DE69103227T2 - Tandem-Druckluft-Servobremse. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft die pneumatischen Tandem-Servobremsen zur Bremsunterstützung bei Kraftfahrzeugen.
• Pneumatische Tandem-Servobremsen sind dem Fachmann gut bekannt, da sie im allgemeinen eine Erhöhung der Bremsunterstützungskraft ohne eine wesentliche Erhöhung des Außendurchmessers der Servobremse erlauben.
• Es beschreibt z.B. das Dokument US-A-4 494 445 eine solche Servobremse gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs, mit einer beweglichen Nabe, die über eine Reaktionsscheibe eine Schubstange antreibt, einem geschlossenen Gehäuse, das aus einer hauptzylinderseitigen vorderen Schale und einer bremspedalseitigen hinteren Schale besteht, die beide jeweils einen Boden und einen zylindrischen Mantel besitzen und eine vordere Kammer und eine hintere Kammer abgrenzen, die durch ein Trennelement getrennt sind, das eine ringförmige Zwischenwand aufweist, sowie einen vorderen Kolben und einen hinteren Kolben, die koaxial in der vorderen bzw. in der hinteren Kammer angeordnet sind, die wiederum jeweils von einer dichten Membran unterteilt sind, die an jeweils einem der Kolben befestigt ist, um im Inneren jeder Kammer eine Teilkammer mit konstantem Druck und eine Teilkammer mit variablem Druck abzugrenzen, wobei die Kolben in axialer Richtung unter der Wirkung der Unterschiede der in den Teilkammern jeder Kammer herrschenden Drücke beweglich sind.
• Ein solcher Servomotor weist als wesentlichen Nachteil auf, daß beim Einlassen von Luft in die Teilkammer mit variablem Druck der vorderen Kammer die Differenz zwischen dem in dieser Teilkammer herrschenden Druck und dem in der zu ihr benachbarten Teilkammer mit konstantem Druck der hinteren Kammer herrschenden Druck sucht, das Trennelement loszureißen. Letzteres muß festsitzend an der vorderen Schale befestigt sein, was notwendigerweise die Herstellung eines solchen Servomotors erschwert sowie die Kosten erhöht und die Zuverlässigkeit vermindert.
• Da der vordere Kolben ferner in Betätigungsrichtung gesehen hinter der Reaktionsscheibe liegt und an der Schubstange befestigt ist, nimmt er nicht an der Reaktion teil, die der Fahrer in Abhängigkeit von der Unterstützung fühlen muß.
• Die Rückstellfeder ist schließlich in einer der Teilkammern angeordnet und besitzt folglich eine verminderte Länge. Daher muß ihre Steifigkeit sehr hoch sein. Aufgrund der hohen Streuung der Charakteristiken von Federn mit hoher Steifigkeit ist es schwierig, Servomotoren in Serie herzustellen, die die gleichen Charakteristiken aufweisen.
• Aus der FR-A-2 431 623 ist eine pneumatische Tandem-Servobremse bekannt, bei der die ringförmige Zwischenwand des Trennelements in einer Umfangszone verriegelt ist, die von dem zylinderförmigen Ringabschnitt von einer der Schalen hervorsteht. Daher besitzt der Servomotor ein großes Volumen, außerdem bildet im Falle eine Pneumatikausfalls die Dichtung zwischen dem Trennelement und dem hinteren Ende des vorderen Kolbens einen Widerstand, den der Fahrer überwinden muß.
• Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, alle diese Nachteile zu überwinden.
• Gemäß der Erfindung ist die ringförmige Zwischenwand des Trennelements einfach auf dem Boden der hinteren Schale des Gehäuses angeordnet, und sie befindet sich an diesem Boden in Anlage, und die Kolben sind fest miteinander und mit der beweglichen Nabe verbunden.
• Vorzugsweise ist im hinteren Ende des vorderen Kolbens eine Öffnung ausgebildet, die die Teilkammern mit konstantem Druck miteinander verbindet, während zwischen den Teilkammern mit variablem Druck in Höhe der Anlagestelle der ringförmigen Zwischenwand des Trennelements an der hinteren Schale eine Verbindung ausgebildet ist.
• Die Erfindung wird besser verstanden und ihre weiteren Ziele, Vorteile und Merkmale ergeben sich deutlicher durch das Lesen der folgenden, nicht einschränkend gegebenen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, der ein Zeichnungsblatt beigefügt ist. Darauf zeigt:
• - die einzige Figur schematisch im Teilschnitt einen Servomotor gemäß der vorliegenden Erfindung.
• Unter Bezugnahme auf diese einzige Figur enthält der Servomotor eine vordere Schale 1 auf der Seite des (nicht dargestellten) Hauptzylinders und eine hintere Schale 3 auf der Seite des (nicht dargestellten) Betätigungspedals, die ein geschlossenes Gehäuse bestimmen.
• Wie dem Fachmann bekannt ist, bezeichnet man mit "vorne" die Richtung, in die sich die beweglichen Bauteile bei der Betätigung des Servomotors bewegen, und mit "hinten" die Richtung, in die sich die gleichen Bauteile bewegen, wenn sie in die Ruhestellung zurückkehren. Mit anderen Worten liegt vorne bezüglich der Figur rechts, auf Seite des Hauptzylinders, und hinten liegt bezüglich der Figur links, auf Seite des Betätigungspedals.
• Im Inneren des Gehäuses ist ein Trennelement 5 angeordnet, das eine vordere Kammer und eine hintere Kammer bestimmt.
• Die vordere Kammer ist wiederum in zwei Teilkammern 21, 23 unterteilt, die durch einen Kolben 25 und eine dichte Membran 27 getrennt sind. In gleicher Weise ist die hintere Kammer in zwei Teilkammern 31, 33 unterteilt, die durch einen Kolben 35 und eine dichte Membran 37 getrennt sind.
• Die beiden Kolben 25 und 35 sind fest miteinander und mit einer beweglichen Nabe 15 verbunden, die über eine Reaktionsscheibe 17 eine Schubstange 11 antreibt, wobei diese Nabe 15 durch eine sich an der vorderen Schale 1 abstützende Schraubenfeder 19 in die Ruhestellung zurückgestellt wird.
• Das hintere Ende 29 des vorderen Kolbens 25 besitzt die Form eines hohlen Zylinders, der an der Nabe 15 befestigt ist, wobei die Feder 19 so in den hohlen Zylinder eindringt, daß sie die größtmögliche Länge besitzt. Zwischen dem Trennelement 5 und dem hinteren Ende 29 des Kolbens 25 ist eine Dichtung 7 angeordnet, um die Dichtigkeit der zwischen zwei Teilkammern 21, 31 mit konstantem Druck liegenden Teilkammer 23 mit variablem Druck zu gewährleisten. Dieses hintere Ende 29 des Kolbens 25 durchquert offensichtlich die Teilkammer 31 mit konstantem Druck.
• Im hinteren Ende 29 ist wenigstens eine Öffnung ausgebildet, um eine Verbindung zwischen den beiden Teilkammern 21, 31 mit konstantem Druck zu gewährleisten.
• Das Trennelement 5 enthält eine ringförmige Zwischenwand 9, die einfach in der hinteren Schale 3 des Gehäuses angeordnet ist und sich an dieser in Anlage befindet. Vorzugsweise und im dargestellten Beispiel ist eine Verbindung zwischen den beiden Teilkammern 23, 33 mit variablem Druck in Höhe der Anlagestelle der ringförmigen Zwischenwand 9 an der hinteren Schale 3 ausgebildet.
• Wenn die beiden Teilkammern 21, 31 mit konstantem Druck mit einer (nicht dargestellten) Unterdruckquelle in Verbindung stehen, z. B. mit einer Unterdruck pumpe, und wenn Luft in die Teilkammern 23, 33 mit variablem Druck eingelassen wird, werden auf diese Weise die Kolben 25 und 35 unter der Wirkung der Unterschiede zwischen den Drücken in den Teilkammern nach vorne bewegt. Diese Druckunterschiede wirken jedoch so, daß die ringförmige Zwischenwand 9 des Trennelements 5 fester an der hinteren Schale 3 anliegt. Man erhält auf diese Weise einen Tandem-Servomotor, bei dem die inneren Bauteile nicht dazu neigen sich voneinander loszureißen. Die Herstellung eines solchen Servomotors ist folglich deutlich vereinfacht, da es nicht mehr notwendig ist, ein Befestigungsmittel für das Trennelement 5 an einer der äußeren Schalen vorzusehen.
• Ferner nehmen die beiden Kolben gebührend an der Reaktion teil, und die Rückstellfeder muß nicht mehr eine hohe Steifigkeit aufweisen, was eine Ursache für eine erhebliche Streuung war.
• Im Falle eines Pneumatikausfalls schließlich folgt das Trennelement dem Kolben, und es wirkt in keiner Weise der Bewegung entgegen.
• Selbstverständlich kann der Fachmann zahlreiche Veränderungen ausführen, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, der durch die beigefügten Patentansprüche abgegrenzt ist.
• Der oben als konstant bezeichnete Druck muß nicht notwendigerweise konstant sein. Er muß jedoch (bei einer Betätigung) kleiner als der oben als variabel bezeichnete Druck oder (in der Ruhestellung) gleich diesem sein.

Claims (6)

1. Pneumatische Tandem-Servobremse zur Bremsunterstützung bei Kraftfahrzeugen, mit einer beweglichen Nabe (15), die über eine Reaktionsscheibe (17) eine Schubstange (11) antreibt, einem geschlossenen Gehäuse, das aus einer hauptzylinderseitigen vorderen Schale (1) und einer betätigungspedalseitigen hinteren Schale (3) besteht, die beide jeweils einen Boden und einen zylindrischen Mantel besitzen und eine vordere Kammer und eine hintere Kammer abgrenzen, die durch ein Trennelement (5) getrennt sind, das eine ringförmige Zwischenwand (9) aufweist, sowie einem vorderen Kolben (25) und einem hinteren Kolben (35), die koaxial in der vorderen bzw. in der hinteren Kammer angeordnet sind, die wiederum jeweils von einer dichten Membran (27, 37) unterteilt sind, die an jeweils einem der Kolben (25, 35) befestigt ist, um im Inneren jeder Kammer eine Teilkammer (21, 31) mit konstantem Druck und eine Teilkammer (23, 33) mit variablem Druck abzugrenzen, wobei die Kolben (25, 35) in axialer Richtung unter der Wirkung der Unterschiede der in den Teilkammern jeder Kammer herrschenden Drücke beweglich sind, wobei der Servomotor dadurch gekennzeichnet ist, daß die ringförmige Zwischenwand (9) des Trennelementes (5) einfach auf dem Boden der hinteren Schale (3) des Gehäuses angeordnet ist und sich an diesem Boden in Anlage befindet und daß die Kolben (25, 35) fest miteinander und mit der beweglichen Nabe (15) verbunden sind.

2. Servobremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende (29) des vorderen Kolbens (25) die Form eines hohlen Zylinders besitzt, der dicht gleitend die hintere Teilkammer (31) mit konstantem Druck durchquert.

3. Servobremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen der vorderen Schale (1) und der Nabe (15) angeordnete Ruhestellungs-Rückstellfeder (19) in das hintere Ende (29) des vorderen Kolbens (25) eindringt.

4. Servobremse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Trennelement (5) und dem hinteren Ende (29) des vorderen Kolbens (25) eine Dichtung (7) angeordnet ist.

5. Servobremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem hinteren Ende (29) des vorderen Kolbens (25) wenigstens eine Öffnung ausgebildet ist, die die Teilkammem (21, 31) mit konstantem Druck miteinander verbindet.

6. Servobremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Teilkammern (23, 33) mit variablem Druck in Höhe der Anlagestelle der ringförmigen Zwischenwand (9) des Trennelementes (5) an der hinteren Schale (3) eine Verbindung ausgebildet ist.