DE2347818B2 - Mit servodruck arbeitende kraftgebervorrichtung zur betaetigung eines hydraulischen fahrzeug-bremssystems - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mit Servodruck arbeitende Kraftgebervorrichtung zur Betätigung eines hydraulischen Fahrzeug-Bremssystems, bei der in einer Bohrung eines Gehäuses ein Kraftgeberkolben verschiebbar geführt ist und bei der mit einem pedalbetäligbaren Steuerglied einVentil betätigbar ist, das in der Ruhestellung eine von der pedalseitigen Stirnfläche des Kraftgeberkolbens und einer gehäusefesten Wand begrenzte Kraftgeberkammer mit einem Vorratsbehälter und in der Bremsbetätigungsstellung mit einer Druckmittelquelle verbindet, wobei bei Ausfall der Druckmittelquelle der Kraftgeberkolben unmittelbar durch das Steuerglied verschiebbar ist.

Bei einer bekannten Kraftgebervorrichtung dieser Art (DT-OS 20 48 922) ergibt sich sowohl für die Bremsbetätigung mittels Servodruck wie auch für die unmittelbare Bremsbetätigung durch den Benutzer bei Ausfall der Druckmittelquelle ein und derselbe Pedalhub. Dies ist jedoch im Hinblick auf die Bremswege insbesondere dann, wenn die Servokraft ausgefallen ist, ungünstig, da es für diesen Fall sehr viel zweckmäßiger wäre, ein im Verhältnis zur Bremsung unter Zuhilfenahme der Servokraft größeres Bremspedal-Übersetzungsverhältnis zur Verfugung zu haben.

Man hat versucht, im Hinblick auf eine erhöhte Sicherheit insbesondere in der Situation des Ausfalls der Servokraft das übliche Bremspedal-Übersetzungsverhältnis von z. B. 3 : 1 auf 4 : 1 zu erhöhen. Diese Steigerung ist in der Situation des Ausfalls der Servokraft günstig, ist aber bei der Bremsung unter Ausnutzung der Servokraft für den Benutzer unangenehm, da der Pedalhub deutlich länger ist. als es der Fahrzeugbenutzer gewöhnt ist. Um dem abzuhelfen, ist es bekannt (DT-OS 14 30 568), dem Pedal unterschiedliche Ausgangsstellungen zu geben, und zwar insbesondere dann dem Pedal eine höhere Ausgangsstellung bezüglich des Unterbodens des Fahrzeugs zu geben, wenn die Servokraft nicht zur Verfügung steht. Die beiden unterschiedlichen Ausgangsstellungen für das Pedal sind jedoch ebenfalls unpraktisch und für den Benutzer unbequem. Er muß die neue und höhere Stellung des Pedals mit dem Fuß aufsuchen und dies unter der ungewohnten Ausnahmesituation, daß die Servokraft ausgefallen ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine mit Servodruck arbeitende Kraftgebervorrichtung der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß sich bei einem Fehlen des Servodrucks eine größere Übersetzung zwischen dem Bremspedalhub und dem Hub des die Druckerhöhung im Bremssystem bewirkenden Ausgangsgliedes ergibt als bei vorhandenem Servodruck. wobei jedoch die Ruhestellung des Bremspedals in beiden Fällen dieselbe sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß

a) die den Kraftgeberkolben aufnehmende Bohrung in eine weitere Bohrung geringeren Durchmessers übergeht, in der ein Arbeitskolben verschiebbar geführt ist, wobei beide Kolben mit den Bohrungs wänden einen Pedalhubsteuerraum einschließen;

b) der Arbeitskolben in Richtung seiner Anlage auf den Kraftgeberkolben durch die Kraft einer Feder vorgespannt ist und bei seiner Verschiebung entgegen der Kraft der Feder ein die Druckerhöhung im Bremssystem bewirkendes Ausgangsglied beta tigt;

c) in einer die Kraftgeberkammer mit dem (Vdalhubsteuerraum verbindenden Leitung ein normalerweise geschlossenes Pedalhubsteuerventil an geordnet ist, das öffnet, wenn der Druck im Pedalsteuerraum höher ist als der Druck in der Kraftge berkammer.

Ist zur Bremsung ein Servodruck vorhanden, bleib; das Pedalhubsteuerventil bei der Bremsung geschlos-

sen, so daß ein konstantes Flussigkeitsvolumen im Pedalhubsteuerraum aufrechterhalten bleibt Da der Durchmesser des Kraftgeberkolbens größer ist als der Durchmesser des Arbeitskolbens, ergibt sich für jede Vorbewegungseinheit des Krafmeberkolbens eine im Ausmaß größere Vorbewegung des Arbeitskolbens in die gleiche Richtung. Ist jedoch die Druckmittelquelle ausgefallen, übersteigt bei Vorbewegung des Kraftgeberkolbens alsbald der Druck im Pedalhubsteuerraum denjenigen der Kraftgeberkammer. Das Pedalhubsteuerventil öffnet. Der Kraftgeberkolben und der Arbeitskolben kommen in Anlage und werden gemeinsam vorbewegt. Dies bat zur Folge, daß sich das Ausgangsglied um identisch dieselbe Strecke bewegt wie das Eingangsglied. Bei gleicher Ausgangsstellung des Pedals ergibt sich somit, daß bei Vorhandensein des Servodrucks das Verhältnis von Bewegung des Einschaltgliedes zur Bewegung des Ausgangsgliedes größer als 1 ist und somit eine geringe Pedalbewegung für die Bremsung erforderlich ist, was dem Benutzer sein gewohntes Gefühl der Pedalhub-Überseizungsverhältnisse vermittelt, während bei Ausfall des Servodrucks das Verhältnis von Bewegung des Eingangsgliedes zur Bewegung des Ausgangsgliedes gleich 1 : 1 ist, im Falle des Fehlens des Servodrucks also der vcile Pedalhub für die Bremsung allein durch die physische Kraft des Benut zers zur Verfügung steht.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegerstandes wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

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

Die in der Zeichnung dargestellte hydraulische Kraftgebervorrichtung 10 empfängt den hydraulischen Druck von emer schematisch angedeuteten Druckmiitelquelle 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 Kraft-Steuersystems eines Fahrzeuges sein. Sie kann aber auch Teil eines gesonderten Hydraulikkreises mit eine gesonderten Pumpe sein. Die Druckmitteiquelle kann einen beliebigen Aufbau haben.

Die Kraftgebervorrichtung 10 wird durch ein Pedal 18 betätigt, das seinerseits ein Eingangsgiied 20 bewegt, um die Betätigung der Kraftgebervorrichtung zu steuern, was wiederum in der Bewegung eines Aus gangsgliedes 22 resultiert, um einen üblichen hydraul: sehen Hauptzylinder 23 zu betätigen, der einen Teil eines üblichen hydraulischen Bremssystems bildet.

Die Kraftgebervorrichtung 10 beinhaltet ein Gehäuse, das aus einem vorderen Gehäuseabschnitt 24, an dem der Hauptzylinder H in üblicher Weise befestigt ist, und einer rückwärtigen Verschlußplatte und Gehäu seabschnitt 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 fiüssigkeitsdicht aneinander gehalten und bilden eine ringförmige Kammer 30, die die Hydraulikflüssigkeit von der Druckmittelquelle 12 über die Leitung 14 empfängt.

Der vordere Gehäuseabschnitt 24 nimmt gleitend in sich eine Reihenanordnung 32 auf. Die durch die Leitung 14 in die Kammer 30 eingeförderte Hydraulikflüssigkeit steht unter der Kontrolle eines Nachfolgeventils 34. Das Nachfolgeventil 34 wird durch die Bewegung des Eingangsgliedes 20 betätigt, so daß infolge der Bewegung des Pedals 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 ίο 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 Verschiebebeweis gungen ermöglichenden Dichtung zusammenwirken. Der verbreiterte Abschnitt der Bohrung 38 zwischen den Dichtungen 42 und 44 bildet einen ringförmigen HoMraum 46 um die Außenseite des Steuerg/iedes 40 herum, in den Hydraulikflüssigkeit von der Kammer 30

durch radial verlaufende Durchlässe 48 gelangen kann. Das rechte Ende des Steuergliedes 40 ist mit dem Eingangsgiied 20 verbunden, so daß die Bewegung des Bremspedals 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 Bohrungsabschnut 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 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 topiförmigen Teils 54 innerhalb des Bohrungsabschnitlcs 50 gebildet ist. Die Kegelfläche 60 und die ringförmige Schulter 62 bilden das Einlaßventil der Kraflgeber\oiricbti!':g 10, das den Flüssigkeitsstrom in einem Durchlaß Cv* hinter dem Kopf 58 steuert. Eir pil/förmiges Ver.iiivjvk 66 ist mit seinem Stiel 68 it: den Kopf 58 e.iig«.^ !.raubt und das gegenüberliegende Ende ist mit ein^ OichUing 70 verschen, die mit einem ringförmigen Ventilsitz 72 in der Kolbenanordnung 32

so zusammenwirkt Die Dichtung 70 und der Ventilsitz 72 bilden das Auslaßventil des sogenannten Nachfolge ventils 34.

Der Stöße! 56 kann relativ zu dem Steuerglied 40 gleiten und er wird kontinuierlich durch eine Feder 74

ro nach links gedruckt gehalten, die zwischen der Stirn wand des kleineren Bohrungsabschnittes 52 und dem Stößel 56 wirkt und die normalerweise dahingehend wirkt, daß das Einlaßventil 60, 62 in geschlossener Stellung gehalten ist, wit. es in der Zeichnung dargestellt ist

h.j Der Stöße! 56 r;i-J, 1 .-:ii-,ammen mit dem Bohrungsab schnitt 50 einei 1. ^;f einigen Flüssigkeitshohlraum 76 der über radiale .O^.-chlässc 78 in leitender Verbindung mit dem Hohlraum 46 steht. Die in die ringförmige Kammer 30 eiiigL-fordci te Hydraulikflüssigkeit steht

'•5 somit in dem liuhi'jum 76 und an dem Einlaßventil 60. 62 durch die radialen Durchlässe 48, den ringförmiger-Hohlraum 46 und die radialen Durchlese 78 zur Verfii gung.

Der vordere Gchiiiiscabschniu 24 ist mit einer abgesetzten Bohrung versehen, die einen kleinen Bohrungs abschnitt 86. einen größeren Bohriingsabschnitt 84 so wie einen nochmals vergrößerten Bohrungsabschnitt 82 nimmt einen zylindrischen Ansatz 88 des rückwärtigen Gehäuseabschnitts 26 auf. In der abgesetzten Bohrung ist ferner die Kolbenanordnung 32 angeordnet, die ihrerseits aus zwei verschiedenen Kolben besteh;, nämlich einem im Durchmesser großen Kraftgeberkol ben 90, der verschieblich in dem größeren Bohrungsab schnitt 84 angeordnet ist, sowie einem im Durchmesser kleineren Arbeitskolben 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 Arbeitskolbens 92 geführt ist. Der Arbeitskolben 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 Haupt/ylinders 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 Arbeitskolben 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 Steuergiiedes 40 nach links, gesehen von der in der Zeichnung dargestellten Stellung, geschieht gegen den Widerstand 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 70 des Auslaßventils den Sitz 72 des Auslaßventils 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 Einlaßventils von der ringförmigen Schulter 62, die als Ventilsitz dient, abgehoben wird, um das Einlaßventil zu öffnen. Die öffnung des Einlaßventils 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 Verfugung steht. Auf die Einbringung der unter Druck stehenden Flüssigkeit in die Kra^ftgeberkammer 110 hin, bewegt sich die Kolbenanordnung 32 nach links, um den Hauptzylinder 23 und damit die Bremsen zu betätigen.

Die Kolbenanordnung der Kraftgebervorrichtung 10 beinhaltet den Kraftgeberkolben 90, der dichtend an rW Wandune des Bohrungsabschnittes 84 anliegt und den relativ dazu bewegbaren Arbeitskolben 9Z der dichtend an der Wandung des kleineren Bohrungsabschnittes 86 anliegt. Der Raum in dem Bohrungsabschnitt 84 zwischen dem Kraftgeberkolben 90 und dem Arbeitskolben 92 bildet einen Pedalhubsteuerraum 190,

^c der zum Zweck der Steuerung des IJbersetziingsvcrhältniseses des Pedalhubs 18 zum Hub des Abpabegliedes 22 in einer nachfolgend noch näher beschriebenen Weise benutzt wird.

Das Flüssigkeitsvolumen und der Druck in dem

ic Raum 190 wird von einem Pedalhubsteuei ventil 192 gesteuert, das einen Kolben 194 aufweist, der verschieblich in einer abgesetzten Bohrung 1% geführt ist. die über einen radialen Durchlaß 198 mit dem Kontrollraum 190 in leitender Verbindung steht Das linke Ende

is der Bohrung 196 ist durch einen Stopfen 202 verschlossen, der in den 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 Pedalhubstcuerventils 192 ist einerseits verschieblich in der Bohrung 1% geführt und andererseits gegenüber der Bohrungswand durch eine

.'5 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 1% 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 Ventilglied 218 gesteuert wird, in leitender Verbindung mit einer Kammer 227 am rechten Ende des Kolbens 194. Das Ventilglied 218 weist ein konisches Kopfstück 220 auf. das unter der Kraft einer Feder 224 gegen einen schulterförmigen Sitz 222 gedruckt ist. Die Feder 224 ist in der Kammer 214 angeordnet und drückt das Ventilglied 218, gesehn auf die Zeichnung, nach rechts. Von dem Kopfstück 220 steht ein genuteter Stift 226 durch die öffnung 216 vor, der infolge einer Bewegung des Kolbens 194 nach rechts mit dem entsprechenden Bohrungsgmnd der Bohrung 1% 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 Kolbenan ordnung 32. Der Hohlraum 204 auf der linken Seite der Dichtung 210 des Kolbens 194 steht in leitender Ver bindung mit dem Pedalhubsteuerraum 190.

Das Pedalhubsteuerventil 192 befindet sich nor malerweise 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 ir dem Pedalhubsteuerraum 190 auf einen Druck an, dei größer ist als der Druck in der Kraftgeberkammer 110 bewegt der auf die Dichtung 210 einwirkende Differen tialdruck den Kolben 194 nach rechts, so daß der Stif 226 an den Grund der Bohrung 196 stößt und das Ven tilglied 218 damit in seine Offenstellung bewegt wird so daß Flüssigkeit von Pedalhubsteuerraum 190-in di< Kraftgeberkammer 110 gelangen kann. Auf der ande ren Seite wirkt dann, wenn der Druck in der Kraftge

berkammer 110 größer ist als in dem Pedalhubsteuerraum 190 ein Differentialdruck auf das konische Köpfst! ok 220 des Ventilgliedes 218, und zwar gegen die VV ikung der Feder 224. und öffnet damit den Durchlaß 21β. damit Flüssigkeit von der Kraftgeberkammer 110 in den Pedalhubsteuerraum 190 überströmen kann.
Die Funktionsweise der Kraftgebervorrichtung ist

w-ie folgt:

Wenn sich die Kraftgebervorrichtung 10 in einer Stellung befindet, die der urlbetätigten Stellung der Bremsen entspricht, nehmen ihre verschiedenen Teile die in eier Zeichnung dargestellte Stellung ein. Die gesamte Vorrichtung 10 ist dabei mit Hydraulikflüssigkeit angefüllt. Der Druck der Hydraulikflüssigkeit in der K.immer 30 entspricht dem Druck der Druckmitteiquelle 12 und dieser Druck herrscht demzufolge auch in dem Hohlraum 7b am Einlaßventil 60. 62 des Nachiolgcventils 54. Der Rest der Vorrichtung mit seinen verschiedenen Hohlräumen und Durchlässen beimdet '.ich auf dem sogenannten Rücklauldruck, d. h. einem minimalen Druck in der Größenordnung von etwa OJS atü (Hler weniger und die Hydraulikflüssigkeit kann von der Kraftgebervorrichtung 10 durch die Rücklauflcitung 16 zur Druckmittelquclle 12 zurücklaufen.

Soll gebremst werden, wird eine Kraft auf das Bremspedal 18 ausgeübt, die durch das Eingangsglied 20 weiter übertragen wird und eine Bewegung des Steiicrglicdes 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 /.u. bis die Dichtung 70 auf den Ventilsit/ 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 Sieuerghedes 40 nach links geschieht dann als Relativbewegung /u dem dann festgehaltenen Stößel 56. so daß die Feder 74 am rechten Ende des Stößeis 56 zusammengedrückt wird und die Kegelfläche 60 des Ventilkopfes von dem Ventilsitz 62 abhebt, so daß sieh das Einlaßventil öffnet und damit der Druck aus der Kammer 76 in dem Steuerglied 40 der Kraftgeberkammer 110 am rechten Ende des Kraftgeberkolbens 90 gelangen kann. Der Druckanstieg in der Kraftgeberkammer HO bewirkt, daß die Kolbenanordnung 32 sich nach links bewegt, da in dem Hohlraum 106 auf der linken Seile der Kolbenanordnung ein geringerer Druck herrscht.

Um die fortgesetzte Bewegung der Kolbenanordnung 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 HO weiter ansteigen kann.

Bewegt sich die Kolbenanordnung 32 infolge des Druckanstiegs in der Kraltgeberkammer HO nach links, wird der gleiche Druck auch durch die Durcr lasse 232 und 234 übertragen und wirkt auf die rechte Seite der Dichtung 210 des Pedalhubsteuerventiis 192 ein Dieser Druck wirkt zusammen mit der Kraft der Feder 212 dahingehend, daß der Kolben 194 an den Stopfen 202 angedrückt gehalten wird Als Ergebnis wird Jie in dem Pedalhubsteuerrdum 190 befindliche Hus*;gM-it von dem Rest der Flüssigkeit in der Kraftgebervorrichtung 10 abgetrennt. Trotz dieser Isolierung beinhaltet der l'edalhubsieuerraum 190 Flüssigkeit, die unter dem gleichen Druck steht wie der Druck in der Kraftgeber-■■ kammer HO auf der rechten Seite des Kraflgeberkolbuns 90. Dieser Zustand tritt dadurch ein. daß die Kolben 90 und 92 unabhängig voneinander sind und die Kraft infolge des auf den Kraftgeberkolben 90 wirkenden Druckes durch die in dem Pedalhubsteuerraum 190

i,i eingeschlossene Flüssigkeit übertragen wird. Bei einem Anwachsen des Drucke?» in der Kraftgeberkammer 110 auf der rechten Seite des Kraftgeberkolbens 90 und bei abgetrenntem, isoliertem Pedalhubsteuerraum 190 wird die nach links gerichtete Bewegung des Kraftgeberkol-

is bens 90 über die Hydraulikflüssigkeit in dem Raum 190 auf den kleineren Arbeitskolben 92 übertragen. Der Durehmesser des Kraftgeberkolbens 90 ist größer als der Durchmesser des Arbeitskolbens 92 und, wenn sieh der Kraftgeberkoiben 90 nach links bewegt, wird ein konstantes Flüssigkeitsvolumen in dem Pedalhubstcuerraum 190 aufrechterhalten, so daß für jeden Zuwachs an Bewegung des Kolbens 90 nach links ein größerer Ziiwachs an Bewegung des Arbeitskolbens 92 nach links vorhanden ist. Das Ergebnis ist somit, daß die Be-

·< wegung des Abgabegliedes 22 größer 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 Bremsbetätigung zu bewegen beginnt und nachdem das gewünschte Ausmaß an Bremsung erreicht wurde, wird das Bremspedal 18 nicht weiterbewegt, die herrschende Kraft jedoch aufrechterhalten. Als Ergebnis hiervon werden sich der Kraftgeberkol-

;> ben 90 und der Stößel 56 um ein zusätzliches Maß nach links relativ zu dem dann feststehenden Steuerglied 40 bewegen, um damit das Schließen des Einlaßventils 60. 62 zu ermöglichen, während das Auslaßventil 70. 72 geschlossen bleibt. Dies ist der Übergangszustand für den Bremskraftgeber, 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 Bremse 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 er- reicht 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 Druck der Feder 108 ermöglicht. Anfänglich schließt das Einlaßventil 60,62 un- ter 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 ir der Kraftgeber^ammer 110 in die Rücklaufkammer 10t gelangen kann und von dort durch die Rücklaufleitung

bo 16 zurück zur Druckmittelquelle 12. Da der Druck ir der Kraftgeberkammer HO abnimmt, nimmt auch det Druck in dem Pedalhubsteuerraum 190 zwischen der Kolben 90 und 92 ebenfalls um das gleiche Maß ab unc da sich die Kolbenanordnung 32 nach rechts bewegt

(^ wird der \rbeiiskolben 92 unter dem Druck der ir Rücklaufkammet 106 befindlichen Rückholfeder 23( /uruckgedruck'.. Eine seiche Bewegung erhalt ein kon surges ΐ'ί:;·-■-·?'-!■-!-·'-lumer; in dem Raum 190 und er

möglicht es den Kolben 90 und 92. sich aufcinandcr/u /u bewegen. Anders ausgedrückt, macht die Bewegung des Kraftgeberkolbens 90 nach rechts mehr von dem größeren Bohrungsabschnitt 84 für die Flüssigkeit verfügbar und der Arbeitskolbcn 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 Arbcitskolben 92 seine in der Zeichnung dargestellte Stellung wieder erreicht, in der er sich in Berührung mit dem Kraftgeberkolben 90 befindet.

Wenn während der Bremsbetätigung der maximal von der Druckmittelquelle 12 erreichbare Druck eingesetzt ist, steht kein weiterer Druck zur Verfügung, um den Kraftgebcrkolben 90 und den Arbeitskolben 92 nach links im Sinne einer Bremsbetätigung zu bewegen. Dies ist der sogenannte Auslaufpunkt des Servo-Bremsmechanismus und jedes zusätzliche Bremsen, das erfolgen muß, muß durch die physische Kraft, die der Benutzer auf das Pedal 18 über das Eingangsglied 20 auf das Steuerglied 40 aufbringt, erreicht werden. Diese physische Kraft, die auf das Steuerglied 40 ausgeübt wird und darauf ausgerichtet ist, dieses nach links zu bewegen, führt zur Zusammendrückung der Feder 108 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 Pedalhubsteuerraum 190 steigert, während der Druck in der Kraftgeberkammer 110 konstant bleibt. Hierdurch wird der Kolben 194 des Pedalhubsteuerventils 192 nach rechts bewegt, bis der Stift 226 vor die Wand der Bohrung 196 läuft und der Ventilkörper 218 vom Sitz abgehoben wird, so daß die Öffnung 218 freigegeben wird und damit die Flüssigkeit in den Pedalhubsteuerraum 190, die unter einem relativ hohen Druck steht, in die Kraftgeberkammer 110 im Sinne eines Druckausgleichs überströmen kann. Als Ergebnis wird sich der Kraftgeberkolben 90, wenn genügend physische Kraft auf das Pedal 118 aufgebracht wird, in Anlage an den Arbeitskolben 92 bewegen. Danach wird die nach links gerichtete Bewegung des Steuergliedes 40 direkt auf den Kraftgeberkolben 90 und den Arbeitskolben 92 übertragen, so daß diese beiden Kolben sich LiIs eine Einheit bewegen und diese Bewegung auf das Ausgangsglied 22 und zum Hauptzylinder 23 im Sinne der Betätigung der Bremsen des Fahrzeuges übertragen.

Wenn der Bremskrafigeber 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 Arbeitskolben 92 in Berührung miteinander stehen, ist das Flüssigkeitsvolumen in dem Pedalhubsteuerraum 190 herabgesenkt worden. Wird das Pedal dam freigegeben, bewegt sich die Kolbenanordnung 32 un ter dem Druck der Rückholfeder 236, die sich /.wischer dem Teil 98 und dem Arbeitskolben 92 erstreckt, nach ^ rechts. Während dieser Bewegung sinkt der Druck ir dem Raum 190 in Relation /u dem Druck in der Kraft geberkammer 110 ab, wodurch das Pedalhubsteuerventil 192 gegen die Kraft der relativ schwachen Feder 224 geöffnet wird, so daß die Flüssigkeit durch den Durch

ίο laß 232 zur Wiederauffüllung des Raumes 190 zurück strömen kann. Wenn die Kolben 90 und 92 ihre normale Ausgangsstellung, wie sie in der Zeichnung darge stellt ist, erreichen, hat der Raum 190 wieder sein ursprüngliches Flüssigkeitsvolumen.

Im Falle eines Ausfallens der Druckmittelquelle 12 isi die Betätigung der Bremsen durch Aufbringung physischer Kraft des Benutzers auf das Bremspedal 18 itiöglieh. 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 Arbeitskolben 92 wie vorstehend beschrieben läuft, um diese Bewegung auf das Ausgangsglied 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 Pedalhubsteuerraum 190 anwachsen und daraul hinwirken, das von dem Ventilglied 218 und dem Sn/ 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 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 Servokraft zur Verfugung steht, während die Servokraftbetätigung des Bremskraftgebers die Bewegung des Arbeitskolbens 92 um ein größeres Maß im Verhältnis zum Kraftgeberkolben 90 bewirkt. Es ergibt sich somit, daß wenn die Kraftgebervorrichtung mit einem Pedalhubverhältnis von 4 : 1 benutzt wird, Bremsbetätigungen im Falle des Fehlens der Servokraft durch eine Pedalbewegung erfolgen, die vierfach größer ist als die daraus resultierende Bewegung des Ausgangsgliedes, w^.s für den Fall einer Bremsung ausschließlich auf Grund der physischen Kraft des Benutzers sehr vorteilhaft ist. Andererseits bewegt sich dann.

wenn die Servokraft zur Verfügung steht, das Aus gangsglied 22 um eine größere Strecke als das Ein gangsglied 20, so daß sich das Pedal um eine sehr viel geringere Strecke zu bewegen hat, was dem Benutzer das Gefühl eines niedrigen Pedalübersetzungsverhält- nisses in der Größenordnung von beispielsweise 3 :1 oder irgendeines anderen vorbestimmten Verhältnisses vermittelt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Mit Servodruck arbeitende Kraftgebervorrichtung zur Betätigung eines hydraulischen Fahrzeug-Bremssystems, bei der in einer Bohrung eines Gehäuses ein Kraftgeberkolben verschiebbar geführt ist und bei der mit einem pedalbetätigbaren Steuerglied ein Ventil betätigbar ist, das in der Ruhestellung eine von der pedalseitigen Stirnfläche des Kraftgeberkolbens und einer gehäusefesten Wand begrenzte Kraftgeberkammer mit einem Vorratsbehälter und in der Bremsbetätigungsstellung mit einer Druckmittelquelle verbindet, wobei bei Ausfall der Druckmittelquelle der Kraftgeberkolben un mittelbar durch das Steuerglied verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die den Kraftgeberkolben (90) aufnehmende Bohrung in eine weitere Bohrung (86) geringeren Durchmessers übergeht, in der ein Arbeitskolben (92) verschiebbar geführt ist, wobei beide Kolben (90 und 92) mit den Bohrungswänden einen Pedalhubsteuerraum (190) einschließen;

b) der Arbeitskolben (92) in Richtung seiner AnIage an den Kraftgeberkolben (90) durch die Kraft einer Feder (236) vorgespannt ist und bei seiner Verschiebung entgegen der Kraft der Feder (236) ein die Druckerhöhung im Bremssystem bewirkendes Ausgangsglied (22) betätigt;

c) in einer die Kraftgeberkammer (110) mit dem Pedalhubsteue^rraum (190) verbindenden Leitung (198, 206, 204, 227, 237, 234) ein normalerweise geschlossenes Pedalhubsteuerventil (192) angeordnet ist, das öffnet, wenn der Druck im Pedalhubsteuerraum (190) höher ist als der Druck in der Kraftgeberkammer (110).

2. Kraftgebervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pedalhubsteuerven· IiI (192) einen in einer Bohrung (1%) zwischen zwei Stellungen bewegbaren Kolben (194) aufweist, deslen eine Seite vom Druck in der Kraftgeberkammer Il 10) und dessen andere Seite vom Druck in dem Pedalhubsteuerraum (190) beaufschlagt ist, und daß der Kolben (194) ein normalerweise geschlossenes Absperrventil (218, 222) steuert.

3. Kraftgebervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil ein Ventilglied (218) aufweist, das durch die Kraft einer Schließfeder (224) auf einen in dem Kolben (194) befindlichen Sitz (222) gehalten ist und das mit einem durch den Ventilsitz hindurchragenden Stift (226) versehen ist, d;r durch einen gehäusefesten Anschlag beim Verschieben des Kolbens (194) das Ventilglied (218) von seinem Sitz (222) abhebbar ist *ind dadurch eine Druckmittelverbindung durch den Kolben (194) hindurch freigibt.