DE6920222U

DE6920222U - Hauptbremszylinder mit servokraftanlage.

Info

Publication number: DE6920222U
Application number: DE19696920222
Authority: DE
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1968-07-02
Filing date: 1969-05-20
Publication date: 1973-01-18
Also published as: AT297513B; DE1925532A1

Description

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DR HERMANN E MÜLLER

METALLWARENFABRIK Bergneustadt, 19. Juni 1968

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P 1005

Hauptbremszylinder mit Servokraftanlage

Die Erfindung betrifft einen Hauptbremszylinder mit Servokraftanlage, bei welchem der Servokraftkolben und der hydraulische Hauptbremskolben gegeneinander beweglich angeordnet sind und bei welchem eine Reaktionskraft vom Hauptbremskolben über ein Ventilsteuerglied auf das Bremspedal zurückübertragen wird.

Selbst kleinere und mittlere Kraftfahrzeuge verwenden heute in steigendem Maße Servokraftanlagen zur Unterstützung der Bremskraft. Die meisten Servokraftanlagen bestehen aus einem pneumatischen Kolben, der vom Atmosphärendruck gegen einen der Einsaugleitung des Motors entnommenen Unterdruck vorangetrieben wird. Die Verwendung einer solchen Servokraft erfordert eine besondere Anzeigeeinrichtung, durch welche eine mit dem tatsächlich ausgeübten Bremsdruck proportionale Bremskraft auf das Bremspedal zurückübertragen wird.

Solche Einrichtungen sind in vielen Ausführungen bekannt. Nach einem der bekannten Vorschläge weist der Hydraulikhauptkolben eine Längsbohrung auf, in welcher ein Reaktionskolben längsverschieblich angeordnet ist und mit dem anderen Ende der Kolbenstange auf dem Bremsstößel aufliegt, so daß der am Reaktionskolben wirkende Druck der Bremsdruckflüssigkeit über den Bremsstößel auf das Bremspedal übertragen wird. Nach diesem Vorschlag wirkt der Bremsstööel gleichzeitig als Steuerglied für das Steuerventil der pneumatischen Servokraftanlage; der Fahrer steuert somit die Servokraftanlage in Übereinstimmung mit dem Pedalgegendruck, den er am Bremsfuß spürt.

Diese Einrichtung gibt eine genaue Reaktionsanzeige, ist aber kompliziert und störanfällig, und zwar insbesondere vregen der gegeneinanderlaufenden und unter hohem Druck abzudichtenden ₍ Bewegungen der beiden Kolben.

Nach einem anderen bekannten Vorschlag, dessen Gegenstand z. Z. praktisch den Markt beherrscht, wird die Reaktionskraft von einem Gummikörper abgeleitet, der in einer Ausnehmung zwischen dem pneumatischen Servokolben und dem hydraulischen Hauptkolben angeordnet ist und beim Einsatz der Servokraft eine Auswölbung erfährt, die auf einen mit dem Steuerventil und dem Bremspedal gleichzeitig verbundenen Fühlbolzen einen Druck überträgt, der als Reaktionskraft wirkt. Diese bekannte Einrichtung ist einfach und billig, aber nicht störungsfrei, denn der Gummikörper hat nur eine geeignete Kennlinie bei normaler Betriebstemperatur; sie versagt beispielsweise bei starker Kälte. Ein anderer Nachteil besteht darin, daß die Funktion Pedalgegendruck-Effektivbremsdruck nicht geradlinig ist. Im kleineren Geschwindigkeitsbereich, etwa 40 bis 60 km/h, setzt die Servokraft insbesondere bei harter Bremsung sehr abrupt ein; durch die Massenträgheit kommt es hierbei oft zu Verletzungen der Fahrgäste, die nach vorn geschleudert werden, beispielsweise gegen die Windschutzscheibe. Die für eine Reaktionsanzeige erforderliche Auswölbung des Gummikörpers findet nämlich erst bei einer Kraft von 20 bis 25 .<p statt.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Hauptbremszylinder mit Servokraftanlage zu schaffen, bei welchem die Einrichtung zur Reaktionsanzeige einfach und anspruchslos ist und trotzdem eine zuverlässige Reaktionsanzeige gewährleistet. Insbesondere soll die Funktion Pedalgegendruck-Effektivbremsdruck möglichst geradlinig sein, und zwar insbesondere im unteren Druckbereich.

Um diese Erfindungsaufgabe zu lösen, ist am Servokraftkolben ein mit einer zweistufigen Zylinderbohrung versehener Druckkörper ausgebildet, in dessen größeren Querschnitt das eine Ende des

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Hydraulikhauptkolbens gelagert und in dessen kleineren Querschnitt ein Reaktionsübertragungsglied hindurchgesteckt ist und in eine Längsbohrung des Hydraulikhauptkolbens hineinragt, wobei zwischen Druckkörper und Hydraulikkolben sowie zwischen Hydraulikkolben und Reaktionsübertragungsglied Druckfedern mit progressiven Kennlinien angeordnet sind. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird in an sich bekannter Weise das Steuerventil der Servokrafteinrichtung durch die Längsverschiebung des Reaktionsübertragungsgliedes gesteuert. Das Reaktionsübertragungsglied kann ein verjüngtes Endteil aufweisen, an welchem die in der Längsbohrung des Hydraulikhauptkolbens angeordnete Progressivdruckfeder angebracht ist.

An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen hydraulischen Hauptbremszylinder in Verbindung mit einer pneumatischen Servokraftanlage, schematisch und teilweise im Schnitt, und

Fig. 2 den Druckkörper der Servokraftanlage und den Hydraulikhauptkolben, ebenfalls schematisch und im Schnitt.

Das Bremspedal 1 bewegt über Gelenk 2 den Ventilstößel 3, dessen Längsverschiebung das pneumatische Ventil 4 der Servokraftanlage steuert. Der Ventilstößel 3 liegt auf einem Reaktionsübertragungsglied 5 auf, das in eine Längsbohrung des Hydraulikhauptkolbens hineinragt und hier ein verjüngtes Endstück 51 besitzt.

Im Servogehäuse 7 befindet sich ein Servokraftkolben 8, der von einer Rollmembrane 9 abgedichtet ist. Der Rand der Rollmembrane ist am Umfang des Servogehäuses 7 luftdicht befestigt.

Am Servokraftkolben 8 ist ein Druckkörper 10 ausgebildet, der eine Längsbohrung 11 enthält. Die Längsbohrung 11 weist hydraulikseitig einen größeren und pedalseitig einen kleineren Querschnitt (111) auf. Durch den kleineren Querschnitt tritt das Reaktionsübertragungsglied 5 in den größeren Querschnitt hinein.

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Von der Hydraulikseite her ragt der Hydraulikhauptkolben 6 in die mit dem größeren Querschnitt 11 versehene Längsbohrung des Druckkörpers 10 hinein. Hierbei nimmt die Längsbohrung 61 des Hydraulikhauptkolbens 6 das vordere Teil des Reaktionsgliedes einschließlich des verjüngten Endstückes 51 auf. Der Hydraulikhauptkolben 6 weist einen Kragen 62 auf, dessen größter Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Längsbohrung 11.

Zwischen dem Boden der Längsbohrung 11 (größeren Querschnitts) und dem Kragen 62 des Hauptkolbens 5 - im Ausführungsbeispiel nach Flg. 2 - bzw. dem unteren Rand 63 des Hauptkolbens 6 ist eine Druckfeder 12 mit progressiv ansteigender Kennlinie angeordnet, und zwar derart, daß der Federdruck in Progression um so mehr ansteigt, je tiefer der Hauptkolben 6 in die Längsbohrung 11 des Druckkörpers 10 hineingedrückt wird.

In Analogie zu dieser Federanordnung ist zwischen dex* Schulter am tibergang zum verjüngten Endstück 51 des Reaktionsübertragungsgliedes 5 und dem Boden der Längsbohrung 61 im Hydraulikhauptkolben 6 ebenfalls eine Druckfeder 13 mit progressiv ansteigender Kennlinie angebracht; je tiefer das Reaktionsübertragungsglied in die Längsbohrung 61 hineingedrückt wird, desto mehr erhöht sich die Progression des Federdruoks.

Der Hydraulikhauptkolben 6 ragt mit seinem anderen Endstück 63 in den Hydraulikhauptzylinder 14 hinein und baut bei Betätigung des Bremspedals 1 hier einen hydraulischen Bremsdruck auf, der sich über Anschlußnippel 15 und Hydraulikleitungen 16 an die Radbremszylinder 17 weiterverpflanzt. Die Hydraulikflüssigkeit wird in üblicher Weise aus dem Nachfüllbehälter 18 ergänzt. +)

Der Erfindungsgegenstand zeichnet sich durch Einfachheit und Robustheit aus. Ferner ermöglicht die Erfindung kurze Pedalwege, da das für die Steuerung der Pneumatikkraft erforderliche Ventilsteuerspiel z. T. im Bereich der sich widerlaufenden Wege der

+) Das Gehäuse des pneumatischen Ventils 4 ist mit dem pneumatischen Kolben 8 und dem Druckkörper 10 fest verbunden - 5 und folgt während dee Bremsvorganges deren Bewegungen.

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Feder 12, 13 liegt. Der Weg des Hauptbremskolbens kann daher kurz bemessen sein. Darüber hinaus verläuft bei richtiger Abstimmung der Federkräfte die Funktion Pedalgegendruck-effektiver Bremsdruck geradlinig.

Ist z. B. das Verhältnis -zwischen dem Pedalgegendruck am Gelenk und dam effektiven Bremsdruck 1:2,5 und das Verhältnis zwischen der vom Fuß des Fahrers auf das Bremspedal selbst ausgeübten Kraft und der am Gelenk 2 wirkenden Hebelkraft 1:4, dann beträgt die gesamte Kraftübersetzung von der Fußkraft des Fahrers bis zum effektiven Bremsdruck 1:10. Wenn man es wünscht, die Reaktionskraft bereits bei einem Pedaldruck von 4 kp zu spüren, muß die Feder 13 bei einer Belastung von 2,5 χ 4 = 10 kp anfangen nachzugeben. Diese 10 kp stellen die. Reaktionskraft, d. h. den Pedalgegendruck am Gelenk 2, dar. In demselben Augenblick ist die Belastung auf Feder 12 2,5 χ 10 = 25 kp? die Feder 12 muß demnach bei einer Belastung von 25 kp nachgeben.

Je nach Wagentyp kann die Progression der Feder J 3 vom Anfang bis zum Ende der betreffenden Federwege zwischen ^Ί O und 40 oder 10 und 50 kp verlaufen. Die Progression der Feder 12 verläuft dann entsprechend zwischen 25 und 100 oder zwischen 25 und 125 kp. Durch Verwendung allmählich abnehmender Querschnitte des Federstahls und gleichzeitig zunehmender Abstände zwischen den Federwindungen werden die Federn derart gestaltet, daß die Kennlinien zwar steil ansteigen, aber in ihrer Summe eine praktisch geradlinige Funktionskurve Pedalgegendruck-Effektivbremsdruck ergeben.

Der pneumatische Servokolben 8 mit dem Druckkörper 10 muß bei dem Gegenstand der Erfindung einen längeren Weg überwinden, um einen bestimmten Bremssdruck zu erzeugen, als es bei den bekannten Servokraftanlagen der Fall ist. Dieser längere Weg ist bedingt durch die Tatsache, daß beide Progressionsfedern 12, 13 nicht unbeachtliche Federwege aufweisen. Der Weg des Reaktionsanzeigegliedes 5 und damit des Bremspedals ist zwar mit dem Fe-

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derweg der Progressionsfeder 13 verlängert worden, jedoch verkürzt sich - wie schon gesagt - der Ventilsteuerweg entsprechend.

Der längere Weg des pneumatischen Servokolbens 8 stellt insoweit einen Vorteil dar, weil die Servokraft weicher und besser dosierbar arbeitet.

Fällt die Servokraft aus irgendeinem Grunde aus, wirkt die Bremsanlage in üblicher Weise mechanisch, indem der Rand 63 des Hauptkolbens 6 zur Auflage auf den Druckkörper 10 bzw. die Verlängerung 51 des Reaktionsubertragungsgliedes zur Auflage auf den Bodeu uez Bohrung 61 des Hauptkolbens 6 gebracht wird. Auch hierbei wirkt das Progressivfedersystem günstig, indem ein abruptes Einsetzen der Bremskraft, das insbesondere bei kleineren Geschwindigkeiten für die Fahrgäste gefährlich sein kann, nicht möglich ist, weil die Progressivfedern 12, 13 zunächst soweit nachgeben, bis der Federwiderstand der eingesetzten Fußkraft gleicht.

3 Patentansprüche

I.

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Claims

1. Hauptbremszylinder mit Servokraftanlage, bei welchem der Servokraftkolben und der hydraulische Hauptbremskolben gegeneinander beweglich angeordnet sind und bei welchem eine Reaktionskraft vom Hauptbremskolben über ein Ventilsteuerglied auf das Bremspedal zurückübertragen wird,

dadurch gekennzeichnet, daß am Servokraftkolben (0) ein mit einer zweistufigen Zylinderbohrung versehener Druckkörper (10) ausgebildet ist, in dessen größeren Querschnitt (11) der Hydraulikhauptkolben (6) hineinragt und in dessen kleineren Querschnitt (111) ein Reaktionsübertragungsglied (5) hindurchgesteckt ist und in eine Längsbohrung (61) des Hydraulikhauptkolbens (6) hineinragt, wobei zwischen Druckkörper (10) und Hydraulikkolben (6) sowie zwischen Hydraulikkolben (6) und Reaktionsübertragungsglied (5) Druckfedern (12, 13) mit progressiven Kennlinien angeordnet sind.

2. Hauptbremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise das Steuerventil (4) der Servokrafteinrichtung durch die Längsverschiebung des Reaktionsübertragungsglieds (5) gesteuert wird.

3. Hauptbremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsübertragungsglied (5) ein verjüngtes Endteil (51) aufweist, um welches die in der Längsbohrung (61) des Hydraulikhauptkolbens (6) angeordnete Progressionsdruckfeder (13) angebracht ist.