DE2347818A1 - Servo-bremsmechanismus - Google Patents

Description

PatentenwiHe

• Dr. O. Loesenbedc Dipl.-lng. Stracke DipUng. Loesenbeck 2347818

M BWiJeId, Htfferd« Strifr 17

Midland-Ross Corporation, 55 ₅ Public Square, Cleveland,

Ohio 44113, USA

Servo-Bremsmechanismus

Die Erfindung betrifft einen Servo-Bremsmechanismus und insbesondere einen solchen, der einen relativ kurzen Pedalhub ergibt, wenn ein hydraulischer Druck zur Unterstützung der Bremsung zur Verfügung steht und der einen grösseren Pedalhub für den Fall des Fehlens eines solchen Druckes ergibt, wenn also das Bremsen durch den physischen Krafteinsatz des Benutzers erfolgen muss.

Die Fahrzeugbenutzer sind an Bremspedal-Übersetzungsverhältnisse von 3*1 gewöhnt gewesen, d.h., daß eine Bewegung von drei Längeneinheiten des Pedales die Bewegung von einer Längeneinheit des die hydraulische Flüssigkeit des Hauptzylinders verlangenden Kolbens ergibt. Um mit den strenger gewordenen Sicherheitsanforderungen in Einklang zu stehen, insbesondere bezüglich der Bremswege, die bei der Bremsung eines Fahrzeuges für den Fall, daß die Servo-Kraft nicht zur Verfügung steht, hat es sich herausgestellt, das genannte Bremspedal-Übersetzungsverhältnis auf 4:1 zu erhöhen. Die Steigerung dieses Übersetzungsverhältnisses hilft für den Fall, daß die Servo-Kraft nicht zur Verfügung steht, gut weiter, ergibt aber für die Bremsung mit Hilfe der Servo-Kraft eine unerwünschte und unangenehme Überraschung, da der Pedalhub länger ist, als es die Fahrzeugbenutzer gewöhnt sind.

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Es sind bereits verschiedene Mechanismen zur Milderung des Problemes vorgeschlagen worden. Die meisten von ihnen arbeiten mit einem Stellungswechsel des Pedales von einer Stellung, in der der hydraulische Servo-Druck zur Verfügung steht,in eine unterschiedliche, höhere Stellung bezüglich des Unterbodens des Fahrzeuges, wenn diese Servo-Kraft nicht zur Verfügung steht. Das Ergebnis sind zwei verschiedene Ausgangspositionen für das Pedal, was insbesondere dann unerwünscht ist, wenn die neue und höhere Stellung des Pedales mit dem Fuss aufgesucht werden muss und dies unter der ungewohnten Situation, wenn die Servo-Kraft fehlt. Andere Anordnungen benutzen mechanische Hebelsysteme, um verschiedene Verhältnisse im Falle der Anwesenheit oder der Abwesenheit der Servo-Kraft zu schaffen. Derartige Hebelanordnungen sind jedoch mit den verschiedenen Reibungsproblemen behaftet. Sie sind schwierig herzustellen, insbesondere im Hinblick auf die Genauigkeit der Abstandshaltung der einzelnen Schwenkpunkte voneinander und es sind immer wieder Verschleisserscheinungen zu beobachten, so daß ein ordnungsgemasses Ansprechen der Bremse insgesamt in Frage gestellt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Servo-Bremsmechanismus zu schaffen, der bei einem bestimmten Übersetzungsverhältnis der Pedalbewegung arbeitet, wenn die Servo-Kraft zur Verfügung steht und der bei einem anderen Übersetzungsverhältnis im Falle des Fehlens der Servo-Kraft arbeitet, wobei im Falle des Vorhandenseins der Servo-Kraft die dem Benutzer gewohnte Pedalbewegung erfolgen soll und im Falle des Fehlens der Servo-Kraft eine grössere Bewegung erforderlich sein soll und insbesondere auch dafür Sorge getragen ist, daß im Falle der ausschliesslichen Bremsung durch die physische Kraft des Benutzers kein Anteil dieser Kraft verlorengeht, was auch für den Fall der Bremsbetätigung über die Servo-Kraft hinaus gilt. Dies alles soll bei konstruktiv einfachem und daher preiswert herzustellendem Aufbau erreicht werden, der auch den Sicherheitsbestimmungen in vollem Umfang Genüge tut.

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Die Lösung der Aufgabe ergibt sieb aus den Patentansprüchen. Die besonderen Vorteile ergeben sich, aus der nachfolgenden anhand der beigefügten Zeichnung erfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.

Die Zeichnung zeigt einen Servo-Bremsmechanismus gemäss der Erfindung in Längsschnittdarstellung.

Der in der Zeichnung dargestellte hydraulische Servo-Bremsmechanismus 10 empfängt den hydraulischen Druck von einer schematisch angedeuteten Druckmittelquelle 12 über eine Leitung 14. Die Hydraulikflüssigkeit fliesst zu der Druckmittelquelle über eine Rücklaufleitung 16 zurück. Die Druckmittelquelle kann Teil eines Hydraulikkreises, wie beispielsweise eines Kraftsteuersystemes eines Fahrzeuges sein. Sie kann aber auch Teil eines gesonderten Hydraulikkreises mit einer gesonderten Pumpe, sein. Die Druckmittelquelle kann einen beliebigen Aufbau haben. Für das Verständnis der vorliegenden Erfindung ist lediglich zu beachten, daß ein hydraulischer Druck in den Servo-Bremsmechanismus 10 eingespeist werden kann.

Der Servo-Bremsmechanismus 10 wird durch-ein Fusspedal 18 betätigt, das seinerseits ein Eingangsglied 20 bewegt, um die Betätigung eines Bremskraftgebers zu steuern, was wiederum in der Bewegung eines Ausgangsgliedes 22 resultiert, um einen üblichen hydraulischen Hauptzylinder 2$ zu betätigen, der einen Teil eines üblichen hydraulischen Bremssystemes bildet.

Der Servo-Bremsmechanismus 10 beinhaltet ein Gehäuse, das aus einem vorderen G-ehäuseabschnitt 24, an dem der Hauptzylinder 23 in üblicher Weise befestigt ist, und einer rückwärtigen Verschlussplatte und Gehäuseabschnitt 26 besteht, der mit Gewindezapfen 28 versehen ist, durch die das gesamte Gehäuse und der Hauptzylinder 23 in der üblichen Weise im Motorraum eines Fahrzeuges befestigt werden können. Die Gehäuseabschnitte 24 und 26 werden flüssigkeitsdicht aneinander gehalten und bilden eine

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ringförmige Kammer 30, die die Hydraulikflüssigkeit von der Druckmittel quelle 12 über die Leitung 14 empfängt.

Der vordere Gehäuseabschnitt 24 nimmt gleitend in sich eine KoIbenanordnung 32 auf. Die durch die Leitung 14 in die Kammer 30 eingeförderte Hydraulikflüssigkeit steht unter der Kontrolle eines Nachfolgeventiles 34. Das Nachfolgeventil 34 wird durch die Bewegung des Eingangsgliedes 20 betätigt, so daß infolge der Bewegung des Pedales 18 zur Bremsbetätigung der Druck in dem Gehäuse 24, 26 am rechten Ende der Kolbenanordnung 32 gesteigert wird, so daß sich diese Kolbenanordnung nach links bewegt und damit eine Kraft auf das Ausgangsglied 22 ausübt, was seinerseits den Hauptzylinder 23 für die Bremsung betätigt.

Der rückwärtige Gehäuseabschnitt 26 hat eine sich in Längsrichtung erstreckende Bohrung 38, in der gleitend ein im wesentlichen rohrförmiges Steuerglied 40 angeordnet ist. Die Bohrung 38 hat an ihren einander gegenüberliegenden Enden im Durchmesser reduzierte Abschnitte, in denen Dichtungen 42 und 44 angeordnet sind, die mit der Aussenfläche des Steuergliedes 40 im Sinne einer flüssigkeitsdichten aber Verschiebebewegung ermöglichenden Dichtung zusammenwirken. Der verbreiterte Abschnitt der Bohrung 38 zwischen den Dichtungen 42 und 44 bildet einen ringförmigen Hohlraum 46 um die Aussenseite des Steuergliedes 40 herum, in den Hydraulikflüssigkeit von der Kammer 30 durch radial verlaufende Durchlässe 48 gelangen kann.

Das rechte Ende des Steuergliedes 40 ist, wie in der Zeichnung dargestellt, darauf ausgelegt, mit dem Eingangsglied 20 verbunden zu werden, so daß die Bewegung des Bremspedales 18 die Bewegung des Steuergliedes 40 bewirkt. Das gegenüberliegende Ende des Steuergliedes 40 ist mit einem länglichen Sackloch versehen, das einen Bohrungsabschnitt 50 sowie einen kleineren Bohrungsabschnitt 52 hat. Das linke Ende des Bohrungsabschnittes 50 ist teilweise durch ein im wesentlichen topfförmiges Teil 54 verschlossen, das in das Ende des Steuergliedes flüssigkeitsdicht

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eingeschraubt ist. Ein Ventilsteuerungsstössel 56 ist gleitend in den Bohrungsabschnitten 50 und 52 angeordnet. Das rechte Ende des Stössels 56 ist gleitend in dem kleineren Bohrungsabschnitt 52 angeordnet und ein mittlerer Abschnitt des Stössels ist·mit einem verbreiterten, genuteten Kopf 58 versehen, der gleitend in dem grösseren Bohrungsabschnitt 50 angeordnet ist, jedoch den Durchtritt von Flüssigkeit gestattet. Der verbreiterte Kopf 58 ist mit einer Kegelfläche 60 versehen, die mit einer ringförmigen Schulter 62 zusammenwirkt, die am rechten Ende des topfformigen Teiles 54 innerhalb des Bohrungsabschnittes 50 gebildet ist. Die Kegelfläche 60 und die ringförmige Schulter 62 bilden das Einlassventil des Servo-Bremsmechanismusses 10, das den Flüssigkeitsstrom in einem Durchlass 64 hinter dem Kopf 58 steuert. Ein pilzförmiges Ventilstück 66 ist mit seinem Stiel 68 in den Kopf 58 eingeschraubt und das gegenüberliegende Ende ist mit einer Dichtung 70 versehen, die mit einem ringförmigen Ventilsitz 72 in der Kolbenanordnung 32 zusammenwirkt. Die Dichtung 70 und der Ventilsitz 72 bilden das Auslassventil des sogenannten Nachfolgeventile s 34.

Der ßtössel 56 kann relativ zu dem Steuerglied 40 gleiten und er wird kontinuierlich durch eine Feder 54· nach links gedrückt gehalten, die zwischen der Stirnwand, des kleineren BohrungsäDschnittes 52 und dem Stössel 56 wirkt und die normalerweise dahingehend wirkt, daß das Einlassventil 60, 62 in geschlossener Stellung gehalten ist, wie es in der Zeichnung dargestellt ist. Der Stössel 56 bildet zusammen mit dem Bohrungsabschnitt 50 einen ringförmigen Flüssigkeitshohlraum 76, der über radiale Durchlässe 78 in leitender Verbindung mit dem Hohlraum 46 steht. Die in die ringförmige Kammer 30 eingeförderte Hydraulikflüssigkeit steht somit in dem Hohlraum 76 und an dem Einlassventil 60, 62 durch die radialen Durchlässe 48, den ringförmigen Hohlraum 46 und die radialen Durchlässe 78 zur Verfügung.

Der vordere Gehäuseabschnitt 24 ist mit einer abgesetzten Bohrung versehen, die einen kleinen Bohrungsabschnitt 86, einen

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grösseren Bohrungsabschnitt 84 sowie einen nochmals vergrösserten Bohrungsabschnitt 82 aufweist. Der nochmals vergrösserte Bohrungsabschnitt 82 nimmt einen zylindrischen Ansatz 88 des rückwärtigen Gehäuseabschnittes 26 auf. In der abgesetzten Bohrung ist ferner die Kolbenanordnung 32 angeordnet, die ihrerseits aus zwei verschiedenen Kolben besteht, nämlich einem im Durchmesser grossen Kraftgeberkolben 90, der verschieblich in dem grösseren Bohrungsabschnitt 84 angeordnet ist, sowie einem im Durchmesser kleineren Abgabekolben 92, der verschieblich in dem kleinen Bohrungsabschnitt 86 geführt ist. Der Kraftgeberkolben 90 ist im wesentlichen topfförmig ausgebildet und hat eine sich nach vorn erstreckende hohle Kolbenstange 94, die verschieblich in einer Zentralbohrung 96 des Abgabekolbens 92 geführt ist. Der Abgabekolben 92 ist mit dem Ende des Ausgangsgliedes 22 verbunden, das stangenförmig ausgebildet ist und in seinem mittleren Bereich in einem auch als Dichtung wirkenden Lagerstück 98 in der Stirnwand des vorderen Gehäuseabschnittes 24 verschieblich geführt ist. Das Ende des Ausgangsgliedes 22 ist mit einem eingeschraubten kugelförmigen Zapfen 101 versehen, der die einstellbare Verbindung zum Hauptzylinderkolben des Hauptzylinders 23 herstellt, der seinerseits an diesem Ende des vorderen Gehäuseabschnittes 24 befestigt ist.

Die Kolbenstange 94 des Kraftgeberkolbens 90 weist einen axialen Durchlass 102 auf, durch den die auf den entgegengesetzten Enden der Kolbenanordnung 32 gebildeten Hohlräume in leitende Verbindung miteinander gesetzt sind. Das linke Ende des Durchlasses 102 steht in leitender Verbindung mit dem linken Ende der Zentralbohrung 96 in dem Abgabekolben 92 und eine radiale öffnung 104 setzt die Bohrung 96 mit einer Auslasskammer 106 in leitende Verbindung, die von der Wandung der Bohrung 86 und der Kolbenanordnung 32 gebildet wird. Das rechte Ende des Durchlasses 102 öffnet sich zu dem ringförmigen Ventilsitz 72, der in dem topfförmigen Kraftgeberkolben 90 gebildet ist.

Die Bewegung des Steuergliedes 40 nach links, gesehen von der in der Zeichnung dargestellten Stellung, geschieht gegen den Wider-

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stand einer Feder 108, die mit ihren "beiden Enden einerseits gegen den Kraftgeberkolben 90 und andererseits gegen das topfförmige Teil 54 abgestützt ist. Während einer solchen Bewegung bewegt sich der Stössel 56 als eine Einheit zusammen mit dem Steuerglied 40, bis die Dichtung/des Auslassventiles den Sitz des Auslassventiles berührt und schliesst. Dann ist jedoch eine weitere Bewegung des Stössels 56 nicht mehr möglich und die weitere Bewegung des Steuergliedes 40 bewirkt, daß der dann festgehaltene Stössel 56 die Feder 74 zusammendrückt und die Kegelfläche 60 des Einlassventiles von der ringförmigen Schulter 62, die als Ventilsitz dient, abgehoben wird, um das Einlassventil zu öffnen. Die Öffnung des Einlassventiles bewirkt, daß die unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit in dem Hohlraum 76 in einer Kraftgeberkammer 110, die auf der rechten Seite des Kraftgeberkolbens 90 vorgesehen ist, zur Verfügung steht. Auf die Einbringung der unter Druck stehenden Flüssigkeit in die Kraftgeberkammer 110 hin, bewegt sich die KoIbenanordnung 32 nach links, um den Hauptzylinder 23 und damit die Bremsen zu betätigen.·

Die KoIbenanordnung 32 des Servo-Bremsmechanismusses 10 beinhaltet den Kraftgeberkolben 90, der dichtend an der Wandung des Bohrungsabschnittes 84 anliegt und den relativ dazu bewegbaren Abgabekolben 92, der dichtend an der Wandung des kleineren Bohrungs-. abschnittes 86 anliegt. Der Raum in dem Bohrungsabschnitt 84 zwischen dem Kraftgeberkolben 90 und dem. Abgabekolben 92 bildet einen Pedalhubkontrollraum 190, der zum Zweck der Steuerung des Übersetzungsverhältnisses des Hubes des Pedales 18 zum Hub des Abgabegliedes 22 in einer nachfolgend noch näher beschriebenen Weise benutzt wird.

Das Flüssigkeitsvolumen und der Druck in dem Raum 190 wird von einem Pedalhub steuerventil 192 gesteuert, das einen Kolben 194-beinhaltet, der verschieblich in einer abgesetzten Bohrung 196 geführt ist, die über einen radialen Durchlass 198 mit dem Kontrollraum 190 in leitender Verbindung steht. Das linke Ende der Bohrung -196 ist durch einen Stopfen 202 verschlossen, der in den

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vorderen Gehäuseabschnitt 24 eingeschraubt und gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist. Der Stopfen 202 weist eine Ausnehmung 204 auf, die über radiale Durchlässe 206 in leitender Verbindung mit einer ringförmigen Kammer 208 steht, die in der Bohrung 196 gebildet ist.

Der Kolben 194 des Pedalhubsteuerventiles 192 ist einerseits verschieblich in der Bohrung 196 geführt und andererseits gegenüber der Bohrungswand durch eine Dichtung 210 abgedichtet. Der Kolben 194· wird nach links in Anlage an den Stopfen 202 gedrückt gehalten, und zwar durch eine Feder 212, deren eines Ende sich an dem Kolben 194 abstützt und deren anderes Ende sich an der Stirnwand der Bohrung 196 abstützt. Der Kolben 194 weist eine sich in Längsrichtung durch ihn erstreckende Bohrung auf, die eine Kammer 214 bildet, die sich in der in der Zeichnung dargestellten Stellung in die Ausnehmung 204 des Stopfens 202 öffnet. Die Kammer 214 steht über eine Öffnung 216,. die von einem "Ventilkörper 218 gesteuert wird, in leitender Verbindung mit einer Kammer 227 am rechten Ende des Kolbens 194. Der Ventilkörper 218 weist ein konisches Kopfstück 220 auf, das unter der Kraft einer Feder 224 gegen einen schulterförmigen Sitz 222 gedrückt ist. Die Feder 224 ist in der Kammer 214 angeordnet und drückt den Ventilkörper 218, gesehen auf die Zeichnung, nach rechts. Von dem Kopfstück 220 steht ein genuteter Stiel 226 durch die öffnung 216 vor, der infolge einer Bewegung des Kolbens 194 nach rechts mit dem entsprechenden Bohrungsgrund der Bohrung 196 in Berührung kommen kann, wodurch das konische Kopfstück 220 von dem Sitz 222 abgehoben werden kann, um den Durchlass 216 zu öffnen. Die auf der rechten Seite des Kolbens 194 befindliche Kammer 227 steht über einen axialen Durchlass 232 und einen radialen Durchlass 234 in leitender Verbindung mit der Kraftgeberkammer 110 auf der rechten Seite der KoIbenanOrdnung 32. Der Hohlraum 204 auf der linken Seite der Dichtung 210 des Kolbens 194 steht in leitender Verbindung mit dem Hubkontrollraum 190.

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Das Pedalhubsteuerventil 192 be-findet sich normalerweise in seiner geschlossenen Stellung, die auch in der Zeichnung dargestellt ist, in der der Kolben 194- an dem Stopfen 202 anliegt· Steigt jedoch der Druck in dem Pedalhubkontrollraum 190 auf einen Druck an, der grosser ist als der Drück in der Kraftgeberkammer 110, bewegt der auf die Dichtung 210 einwirkende Differentialdruck den Kolben 194· nach rechts, so daß der Stiel 226 vor den Grund der Bohrung 196 stösst und das Ventilstück damit in seine Offenstellung bewegt wird, so daß Flüssigkeit von dem Kontrollraum 190 in die Kraftgeberkammer 110 gelangen kann. Auf der anderen Seite wirkt dann, wenn der Druck in der Kraftgeberkammer 110 grosser ist als in dem Hubkontrollraum ein Differentialdruck auf das konische Kopfstück 220 des Ventilkörpers 218, und zwar gegen die Wirkung der Feder 224-, und öffnet damit den Durchlass 216, damit Flüssigkeit von der Kraftgeberkammer 110 in den Hubkontrollraum 190 überströmen kann.

Die Funktionsweise des Servo-Bremsmechanismusses sei nunmehr im Zusammenhang beschrieben.

Wenn sich der Servo-Bremsmechanismus 10 in einer Stellung befindet, die der unbetätigten Stellung der Bremsen entspricht, nehmen seine verschiedenen Teile die in der Zeichnung dargestellte Stellung ein. Der gesamte Servo-Bremsmechanismus 10 ist dabei mit Hydraulikflüssigkeit angefüllt. Der Druck der. Hydraulikflüssigkeit in der Kammer 30 entspricht dem Druck der Druckmittelquelle 12 und dieser Druck herrscht demzufolge auch in dem Hohlraum 76 am Einlassventil 60, 62 des Nachfolge ventil es 34·. Der Rest des Servo-Bremsmechanismusses mit seinen verschiedenen Hohlräumen und Durchlässen befindet sich auf dem sogenannten Rücklaufdruck, d.h. einem minimalen Druck in der Grössenordnung von etwa 0,35 at oder weniger und die Hydraulikflüssigkeit kann von dem Serveo-Bremsmechanismus 10 durch die Rücklaufleitung 16 zur Druckmittelquelle 12 zurücklaufen.

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Soll gebremst werden, wird eine Kraft auf das Bremspedal 18 ausgeübt, die durch das Eingangsglied 20 weiter übertragen wird und eine Bewegung des Steuergliedes 40 nach links bewirkt. Diese Bewegung führt zu einer Zusammendrückung der Feder 108 und das Steuerglied 40 und der Stössel 56 bewegen sich als eine Einheit auf den Kraftgeberkolben 90 zu, bis die Dichtung 70 auf den Ventilsitz 72 trifft, so daß das Auslassventil schliesst und damit der Durchgang, den die axiale Bohrung 102 bildet und der mit der Rücklaufkammer 106 in Verbindung steht, geschlossen ist. Die weitere Vorbewegung des Steuergliedes 40 nach links geschieht dann als Relativbewegung zu dem dann festgehaltenen Stössel 56, so daß die Feder 74 am rechten Ende des StÖssels zusammengedrückt wird und die Kegelfläche 60 des Ventilkopfes von dem Ventilsitz 62 abhebt, so daß sich das Einlassventil öffnet und damit der Druck aus der Kammer 76 in dem Steuerglied der Kraftgeberkammer 110 am rechten Ende des Kraftgeberkolbens 90 gelangen kann. Der Druckanstieg in der Kraftgeberkammer bewirkt, daß die Kolbenanordnung 32 sich nach links bewegt, da in dem Hohlraum 106 auf der linken Seite der Kolbenanordnung ein geringerer Druck herrscht.

Um die fortgesetzte Bewegung der KoIb en anordnung 32 beim Anwachsen des Druckes in der Kraftgeberkammer 110 zu gewährleisten, muss das Steuerglied 40 ebenfalls weiterbewegt werden, um das Auslassventil 70, 72 geschlossen und das Einlassventil 60, 62 offenzuhalten. Aus diesem Grund wird diese Ventilanordnung als Nachfolgeventil bezeichnet. Dieser Ventilmechanismus muss nämlich der Bewegung der Kolbenanordnung 32 folgen, um das Auslassventil geschlossen und das Einlassventil offenzuhalten, damit der Druck in der Kraftgeberkammer 110 weiter ansteigen kann.

Bewegt sich die Kolbenanordnung 32 infolge des Druckanstieges in der Kraftgeberkammer 110 nach links, wird der gleiche Druck auch durch die Durchlässe 232 und 234 übertragen und wirkt auf die rechte Seite der Dichtung 210 des Pedalhubsteuerventiles 192 ein. Dieser Druck wirkt zusammen mit der Kraft der Feder

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dahingehend, daß der Kolben 194- an den Stopfen 202 angedrückt gehalten wird. Als Ergebnis wird die in dem Pedalhubkontrollraum 110 befindliche Flüssigkeit von dem Rest der Flüssigkeit in dem Servo-Bremsmechanismus 10 abgetrennt. Trotz dieser Isolierung beinhaltet der Kontrollraum 190 Flüssigkeit, die unter dem gleichen Druck steht wie der Druck in der Kraftgeberkammer 110 auf der rechten Seite des Kraftgeberkolbens 90. Dieser Zustand tritt dadurch ein, daß die Kolben 90 und 92 unabhängig voneinander sind und die Kraft infolge des auf den Kraftgeberkolbens 90 wirkenden Druckes durch die in dem Kontrollraum 90 festgehaltene Flüssigkeit übertragen wird. Bei einem Anwachsen des Druckes/der Kraftgeberkammer 110 auf·der rechten Seite des Kraftgeberkolbens 90 und bei abgetrennten, isoliertem Kontrollraum 190 wird die nach links gerichtete Bewegung des Kraftgeberkolbens 90 über die Hydraulikflüssigkeit in dem Raum 190 auf den kleineren Abgabekolben 92 übertragen. Der Durchmesser des Kraftgeberkolbens 90 ist grosser als der Durchmesser des Abgabekolbens und, wenn sich der Kraftgeberkolben 90 nach links bewegt, wird ein konstantes Flüssigkeitsvolumen in dem Kontrollraum 190 aufrechterhalten, so daß für jeden Zuwachs an Bewegung des Kolbens 90 nach links ein grösserer Zuwachs an Bewegung des Abgabekolbens 92 nach links vorhanden ist. Das Ergebnis ist somit, daß die Bewegung des Abgabegliedes 22 grosser ist als die Bewegung des Eingangsgliedes 20, so daß nur ein geringes Maß an Bewegung für das Pedal 18 erforderlich ist, um die benötigte Bremskraft zu erreichen.

Nachdem die Kolbenanordnung 32 sich nach links in Richtung der Bremstätigung zu bewegen beginnt und nachdem das gewünschte Ausmaß an Bremsung erreicht wurde, wird das Hinzufügen von Kraft zum Bremspedal 18 unterbrochen, die herrschende Kraft jedoch aufrechterhalten. Als Ergebnis hiervon werden sich der Kraftgeberkolben 90 und der Stössel 56 um ein zusätzliches Maß nach links relativ zu dem dann feststehenden Steuerglied 40 bewegen, um damit das Schliessen des Einlassventiles 60, 62 zu ermöglichen,

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während das Auslassventil 70, 72 geschlossen bleibt. Dies ist der Übergangszustand für den Bremskraft geber, in dem die Bremse auf einem vorbestimmten Betätigungsmaß gehalten wird. Eine stärkere Bremsung kann erreicht werden, indem eine grössere Kraft auf das Bremspedal 18 ausgeübt wird, um das Steuerglied 40 nach links zu bewegen. Die Brems kann auch dadurch etwas gelüftet werden, daß man die auf das Bremspedal ausgeübte Kraft reduziert und dem Steuerglied 40 die Möglichkeit gibt, nach rechts zurückzulaufen.

Nachdem das gewünschte Ausmaß an Bremsung erreicht ist, wird das Lüften der Bremse durch Fortnehmen der Kraft von dem Pedal 18 erzielt, was eine Bewegung des Steuergliedes 40 nach rechts relativ zu dem Kraftgeberkolben 90 unter dem Druck der Feder ermöglicht. Anfänglich schliesst das Einlassventil 60, 62 unter dem Druck der Feder 74, wonach das Auslassventil 70 sich von dem Ventilsitz 72 abhebt und den Durchlass 102 öffnet, so daß unter Druck stehende Flüssigkeit in der Kraftgeberkammer 110 in die Rücklaufkammer 106 gelangen kann und von dort durch die Rücklauf leitung 16 zurück zur Druckmittelquelle 12. Da der Druck in der Druckgeberkammer 110 abnimmt, nimmt auch der Druck in dem Pedalhubkontrollraum 190 zwischen den Kolben 90 und 92 ebenfalls um das gleiche Maß ab und da sich die Kolbenanordnung 32 nach , rechts bewegt, wird der Abgabekolben 92 unter dem Druck der in der Auslasskammer 106 befindlichen Rückholfeder 236 zurückgedrückt, Eine solche Bewegung erhält ein konstantes Flüssigkeitsvolumen in dem Raum 190 und ermöglicht es, den Kolben 90 und 92 sich aufeinanderzu zu bewegen. Anders ausgedrückt, macht die Bewegung des Kraftgeberkolbens 90 nach rechts mehr von dem grösseren Bohrungsabschnitt 84 für die Flüssigkeit verfügbar und der Abgabekolben 92 läuft um eine grössere Strecke zurück als der Kraftgeberkolben 90, um die in dem Raum 190 isolierte Flüssigkeit auf einem konstanten Volumen zu halten. Wenn der Kraftgeberkolben 90 seine Ursprungsstellung, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, erreicht, hat auch der Abgabekolben 92 seine in der Zeichnung

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dargestellte Stellung wieder erreicht, in der er sich in Berührung mit dem Kraftgeberkolben 90 befindet.

Wenn während der Bremsbetätigung der maximal von der Druck- " mittelquelle 12 erreichbare Druck eingesetzt ist, steht kein weiterer Druck zur Verfügung, um den Kraftgeberkorben 90 und den Abgabekolben 92 nach links im Sinne einer Bremsbetätigung zu bewegen. Dies ist der sogenannte Auslaufpunkt des Servo-Bremsmechanismusses und jedes zusätzliche Bremsen, das erfolgen muss, muss durch die physische Kraft, die der Benutzer auf das Pedal 18 über das Einlassglied 20 auf das Steuerglied 40 aufbringt, erreicht werden. Diese physische Kraft, die auf das Steuerglied 40 ausgeübt, wird und darauf gerichtet ist, dieses nach links zu bewegen, führt zur Zusammendrückung der Feder und erlaubt es damit dem topfförmigen Teil .54-» mit dem Kraftgeberkolben 90 in Berührung zu kommen. Danach wird die physische Kraft, die auf das Pedal 18 ausgeübt wird, direkt auf den Kraftgeberkolben 90 übertragen, der dann die Kraft nach links überträgt und den Druck in dem Pedalhubkontrollraum 190 steigert, während der Druck in der Kraftgeberkammer 110 konstant bleibt. Hierdurch wird der Kolben 194 des Pedalhubsteuerventiles 192 nach rechts bewegt, bis der Stiel 226 vor die Wand der Bohrung 196 läuft und der Ventilkörper 218 vom Sitz abgehoben wird, so daß die Öffnung 216 freigegeben wird und damit die Flüssigkeit in den Kontrollraum 190, die unter einem relativ hohen Druck steht, in die Kraftgeberkammer 110 im Sinne eines Druckausgleiches überströmen kann. Als Ergebnis wird sich der Kraftgeberkolben 90, wenn genügend physische Kraft auf das Pedal 118 aufgebracht wird, in Anlage an den Abgabekolben 92 bewegen. Danach wird die n-ach links gerichtete Bewegung des Steuergliedes 40 direkt auf den Kraftgeberkolben 90 und den Abgabezylinder 92 übertragen, so daß diese beiden Kolben sich als eine Einheit bewegen und diese Bewegung auf das Ausgangsglied 22 und zum Hauptzylinder 23 im Sinne der Betätigung der Bremsen des Fahrzeuges übertragen .

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Wenn der Bremskraftgeber über den Auslaufpunkt hinaus betätigt wird, in welchem Betriebszustand die Kolbenanordnung 32 zum linken Ende der Kammer 106 bewegt wurde, und der Kraftgeberkolben 90 und der Abgabekolben 92 in Berührung miteinander stehen, ist das Flüssigkeitsvolumen in dem Kontrollraum 190 herabgesenkt worden. Wird der Bremsmechanismus dann freigegeben, wird die Kraft infolge des Druckes in der Kraftgeberkammer 110 sowie auch die physische Kraft des Benutzers fortgenommen und die Kolbenanordnung 32 bewegt sich unter dem Druck der Rückholfeder 236, die sich zwischen dem Teil 98 und dem Abgabekolben 92 erstreckt, nach rechts. Während dieser Bewegung sinkt der Druck in dem Raum 190 in Relation zu dem Druck in der Kraftgeberkammer 110 ab, wodurch das Pedalhubsteuerventil 192 gegen die Kraft der relativ schwachen Feder 224 geöffnet wird, so daß die Flüssigkeit durch den Durchlass 232 zur Wiederauffüllung des Raumes 190 zurückströmen kann. Wenn die Kolben 90 und 92 ihre normale Ausgangsstellung, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, erreichen, hat der Raum 190 wMer sein ursprüngliches Flüssigkeitsvolumen.

Im Falle eines Ausfallens der Druckmittel quelle 12 ist die Betätigung der Bremsen durch Aufbringung physischer Kraft des Benutzers auf das Bremspedal 18 möglich. Wie im Betriebszustand nach dem Auslaufpunkt bewegt sich das Steuerglied 40 nach links, so daß das topfförmige Teil 54 zur Anlage an den Kraftgeberkolben 90 gelangt, der seinerseits an den Abgabekolben 92 wie vorstehend beschriebem läuft, um diese Bewegung auf das Ausgangsglßd 22 und zu dem Hauptzylinder 23 zu übertragen. Auf eine solche Bewegung der Kolben 90 und 92 hin, die durch die auf das Bremspedal 18 aufgebrachte physische Kraft erfolgt, wird der Druck in dem Hubkontrollraum 190 anwachsen und darauf hinwirken, daß von dem Ventilkörper 218 und dem Sitz· 222 gebildete Ventil zu öffnen und damit das Auslaufen von Flüssigkeit aus dem Raum 190 ermöglichen. Dieses ermöglicht den Kolben 90 und 92 in axialem Kontakt miteinander zu bleiben und demzufolge wird die

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Bewegung des Steuergliedes 40 um ein bestimmtes Maß nach links das identische Bewegungsmaß des Ausgangsgliedes'22 nach links zur Folge haben. Mit anderen Worten, das Verhältnis der Bewegungen auf der Eingangsseite und der Ausgangsseite beträgt 1:1, wenn keine Servo-Kraft zur Verfugung steht, während die Servo-Kraftbetätigung des Bremskraftgebers die Bewegung des Abgabekolbens 92 um ein grösseres Maß im Verhältnis zum Kraftgeberkolben 90 bewirkt. Es ergibt sich somit, daß, wenn der Servo-Bremsmechanismus mit einem Pedalhubverhältnis von 4:1 benutzt wird, Bremsbetätigungen im Falle des Fehlens der Servo-Kraft durch eine Pedalbewegung erfolgen, die vierfach grosser ist als die daraus resultierende Bewegung des Ausgangsgliedes, was für den Fall einer Bremsung ausschliesslich aufgrund der physischen Kraft des Benutzers sehr vorteilhaft ist. Andererseits bewegt sich dann, wenn die Servo-Kraft zur Verfugung steht, das Ausgangsglied 22 um eine grössere Strecke als das EingangsgliedlO, so daß sich das Pedal um eine sehr viel geringere Strecke zu be-.wegen hat, was dem Benutzer das Gefühl eines niedrigen Pedalübersetzungsverhältnisses in der GrössenOrdnung von beispielsweise 5:1 oder irgendeines anderen vorbestimmten Verhältnisses vermittelt.

Aus Vorstehendem ist somit ersichtlich, daß ein hydraulischer Servo-Bremsmechanismus geschaffen ist, bei dem ein Verhältnis von Eingangsbewegung zur Ausgangsbewegung zur Verfügung steht, wenn Servo-Kraft, d.h. unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit zur Verfügung steht, um bei der Bremsung mitzuhelfen und ein anderes übersetzungsverhältnis im Falle des Fehlens einer solchen Servo-Kraft zur Verfügung steht, beispielsweise wenn die Druckmittelquelle ausfällt, oder wenn der maximal zur Verfügung' stehende Servo-Druck bereits aufgebraucht ist. Insbesondere ist das Verhältnis von Eingangsbewegung zur Ausgangsbewegung 1:1 im Falle des Fehlens des Servo-Druckes, so daß der volle Pedalhub benutzt werden kann, wenn es erforderlich ist, die Bremsung durch die physische Kraft allein hervorzurufen. Das Verhältnis

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von Eingangsbewegung zur Ausgangsbewegung ist im Falle des Vorhandenseins des Servo-Druckes grosser als eins, so daß eine geringere Pedalbewegung erforderlich ist, um den Servo-Bremsmechanismus zu betätigen, was dem Benutzer das Gefühl eines geringeren und üblicheren Pedalhubübersetzungsverhältnisses vermittelt.

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Claims (8)

Patentansprüche

1.!Hydraulisch betätigter Servo-Bremsmechanismus zur Betäti-

.ng der Bremsen eines Fahrzeuges unter Verwendung einer Druckmittelquelle für einen hydraulischen Flüssigkeitsdruck, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuseabschnitt (24·) ein grösserer Bohrungs ab schnitt (84-) und ein kleinerer Bohrungsabschnitt (86), die miteinander in leitender Verbindung stehen, vorgesehen sind,«in dem grösseren Bohrungsabschnitt (84-) ein Kraftgeberkolben (90) bewegbar angeordnet ist, der auf seiner einen Seite eine Kraftgeberkammer (110) bildet und in dem kleineren Bohrungsabschnitt (86) ein Abgabekolben (92) bewegbar ist, der einen Flüssigkeit enthaltenden Kontrollraum (190) in den genannten Bohrungsabschnitten zwischen dem Kraftgeberkolben (90) und dem Abgabekolben (92) bildet, zwischen der Druckmittelquelle (12) und der Druckgeberkammer (110) ein Einlassventil (60, 62) zur Speisung der Kraftgeberkammer (110) im Sinne einer Bewegung des Kraftgeberkolbens (90) vorgesehen ist und ein weiteres Pedalhubsteuerventil (192) vorgesehen ist, das auf den gleichen Druck in der Kraftgeberkammer (110) und dem Kontrollraum (190) anspricht, um das Flüssigkeitsvolumen in dem Kontrollraum (190) während der Bewegung des Kraftgeberkolbens (90) unter Wirkung des Druckes in der Kraftgeberkammer (110) konstant zu halten, wodurch die Bewegung des Kraftgeberkolbens (90) in Richtung der Bremsbetätigung eine grössere Bewegung des Abgabekolbens (92) hervorruft.

2. Servo-Bremsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pedalhubsteuerventil (192) geschlossen ist, wenn

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die Drücke in der Kraftgeberkammer (110)" und dem Kontrollraum (190) gleich, gross sind.

3· Servo-Bremsmechanismus nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pedalhubsteuerventil (192) auf die Drücke in dem Kontrollraum (190) und der Kraftgeberkammer (110) anspricht und im Falle der Gleichheit dieser Drücke geschlossen bleibt und im Falle eines geringeren Druckes in der Kraftgeberkammer (110) als in dem Kontrollraum (190) sich öffnet derart, daß Flüssigkeit aus dem Kontrollraum (I90) austritt, wodurch die Kolben (90 und 92) als eine Einheit in Bremsbetätigungsrichtung bewegbar sind und wobei ferner das Ventil im Falle eines in der Kraftgeberkammer (110) gegenüber dem Kontrollraum (190) grösseren Druckes öffnet derart, daß Flüssigkeit in den Kontrollraum (190) eintreten kann.

4. Servo-Bremsmechanismus nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Pedalhubsteuerventil (192) in einem Flüssigkeitsdurchlass zwischen dem Kontrollraum (190) und der Kraftgeberkammer (110) angeordnet ist und bei gleichen Drücken in dem Kontrollraum und der Kammer geschlossen ist, während es bei ungleichen Drücken geöffnet ist.

5· Servo-Bremsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kolben (92 und 90) zwischen sich in dem Gehäuseabschnitt den Kontrollraum (190) bilden, wobei der Abgabekolben (92) einen kleineren Querschnitt als der Kraftgeberkolben (90) hat und in Abhängigkeit vom Druck in dem Kontrollraum (190) bewegbar ist und ferner dadurch gekennzeichnet, daß in der Schließstellung des Pedalhubsteuerventiles (192) der Kontrollraum (190) von der Druckmittelquelle (12) abgetrennt ist, wenn die Kolben (92 und 90) sich in Abhängigkeit vom Druck der Druckmittelquelle (12) bewegen, während das Ventil (192) in Abhängigkeit von dem Druckdifferential¹ zwischen der Kraftgeberkammer (110) und dem Kontrollraum (190) geöffnet ist, was im Falle des Aufgebrauchs des Druckes der Druckmittelquelle (112) gegeben ist.

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6. Servo-Bremsmechanismus nach Anspruch. 5» dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Pedalhubkontrollraum (190) und der Druckgeberkammer (110) eine leitende Verbindung vorgesehen ist.

7· Servo-Bremsmechanismus nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Pedalhubsteuerventil (192) einen in einem Zylinderraum zwischen zwei Stellungen bewegbaren Kolben (19²I-) aufweist und die den Zylinderraum bildende Bohrung (196) auf der einen Seite des Kolbens (19²O mit dem Kontrollraum (190) und auf der anderen Seite des Kolbens (194·) mit der Kraftgeberkammer (110) in leitender Verbindung steht, wobei dem Kolben (194-) ein normalerweise geschlossenes Absperrventil (218, 222) zugeordnet ist, das durch die Bewegung des Kolbens (194·) in seine zweite Stellung, betätigbar ist im Sinne der Schaffung einer Verbindung zwischen dem Kontrollraum (190) und der Kraftgeberkammer (110) zwecks Ausströ'mens der Flüssigkeit aus dem Raum (190) im Sinne einer Bewegung der Kolben (92 und 90) als Einheit.

8. Servo-Bremsmechanismus nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (218) des Absperrventiles von dem Kolben (19²I-) getragen ist und einen Stiel (226) aufweist, der vor den Grund der Bohrung (196) bei der Bewegung des Kolbens in seine zweite Stellung im Sinne einer öffnung des Absperrventiles vorläuft.

9· Servo-Bremsmechanismus nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (218) des Absperrventiles auf den in der Kraftgeberkammer (110) herrschenden und gegenüber dem Kontrollraum (190) grösseren Druck im Sinne der Öffnungsbewegung anspricht, derart, daß Flüssigkeit aus der Kraftgeberkammer (110) in den Kontrollraum (190) überströmt.

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