DE2640768A1 - Servoeinrichtung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Servoeinrichtung nach der Gattung,des Hauptanspruchs. Bei einer derartigen Servoeinrichtung wird eine Hilfskraft derart eingeleitet, daß sie die Bewegung eines Gestänges unterstützt. Wenn das Gestänge in einer Bewegungsrichtung seine Endstellung erreicht hat, wird der die Hilfskraft aufbringende Servomotor fest gebremst. Dies kann, wenn die Servoeinrichtung z. B. zur Bremskraftverstärkung in einem Kraftfahrzeug verwendet wird, dann auftreten, wenn der Fahrer das Bremspedal voll durchgetreten hat. Ein kurzfristiges Festbremsen des Hilfsantriebs schadet dabei diesem nicht. Allerdings muß der Hilfsantrieb gegen ein länger andauerndes Blockieren, was zum Beispiel beim Festhalten eines stehenden Kraftfahrzeuges auf einer Gefällstrecke mit'der Fußbremse auftritt, verhindert werden, wenn der Hilfsantrieb nicht beschädigt werden soll. Ein als Hilfsantrieb eingesetzter Elektromotor könnte so zum. Beispiel durchbrennen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße· Serv-oeinr-i-e— mit ■ den-kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß bei Stillstand des Kraftfahrzeuges eine Hilfskraft nicht in das Gestänge eingeleitet werden kann, der Hilfsantrieb also auch nicht blockiert werden kann. Dazu kann der Hilfsantrieb entweder abgekuppelt werden, so daß er leerläuft, oder der Hilfsantrieb kann- im einfachsten Fall - ausgeschaltet werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Lehre möglich. Dabei kann ein Sensor für die Bewegung des-Kraftfahrzeuges als mit der Antriebswelle des Kraftfahrzeugs verbundener Fliehkraftschalter oder als Tachogenerator ausgebildet sein.

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Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die Figuren 1, 2 und 3 eine als Bremskraftverstärker eingesetzte Servoeinrichtung, Figur 4 ein halbschematisches Schaltbild für den Hilfsantrieb der Servoeinrichtung gemäß den Figuren 1 bis 3 und Figur 5 ein zweites Ausführungsbeispiel des Schaltbilds gemäß Figur 4.

Beschreibung der Erfindung

Die in der Zeichnung dargestellte Servoeinrichtung ist als Bremskraftverstärker in einem Kraftfahrzeug eingesetzt. Sie ist im Fußraum des Kraftfahrzeugs nahe den Bedienungspedalen angeordnet. Die Servoeinrichtung ist dort in zwei Konsolen 1,^2 über zwei aufeinander zuweisende Drehzapfen 3_S 4 drehbar gehalten. Auf dem Drehzapfen 3 sitzt drehbar ein Hebel 5₃ an dessen freiem Ende eine zum in der Zeichnung nicht dargestellten Hauptbremszylinder führende Stoßstange 6 angelenkt ist. Auf dem gegenüberliegenden Drehzapfen 4 ist ein einen Drehantrieb bildender Hebel 7 gelagert, dessen freies Erfde eine Bremspedal 8 des Kraftfahrzeugs trägt.' Auf ihren einander zugewandten Seitenflächen tragen die Hebel 5, 7 jeweils koaxial zu den Drehzapfen 3, 4 kreiszylindrische Lagerfortsätze 9, 10, auf denen frei drehbar ein rohrförmiges Bauteil 11 geführt ist, welches auf seiner zylindrischen Außenfläche einen Zahnkranz 12 trägt. In den Zahnkranz 12 greift ein Zahnriemen 13 ein, der auf der anderen Seite auf einem Antriebsritzel 14 aufliegt. Das Antriebsritzel 14 ist mit der Welle eines Elektromotors 15, der das Hilfsmoment für die Servoeinrichtung aufbringt, verbunden. Der Elektromotor 15-ist auf nicht näher dargestellte Art im Kraftfahrzeug befestigt.

An den Hebeln 5, 7 sind radial außerhalb des Umfangs des Zahnriemens 13 zwei zusammenwirkende Anschläge 16, 17 ausgebildet,

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zwischen deren einander überdeckenden freien Enden ein als Druckfeder ausgestaltetes Federelement 18 derart gehalten ist, daß sich je ein Ende des Federelements 18 auf dem Anschlag 16 und auf dem Anschlag 17 abstützt. Jeweils durch durch kleine zylindrische Portsätze 16', 17', die von den ersten Windungen des Federelements umgriffen werden, wird ein Herausfallen des Federelements 18 verhindert. ■

An der zylindrischen. Innenwandung des rohrförmigen Bauteils 11 liegt mit geringer Vorspannung als Kupplungsglied eine Spreizfeder 19 an. Die Spreizfeder 19 hat ein nach innen abgewinkeltes erstes Ende 20, welches um einen mit dem Drehantrieb verbundenen stiftförmigen Mitnehmer 21 greift. Der drehantriebsseitige Mitnehmer 21 sitzt dazu am Lagerfortsatz 10, der vom Bremspedal 8 betätigbar ist. Das zweite Ende 22 der Spreizfeder ist in der letzten Windung gerade, d. h. normal zur Drahtachse abgeschnitten. Dieses Ende 22 weist, wie Figur 1 erkennen läßt, keine Abwinkelung auf. Das Ende 22 der Spreizfeder 19 kann an einem drehabtrie"bsseitigen Mitnehmer 23 anschlagen. Der drehabtriebsseitige Mitnehmer 25 ist auf dem gleichen radialen Abstand von der Achse des abtriebsseitigen Kupplungsteils, nämlich des Hebels 5 angeordnet wie der radiale Abstand der Spreizfeder 19. Der Mitnehmer 23 ist dazu am Lagerfortsätz- 9 befestigt, welcher am Hebel 5 sitzt.

In der in Figur 3 dargestellten Stellung befindet sich die Servoeinrichtung in ihrer Ruhestellung. In dieser Ruhestellung ist der Winkelabstand oC zwischen den End- bzw. Auflageflächen der Spreizfeder 19 größer als. der Winkel β ^ zwischen den End bzw. Spreizfeder zugeordneten Auflageflächen des drehantriebsseitigen Mitnehmers 21 und des drehabtriebsseitigen"Mitnehmers 23·

Die Servoeinrichtung ist mit Mitteln versehen, die die Einleitung der Hilfskraft in das Gestänge im Stillstand des Kraftfahr-

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zeuges unterbrechen. Wird die Hilfkraft - wie bei der in den Figuren 1 bis 3 beschriebenen Servoeinrichtung - von einem Elektromotor 15 aufgebracht, so werden diese Mittel 26 zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß sie den Elektromotor 15 bei Stillstand des Kraftfahrzeuges ausschalten. Dazu müssen die Mittel 26 einen Sensor für die Bewegung des - Kraftfahrzeuges enthalten₃ der die Energiezufuhr zum Hilfsantrieb, d. h. hier zum Elektromotor 15 steuert.

Bei dem in Figur 4 in halbschematiseher Darstellung abgebildeten ersten Ausführungsbeispiel sind die die Energiezufuhr zum Elektromotor 15 steuernden Mittel 26, die den Sensor für die Bewegung des Kraftfahrzeugs enthalten als Fliehkraftschalter 27 ausgestaltet. Der Fliehkraftschalter 27 ist in der den Elektromotor 15 mit der in der Zeichnung nicht dargestellten Stromquelle des Kraftfahrzeuges verbindenden Leitung 28, 29, 30 angeordnet. Der Fliehkraftschalter ist über eine biegsame Welle 31 mit der zur Antriebsachse 32 des Kraftfahrzeugs führenden Cardanwelle 33 verbunden. Der Fliehkraftschalter 27 ist so ausgestaltet, daß er die Stromzufuhr zum Elektromotor 15 unterbricht, wenn die biegsame Welle 31 stillsteht, d. h. also wenn das Kraftfahrzeug sich nicht in Bewegung befindet. Sobald sich die biegsame Welle 31 zu drehen beginnt, verbindet der Fliehkraftschalter 27 die Leitungszweige 29, 3D,,so daß der Elektromtor 15 in Betrieb gesetzt wird.

Die Funktion der Servoeinrichtung ist folgendermaßen:

Der Elektromotor 15 treibt - wenn sich das Kraftfahrzeug in Bewegung befindet und der Fliehkraftschalter 27 geschlossen ist

- das rohrförmige Bauteil 11 in Richtung des Drehpfeils 24 an. Die Spreizfeder 19 wird vom BauteilMl mitgenommen, bis das abgewinkelte Ende 20 am Mitnehmer 21 anschlägt. Durch die nunmehr

- in Richtung des Drehpfeiles 24 gesehen - am hinteren Ende 20 angreifende Zugkraft wird die Spreizfeder 19 um einen geringen Betrag zugezogen, so daß sie sich von der zylindrischen Innenfläche des Bauteils 11 löst und kein Drehmoment übertragen kann.

Tritt nun der Fahrer des Kraftfahrzeugs auf das Pedal 8 und leitet damit in den drehantriebssextigen Hebel 7 eine durch einen Pfeil 25 angedeutete Kraft ein, so wird diese über die Anschläge l6, 17 und das Federelement l8 auf den drehabtriebsseitigen Hebel 5 weitergeleitet. Hierbei· wird das Federelement

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18 um einen von seiner Federsteifigkeit abhängigen Betrag zusammengedrückt, wordurch sich der Winkel ß> vergrößert. Wenn der Winkel β schließlich größer geworden ist, als der Winkelabstand o^, so hebt der drehantriebsseite Mitnehmer 21 vom abgewinkelten Ende 19 der Spreizfeder 19 .ab, so daß die Spreizfeder 19 vom rohrförmigen Bauteil 11 in Richtung des Drehpfeils 2k mitgenommen wird, bis schließlich das andere Ende 22 der Spreizfeder 19 gegen den Anschlag 23 aufläuft. Durch die nunmehr - in Richtung des Drehpfeils 2k gesehen - am vorderen Ende der Spreizfeder 19 angreifende Kraft wird die Spreizfeder

19 aufgespreizt, so daß sie ein Hilfsmoment vom rohrförmigen Bauteil 11 auf den drehabtriebsseitigen Mitnehmer 23 übertragen kann. Durch dieses Hilfsmoment wird die vom Fahrer des Kraftfahrzeugs aufgebrachte, durch den Pfeil 25 (Figur 3) dargestellte Muskelkraft unterstützt. Die Größe des von der vom als Kupplungsglied wirkenden Spreizfeder übertragbaren Hilfsmoments wird von der Größe des Winkels β bestimmt. Die Größe des Winkels ρ hängt wiederum von der Verformung des Federelements 18 ab.

Wie aus dem vorher Gesagten hervorgeht, bleibt der Elektromotor 15 so -lange mit dem abtriebsseitigen Hebel 5 verbunden, wie der Fahrer das Bremspedal 8 betätigt, wenn das Fahrzeug sich in Bewegung befindet und der Fliehkraftschalter 27 die Energiezufuhr zum Elektromotor I5 geschlossen hält. Bei genügend großer Pedalkraft wird der Elektromotor I5 also blockiert. Dieses Blockieren schadet dem Elektromotor nicht, wenn es nur verhältnismäßig kurz anhält. Sobald das Kraftfahrzeug zum Stehen gekommen ist, unterbricht der Fliehkraftschalter 27 die Energiezufuhr zum Elektromotor 15,- so daß keine Hilfskraft mehr in das Gestänge eingeleitet wird. Der Elektromotor 15 wird so also vor Beschädigungen geschützt. Durch das Ausschalten .des Elektromotors 15 wird aber auch die Sicherheit des Fahrzeugs in keiner Weise beeinträchtigt: Die zum Festhalten eines stehenden Fahrzeuges auf einer Gefällestrecke mit der Fußbremse erforderliche Pedalkraft ist gegenüber der zum Abbremsen desselben fahrenden Kraftfahrzeuges auf der gleichen Gefällstrecke erforderlichen Pedalkraft größenordnungsmäßig um den Faktor der

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üblicherweise verwendeten Bremskraftverstärkung kleiner, so daß die Servoeinrichtung ausgeschaltet werden kann.

In Figur 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Servoeinrichtung dargestellt, bei der sich die den Sensor für die Bewegung des Kraftfahrzeugs enthaltenden Mittel 26 von dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel unterscheiden. Bei der Servoeinrichtung gemäß Figur 5 ist in die den Elektromotor 15 mit der nicht dargestellten Stromquelle des Kraftfahrzeugs verbindende Leitung 28, 29_} 30 ein als Transistor 34 ausgestalteter elektronischer Schalter eingeschaltet. In den Basisemitterstromkreis dieses Transistors 34 ist ein mit einem Gleichrichter 35 versehener Tachogenerator 36 geschaltet. D.er Tachogenerator 36 ist wiederum - wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel über eine biegsam Welle 31 mit der Kardanwelle 33 des Kraftfahrzeugs verbunden.

Die Funktion dieses zweiten Ausführungsbeispiels einer Servoeinrichtung entspricht sinngemäß der Funktion des vorhergehenden Ausführungsbeispiels:

Bei stehenden Kraftfahrzeug sperrt der Transistor 34 die Stromzufuhr zum Elektromotor 15. Sobald das Kraftfahrzeug sieh bewegt, erzeugt der Tachogenerator 36 eine Spannung, die über den Gleichrichter 35 gleichgerichtet den Transistor 34 öffnet und damit die Stromzufuhr zum Elektromotor 15 freigibt. Die die Energiezufuhr zum Hilfsantrieb steuernden Mittel 26 können natürlich auch in anderer Weise als in den Figuren 4 und 5 beschrieben ausgestaltet sein. So ist es zum Beispiel denkbar, daß der Hilfsantrieb 15 als Hydraulikmotor ausgestaltet ist und der Fliehkraftschalter 27 dann die Druckmittelzufuhr zum Hydraulikmotor entweder direkt oder über ein elektrisch angesteuertes Ventil steuert. Ähnliches gilt sinngemäß auch für den in Figur 5 dargestellten Schaltkreis. Desweiteren können an die Mittel noch andere Steuerfunktionen angehängt werden: z. B. Umschaltung der Fahrzeugbeleuchtung von Stand- auf Fahrlicht oder eine automatische Start-Stopp-Einrichtung. Zur Funktionsverbesserung können die Mittel 26 unter Umständen auch eine Ausschaltungsverzögerungseinrichtung enthalten, die die Energiezufuhr zum Hilfsantrieb 15 erst einen gewissen Zeitraum nachdem das Kraftfahrzeug zum Stillstand gekommen ist, ausschalten. 80981 T/0282

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Claims (6)

1. 2840768

   Ansprüche ' . . '3 ·' 1 0

   , Iy Servoeinrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere zur Bremskraftverstärkung, rait einem eine Bewegung eignes · Gestänges unterstützenden Hilfsantrieb, dadurch gekennzeichnetj daß-Mittel (26) vorgesehen sind, die die Einleitung der Hilfskraft bei Stillstand des Kraftfahrzeugs unterbrechen.
2. 2. Servoeinrichtung mit einem Elektromotor als Hilfsantrieb, nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (26) den Elektromotor (15) bei Stillstand des Kraftfahrzeuges ausschalten. .
3. 3. Servoeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß.die Mittel (26) einen Sensor (27, 36) für die Bewegung des Kraftfahrzeuges enthalten, der die Energiezufuhr zum Hilfsantrieb (15)» vorzugweise zum Elektromotor, steuert.
4. 4. Servoeinrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Fliehkraftschalter (27) ist.
5. 5. Servoeinrichtung nach Anspruch 3_a dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Tachogenerator (36)- ist.
6. 6. Servoeinrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Drehriehtungssehalter (Blockierschalter) ist.

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   ORIGINAL INSPECTED