DE1555375C3 - Betätigungsvorrichtung für das Bremskraftvestarkerventil einer hydraulischen Bremsanlage von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungsvorrichtung für das Ventil eines mit dem Hauptzylinder einer hydraulischen Bremsanlage von Kraftfahrzeugen gekoppelten Bremskraftverstärkers, mit einem über einen Verbindungslenker mit dem Bremspedal gelenkig verbundenen, ein ortsfestes Schwenklager aufweisenden Betätigungshebel, an welchem ein im wesentlichen linear beweglicher Betätigungsstößel des Bremskraftverstärkerventils angelenkt ist.

Die bekannten Betätigungsvorrichtungen der vorgenannten Art, die durch die F i g. 1 der Zeichnung ausgewiesen sind und in ihren baulichen Einzelheiten später noch näher erläutert werden, schaffen zwischen dem Bremspedal und dem Betätigungsstößel des Bremskraftverstärkerventils eine solche mechanische Übersetzung, daß bei der Betätigung des Bremspedals die Bremsen erst zu greifen beginnen, nachdem das Bremspedal bis zu etwa 40% seines gesamten Schwenkweges zurückgelegt hat. Dieses verzögerte Greifen der Bremsen nach erfolgter Betätigung des Bremspedals kann insbesondere dann äußerst schlimme Folgen haben, wenn nach dem Erkennen einer Gefahrensituation eine Gewaltbremsung durchgeführt werden muß, wo dann bei den bekannten Betätigungsvorrichtungen zwischen dem Erkennen einer solchen Gefahrensituation und der vollen Beaufschlagung der Bremsen mit dem Bremsdruck immerhin bis zu vier Sekunden verstreichen können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

eine solche mechanische Betätigungsvorrichtung so weiterzubilden, daß bei Betätigung des Bremspedals bereits ein minimaler Schwenkweg desselben ausreicht, um das Greifen der Bremsen einzuleiten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer solchen Betätigungsvorrichtung mit dem Betätigungsheber ein weiterer Hebel über zwei Verbindungsgelenke verbunden ist, von welchen das eine Gelenk eine Langlochverbindung od. dgl. mit dem Betätigungsstößel des Bremskraftverstärkerventils hat und das weitere Gelenk bis zur Aufhebung des Spiels dieser Langlochverbindung od. dgl. als Schwenklager für den weiteren Hebel dient.

Es wird damit eine Betätigungsvorrichtung für das Bremskraftverstärkerventil einer hydraulischen Bremsanlage von Kraftfahrzeugen bereitgestellt, bei welcher jede Betätigung des Bremspedals praktisch augenblicklich auf die am Betätigungsstößel angeordnete Langlochverbindung od. dgl. übersetzt wird, so daß dieser Betätigungsstößel nur wenig später zur Betätigung des Bremskraftverstärkerventils bewegt wird, nämlich dann, wenn das Spiel dieser Langlochverbindung aufgehoben ist. Dadurch wird folglich die Zeitdauer, die zwisehen dem Erkennen einer Gefahrensituation und dem vollen Greifen der Bremsen verstreicht, entsprechend stark verkürzt, wobei davon ausgegangen werden kann, daß mit der erfindungsgemäßen mechanischen Betätigungsvorrichtung ohne weiteres Werte erreichbar sind, die sonst nur beispielsweise von einer Betätigungsvorrichtung der aus der US-PS 30 93 120 bekannten Art erwartet werden können, wo eine Betätigung des Bremskraftverstärkerventils direkt durch das Bremspedal verwirklicht ist.

Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 4 erfaßt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Gesamtansicht einer Betätigungsvorrichtung bekannter Ausführungsform für das Bremskraftverstärkerventii einer hydraulischen Bremsanlage von Kraftfahrzeugen, F i g. 2 in einem etwas vergrößerten Maßstab die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verbesserte Einzelheit dieser Betätigungsvorrichtung,

F i g. 3 die in F i g. 2 gezeigte Einzelheit gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung und F i g. 4 und 5 die in F i g. 3 gezeigte Einzelheit in zwei unterschiedlichen Betätigungszuständen.

Die in F i g. 1 gezeigte Betätigungsvorrichtung bekannter Ausführung ist für die hydraulische Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges ausgebildet, das an seinen vier Rädern je eine Hydraulikbremse 10 hat. Diese Bremsen umfassen jeweils eine am Rad montierte Bremstrommel 12 und damit zusammenwirkende Bremsbacken 14 und 16, die an ihren einen Enden auf einem jeweiligen Bolzen 18 angeordnet und an ihren anderen Enden mit einem Radbremszylinder 20 in Berührung gehalten sind. Die vier Radbremszylinder 20 sind über Leitungen 22 und 24 an die Auslaßöffnung 26 eines üblichen Hauptbremszylinders 28 angeschlossen. Der Hauptbremszylinder 28 hat ein Gehäuse 29 und ist mit einem üblichen Bremskraftverstärker 30 gekoppelt. Innerhalb des Zylindergehäuses 29 ist eine Vorratskammer 31 für die Bremsflüssigkeit ausgebildet, die über eine Ausgleichsöffnung 32 und eine Einlaßöffnung

34 mit einer Querbohrung 36 des Zylindergehäuses 29 Verbindung hat. In dieser Querbohrung 36 ist ein mit Dichtungen 40 und 42 versehener Kolben 38 verschieblich angeordnet, der durch eine Feder gegen das eine Ende einer Kolbenstange 44 vorgespannt ist. Außerdem ist an der an dieser Querbohrung 36 ausgebildeten Auslaßöffnung 26 ein Restdruck-Rückschlagventil 46 angeordnet.

Die Kolbenstange 44 ragt mit ihrem dem Kolben 38 abgewandten Ende in das Gehäuse 47 des Bremskraft-Verstärkers 30 vor, innerhalb welchem zwei durch eine Membrane 52 getrennte Druckkammern 48 und 50 ausgebildet sind. An der Membrane 52 ist ein Verstärkerkolben 54 befestigt, der mittels einer Verlängerung 56 am Gehäuse 47 geführt und durch eine Feder 58 vorgespannt ist. Ein kolbenartiger Endteil 60 am anderen Ende der Kolbenstange 44 faßt in eine stirnseitige Aussparung des Verstärkerkolbens 54 ein, in die im übrigen eine Gummischeibe 62 eingefügt ist.

Weiterhin ist in eine zentrale Bohrung der Kolben-Verlängerung 56 ein Ventilkolben 64 des Bremskraftverstärkerventils angeordnet, das durch einen mit diesem Kolben verbundenen Betätigungsstößel 66 betätigbar ist und weiterhin eine aus Gummi bestehende Manschette 68 umfaßt, die an der Kolbenverlängerung 56 befestigt und durch eine Feder 69 gegen eine an dem Ventilkolben 64 ausgebildete Anschlagschulter 67 vorgespannt ist. Ist der Ventilkolben 64 durch den Betätigungsstößel 66 in eine in F i g. 1 linke Endstellung gebracht, dann ist die Gummimanschette 68 durch die Feder 69 zur Berührung an eine Anschlagschulter 70 der Kolbenverlängerung 56 gebracht, wodurch eine abgeschlossene Ringkammer 72 gebildet wird, die über einen Kanal 74 mit der einen Druckkammer 48 des Bremskraftverstärkers 30 Verbindung hat. Mit dessen anderer Druckkammer 50 ist dann über einen Steuerkanal 76 der Ringraum 75 verbunden, der auf der anderen Seite der Anschlagschulter 70 zwischen dem Verstärkerkolben 54 und dem Ventilkolben 64 besteht. Der im wesentlichen linear bewegliche Betätigungsstößel 66 ist im übrigen an einem Betätigungshebel 78 angelenkt, der ein ortsfestes Schwenklager 80 hat und über einen Verbindungslenker 82 mit dem Bremspedal 64 gelenkig verbunden ist, das bei 86 ein ortsfestes Schwenklager an der Fahrzeugkarosserie hat.

Für die Betriebsweise der vorbeschriebenen Betätigungsvorrichtung ist von folgenden Gegebenheiten auszugehen: Sofern die Bremsen gelöst sind, nehmen die einzelnen Bauteile die dargestellten Relativlagen ein und die beiden Druckkammern 48 und 50 des Bremskraftverstärkers 30 stehen dann im Druckausgleich, weil der über das Rückschlagventil 88 in die Druckkammer 48 zugeleitete Unterdruck wegen der dann bestehenden Verbindung über die Kanäle 74 und 76 sowie den Ringraum 75 dann in gleicher Stärke in der Druckkammer 50 wirkt. Wird zur Bremsbetätigung ein Druck auf das Bremspedal 84 ausgeübt, dann wird die Schwenkbewegung des Bremspedals übersetzt auf eine im wesentlichen lineare Bewegung des Betätigungsstößels 66, wodurch der Ventilkolben 64 verschoben und dadurch die Manschette 68 durch die Feder 69 zur Berührung an die Schulter 70 gebracht wird. Dadurch wird der Ringraum 72 verschlossen und folglich die Druckkammer 58 von der Druckkammer 50 abgetrennt, so daß letztere bei der weiteren Verschiebung des Ventilkolbens 64 über den Steuerkanal 76 und das rechte, zur Umgebungsatmosphäre hin offene Ende der Bohrung der Kolbenverlängerung 56 eine Druckbeaufschlagung mit dem Atmosphärendruck anhalten kann, wodurch dann der Verstärkerkolben 54 in F i g. 1 nach links bewegt wird. Dadurch wird dann auch der Kolben 38 des Hauptzylinders 28 verschoben, so daß in den Bremsleitungen 22 und 24 der zum Anzug der Bremsen 10 ausreichende Bremsdruck aufgebaut werden kann. Damit ist die Zeitdauer, bis es zu diesem Druckaufbau in den Bremsleitungen 22 und 24 und damit bis zum Anzug der Bremsen 10 kommt, direkt abhängig vom linearen Verschiebeweg des Ventilkolbens 64, der seinerseits auf Grund der Übersetzung über den Betätigungsstößel 66, den einzigen Betätigungshebel 78 und den Verbindungslenker 82 im wesentlichen gleich einem entsprechenden Schwenkweg des Bremspedals 84 ist. Dadurch tritt eine größere Verzögerung im Anzug der Bremsen auf, weil praktisch erst nach etwa 40% des gesamten Schwenkweges des Bremspedals 84 der Ventilkolben 64 in eine Stellung verschoben ist, in welcher der Druckaufbau in den Bremsleitungen 22 und 24 eingeleitet werden kann.

Mit der im folgenden beschriebenen Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung kann diese bis zum Anzug der Bremsen nach begonnener Druckausübung auf das Bremspedal verstreichende Zeitdauer wesentlich verkürzt werden, indem in die Übersetzung zu dem Ventilkolben 64' bzw. zu dem Betätigungsstößel 66' des Bremskraftverstärkerventils hin eine in F i g. 2 näher gezeigte Langlochverbindung eingebaut ist. Bei sonstiger Übereinstimmung mit der vorbeschriebenen Betätigungsvorrichtung, was durch gleiche und nur mit einem Strichindex versehene Bezugsziffern unterstrichen wird, ist hierzu das Verbindungsgelenk 90 des Betätigungshebels 78' mit dem Betätigungsstößel 66' in einem Langloch 98 des letzteren geführt, wobei der Zapfen des Verbindungsgelenks 90 an einer Führungshülse 92 für den Betätigungsstößel 66' befestigt ist. Die Führungshülse 92 ist mit einem aufgeschraubten Fingerring 94 versehen, über den sie an einer Hülse 96 angeschlagen wird, die mit der Kolbenverlängerung 56' des Bremskraftverstärkers verklebt oder sonstwie fest verbunden ist. Mit dem Betätigungshebel 78' ist ein weiterer Hebel 100 über ein weiteres Gelenk 101 verbunden, wobei an diesem weiteren Gelenk 101 auch der Verbindungslenker 82' zu dem Bremspedal angelenkt ist. Der weitere Hebel 100 hat an seinem einen Ende eine gekrümmte Berührungsfläche 102 mit dem Betätigungsstößel 66', und an seinem anderen Ende ist eine von Hand betätigbare Zugstange 104 befestigt, die beispielsweise zu einer Stelle neben der Längssäule des Kraftfahrzeuges geführt sein kann, um dort in der Reichweite des Fahrers zu sein.

Wird bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung zum Zwecke einer raschen Bremsung die Zugstange 104 betätigt, dann wird dadurch der Hebel 100 im Uhrzeigergegensinn um den Zapfen seines Verbindungsgelenks 101 mit dem Betätigungshebel 78' gedreht, wodurch zunächst das Spiel von dessen mit dem Betätigungsstößel 66' bestehender Langlochverbindung aufgehoben wird. Dieses Spiel ist in F i g. 2 mit dem Zwischenraum 106 verdeutlicht, der zwischen dem Zapfen des Verbindungsgelenks 90 und dem Langloch 98 gezeigt ist. Durch diese Aufhebung des Spiels der Langlochverbindung zwischen dem Betätigungshebel 78' und dem Betätigungsstößel 66' wird der Ventilkolben 64' um eine Wegstrecke verschoben, die für einen Anschluß der Druckkammer 50 des Bremskraftverstärkers an den Atmosphärendruck ausreicht, so daß dann also der Bremskraftverstärker wie

vorbeschrieben zu wirken beginnen kann, ohne daß davon eine Wirkung auf den Betätigungshebel 78' ausgeht. Eine betreffende Reaktionskraft wird dann nämlich durch den Fingerring 94 auf die Hülse 96 und weiter auf die Kolbenverlängerung 56' abgeleitet, wodurch dann, wenn der Verstärkerkolben 54 nach erfolgtem Luftzutritt in die Druckkammer 50 des Bremskraftverstärkers sich zu bewegen beginnt, beide Hebel 78' und 100 im wesentlichen gemeinsam um das Schwenklager 80' des Hebels 78' verschwenkt werden.

Bei dieser Betriebsweise der Betätigungsvorrichtung gemäß F i g. 2 gilt noch im einzelnen, daß die Zugstange 104 praktisch nur um eine dem Spiel der Langlochverbindung zwischen dem Betätigungshebel 78' und dem Betätigungsstößel 66' entsprechende Wegstrecke bewegt zu werden braucht, damit die Arbeit des Bremsverstärkers 30 beginnen kann, weil sich dann das Schwenklager des Hebels 100 von dem anfänglichen Verbindungsgelenk 101 in die unmittelbare Nähe des Schwenklagers 80' verschoben hat. Weiterhin gilt, daß bei Bewegungsbeginn des Verstärkerkolbens 54 die Zugstange 104 praktisch wieder in ihre Ausgangsstellung zurückkehren kann, wobei ihre Bewegung im wesentlichen abhängig ist von dem radialen Abstand R zwischen dem Schwenklager 80' und der Linie, entlang welcher über die Zugstange 104 eine Kraft auf den Hebel 100 ausgeübt wird. Sofern dieser radiale Abstand R auf den Wert Null gebracht wird, ist praktisch auch die horizontale Wegstrecke gleich Null, welche durch die Zugstange 104 zurückgelegt werden muß, damit durch eine lineare Verschiebung des Ventilkolbens 64' die Verschiebung des Verstärkerkolbens 54 eingeleitet wird. Weiterhin gilt, daß abhängig von dem Verhältnis des Abstandes A zwischen den beiden Verbindungsgelenken 90 und 101 zu dem Abstand B zwischen dem Verbindungsgelenk 101 zwischen den beiden Hebeln 78' und 100 und dem Schwenklager 80' die Größe der Zugkraft auf einen geeigneten Wert eingestellt werden kann, mit der mittels der Zugstange 104 der Bremskraftverstärker 30 ausgelöst werden kann. Dieses Auslösen des Bremskraftverstärkers kann im übrigen bei dieser Ausführungsform genau so vorgenommen werden, wie dies vorstehend für die bekannte Ausführungsform gemäß F i g. 1 beschrieben wurde.

Sofern auf eine Bremsbetätigung von Hand verziehtet und statt dessen ausschließlich eine Bremsbetätigung mittels des Bremspedals vorgezogen wird, kann die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung zweckmäßig die in F i g. 3 gezeigte Ausführungsform haben. Auch hierbei ist wieder der Betätigungshebel 78" über eine Langlochverbindung mit dem Betätigungsstößel 66" verbunden, wozu der Zapfen seines Verbindungsgelenks 90" ebenfalls an einer Führungsbuchse 92" des Betätigungsstößels befestigt ist, der wie in F i g. 2 ein Langloch 98" zum Umgreifen des Zapfens des Verbindungsgelenks 90" hat. Weiterhin hat der Betätigungsstößel 66" an seinem das Langloch 98" aufnehmenden Ende 114 eine gekrümmte Berührungsfläche für eine komplementär gekrümmte Nockenfläche 112, die an dem weiteren Hebel 100" ausgebildet ist, der auch hier bei 110 ein weiteres Verbindungsgelenk mit dem Hebel 78" hat. Außerdem ist dieser weitere Hebel 100" mit dem Verbindungslenker 82" zu dem Bremspedal 84" verbunden, wobei das betreffende Verbindungsgelenk 108 seitlich des Schwenklagers 80" ausgebildet ist.

Wenn bei dieser Ausführungsform das Bremspedal 84" betätigt wird, dann wird dabei ähnlich der Ausführungsform gemäß F i g. 2 zunächst der Hebel 100" um sein Verbindungsgelenk 110 mit dem Hebel 78" im Uhrzeigersinn gedreht, wodurch das Spiel der Langlochverbindung dieses Hebels 78" mit dem Betätigungsstößel 76" aufgehoben wird. Sobald dieses Spiel aufgehoben ist, wird der Ventilkolben des Bremskraftverstärkerventils verschoben, wodurch anschließend der Verstärkerkolben des Bremskraftverstärkers nach erfolgtem Luftzutritt in die Druckkammer 50 sich zu bewegen beginnt. Wie in diesem Zusammenhang in Fig.4 gezeigt ist, hat dann der Zapfen des Verbindungsgelenks 108" zwischen dem Hebel 100" und dem Verbindungslenker 82" zu dem Bremspedal 84" eine im wesentlichen vertikale Wegstrecke zurückgelegt, woraus zu folgern ist, daß das Bremspedal 84" nur um einen extrem minimalen Schwenkweg aus seiner in dieser Figur in ausgezogenen Linien dargestellten Ausgangsstellung in die strichpunktierte Betätigungsstellung für das Bremskraftverstärkerventil bewegt werden muß. Sofern der Verbindungslenker 82" an dem Hebel 100" an einer Stelle angelenkt wäre, die in Fig.4 durch den strichpunktierten Zapfen 116 angedeutet ist, würde dadurch eine verlängerte Pedalstrecke für die Betätigung des Bremskraftverstärkerventils erhalten werden, woraus also ersichtlich ist, daß auch bei dieser Ausführungsform eine entsprechende Einstellmöglichkeit gegeben ist. Im übrigen gilt hierbei noch, daß unter Hinweis auf die Fig.5 der Hebel 100" mit einem Begrenzungsanschlag 113 in Berührung gebracht werden kann, sofern der Bremskraftverstärker ausfallen sollte, wobei dann für diese Berührungsstellung gilt, daß dann auf den Verbindungslenker 82" eine Bremsbetätigungskraft ausgeübt werden muß, die gleich dem Produkt aus der auf den Betätigungsstößel 66" einwirkenden Rückkoppelungskraft und dem Verhältnis des Abstandes D zwischen dem Verbindungsgelenk 90" und diesem Begrenzungsanschlag 113 zu dem Abstand C zwischen dem Verbindungsgelenk 108 zwischen dem Verbindungslenker 82" und dem weiteren Hebel 100" und ebenfalls diesem Begrenzungsanschlag 113 ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Betätigungsvorrichtung für das Ventil eines mit dem Hauptzylinder einer hydraulischen Bremsanlage von Kraftfahrzeugen gekoppelten Bremskraftverstärkers, mit einem über einen Verbindungslenker mit dem Bremspedal gelenkig verbundenen, ein ortsfestes Schwenklager aufweisenden Betätigungshebel, an welchem ein im wesentlichen linear beweglicher Betätigungsstößel des Bremskraftverstärkerventils angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Betätigungshebel (78', 78") ein weiterer Hebel (100, 100") über zwei Verbindungsgelenke (90, 101; 90", 110) verbunden ist, von welchen das eine Gelenk (90; 90") eine Langlochverbindung od. dgl. mit dem Betätigungsstößel (66', 66") des Bremskraftverstärkerventils hat und das weitere Gelenk (101; 110) bis zur Aufhebung des Spiels dieser Langlochverbindung od. dgl. als Schwenklager für den weiteren Hebel (100, 100") dient.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungslenker (82') zum Bremspedal (84) an dem weiteren Gelenk (101) angelenkt und an dem weiteren Hebel (100) eine von Hand betätigbare Zugstange (104) befestigt ist.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungslenker (82") zum Bremspedal (84") an dem weiteren Hebel (100") angelenkt ist.

4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Schwenkweg des weiteren Hebels (100") ein Begrenzungsanschlag (113) angeordnet ist.