DE2452240A1

DE2452240A1 - Kraftuebertragungseinrichtung

Info

Publication number: DE2452240A1
Application number: DE19742452240
Authority: DE
Inventors: Jerrie Keith Ramage
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1973-11-12
Filing date: 1974-11-04
Publication date: 1975-05-15
Also published as: US3861236A; DE2452240C2; BR7409429A; CA1008758A; JPS5235418B2; JPS5078761A

Description

Kraftübertragungseinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftübertragungseinrichtung mit zwei übertragungsverhältnissen, insbesondere zur Übertragung der auf ein Bremspedal ausgeübten Kraft auf eine Ventilbetätigungsstange eines Kraftverstärkers einer Fahrzeugbremsanlage.

Viele Kraftfahrzeuge werden heutzutage mit einem Servomotor für die Bremsen ausgerüstet. Bei Servomotoren, die durch eine mit Hilfe eines Vakuums und der Luft aufgebauten Druckdifferenz an einer beweglichen Wandung betätigt werden, muß der Fahrer die Eingangskraft für eine Bremsbetätigung manuell aufbringen, wenn das Vakuum in vermindertem Umfang zur Verfügung steht oder gar ausfällt.

Es sind verschiedene Einrichtungen bekannt, mit Hilfe der die Wirksamkeit der Eingangskraft bei Ausfall der Bremsunterstützung vergrößert wird, wie z.B. die im englischen Sprachgebrauch als "pop-up pedal" bezeichneten Einrichtungen. Bei den meisten dieser Einrichtungen wird die Stelle, über die die Eingangskraft über-

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tragen wird, verschoben, so daß ein Bremspedal mit einem unterschiedlichen Hebelübertragungspunkt geschaffen wird. Einrichtungen dieser Art sind aus der US-PS 3 142 199 bekannt, wonach mittels eines Kniehebelgestänges der Hebelpunkt geändert wird, der US-PS 3 275 891, wonach vakuumgesteuerte Hebel den Angriffspunkt ändern, und aus der US-PS 3 063 427, wonach ein Einstellschlitz am Pedalarm vorgesehen ist. Zusätzlich zu den zahlreichen Teilen, die benötigt werden, um das Pedal bei Ausfall der Bremsunterstützung im Fahrbetrieb in die andere Stellung zu bringen, verschiebt sich das Pedal nach oben, so daß der Fahrer einige Zeit braucht, um sich auf diese neue Pedalhöhe einzustellen.

Aus der US-PS 3 633 366 ist nun eine Einrichtung mit zwei Hebelübertragungsverhältnissen bekannt, bei der das Bremspedal mit und ohne Bremsunterstützung immer in derselben physikalischen Höhe bleibt. In dieser Einrichtung ist ein erstes Kraftübertragungsglied durch einen Spalt von dem Ventil zur Betätigung des Servomotors getrennt, bis die zur Betätigung des Servomotors nötige Kraft, die über einen ersten elastischen Körper eines zweiten Kraftübertragungsglieds übertragen wird, ausreicht, den elastischen Körper zusammenzudrücken und den Spalt zu schließen. Bei geschlossenem Spalt wird dann eine weitere Eingangskraft über das erste Kraftübertragungsglied übertragen. Der Fahrer erhält jedoch während der Zeit zum Schließen des Spaltes das Gefühl, daß es an Eingangskraft zur Beaufschlagung der Ventilstange fehlt, mit der der Servomotor betätigt wird.

Aus der US-PS 3 733 822 ist eine Einrichtung mit einem mehrfachen

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Kraftübertragungsverhältnis bekannt, wonach die Eingangskraft abhängig Von einer von einer druckgesteuerten Kraftvorrichtung benötigten Betriebskraft in eine Ausgangskraft umgewandelt wird. In dieser Einrichtung trennt ein deformierbares eingeschlossenes Medium ein Eingangsglied von dem Ausgangsglied. Anfangs wirkt das eingeschlossene Medium als ein fester Körper und überträgt die Eingangskraft direkt zum Ausgangsglied. Wenn eine bestimmte Betriebskraft aufgebaut worden ist, wird durch die Opposition zwischen der Betriebskraft und der Eingangskraft die festkörperähnliche Eigenschaft des Mediums in eine flüssigkeitsähnliche Eigenschaft umgewandelt. Eine weitere Kraft vom Eingangsglied wird zur Schaffung eines Strömungsmitteldrucks auf den flüssigkeitsähnlichen Körper gerichtet. Dieser auf eine Ausgangsfläche wirkende Strömungsmitteldruck ruft die zur Betätigung der druckgesteuerten Kraftvorrichtung nötige Betriebskraft hervor. In einigen Fällen jedoch kann diese Transformation stattfinden, bevor das Ausgangsglied für eine wirksame Bremsbetätigung einen hinreichenden Weg zurückgelegt hat.

!Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kraftübertra-

jgungseinrichtung mit zwei Übertragungsverhältnissen zu schaffen, die kraftempfindlich und verstellbar ist und deren Kraftübertra-

jgung über einen langen Zeitraum hinweg zur Beaufschlagung einer

Schubstangenvorrichtung mit einer verhältnisvariablen Ausgangskraft für sich ändernde Betriebsbedingungen gut wiederholbar ist.

JDiese Aufgabe wird erfindungsgemäße mit den Merkmalen im Anspruch !gelöst. '

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Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße

Kraftübertragungseinrichtung und Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 der Fig.

Die in Fig. 1 gezeigte Kraftübertragungseinrichtung 12 weist eine Hebelvorrichtung 14 auf, die über eine elastische Einrichtung 16 und einem Gestänge 20 mit einer Schubstangenvorrichtung 18 verbunden ist. Ein eingeschlossenes deformierbares Material 23 in der Schubstangenvorrichtung 18 spricht auf die betriebsmäßig erforderliche Ausgangskraft an und verriegelt das Gestänge 20 mit der Schubstangenvorrichtung 18, wodurch die Übertragung der Eingangskraft der Hebeleinrichtung 14 von der elastischen Einrichtung 16 auf das feste Gestänge 20 wechselt. Wird die Eingangskraft durch das Gestänge 20 übertragen, so liegt ein größerer Kraftgewinn als bei Übertragung durch die elastische Einrichtung 16 vor, um der Zunahme der erforderlichen Kraft für die Schubstangenvorrichtung 18 zu begegnen.

Im einzelnen weist die Hebelvorrichtung 14 einen Arm 22 mit einem ersten an einem fest stehenden Stift 26 befestigten Ende 24 und einem zweiten Ende 28 auf, an das das Pedal 30 befestigt ist. Ein Bügel 36 ist am Arm 22 in einem ersten Abstand vom Stift 26 mittels eines Bolzens 38 befestigt. Der Bolzen 3 8 weist eine glatte Schulter auf (nicht gezeigt), an der der Bügel 36 anliegt, so daß eine Drehung möglich ist, sowie der Arm 22 in Abhängigkeit einer auf

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das Pedal 30 ausgeübten Eingangskraft um den. Stift 26 verschwenkt wird.

Der Bügel 36 weist einen seitlichen Vorsprung 40 auf, an dem das eine Ende 42 der elastischen Einrichtung 16 angeordnet ist. Der seitliche Vorsprung 40 weist eine axiale öffnunge 44 auf, durch die sich das Ende 46 kleineren Durchmessers eines Schafts 48 erstreckt. Der Schaft 48 weist einen Abschnitt 50 größeren Durchmessers auf, der im wesentlichen die elastische Einrichtung 16 über ihre gesamte Länge abstützt. Der Abschnitt 50 größeren Durchmessers weist eine Schulter 52 auf, an der das andere Ende 54 der elastischen Einrichtung 16 anliegt. Eine Mutter 56 ist auf ein Gewinde 59 am Abschnitt 46 des Schafts 48 aufgeschraubt, mit Hilfe der die Vorspannung der elastischen Einrichtung 16 zwischen dem Schaft 48 und dem Arm 22 eingestellt wird.

Der Abschnitt 50 größeren Durchmessers ist mit einem Kolben 58 verbunden. Der Kolben 58 ist in einer Bohrung 60 des Gehäuses 62 der Schubstangenvorrichtung 18 angeordnet, in der sich aus das deformierbare Material 23 befindet. Das Gehäuse 62 weist mehrere radiale öffnungen 64 auf, die sich von der Bohrung 60 zum Umfang 66 erstrecken. Eine entsprechende Anzahl von Reibklötzen 68 ist in den öffnungen 64 angeordnet.

Eine das Gehäuse 62 umgebende Hülse 70 weist einen sich von der Oberseite der Hülse vertikal erstreckenden Vorsprung 7 2 auf. Der vertikale Vorsprung 72 weist eine axiale öffnung 7 4 auf, siehe Fig. 2, durch die sich ein Stift 7 6 erstreckt, der das Gestänge

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- 6 20 vom Arm 22 mit der Hülse 70 verbindet.

Das Gestänge 20 ist mit dem Arm 22 mittels eines. Stifts 86 verbunden, der zwischen dem Stift 26 und dem Bolzen 38 angeordnet ist. Das Gestänge 20 weist mehrere Löcher 88 auf, womit die Hülse 70 je nach Kompression der elastischen Einrichtung 16 auf Grund einer über die Schubstangenvorrichtung übertragenen Widerstandskraft auf der Schubstangenvorrichtung 18 eingestellt werden kann.

Arbeitsweise der bevorzugten Ausführungsform: Bei Ausübung einer Eingangskraft auf das Pedal 30 schwenkt der Arm

22 um den Stift 26. Diese Eingaxigskraft wird über die elastische Einrichtung 16 auf die Schulter 52 übertragen und bewegt den Kolben 58 gegen das deformiere Material 23. Das deformierbare Material

23 überträgt direkt die Eingangskraft auf das Gehäuse 62, wodurch die Schubstangenvorrichtung 18 betätigt wird. Sowie sich der Arm 22 um den Stift 26 dreht, bewegt proportional dazu das Gestänge die Hülse 70 relativ zum Gehäuse 62.

Wenn die betriebsmäßig erforderliche Ausgangskraft an der Schubstangenvorrichtung 18 einen vorgegeben Wert erreicht, dehnt sich das deformierbare Material 23 aus, wodurch die Reibklötze 68 in Eingriff mit der Hülse 70 gebracht werden. Sowie die Hülse 70 mit dem Gehäuse 62 befestigt ist, wird jede weitere auf das Pedal 30 ausgeübte Eingangskraft über den Stift 86 auf das feste Gestänge 20 übertragen, wodurch ein größerer Kraftgewinn als bei Übertragung durch die elastische Einrichtung 16 erzielt wird.

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Da der Bolzen 38 in einem größeren Abstand vom Stift 26 als der Stift 86 angeordnet ist, ist es notwendig, daß die öffnung 44 im Bügel 36 so groß ist, daß bei Blockierung der Hülse 70 durch die Reibklötze 68 der Abschnitt 46 kleineren Durchmessers ohne Bindung durch die Öffnung 44 laufen kann. Eine Kugel 78 der Schubst angerivor richtung 18 ist normalerweise an einer Ventilstange befestigt, die mit der Schubstangenvorrichtung 18 bewegt wird. Da der Bügel sich frei um den Bolzen 38 bewegen kann, kann man auch sagen, daß die Kraftübertragungseinrichtung 12 sich um die Kugel 78 dreht, solange die Anlage zwischen den Klötzen 68 und der Hülse 70 ausreicht, so daß sie als ein starres Glied wirken. Diese Starrheit hält die Kraftübertragungseinrichtung auf einer geraden Linie zwischen der Kugel 78 und dem Bolzen 38. Ein zweites Verbindungsglied könnte an der Hülse 70 befestigt werden, falls ihr Drehpunkt an einem Punkt gleich dem Abstand zwischen den Punkten 26 und 38 liegt.' Dieses zweite Glied wird nicht benötigt, könnte aber die Einhaltung einer kleinen Toleranz zwischen den Klötzen 68 und der Hülse 70 weniger erforderlich machen.

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Bei Aufhebung der Betriebskraft wird sich das deformierbare Material 23.zusammenziehen, wodurch die Haltekraft zwischen den Klötzen 68 und der Hülse 70 aufgehoben wird. Bei gegenüber der Schubstangenvorrichtung 62 frei beweglicher Hülse 70 wird die elastische Einrichtung 16 wieder die Eingangskraft zwischen dem Arm 22 und dem Gehäuse 62 übertragen.

Bei Aufhebung der Eingangskraft auf das Pedal 30 kehrt die Kraft- j übertragungseinrichtung in die in Fig. 1 gezeigte Stellung zurück.

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Claims

Patentansprüche

. Kraftübertragungseinrichtung mit zwei Übertragungsverhältnissen zur Übertragung einer Eingangskraft auf ein Ausgangsglied, insbesondere zur Übertragung der auf ein Bremspedal ausgeübten Kraft auf eine Ventilbetätigungsstange eines Kraftverstärkers einer Fahrzeugbremsanlage, wobei ein Hebel vorgesehen ist, dessen eines Ende drehbar mit einer Abstützung verbunden ist und dessen anderes Ende mit dem die Eingangskraft empfangenden Glied verbunden ist, ferner ein elastisch nachgiebiges Gestänge, des-,

sen eines Ende betriebsmäßig mit einem ersten Hebelpunkt verbunden ist, ein im wesentlichen starres Gestänge, dessen eines Ende näher am Drehpunkt des Hebels mit einem zweiten Hebelpunkt: verbunden ist, und eine Verbindungsvorrichtung, die die anderen Enden der Gestänge mit dem Ausgangsglied derart verbindet, daß die Eingangskraft auf das Ausgangsglied über das nachgiebige Gestänge übertragen wird, solange die Eingangskraft unterhalb eines vorgegebenen Werts liegt, und über das starre Gestänge, wenn der vorgegebene Wert überschritten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsvorrichtung eine - 9 -

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in einem Endabschnitt (62) des Ausgangsglieds (18) eine Bohrung (60) mit radialen öffnungen )64) aufweist, sowie in der Bohrung ein deformierbares Medium (23), in den öffnungen Klötze (68), eine Hülse (70), die den Endabschnitt umgibt und mit dem anderen Ende des starren Gestänges (20) verbunden ist, und einen Kolben (58), der in die Bohrung eingesetzt ist und gegen das deformierbare Medium durch das elastische Gestänge (16) gedrückt wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch nachgiebige Gestänge eine Feder (16) aufweist, die zwischen dem Hebel (22) und der Schulter (52) eines Schafts (48) eingespannt ist, daß das eine Ende des Schafts am Kolben angrenzt, während das andere Ende des Schafts einen Abschnitt (46) kleineren Durchmessers aufweist, der sich durch die öffnung

(44) eines am Hebel befestigten Teils (36) erstreckt, und daß diese öffnung im wesentlichen mit dem Ausgangsglied (18) fluchtet.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Teil ein Bügel (36) ist, und der Abschnitt (46) kleineren Durchmessers ein Gewinde (59) aufweist, und daß eine Mutter (56) auf dem Abschnitt kleineren Durchmessers zur Einstellung der Feder

(16) zwischen dem Bügel und der Schulter (52) des Schafts (48) vorgesehen ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß

der Abschnitt kleineren Durchmessers sich frei in der öffnung

(44) des Teils beim Zusammendrücken der Feder (16) bewegen kann.

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