DE19519877C1 - Hydraulisch betätigte Feststellbremse für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch betätigte Feststell­ bremse für Kraftfahrzeuge, mit sowohl der Feststellbremse als auch einer hydraulisch betätigten Betriebsbremse gemeinsam zugeordneten Radbremsorganen und mit einem durch ein Handha­ benteil bzw. Pedal der Feststellbremse betätigbaren Ge­ berzylinder und einem damit hydraulisch antriebsverbundenen radbremsseitigen Nehmerzylinder der Feststellbremse, welcher gleichachsig zu einem Nehmerzylinder der Betriebsbremse in einem für Betriebs- und Feststellbremse gemeinsamen radseiti­ gen Gehäuse angeordnet ist.

Es ist grundsätzlich bekannt und erlaubt, für Feststell- und Betriebsbremsen jeweils die gleichen Bremsorgane bzw. Brems­ beläge einzusetzen, wenn diese ausreichend dimensioniert sind.

Hierzu kann beispielsweise auf das Buch von M. Burckhardt "Fahrwerktechnik: Bremsdynamik und PKW- Bremsanlagen", 1. Auflage 1991, Seiten 179 bis 185 sowie 299 bis 304 verwiesen werden.

Aus der DE-OS 20 50 319 ist eine Feststellbremse der eingangs angegebenen Art bekannt. Dabei sind in einem den radseitigen Bremsorganen zugeordneten Zylinder zwei an den Zylinderenden angeordnete Kolben verschiebbar angeordnet. Axial zwischen diesen Kolben sind im Zylinder zwei innere Kolben vorgesehen, wobei jeweils zwischen einem der endseitigen Kolben und dem dazu benachbarten inneren Kolben eine Hydraulikraum gebildet wird, von denen einer der Feststellbremse und einer der Be­ triebsbremse zugeordnet ist. Wird in den Hydraulikraum der Betriebsbremse hydraulischer Druck eingeleitet, so werden ei­ nerseits der eine endseitige Kolben und der benachbarte inne­ re Kolben unmittelbar hydraulisch mit Druck beaufschlagt, wo­ bei dieser innere Kolben den anderen Kolben gegen den anderen endseitigen Kolben schiebt und im Ergebnis beide endseitigen Kolben in zueinander entgegengesetzten Richtungen unter Betä­ tigung der Bremsorgane verschoben werden. In grundsätzlich gleicher Weise wirkt die Feststellbremse.

Um zu gewährleisten, daß die Feststellbremse nach einer Betä­ tigung auch bei einer eventuellen Leckage des hydraulischen Systems wirksam bleibt, ist vorgesehen, daß die Kolben mit­ tels hydraulisch betätigter Sperrorgane in ihrer bremswirksa­ men Stellung arretiert werden können und diese Stellung auch dann beibehalten, wenn sich der Hydraulikraum der Feststell­ bremse entleeren sollte.

Die Druckschrift DE 85 07 421 U1 zeigt eine mit einer hydrau­ lisch betätigten Betriebsbremse kombinierte hydraulisch betä­ tigbare Feststellbremse, die jedoch so ausgebildet ist, daß der hydraulische Druck im Hydraulikraum der Feststellbremse einem Federaggregat entgegenwirkt, welches die Feststellbrem­ se ständig in bremswirksamen Zustand zu bringen sucht. Hier wird die Feststellbremse also durch Federkraft betätigt und durch hydraulischen Druck gelöst.

Im übrigen sind hydraulisch betätigte Betriebsbremsen mit Zwei-Kreis-System allgemein bekannt, vgl. beispielsweise die folgenden Druckschriften: DE-AS 21 05 043, US 41 61 239 und DE 41 16 502 A1.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, für eine Feststellbremse der eingangs angegebenen Art eine vorteilhafte Konstruktion aufzuzeigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Bremsbetätigungshub des Kolbens des Nehmerzylinders der Fest­ stellbremse mittels einer Stange auf einen in gleicher Rich­ tung bremswirksamen Kolben des Nehmerzylinders der Betriebs­ bremse übertragbar ist und diese Stange einen Boden des Neh­ merzylinders der Betriebsbremse mit dichter Führung durch­ setzt und durch einen ständig belüfteten, zwischen dem vorge­ nannten Boden und dem Kolben der Feststellbremse verbleiben­ den Abstandsraum hindurchragt, der vom Hydraulikraum des Neh­ merzylinders der Betriebsbremse durch den vorgenannten Baden und vom Hydraulikraum des Nehmerzylinders der Feststellbremse durch deren Kolben abgetrennt ist.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Fest­ stellbremse eines Kraftfahrzeuges nach Art eines zusätzlichen Bremskreises parallel zum Bremskreis bzw. zu den Bremskreisen der Betriebsbremse auszubilden und anzuordnen, wobei die Kon­ struktion der Betriebsbremse weitestgehend unverändert blei­ ben kann.

Das in üblicher Weise verrastbare Handhabenteil bzw. Pedal der Feststellbremse ist mit dem Kolben des zugeordneten Ge­ berzylinders vorzugsweise über ein Federaggregat antriebsver­ bunden, so daß eventuelle Leckagen des Hydrauliksystems, die bei heute üblichen Hydraulikdichtungen praktisch nicht und allenfalls in ganz geringfügiger Form zu erwarten sind, durch die bei betätigter Feststellbremse zwangsläufig bewirkte Ver­ spannung des Federaggregates ausgeglichen werden.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche verwiesen. Eine besonders vorteilhafte Ausführungs­ form wird in der nachfolgenden Erläuterung anhand der Zeichnung beschrieben.

Dabei zeigt

Fig. 1 die Radbremsorgane mit axial geschnittenem Nehmerzylinderaggregat, wobei die in der Zeichnung obere Hälfte dieses Aggregates die Verhältnisse bei sehr geringem Verschleiß der Bremsbeläge und die untere Hälfte dieses Aggregates die Verhältnisse bei stärkerem Ver­ schleiß der Bremsbeläge darstellt, und

Fig. 2 einen Axialschnitt des Geberzylinders der Feststellbremse.

Radial innerhalb eines in Fig. 1 nur teilweise darge­ stellten Reifenbettes 1 eines Fahrzeugrades ist eine damit drehfest verbundene Bremsscheibe 2 angeordnet, die von einem in Umfangsrichtung der Bremsscheibe stationären Faustsattel 3 umfaßt wird, welcher auf einer Seite der Bremsscheibe 2 einen mit ihm fest verbundenen Bremsbe­ lag 4 und auf der dazu gegenüberliegenden Seite der Brems­ scheibe 2 ein zur Bremsscheibe 2 hin offenes und am brems­ scheibenfernen Ende durch einen Boden abgeschlossenes Gehäuse 6 trägt. Innerhalb der zur Achse der Bremsscheibe 2 parallelen Zylinderbohrung des Gehäuses 6 ist ein erster Kolben 7 verschiebbar geführt, wobei der Ringspalt zwischen dem Außenumfang des Kolbens 7 und dem Innenumfang der Zylinderbohrung des Gehäuses 6 durch eine Dichtung 8 flüssigkeitsdicht abgesperrt ist.

Der Kolben 7 besitzt eine im wesentlichen topfartige Form und trägt an seinem der Bremsscheibe 2 zugewandten offenen Stirnende einen Bremsbelag 9, welcher am Kolben 7 so gehaltert ist, daß der Innenraum 10 des Kolbens 7 mit der Atmosphäre kommuniziert. Am Kolbenboden ist eine rohrförmige Kolbenstange 11 fest, vorzugsweise einstückig, angeordnet, deren Axialbohrung in den Innenraum 10 des Kolbens 7 übergeht.

Auf der von der Bremsscheibe 2 abgewandten Seite des Kolbens 7 ist innerhalb der Zylinderbohrung des Gehäu­ ses 6 ein Zylindertopf 12 angeordnet, der in axialer Richtung der Zylinderbohrung des Gehäuses 6 durch dessen Boden sowie durch einen in einer Umfangsnut der Zylinder­ bohrung des Gehäuses 6 eingesetzten Sicherungsring 13 axial festgehalten wird. Mittels einer in einer Umfangs­ nut des Zylindertopfes 12 angeordneten Dichtung 14 wird der Ringspalt zwischen dem Außenumfang des Zylinder­ topfes 12 und dem Innenumfang der Zylinderbohrung des Gehäuses 6 flüssigkeitsdicht abgesperrt.

Der am bremsscheibenseitigen Ende des Zylindertopfes 12 angeordnete Boden des Topfes 12 weist einen von der Kolben­ stange 11 durchsetzte Zentralbohrung auf, wobei der Ring­ spalt zwischen dem Außenumfang der Kolbenstange 11 und dem Innenumfang der vorgenannten Bohrung durch eine Dichtung 15 flüssigkeitsdicht abgesperrt wird, die in einer Umfangsnut der genannten Bohrung untergebracht ist.

In der Zylinderbohrung des Zylindertopfes 12 ist ein weiterer Kolben 16 verschiebbar angeordnet, wobei der Ringspalt zwischen dem Außenumfang dieses Kolbens 16 und dem Innenumfang des Zylindertopfes 12 durch eine in einer Umfangsnut des Kolbens 16 angeordneten Dichtung 17 flüssig­ keitsdicht versperrt wird. Der Kolben 16 besitzt eine zentrale Sackbohrung zur Aufnahme des zugewandten Endes der Kolbenstange 11, welche innerhalb der Sackbohrung mittels eines Sicherungsringes 18 verrastet ist. Dabei sind das dem Kolben 16 zugewandte Ende der Kolbenstange 11 und/oder die darin angeordnete Sackbohrung so ausgebildet, beispielsweise nach Art einer sogenannten Spielpassung, daß der innerhalb des Zylindertopfes 12 axial zwischen dem Kolben 16 und dem Boden des Zylindertopfes 12 verbleibende Raum 19 mit der Axialbohrung der Kolbenstange und damit über den Innenraum 10 des Kolbens 7 mit der Atmosphäre kommuniziert, d. h. der Raum 19 ist ständig belüftet.

Der axial zwischen dem Boden des Zylindertopfes 12 und dem Boden des Kolbens 7 innerhalb des Gehäuses 6 ver­ bleibende Raum 20 kann über nicht dargestellte Gehäuse­ bohrungen mit hydraulischem Druckmedium eines nicht dar­ gestellten Betriebsbremssystems des Fahrzeuges beauf­ schlagt werden, um den Kolben 7 mit dem Bremsbelag 9 gegen die Bremsscheibe 2 vorzuschieben, wobei der am Faustsattel 3 gehalterte Bremsbelag 4 zwangsläufig gegen die andere Seite der Bremsscheibe 2 gepreßt wird.

In grundsätzlich gleicher Weise kann der axial zwischen dem Boden des Gehäuses 6 und dem Kolben 16 verbleibende Raum 21 über eine Gehäusebohrung 22 mit hydraulischem Druckmittel eines weiter unten näher beschriebenen Fest­ stellbremssystems beaufschlagt werden, um den Kolben 16 gegen die Bremsscheibe 2 vorzuschieben, wobei über die Kolbenstange 11 der Kolben 7 mitgeschaben wird und die Bremsbeläge 4 und 9 in gleicher Weise wie bei Betätigung der Betriebsbremse des Fahrzeuges gegen die Bremsscheibe 2 gespannt werden.

An der Gehäusebohrung 22 ist eine hydraulische Drucklei­ tung 23 angeschlossen, die mit einem Geberzylinder 24 des Feststellbremssystems verbunden ist.

Der Geberzylinder 24 besitzt eine durch ein nicht darge­ stelltes verrastbares Handhabenteil oder ein verrastbares Pedal betätigbare Kolbenstange 25, deren in den Geber­ zylinder 24 hineinragendes Ende über eine starke Schrauben­ druckfeder 26 mit einem im Geberzylinder 24 verschiebbaren Kolben 27 antriebsverbunden ist. Der Ringspalt zwischen dem Kolben 27 und dem Innenumfang des Geberzylinders 24 wird durch eine Dichtung 28 flüssigkeitsdicht abgesperrt, die in einer Umfangsnut des Kolbens 27 aufgenommen ist.

Am Geberzylinder 24 ist ein Anschluß 29 eines nur schema­ tisch dargestellten Reservoirs 30 für Hydraulikmedium an­ geordnet. In der in Fig. 2 dargestellten Ausgangslage des Kolbens 27 mündet der Anschluß 29 zwischen dem Kolben 27 und dem Anschluß der Druckleitung 23 in den Geberzylinder 24 ein.

Nahe der Mündung der Druckleitung 23 besitzt der Geber­ zylinder 24 eine normalerweise geschlossene Ablaßschraube, mittels der gegebenenfalls eine Entlüftung möglich ist.

Beim Betätigen der Feststellbremse wird der Kolben 27 durch entsprechende Bewegung der Kolbenstange 25 in Fig. 2 nach rechts verschoben, wobei aus dem Geberzylinder 24 Hydrau­ likmedium zum Reservoir 30 hin verdrängt wird, solange der Kolben 27 die Mündung des Anschluß 29 noch nicht nach rechts überfahren hat.

Sobald das Reservoir 30 durch den Kolben 27 vom Innenraum des Geberzylinders 24 zwischen dem Kolben 27 und der Druck­ leitung 23 hydraulisch abgetrennt ist, wird bei weiterer Verschiebung des Kolbens 27 nach rechts Hydraulikmedium aus dem Geberzylinder 24 in die Druckleitung 23 und damit in den Hydraulikraum 21 im Gehäuse 6 (vgl. Fig. 1) verdrängt. Bei dieser Verschiebung des Kolbens 27 wird die Schrauben­ druckfeder 26 zunehmend verspannt, bis die Kolbenstange 25 am Kolben 27 anschlägt und den Kolben 27 bei weiterer Ver­ schiebung nach rechts unmittelbar beaufschlagt.

Gegebenenfalls kann beim Anschlag der Kolbenstange 25 am Kolben 27 ein Signal erzeugt werden, um zu signalisieren, daß der im Geberzylinder 24 erzeugte Hydraulikdruck einen durch die Bemessung der nunmehr maximal komprimierten Schraubendruckfeder 26 vorgegebenen Wert erreicht oder überschritten hat.

Da sich der Hydraulikdruck im Geberzylinder 24 über die Druckleitung 23 bis in den Hydraulikraum 21 im Gehäuse 6 fortpflanzt, wird der Kolben 16 mit entsprechendem Druck in bremswirksamer Richtung beaufschlagt, mit der Folge, daß die Bremsbeläge 4 und 9 mit entsprechender Kraft gegen die Bremsscheibe 2 gespannt werden.

Durch die Schraubendruckfeder 26 wird eine eventuelle (geringfügige) Leckage des Hydrauliksystems bei betätigter Feststellbremse kompensiert. Wenn nämlich die Kolbenstange 25 durch Verrastung des mit ihr mechanisch zwangsgekoppelten Handhabenteiles festgelegt wird, nachdem der Kolben 27 über die Mündung des Anschlusses 29 hinweggeschoben und die Kolbenstange 25 auf Anschlag gegen den Kolben 27 vor­ geschoben wurde, so wird zwar eine Leckage dazu führen, daß der Kolben 27 langsam nach rechts wandert. Jedoch tritt dabei aufgrund der hohen Spannung der Schraubendruckfeder 26 kein nennenswerter Druckabfall des hydraulischen Mediums der Hydrauliksäule zwischen den Kolben 27 und 16 auf.

Wenn die Bremsbeläge 4 und 9 zunehmend verschleißen, be­ wegen sich der Faustsattel 3 sowie das damit verbundene Gehäuse 6 entsprechend der geringer werdenden Dicke des Bremsbelages 4 in Fig. 1 nach rechts, gleichzeitig lassen sich die Kolben 7 und 16 aufgrund der geringeren Dicken­ maße der Bremsbeläge 4 und 9 relativ zum Gehäuse 6 weiter nach links vorschieben, mit der Folge, daß die Hydraulik­ räume 20 und 21 größer werden. Damit wird vom Hydraulik­ raum 21 zunehmend Hydraulikmedium aus dem Reservoir 30 aufgenommen, sobald der Kolben 27 des Geberzylinders 24 in seiner Ausgangslage die Verbindung zwischen Reservoir 30 und Hydraulikraum 21 freigibt.

Grundsätzlich Gleiches gilt für den Hydraulikraum 20, da das Hydrauliksystem der Betriebsbremse prinzipiell ähnlich wie das Hydrauliksystem der Feststellbremse ausgebildet ist.

Auf diese Weise wird der Verschleiß der Bremsbeläge 4 und 9 hydraulisch kompensiert, d. h. ein Nachstellen der Feststell­ bremse erübrigt sich.

Claims (4)

1. Hydraulisch betätigte Feststellbremse für Kraftfahrzeuge, mit sowohl der Feststellbremse als auch einer hydraulisch be­ tätigten Betriebsbremse gemeinsam zugeordneten Radbremsorga­ nen und mit einem durch ein Handhabenteil bzw. Pedal der Feststellbremse betätigbaren Geberzylinder und einem damit hydraulisch antriebsverbundenen radbremsseitigen Nehmerzylin­ der der Feststellbremse, welcher gleichachsig zu einem Neh­ merzylinder der Betriebsbremse in einem für die Betriebs- und die Feststellbremse gemeinsamen radseitigen Gehäuse angeord­ net ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsbetätigungshub des Kolbens (16) des Nehmerzylin­ ders der Feststellbremse mittels einer Stange (11) auf einen in gleicher Richtung bremswirksamen Kolben (7) des Nehmerzy­ linders der Betriebsbremse übertragbar ist und die Kol­ benstange (11) einen Boden des Nehmerzylinders der Be­ triebsbremse mit dichter Führung durchsetzt und durch einen ständig belüfteten, zwischen dem vorgenannten Boden und dem Kolben (16) der Feststellbremse verbleibenden Abstandsraum (19) hindurchragt, der vom Hydraulikraum (20) des Nehmerzy­ linders der Betriebsbremse durch den vorgenannten Boden und vom Hydraulikraum (21) des Nehmerzylinders der Feststellbrem­ se durch deren Kolben (16) abgetrennt ist.

2. Feststellbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (11) fest mit dem Kolben (7) der Be­ triebsbremse verbunden und mit einer Axialbohrung versehen ist, die sich in einer den Kolben (7) der Betriebsbremse durchsetzenden, mit der Atmosphäre kommunizierenden Axialboh­ rung fortsetzt und über eine Öffnung zwischen der Kolbenstan­ ge (11) und dem Kolben (16) der Feststellbremse mit dem Ab­ standsraum (19) kommuniziert.

3. Feststellbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß im Gehäuse (6) eine Zylinderbohrung angeordnet ist, die am einen Ende durch einen Gehäuseboden abgeschlossenen ist und an deren offenem Ende der Kolben (7) der Betriebsbremse verschiebbar geführt ist,
daß der Hydraulikraum (20) dieses Kolbens (7) durch den Boden eines in der Zylinderbohrung des Gehäuses (6) angeordneten Zylindertopfes (12) begrenzt wird, der mit seinem offenen En­ de dem Gehäuseboden zugewandt ist,
daß der Kolben (16) der Feststellbremse im Zylindertopf (12) verschiebbar ist, und
daß die Kolbenstange (11) eine Bohrung im Boden des Zylinder­ topfes (12) dicht durchsetzt und durch den zwischen diesem Boden und dem Kolben (16) der Feststellbremse verbleibenden Abstandsraum (19) axial hindurchragt und an den letzteren Kolben (16) axial anschließt.

4. Feststellbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das verrastbare Handhabenteil bzw. Pedal mit dem Kolben (27) des Geberzylinders über ein Federaggregat (26) antriebs­ verbunden ist.