererseits mit einem druckmittelbeaufschlagten Kolben zur Erzeugung der Unterstützungskraft verbunden ist und dieser Kolben über eine Feder mit einem Steuerschieber in mechanischer Verbindung steht, dessen von der Kolbenbewegung abhängige Stellbewegung die Veränderung einer Durchtrittsöffnung für die Druckflüssigkeit bewirkt.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art sind die einzelnen Bauelemente und Übertragungsglieder im wesentlichen in axialer Richtung hintereinander angeordnet, insbesondere ist durch diesen Aufbau eine große Länge einer zugehörigen Steuerstange bedingt Diese aufbaubedingte große Länge der Steuerstange bringt den Nachteil einer Vielzahl von Stoßstellen oder Übergangsstellen auf, die zur Vermeidung äußerer Leckverluste hohe Anforderungen an die zugehörige Abdichtung stellen. Hinzu kommt der Nachteil, daß die bekannte Vorrichtung nach Art eines vollständigen normalen Verteilerschiebers eine verhältnismäßig komplizierte Wirkungsweise aufweist, die ebenfalls die genaue Beherrschung der Leckverluste erschwert.

Ein wesentliches Problem bei der Erstellung von hydraulischen Vorrichtungen nach der eingangs angegebenen Art ist darin zu sehen, daß diese Vorrichtungen in fast.allen Anwendungsfällen auf sehr geringem Raum untergebracht werden müssen, vor allem aber darin, daß die äußeren Leckverluste einer solchen druckmittelbeaufschlagten Vorrichtung so gering wie möglich gehalten werden müssen, damit die Vorrichtung überhaupt bei nennenswerten Drücken einsetzbar ist. Die bekannte Vorrichtung ist nun auf Grund der vorstehend geschilderten Nachteile nicht ausreichend geeignet, diese Probleme zu lösen. Die erforderliche Abdichtung kann wegen der Vielzahl von Stoßstellen oder Übergangsstellen nicht gewährleistet werden. Es 'lassen sich für die geschilderten Anwendungszwecke die äußeren Leckverluste bei der bekannten Vorrichtung nicht in ausreichendem Maß vermeiden. Die nach Art eines vollständigen normalen Verteilerschiebers sich ergebende Wirkungsweise der bekannten Vorrichtung setzt ebenfalls Grenzen bezüglich der Anwendbarkeit bei höheren Drücken. Die verhältnismäßig große Baulänge erschwert ferner die Unterbringung auf geringem Raum, wie sie bei den meisten Anwendungsfällen für Vorrichtungen der ein-Hydraulische Vorrichtung zur Unterstützung der auf einen Antriebsteil für den Antrieb eines zu
bewegenden Teils auszuübenden Kraft

Anmelder:

Recherches Etudes Production R. E. P., Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Kosel, Patentanwalt,

3353 Bad Gandersheim, Braunschweiger Str. 22

Als Erfinder benannt:

Rene Lucien,

Neuüly-sur-Seine, Seine (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 7. November 1960 (843 170) - -

gangs angegebenen Art gefordert wird. Die bekannte Vorrichtung ist im praktischen Betrieb lediglich für die Anwendung bei verhältnismäßig niedrigem Druck geeignet, sie wird daher auch durch den Schmierkreis des Motors eines Kraftfahrzeugs gespeist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die so einfach und kompakt wie möglich aufgebaut ist und bei der insbesondere die äußeren Leckverluste im Zusammenhang mit diesem Aufbau so gering gehalten werden können, daß die Vorrichtung auch bei hohen Drücken zuverlässig arbeitet. Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der Antriebsteil einerseits an eine Stange, deren anderes Ende an den zu bewegenden Teil angeschlossen ist, und andererseits an den koaxial zur Stange angeordneten, ringförmig ausgebildeten druckmittelbeaufschlagten Kolben angelenkt ist und der Kolben in einer ringförmigen Kammer gleitbar ist, deren Innenwand der ebenfalls koaxial zur Stange angeordnete Steuerschieber bildet, wobei der Steuerschieber zwischen der sich am Kolben abstützenden und einer sich an einer ortsfesten Wand abstützenden Feder angeordnet ist, und daß der Steuerschieber mit offener Mittelstellung der Durchtrittsöffnung ausgebildet ist und die Durchtrittsöffnung als eine ringförmige Öffnung zwischen dem Steuerschieber und der ortsfesten Wand einer die Stange umschließenden Kammer aus-

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gebildet ist, wobei der auf der druckmittelbeaufschlagten Seite des Kolbens liegende Teil der Kammer über eine Leitung mit der Durchtrittsöffnung in Verbindung steht.

Dadurch wird zunächst eine sehr kurze Baulänge erreicht. Besonders wesentlich ist ferner, daß zur Vermeidung von äußeren Leckverlusten bei der Vorrichtung nach der Erfindung lediglich eine einzige Dichtungsverbindung zwischen dem druckmittelbeaufschlagten Kolben und dem Gehäuse der Vorrichtung erforderlich ist. Der Aufbau und die Wirkungsweise der Vorrichtung sind verhältnismäßig einfach, was ihre Anwendung in den verschiedensten Fällen wesentlich erleichtert. Zur Einfachheit der Vorrichtung und zur sicheren Wirkungsweise trägt der Steuerschieber mit offener Mittelstellung entscheidend bei, da er in Verbmdung mit der geschilderten Anordnung der Durchtrittsöffnung praktisch als einfacher Stellteil eines Ventils für diese Durchtrittsöffnung wirkt. Es ergibt sich daraus die entscheidende Vereinfachung ao in der Bauweise und der Wirkungsweise der Vorrich- ; rung. Insgesamt wird der wesentliche Vorteil erzielt, daß die erzielte Vermeidung äußerer Leckverluste die Anwendung der Vorrichtung nach der Erfindung bei hohen Drücken mit sich bringt. Es wird darüber hinaus ermöglicht, daß diese Vorrichtung auf einen gesonderten Druckmittelkreis geschaltet werden kann, so daß sie praktisch unter beliebigem Druck arbeiten kann, insbesondere unter besonders hohem Druck.

fördert sie in die Leitung 15. Die Flüssigkeit strömt durch die ringförmige Öffnung am Ende des Steuerschiebers 7 und durch die durch den Kolben 4 des Hauptzylinders hindurchgehende Bohrungen 16 in den Behälter zurück.

Eine von der Leitung 15 abgehende Abzweigleitung 17 mündet in die ringförmige Kammer 6 auf der pedalwärtigen Seite des Kolbens 5.

Der Kolben des Hauptzylinders ist mit einer Dichtungsgarnitur 18 und einer Rückholfeder 19 versehen. Das Pedal 2 weist gleichfalls eine Rückholfeder 20 auf.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform ist der Behälter 14 gemeinsam für die Speiseleitung zum Kolben 5 und für die hydraulische Leitung zum Hauptzylinder, der durch die Bohrung 21 mit dem Behälter verbunden ist.

Die Leitungen können jedoch auch mit getrennten Behältern ausgerüstet sein. In diesem Fall erfolgt der Rücklauf des Druckmittels, das auf den Kolben 5 wirkt, nicht durch die Bohrungen 16, sondern durch eine äußere Rohrleitung. Bei dieser Anordnung können die verwendeten hydraulischen Druckmittel von verschiedener Beschaffenheit sein.

Die oben beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Wenn auf das Pedal 2 keine Kraft ausgeübt wird, herrscht in der Kammer 12 des Hauptzylinders 1 kein Druck. Der mittig offene Steuerschieber 7 befindet sich in seiner Gleichgewichtsstellung, und die ringförmige Öffnung ist daher geöffnet. Die Förde-

Insgesamt gesehen eignet sich daher die Vorrichtung 30 rung der Pumpe geht frei durch die Öffnung 10, und in höchstem Maß für die Anwendung bei der Brems- es ergibt sich .kein Überdruck in der Leitung 15 und

betätigung von Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen.

Für die Bremsbetätigung von Fahrzeugen, bei der der zu bewegende Teil der Hauptbremszylinder ist, hat sich eine Ausführungsform der geschilderten Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine vom Fahrzeugmotor angetriebene Pumpe die Flüssigkeit aus einem Behälter ansaugt und in eine druckaufwärts von der ringförmigen Öffnung mündende Leitung fördert, wobei die Flüssigkeit nach Durchlaufen der Öffnung und von durch den Kolben des Hauptzylinders führenden Bohrungen zum Behälter zurückläuft, und daß eine von der Leitung abgebende Abzweigung in die ringförmige Kammer auf der zum Antriebsteil hin gelegenen Antriebsseite des Kolbens mündet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar in Gestalt eines Längsschnitts durch die gesamte Vorrichtung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung liegt zwischen dem Hauptzylinder 1 und dem als Pedal ausgebildeten Antriebsteil 2, der an eine Stange 3 angeschlossen ist, deren anderes Ende an den als Kolben 4 des Hauptzylinders ausgebildeten zu verschiebenden Teil angelenkt ist.

Ein koaxial zur Stange 3 angeordneter und an ihr befestigter Kolben 5 gleitet in einer ringförmigen Kammer 6, deren Mittelwand aus einem mittig offenen und koaxial zur Stange 3 angeordneten Steuerschieber 7 besteht. Durch die Federn 8 und 9 wird der in Ruhe befindliche Steuerschieber 7 in einer Gleichgewichtsstellung gehalten, in der an seinem Ende zwischen diesem und der ortsfesten Wand 11 der Kammer 12, in der die Stange 3 gleitet, eine ringförmige ,Öffnung 10 frei bleibt.

; Eine vom Fahrzeugmotor angetriebene Pumpe 13 saugt die Flüssigkeit aus einem Behälter 14 an und der Abzweigleitung 17.

Wenn der Fuß des Fahrers auf das Pedal 2 eine Kraft ausübt, wird diese direkt durch die Stange 3 auf den Kolben 4 des Hauptzylinders übertragen. Es erfolgt ein Druckanstieg in der Bremsleitung, und die Bremsung wird eingeleitet.

Gleichzeitig mit dieser direkten Einwirkung auf den Kolben des Hauptzylinders bewirkt das Eindrükken des Pedals 2 ein Zusammendrücken der Feder 8 und ein Einschieben des Steuerschiebers entgegen der entgegengesetzten Wirkung der Feder 9. Die Verschiebung des Steuerschiebers verengt die ringförmige Öffnung 10. Die Verengung des Durchlaßquerschnitts der Öffnung 10 führt zu einem Druckabfall stromabwärts von der Öffnung, d.h. in der Kammer 12,._ und zu einem Druckanstieg stromaufwärts von der Öffnung, d. h. in der Leitung 15, der Abzweigleitung 17 und in der ringförmigen Kammer 6, in der sich der

So Kolben 5 bewegt. Das Verschieben- des Kolbens 5 nach links bewirkt ein entsprechendes Einschieben der Stange 3 und eine dementsprechende Erhöhung der auf den Kolben 4 des Hauptzylinders wirkenden Kraft.

Auf diese Weise wird die gewünschte Erhöhung des Drucks in der hydraulischen Bremsleitung erzielt. Jede Erhöhung oder Verringerung des durch den Fahrer ausgeübten Drucks auf das Pedal 2 übersetzt sich in eine entsprechende Änderung des Drucks stromaufwärts von der Öffnung 10_; Da die durch den Kolben 5 gelieferte Hilfskraft von dieser Druckänderung abhängig ist, ist sie somit auch von der auf das Pedal 2 ausgeübten Muskelkraft abhängig.

Beim Lösen der Bremse ist der Ablauf umgekehrt:

Beim Nachlassen des Drucks auf das Pedal 2 führen der Druck in der Bremsleitung, die Rückholfeder 19 des Hauptzylinders und die Rückholfeder 20 des Pedals die beweglichen Teile, d. h. den Kolben 4 des

Hauptzylinders, die Stange 3 und das Pedal 2, in ihre Ausgangsstellung zurück. Da durch die Rückholwirkung der Feder 9 der Steuerschieber 7 gleichfalls in seine Gleichgewichtsstellung zurückgeführt wird, vergrößert sich die ringförmige Öffnung 10 und läßt S den Druck stromaufwärts von ihr, also auch in der Kammer 6 absinken. Dadurch ergibt sich ein Rückzug des Kolbens 5 und somit eine entsprechende Verringerung der auf den Kolben des Hauptzylinders wirkenden Kraft und des in der Bremsleitung herrsehenden Drucks.

Wenn die auf das Pedal 2 ausgeübte Kraft gleich Null wird, wird der Bremsdruck ebenfalls gleich Null.

Durch genaues Abstimmen der Federn 8 und 9 sowie der Größen der Durchmesser d_± und d₂ der Kammerl2 und des Steuerschiebers ist der Anteil der Hilfskraft und die Größe der Rückstellkraft regelbar.

Die Rückstellkraft ist gegeben durch einen Teil des Gegendrucks des Kolbens des Hauptzylinders, durch die Federn 8 und 9 und die Wirkung des Drucks auf den zwischen den Durchmessern d_t und d_% liegenden ringförmigen Querschnitt des Steuerschiebers 7, wobei die Rückstellkraft auf diesen Querschnitt genau proportional ist der Hilfskraft.

Bei aus irgendwelchen Gründen erfolgendem Ausfall der Hilfsvorrichtung gestattet die direkte mechanische Verbindung zwischen dem Pedal und dem Kolben des Hauptzylinders entsprechend einem Merkmal der Erfindung eine Notbremsung durch Direktbetätigung.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Vorrichtung zur Unterstützung der auf einen Antriebsteil für den Antrieb eines zu bewegenden Teils auszuübenden Kraft, bei der der Antriebsteil einerseits durch mechanische Mittel unmittelbar mit dem zu bewegenden Teil und andererseits mit einem druckmittelbeaufschlagten Kolben zur Erzeugung der Unterstützungskraft verbunden ist und dieser Kolben über eine Feder mit einem Steuerschieber in mechanischer Verbindung steht, dessen von der Kolbenbewegung abhängige Stellbewegung die Veränderung einer Durchtrittsöffnung für die Druckflüssigkeit bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsteil (2) einerseits an eine Stange (3), deren anderes Ende an den zu bewegenden Teil (4) angeschlossen ist, und andererseits an den koaxial zur Stange angeordneten, ringförmig ausgebildeten druckmittelbeaufschlagten Kolben (5) angelenkt ist und der Kolben in einer ringförmigen Kammer (6) gleitbar ist, deren Innenwand der ebenfalls koaxial zur Stange angeordnete Steuerschieber (7) bildet, wobei der Steuerschieber zwischen der sich am Kolben (5) abstützenden (8) und einer sich an einer ortsfesten Wand (11) abstützenden Feder (9) angeordnet ist, und daß der Steuerschieber (7) mit offener Mittelstellung der Durchtrittsöffnung ausgebildet ist und die Durchtrittsöffnung als eine ringförmige Öffnung (10) zwischen dem Steuerschieber und der ortsfesten Wand (11) einer die Stange umschließenden Kammer (12) ausgebildet ist, wobei der auf der druckmittelbeaufschlagten Seite des Kolbens (5) liegende Teil der Kammer (6) über eine Abzweigleitung (17) mit der Durchtrittsöffnung (10) in Verbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 für die Bremsbetätigung von Fahrzeugen, bei der der zu bewegende Teil der Hauptbremszylinder ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom Fahrzeugmotor angetriebene Pumpe (13) die Flüssigkeit aus einem Behälter (14) ansaugt und in eine druckaufwärts von der ringförmigen öffnung (10) mündende Leitung (15) fördert, wobei die Flüssigkeit nach Durchlaufen der öffnung (10) und von durch den Kolben (4) des Hauptzylinders führenden Bohrungen (16) zum Behälter zurückläuft, und daß eine von der Leitung (15) abgehende Abzweigung (17) in die ringförmige Kammer (6) auf der zum Antriebsteil (2) hin gelegenen Antriebsseite des Kolbens (5) mündet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 861058;
französische Patentschrift Nr. 999 463;
USA.-Patentschriften Nr. 2 873 724, 2 945 352.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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