DE3234338C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Bremsanlage mit Hilfskraftunterstützung, insbesondere für Kraftfahrzeu­ ge, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine hydraulische Bremsanlage mit den vorstehenden Merkmalen ist aus der US-PS Re. 22 965 bekannt. Die bekannte Bremsan­ lage umfaßt zwei herkömmliche Hauptzylinder, wobei die Ar­ beitskammer des ersten Hauptzylinders durch einen pedalbetä­ tigbaren Hauptzylinderkolben unter Druck setzbar ist. Der Druck der Arbeitskammer des ersten Hauptzylinders gelangt auf die Rückseite eines Hauptzylinderkolbens des zweiten Hauptzylinders, der durch eine Rutschkupplung verschiebbar in einer Zylinderbohrung geführt ist. Der Hauptzylinderkol­ ben des zweiten Hauptzylinders steht mit einer Rutschkupplung in Verbindung, die in Abhängigkeit vom Druck in der Arbeits­ kammer des ersten Hauptzylinders wirkt.

Wird eine Betätigungskraft auf das Bremspedal ausgeübt, so verschiebt sich der Hauptzylinderkolben des ersten Hauptzy­ linders in Betätigungsrichtung, wodurch nach Überfahren ei­ nes Schnüffelloches ein Druck in seiner Arbeitskammer aufge­ baut wird. Der Druck in der Arbeitskammer des ersten Haupt­ zylinders gelangt einerseits über das Schnüffelloch des zweiten Hauptzylinders in die Arbeitskammer des zweiten Hauptzylinders und von dort zu den an dieser Arbeitskammer angeschlossenen Radbremsen. Andererseits gelangt der Druck in der Arbeitskammer des ersten Hauptzylinders auch auf die Rückseite des Hauptzylinderkolbens des zweiten Hauptzylin­ ders. Der hydraulische Druck in der Arbeitskammer des ersten Hauptzylinders setzt die Rutschkupplung in Betrieb, die ent­ sprechend der Druckhöhe eine Verschiebekraft auf den Haupt­ zylinderkolben des zweiten Hauptzylinders ausübt, wodurch sich dieser in Betätigungsrichtung verschiebt und ebenfalls ein Schnüffelloch überfährt. Nun bildet die Arbeitskammer des zweiten Hauptzylinders mit den angeschlossenen Bremsor­ ganen ein geschlossenes hydraulisches System.

Es wirkt nun auf die Rückseite des Hauptzylinderkolbens des zweiten Hauptzylinders eine Vortriebskraft, die sich aus der Summe der Druckkraft des ersten Hauptzylinders und der Kraftwirkung der Rutschkupplung ergibt, so daß sich in der Arbeitskammer des zweiten Hauptzylinders bzw. in den an der Arbeitskammer angeschlossenen Radbremsen ein Druck ein­ stellt, der größer als der Druck in der Arbeitskammer des ersten Hauptzylinders ist. Es ergibt sich also eine Hilfs­ kraftunterstützung.

Bei der bekannten Bremsanlage ist es als nachteilig anzuse­ hen, daß zur Verwirklichung einer Mehrkreisbremsanlage meh­ rere zweite Hauptzylinder und Rutschkupplungen vorgesehen werden müssen, so daß sich insgesamt ein aufwendiger Aufbau ergibt.

Aus der US 21 47 082 ist bereits eine hydraulische Kraft­ fahrzeugbremsanlage mit Hilfskraftunterstützung bekannt, die einen Hauptzylinder und einen von diesem unter Druck setzba­ ren Radbremszylinder aufweist. Der Radbremszylinder ist an einem um die Radachse verdrehbaren Lagerschild befestigt, das in Drehrichtung des Fahrzeugrades verschwenkt, sobald die Kolben des Radbremszylinders die Bremsbacken an die Bremstrommel pressen. Die Größe des zwischen der Bremstrom­ mel und den Bremsbacken eingeleiteten Reibmomentes bzw. Bremsmomentes entspricht dem von ein paar Hilfskolben eines Servozylinders aufgenommenen Stützmoment. Der Servozylin­ der befindet sich diametral zu dem am Lagerschild befestig­ ten Radbremszylinder an einem Festlager, so daß die im Ser­ vozylinder bei einer Verdrehung des Lagerschildes initiierte Betätigungskraft die hydraulisch beaufschlagten Hilfskolben und die Kolben der übrigen nachgeschalteten Radbremszylinder jedes Fahrzeugrades betätigt. Bei Ausfall einer Radbremse oder des Servozylinders führt dies zugleich zu einem Verlust der Servounterstützung und zwangsläufig zu einem Totalaus­ fall der Bremsanlage.

Die vorliegende Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe ge­ macht, eine hydraulische Bremsanlage mit Hilfskraftunter­ stützung zu schaffen, die bei geringem Bauaufwand, insbeson­ dere bei geringem Bauvolumen des Hauptzylinders, bei Ausfall von Teilkomponenten einer mehrkreisigen Bremsanlage die hilfskraftunterstützte Bremsenfunktion sicherstellt.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die den Patentan­ spruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Anmeldungsgegen­ standes ist vorgesehen, daß das mit der Raddrehung umlaufen­ de Teil der Reibweg einer Bremsscheibe ist. Wird die bereits am Fahrzeug befindliche Bremsscheibe in dieser Weise mehr­ fach ausgenutzt, so ergibt sich bei Inbetriebnahme der Rutschkupplung bereits eine Bremswirkung, die den Bremsvor­ gang unterstützt und somit für kürzere Bremswege sorgt.

Die Rutschkupplung ist in vorteilhafter Weise derart ausge­ bildet, daß sie über zwei Reibbeläge verfügt und daß jeder Reibbelag durch den Druck eines Bremskreises an einer Seite der Reibscheibe axial zur Anlage bringbar ist. Die Rutsch­ kupplung ist also ähnlich wie eine Festsattelscheibenbremse ausgebildet, wobei bei Kupplungsbetätigung die Axialkräfte auf die Reibscheibe gleich groß und entgegengesetzt sind, so daß eine axiale Kraftbeaufschlagung der Bremsscheibe und ein Verkanten der Bremsscheibe ausgeschlossen sind. Die Kolben der Rutschkupplung sind in einem im Zentrum der Reibscheibe gelagerten Kupplungsgehäuse angeordnet, das mit einer mit dem Hilfskolben verbundenen Druckstange in Wirkverbindung steht. Es kann vorgesehen sein, daß die Abstände zwischen dem Zentrum der Reibscheibe und dem wirksamen Angriffspunkt der Reibbeläge bzw. dem Angriffspunkt der Druckstange voneinander verschieden sind, so daß sich an der Rutschkupplung ein bestimmtes Hebelübersetzungsverhältnis ergibt. Vorteilhafterweise ist der Hilfskolben in einem mit einer Stufenbohrung versehenen Gehäuse geführt, dessen der Druckstange abgewandtes Ende mittels eines Drehgelenkes gelagert ist. Wenn die Rutschkupplung bei Druckbeaufschlagung in Drehrichtung der Reibscheibe verdreht wird, wird auch der Angriffspunkt der Druckstange auf einer Kreisbahn bewegt. Durch die Lagerung mittels eines Drehgelenkes wird sichergestellt, daß die Kraft der Rutschkupplung stets in Achsrichtung des Hilfskolbens übertragen wird. Es kann somit auf kompliziertere Drehschieberver­ bindungen zwischen der Druckstange und der Rutsch­ kupplung verzichtet werden. Es ist ferner in vorteil­ hafter Weise vorgesehen, daß die Rutschkupplung in Um­ fangsrichtung federnd gegen einen Anschlag vorgespannt ist, so daß sich im Bremslösezustand stets eine definierte Winkellage der Rutschkupplung einstellt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Bremsanlage näher erläutert.

In der Darstellung ist mit 1 ein Tandemhauptzylinder bezeichnet, der ein Gehäuse 2 mit einer Zylinderbohrung 3 aufweist. Das in der Darstellung linke Ende der Zylinderbohrung 3 ist durch einen Boden 2′ verschlossen. Der Tandemhauptzylinder 1 verfügt ferner über zwei Hauptzylinderkolben 4, 5, wobei der Hauptzylinderkolben 4 mit einem Fortsatz 6 gedichtet aus der Zylinderbohrung 3 hinausgeführt ist und durch ein Bremspedal 7 in der Zylinderbohrung 3 verschiebbar ist. Zwischen den Hauptzylinderkolben 4, 5 wird eine erste Arbeitskammer 8 gebildet, in der eine sich an den Hauptzylinderkolben 4, 5 abstützende Druckfeder 9 untergebracht ist. Die Hauptzylinderkolben 4, 5 sind in der Ruhestellung durch mechanische Fesselung im Zusammenwirken mit der Druck­ feder 9 in einem bestimten Abstand zueinander gehalten.

In einer zweiten Arbeitskammer 10 des Tandemhaupt­ zylinders 1 ist eine weitere Druckfeder 11 unterge­ bracht, die sich einerseits am Boden 2′ der Zylinder­ bohrung 3 und andererseits am Hauptzylinderkolben 5 ab­ stützt. Jede Arbeitskammer 8, 10 steht mit einem Gehäuse­ anschluß 12, 13 in Verbindung. Die Hauptzylinderkolben 4, 5 des Tandemhauptzylinders 1 sind ferner mit Dichtman­ schetten 14, 15 versehen, die die Arbeitskammern 8, 10 bei Bremsbetätigung abdichten. Durch die Dichtmanschetten 14, 15 sind bei Bremsbetätigung Schnüffellöcher 16, 17 des Tandemhauptzylinders 1 verschließbar, die in der dar­ gestellten Bremslösestellung Verbindungen zwischen den Arbeitskammern 8, 10 und einem drucklosen Nachlauf­ behälter 18 herstellen. Am Gehäuseanschluß 13 des Tandemhauptzylinders 1 ist eine Druckleitung 19 an­ geschlossen, die in einem ersten Bremskreis I mündet und Radbremsen eines Kraftfahrzeuges versorgt. Gleichfalls steht der Gehäuseanschluß 12 über eine Druckleitung 20 mit einem zweiten Bremskreis II in hydraulischer Ver­ bindung. Von der Druckleitung 19 führt eine Druckleitung 21 zu einer Rutschkupplung 22, der darüber hinaus über eine Druckleitung 23 der Druck des zweiten Bremskreises II zugeführt wird.

Die Rutschkupplung 22 besteht im wesentlichen aus einem Kupplungsgehäuse 24, in dem zwei Kolben 25 derart ge­ führt sind, daß sie bei Druckbeaufschlagung über die Druckleitungen 21, 23 Reibbeläge in Axialrichtung an einer Reibscheibe 26 einer Bremsscheibe zur Anlage bringen. Das Kupplungsgehäuse ist über ein Wälzlager 27 in Umfangsrichtung der Reibscheibe 26 beweglich ge­ lagert. Am Wälzlager 27 ist ein Lagerauge 28 angeformt, mit dem eine Druckstange 29 gelenkig verbunden ist.

Die Druckstange 29 ist mit einem Hilfskolben 30 ver­ bunden, der in einer Zylinderbohrung 31 eines Gehäuses 32 axial verschiebbar geführt ist. Der Hilfskolben 30 ist als Stufenkolben ausgebildet und verfügt über einen Abschnitt 33 geringeren Durchmessers und einen Abschnitt 34 größeren Durchmessers. Desgleichen ist die Zylinder­ bohrung 31 als Stufenbohrung ausgebildet, die einen Ab­ schnitt 35 geringeren Durchmessers und einen Abschnitt 36 größeren Durchmessers besitzt. Der Hilfskolben 30 bildet mit dem Gehäuse 32 zwei Druckräume 37, 38, die je­ weils durch eine Ringdichtung 39, 40 abgedichtet sind und mit Gehäuseanschlüssen 41, 42 Verbindung haben.

Die gedichtet aus der Zylinderbohrung 31 herausgeführte Druckstange 29 verfügt über einen Absatz 43, an dem ein Federteller 44 gelagert ist. Am Federteller 44 ist eine Druckfeder 45 abgestützt, die an einem Gehäuseabsatz 46 gegengelagert ist. In der dargestellten Bremslöse­ stellung sorgt die Druckfeder 45 dafür, daß der Hilfs­ kolben 30 eine Endstellung einnimmt, in der die Druck­ räume 37, 38 ihr maximales Volumen haben. Das der Druck­ stange 29 abgewandte Ende des Gehäuses 32 ist mittels eines Schwenklagers 47 stationär am Fahrzeugaufbau 48 gelagert. Von den Gehäuseanschlüssen 41, 42 zweigt jeweils eine Druckleitung 49, 50 ab, wobei die Druck­ leitung 49 eine hydraulische Verbindung zwischen dem ersten Bremskreis I und dem Druckraum 37 und die Druck­ leitung 50 eine hydraulische Verbindung zwischen dem zweiten Bremskreis II und dem Druckraum 38 herstellt.

Nachfolgend ist die Wirkungsweise der beschriebenen Bremsanlage erläutert. Es wird ausgegangen vom Brems­ lösezustand, in dem alle Teile die aus der Zeichnung er­ sichtliche Position einnehmen.

Wird eine Betätigungskraft auf das Bremspedal 7 aus­ geübt, so verschiebt sich zunächst der Hauptzylinder­ kolben 4 des Tandemhauptzylinders 1 in Betätigungs­ richtung, wodurch die Dichtmanschette 14 das Schnüffel­ loch 16 überfährt und die Arbeitskammer 8 unter Druck setzt. Durch das Druckpolster in der Arbeitskammer 8 wird der mit dem Hauptzylinderkolben 4 hydraulisch ge­ koppelte Hauptzylinderkolben 5 ebenfalls verschoben, bis die Dichtmanschette 15 des Hauptzylinderkolbens 5 das Schnüffelloch 16 überfahren hat und in der Arbeitskammer 10 ebenfalls ein hydraulischer Druck aufgebaut wird.

Der auf diese Weise in den Arbeitskammern 8, 10 erzeugte hydraulische Druck setzt sich über die Druckleitung 19 in den ersten Bremskreis I und über die Druckleitung 20 in den zweiten Bremskreis II fort. Der Druck in den beiden Bremskreisen I, II gelangt ferner über die Druck­ leitungen 49, 50 zu den Druckräumen 37, 38, bleibt dort aber wirkungslos, da sich der Hilfskolben 30 in einer Endstellung befindet, in der die Druckräume 37, 38 ihr maximales Volumen haben.

Der nunmehr in den Bremskreisen I, II bestehende Druck wird ferner über die Druckleitungen 21, 23 der Rutsch­ kupplung 22 zugeführt, wodurch sich die Kolben 25 im Kupplungsgehäuse 24 verschieben und die Reibbeläge an der Reibscheibe 26 zur Anlage gebracht werden. Bei An­ lage der Reibbeläge an der Reibscheibe 26 wird das Kupplungsgehäuse 24 um das Wälzlager 27 im Uhrzeigersinn geschwenkt, wodurch eine entsprechende Betätigungskraft auf die Druckstange 29 ausgeübt wird. Aufgrund dessen wird der Hilfskolbens 30 in der Zylinderbohrung 31 ver­ schoben, bis über die Druckleitungen 49, 50 ein gewisses Volumen in die Bremskreise I, II eingeleitet worden ist und die Betätigungskraft auf die Druckstange 29 im Gleichgewicht zu der Summe der Druckkräfte in den Druck­ räumen 37, 38 und der Kraft der Druckfeder 45 steht.

Bei einer Erhöhung der Betätigungskraft auf das Brems­ pedal 7 erhöhen sich ebenfalls die Drücke in den Ar­ beitskammern 8, 10 des Tandemhauptzylinders 1, wodurch auch der Schwenkwinkel der Rutschkupplung 22 vergrößert wird und der Hilfskolben 30 einen weiteren Verschiebeweg ausführt, bei dem Hydraulikmedium aus den Druckräumen 37, 38 in die Bremskreise I, II gefördert wird. Beim Bremslösevorgang kehren sich die beschriebenen Be­ wegungsvorgänge um, bis die in der Zeichnung darge­ stellte Bremslösestellung erreicht ist.

Claims (7)

1. Hydraulische Bremsanlage mit Hilfskraftunterstützung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Hauptzylinder und einer vom Hauptzylinder unter Druck setzbaren Rutsch­ kupplung, die mit einem mit der Raddrehung umlaufenden Teil in Eingriff bringbar ist und durch die auf einen Hilfskolben eine Verschiebekraft ausübbar ist, wobei der Hilfskolben Hydraulikmedium zu Radbremsen eines Kraft­ fahrzeuges fördert, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere an verschiedene Bremskreise (I, II) ange­ schlossene Arbeitskammern (8, 10) des Hauptzylinders (1) permanent mit zwei durch den als Stufenkolben eingesetz­ ten Hilfskolben (30) unter Druck setzbaren Druckräumen (37, 38) verbunden sind, und daß jeder Druckraum (37, 38) mit jeweils einer Arbeitskammer (8, 10) eines Tandemhaupt­ zylinders verbunden ist.

2. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das mit der Raddrehung um­ laufende Teil die Reibscheibe (26) einer Bremsscheibe ist.

3. Hydraulische Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rutschkupplung (22) über zwei Reibbeläge verfügt und daß jeder Reibbelag durch den Druck eines Bremskreises (I, II) an einer Seite der Reibscheibe (26) axial zur Anlage bringbar ist.

4. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kolben (25) in einem im Zentrum der Reibscheibe (26) gelagerten Kupplungsgehäuse (24) angeordnet sind, das mit einer mit dem Hilfskolben (30) verbundenen Druckstange (29) in Wirkverbindung steht.

5. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abstände zwischen dem Zentrum der Reibscheibe (26) und dem wirksamen Angriffs­ punkt der Reibbeläge bzw. dem Anlenkpunkt (28) der Druck­ stange (29) voneinander verschieden sind.

6. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben (30) in einem mit einer Stufenbohrung (31) versehenen Gehäuse (32) geführt ist, dessen der Druckstange (29) abgewandtes Ende mittels eines Drehgelenkes (47) am Fahrzeugaufbau (48) gelagert ist.

7. Hydraulische Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rutschkupplung (22) in Umfangsrichtung fe­ dernd gegen einen Anschlag vorgespannt ist.