DE2122786B2 - Bremskraftverstärker, insbesondere Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftverstärker, insbesondere Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein derartiger Bremskraftverstärker ist Gegenstand des älteren deutschen Patents 21 11260. Dieser Verstärker weist einen in einer Gehäusebohrung verschiebbaren Arbeitskolben auf, der mit der zu betätigenden Vorrichtung verbunden ist. Bei letzterer handelt es sich z. B. um den Hauptbremszylinder eines Kraftfahrzeuges. Der Arbehskolben wird in einer Druckkammer mit Druck beaufschlagt; zwischen dieser Druckkammer und der Druckmittelquelle liegt ein steuerndes Ventilglied, das in einer zweiten Gehäusebohrung verschoben werden kann. Die Bedienungsperson verschiebt eine Betätigungsstange axial in Richtung Arbeitskolben, wobei gleichzeitig ein mit dem Ventil zusammenwirkender Ventilbetätigungshebel verschwenkt wird. Dieser ist einerseits am Arbeitskolben, andererseits an einer Koppelungseinrichtung angelenkt, die mit der Betätigungsstange zusammenwirkt. Bei Verschiebung der Betätigungsstange wird der Ventilbetätigungshebel somit um eine Achse verschwenkt, die sich an einem mit dem Arbeitskolben verbundenen Teil befindet.

Ein ähnlicher Kraftverstärker ist aus der US-Patentschrift 30 64 431 bekannt. Dort liegt der Ventilbetätigungshebel mit seinem einen Ende am Ventilglied und und mit seinem anderen Ende am Arbeitskolben an.

Zwischen den beiden Anlagepunkten greift die mit einem Bremspedal verbundene Betätigungsstange an dem Hebel an.

Bei derartigen Kraftverstärkern wird die über die Betätigungsstange übertragene Betätigungskraft der Bedienungsperson während der Servobetätigung zwischen dem Ventil und dem Arbeitskolben in Abhängigkeit von dem Verhältnis der Abstände der jeweiligen Schwenkachsen aufgeteilt. Da die Lage der Schwenkachsen des Ventilbetätigungshebels, der Betäcigungsstange und des Arbeitskolbens während der Relativverschiebung dieser Bauteile unveränderlich ist, ist dieses Verhältnis der Abstände ebenfalls konstant. Daraus ergibt sich, daß das Ventil auch nach Verschiebung in eine Lage, in der Druck zur Druckkammer gelangt, noch mit einer beträchtlichen Kraft beaufschlagt wird. Dies kann zu einer Beschädigung des Ventils führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kraftverstärker der in Rede stehenden Art so auszubilden, daß der Kraftanteil, der von der Betätigungsstange über den Ventilbetätigungshebel auf das Ventil ausgeübt wird, in der Ventilbetätigungsstellung kleiner ist als in der Ventilruhestellung.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst; vorteilhafte Weiterbildüngen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Kraftverstärker wird die Lage der Schwenkachse des Steuergliedes am Ventilbetätigungshebel so verändert, daß der auf das Ventil wirkende Kraftanteil nach dem Umschalten des Ventils in die Betätigungsstellung verringert wird. Dadurch können keine von zu hoher Kraftbeaufschlagung herrührende Beschädigungen des Ventils mehr auftreten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt eines erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftverstärkers in Verbindung mit einer schematisch dargestellten hydraulischen Servo-Lenk-

hi einrichtung eines Kraftfahrzeuges;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Arbeitskolbens, der Betätigungsstange und des Ventilbetätigungshebels des in Fig. 1 gezeigten Kraftverstärkers;

Fig. 3 die Betätigungsstange und den Ventilbetätigungshebel eines Kraftverstärkers in zerlegtem Zustand gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig.4 eine perspektivische Darstellung des Arbeitskolbens, des Ventilbetätigungshebels und der Betätigungsstange des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 in der für den Einbau richtigen Lage, und

Fig.5 eine perspektivische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, gemäß dem ein Hebelarm zum Zwecke eines einfachen Zusammenbaus mit Einbaunuten versehen ist.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Hydraulikanlage liefert eine einzige Pumpe 20 den Strömungsmitteldruck zur Betätigung eines Kraftverstärkers 10 und einer Servolenkeinrichtung 22. Der von der Pumpe abgegebene Strömungsmitteldruck wird mit Hilfe des Schiebeventil 30 gesteuert. Ein vom Ausgangsdruck betätigter Servomotor besteht aus einem Arbeitskolben 24, der verschiebbar in einer Längsbohrung 26 im Gehäuse 12 geführt ist, wobei das eine Ende des Arbeitskolbens 24 gleitend in einer Druckkammer 32 liegt. Das Ventil 30 ist mit dem Arbeitskolben 24 in der Kammer 32 über eine Hebeleinrichtung 27 verbunden. Die von der Bedienungsperson aufgebrachte Kraft wird von einer Betätigungseinrichtung 48 über eine Koppelungseinrichtung 56 (siehe F i g. 2) zur Hebeleinrichtung 27 übertragen. Die Betätigungseinrichtung 48 umfaßt ein Bremspedal 21, das an einer Betätigungsstange 66 angebracht ist. Wenn das Ventil 30 durch die Betätigungseinrichtung 48 im Sinne der Fig. 1 nach links verstellt wird, gelangt das Strömungsmittel von der Pumpe in die Druckkammer 32 und beaufschlagt den Arbeitskolben 24, der über eine Schubstange 25 mit dem nicht gezeigten Hauptbremszylinder verbunden verbunden ist, der die Fahrzeugbremsen betätigt. Wenn das Bremspedal 21 der Betätigungseinrichtung 48 freigegeben wird, werden das Ventil 30 und der Arbeitskolben 24 durch die zugehörigen Federn 29 bzw. 31 in ihre Ruhelage zurückgebracht.

Falls das Ventil 30 oder der Kolben 24 ausfallen, verschiebt sich bei einer Verstellung der Betätigungseinrichtung 48 die Koppelungseinrichtung 56 auf der Hebeleinrichtung 27 derart, daß die nichtausgefallene Einrichtung, also der Arbeitskolben 24 oder das Ventil 30 unabhängig betätigt werden.

Die Hebeleinrichtung 27, die den Kolben 24 mit dem Ventil 30 verbindet, enthält einen Ventilbetätigungshebel 33 und ein Tragglied 50. Der Ventilbetätigungshebel 33 besteht (siehe Fi g. 2) aus Hebelarmen 34 und 36, in denen Schlitze 44 und 46 ausgebildet sind, einem die Hebelarme auf Abstand haltenden Steg 38 und Schwenkzapfen 40, 42 und 52, wobei der Schwenkzapfen 52 am Tragglied 50 angebracht ist, welches mit dem Arbeitskolben 24 verbunden ist.

Die Koppelungseinrichtung 56 enthält ein U-förmiges Eingangs-Steuerglied 60, das an seinen Schenkeln mit Schwenkzapfen 62 und 64 und an seinem Steg mit einer Axialöffnung 72 versehen ist, in der die Betätigungsstange 66 der Betätigungseinrichtung 48 einsitzt. Das U-förmige Steuerglied liegt an einer Feder 68, die an der Betätigungseinrichtung 48 angebracht ist und durch einen Anschlag 70 gehalten ist.

Die Gelenkteile werden durch die Schwenkzapfen 62, 64 gebildet, die gleitend in den Schlitzen 44, 46 der Heuelarme 34, 36 einsitzen. Da die Kopplungseinrichtung 56 über die Gelenkteile auf dem Ventilbetätigungshebel 33 frei verschiebbar ist, ändert sich die an das Ventil 30 und den Arbeitskolben 24 übertragene Kraft in Abhängigkeit von der Lage der Kopplungseinrichtung auf dem Ventilbetätigungshebel 33.

Wenn der Fahrzeugführer das Bremspedal niederdrückt, verschiebt sich die Betätigungsstange 66 und drückt die Feder 68 zusammen. Die aufgebrachte Kraft wird nunmehr von der zusammengedrückten Feder 68 an die Schwenkzapfen 62 und 64 des U-förmigen Steuergliedes 60 übertragen. Durch die Lage der Schwenkzapfen 62 und 64 in den Schlitzen 44 und 46 wird der Anteil der Kraft festgelegt, welcher an das Ventil 30 und den Arbeitskolben 24 übertragen wird. Normalerweise wird durch die aufgebrachte Kraft zunächst das Ventil 30 geschlossen und die Hebelarme 34 und 36 schwenken auf den Schwenkzapfen 40 und 42, so daß die Schwenkzapfen 62 und 64 in den Schlitzen 44 und 46 gleiten können und ein wachsender Anteil der aufgebrachten Kraft an den Arbeitskolben übertragen werden kann. Da die Schwenkzapfen 62 und 64 sich auf einer parallel zur Betätigungsstange 66 verlaufenden Linie verschieben, ändert sich der Angriffspunkt der Betätigungskraft des Fahrzeugführers auf den Hebelarmen 34 und 38 kontinuierlich, wenn die Hebelarme auf einem Kreisbogen um die Schwenkzapfen 40 und 42 verschwenken. Wenn das Bremspedal freigegeben wird, führt die zwangsläufige Verbindung des VentilbeKätigungshebels 33 dazu, daß sowohl das Ventil 30 als auch der Arbeitskolben 24 in die Ruhelage zurückkehren.

Falls das Ventil 30 versagt und der Fahrzeugführer

ίο die zur Betätigung des Hauptbremszylinders erforderliche Kraft ?./Iein, d. h. ohne Servounterstützung aufbringen muß, verschieben sich die Schwenkzapfen 62 und 64 in den Schlitzen 44 und 46 und die aufgebrachte Kraft kann unmittelbar und ohne Verklemmen an den Arbeitskolben 24 übertragen werden.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel des Kraftverstärkers ändert sich somit die Kraft, die erforderlich ist, den Arbeitskolben und das Ventil um einen Verschiebeweg zu verstellen, nachdem die Servoeinrichtung mit Strömungsmitteldruck versorgt wird, in Abhängigkeit von dem Verschiebeweg der Betätigungsstange, die auf eine Kraftbeaufschlagung von der Bedienungsperson anspricht und der Lage der Gelenkteile auf dem Ventilbetätigungshebel.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 3 und 4 sind die den Fig. 1 und 2 entsprechenden Bauteile mit den entsprechenden um 100 erhöhten Bezugszeichen und bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 mit den entsprechenden, um 200 erhöhten Bezugszeichen

so versehen.

Das in den F i g. 3 und 4 gezeigte Ausführungsbeispiel ist das gleiche wie das Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 1 und 2 mit der Ausnahme, daß die Koppelungseinrichtung 156 als einstückiges Steuerglied 174 ausgebildet ist und im Ventilbetätigungshebel 33 die Schlitze 144 und 146 verlängert sind sowie der Steg 138 auf der anderen Seite der Hebelarme 134 und 136 angeordnet ist. Die Schwenkzapfen 162 und 164 sind im Steuerglied 174 befestigt und gleiten in den länglichen Schlitzen 144

to und 146, um auf die oben an Hand der Fig. 1 und 2 beschriebene Weise die übertragene Kraft zu ändern.

Das Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 3 und 4 sorgt auf folgende Weise für eine beträchtliche Erleichterung des Zusammenbaus des Kraftverstärkers

<r> 10: Das oben beschriebene Ventil 30 wird in die Ventilkammer 29 eingesetzt, und der Arbeitskolben 24 mit dem Ventilbetätigungshebel 133 wird auf folgende Weise mit der Betätieuneseinrichtune 148 verbunden.

Der Arbeitskolben 24 wird über den Schwenkzapfen 152, der am Tragglied 150 befestigt ist, mit den Hebelarmen 134 und 136 verbunden. Nunmehr wird die Feder 168 der Betätigungseinrichtung 148 zusammengedrückt und auf die Betätigungsstange 166 neben die Dichtung 190 aufgesetzt. Dann wird die Betätigungsstange 166 in die Öffnung 172 des Steuergliedes 174 eingeführt, und der Anschlag 170 wird angebracht, woraufhin die Koppelungseinrichtung vollständig zusammengebaut ist. Das Steuerglied 174 wird innerhalb der Hebelarme 134 und 136 angeordnet und mit den Schlitzen 144 und 146 ausgerichtet, so daß die Schwenkzapfen 162 und 164 an der Koppelungseinrichtung 156 befestigt werden können. Die Schwenkzapfen 162 und 164 werden in den Schlitzen 144 und 146 verstellt, bis der Ventilbetätigungshebel 133 in Axialrichtung mit dem Arbeitskolben 24 und der Betätigungsstange 166 fluchtet (wie dies in Fig. 4 gezeigt ist) und nunmehr wird der Teilzusammenbau in die die Dichtung 92 enthaltende Bohrung 26 des Kraftverstärkers 10 eingesetzt. Dieser Teilzusammenbau wird nunmehr in der Bohrung 26 verschoben, bis die Zapfen 140 und 142 der Nut 78 des Ventils 30 gegenüberliegen, wie dies über das Schauloch 80 festgestellt werden kann. Bei Beaufschlagung des Arbeitskolbens 24 und der Betätigungsstange 166 mit entgegengerichteten Kräften gleiten die Schwenkzapfen 162 und 164 des Steuergliedes 174 in den Schlitzen 144 und 146. Wenn die Schwenkzapfen 162 und 164 das Ende der Schlitze 144 und 146 erreichen, verschwenkt der Ventilbetätigungs hebel 133 bei einer weiteren Beaufschlagung mi entgegengesetzten Kräften um den Schwenkzapfen 152 so daß die Stifte 140 und 142 in Eingriff mit der Nut 71 des Ventils 30 gelangen. Der Arbeitskolben wird weitei mit Druck beaufschlagt, bis das Tragglied 50 an dei Wand 94 des Gehäuses anschlägt. Der Zusammenbai des Kraftverstärkers wird dadurch vervollständigt, dat die zum Hauptbremszylinder führende Schubstange 2i in die Ausnehmung 82 des Arbeitskolbens 24 ein^esetz wird. Eine Rückstellfeder 29 umgreift die Schubstange 25 und wird durch einen Schnappring 108 in dei Bohrung 26 gehaltert. Der Kraftverstärker kant nunmehr an einem nicht gezeigten Hauptbremszylindei angebracht werden.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispie können das Eingangssteuerglied und die Schwenkzap fen 162 und 164 getrennt zusammengebaut unc anschließend über die Einbaunuten 280 und 282 in der Schlitzen 244 und 246 eingesetzt werden, um di< Hebeleinrichtung des Kraftverstärkers zu bilden. Durcr Anordnung der Einbaunuten 280 und 282 in der Hebelarmen 234 und 236 können die Schwenkzapfer 162 und 164 am Steuerglied 174 befestigt werden, ohm daß die Zapfenlöcher in den Schlitzen 164 und 16( ausgerichtet werden müssen, wie dies bei dem ober beschriebenen Zusammenbau erforderlich war, wo durch eine Zeitersparnis beim Zusammenbau de: Kraftverstärkers erreicht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kraftverstärker, insbesondere Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge, mit einem mit der zu betätigenden Vorrichtung, insbesondere einem Hauptbremszylinder, verbundenen in einer ersten Gehäusebohrung verschiebbaren Arbeitskolben, der in einer Druckkammer mit dem Druck einer Druckmittelquelle beaufschlagbar ist, und mit einem die Verbindung zwischen der Druckmittelquelle und der Druckkammer steuernden, in einer zweiten Gehäusebohrung verschiebbaren Ventilglied, ferner mit einem von einer Bedienungsperson betätigbaren, axial in Richtung Arbeitskolben verschiebbaren Betätigungsstange, sowie einem mit dem Ventil zusammenwirkenden Ventilbetätigungshebel, der am Arbeitskolben sowie an eine." mit der Betätigungsstange zusammenwirkenden Koppelungseinrichtung angelenkt ist und der bei einer Verschiebung der Betätigungsstange um eine an einem mit dem Arbeitskolben verbundenen Teil befindlichen Schwenkachse schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelungseinrichtung ein auf der Betätigungsstange verschiebbar geführtes Steuerglied (60; 174) enthält und daß der Ventilbetätigungshebel (33; 133; 233) an diesem Steuerglied über eine in Schwenkrichtung wirksame, in der Schwenkebene zwischen der Schwenkachse und dem Kraftangriffspunkt des Ventilbetätigungshebels am Ventil (30) liegenden Zapfen-Schlitz-Führung angelenkt ist, wobei die Zapfenachse dieser Führung parallel zur Schwenkachse liegt.

2. Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen-Schlitz-Führung mindestens einen an dem Steuerglied (60; 174) vorgesehenen Zapfen (62,64; 162,164) aufweist, der mit einem im Ventilbetätigungshebel (33; 133; 233) ausgebildeten, in der Schwenkebene liegenden Schlitz (44,46; 144,146; 244,246) zusammenwirkt.

3. Kraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilbetätigungshebel zwei durch einen Steg (238) verbundene Arme (234 und 236) aufweist, die jeweils am Arbeitskolben (24; 124) angelenkt sind und in denen je ein Schlitz (244 bzw. 246) für jeweils einen der beidseits der Betätigungsstange (66; 166) an dem Steuerglied (60; 174) befindlichen Zapfen (62 bzw. 64; 162 bzw. 164) vorgesehen ist, und daß sich jeweils am Schlitzende eine Einbaunut (280 bzw. 282) für den zugeordneten Zapfen (62 bzw. 64; 162 bzw. 164) befindet.

4. Kraftverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelungseinrichtung (56; 156) eine vorgespannte Feder (68; 168) umfaßt, die zwischen einem auf der Betätigungsstange (66; 166) angeordneten Halter (90; 190) und dem Steuerglied (60; 174) angeordnet ist und dieses normalerweise in Anlage gegen einen an der Betätigungsstange (66; 166) angebrachten Anschlag (70; 170) drückt.