DE839450C - Mit Servowirkung arbeitende Einrichtung zur hydraulischen Kraft-uebertragung, insbesondere zur Betaetigung von Kraftfahrzeugbremsen - Google Patents

Description

• Mit Servowirkung arbeitende Einrichtung zur hydraulischen Kraftübertragung, insbesondere zur Betätigung von Kraftfahrzeugbrernsen Die Erfindung bezieht sich auf durch Servowirkung betätigte Einrichtungen und im engeren auf Einrichtungen zur Betätigung der Bremsen eines Kraftwagens. Zweck der Erfindung ist die Entwicklung einer verbesserten Bauart und Anordnung, die eine Anbringung der Einrichtung als bauili -he Einheit gestattet und für die Beeinflussung eines hydraulischen Kraftübertragungssvsterns eingerichtet ist, wobei eine Notbetätigung des hydraulischen Systems im Falle eines Versagens der Kraftquelle möglich ist.
• Gemäß der Erfindung umfaßt die durch Servowirkung betätigte Einrichtung ein hydraulisches Kraftübertragungssystem zwischen einem Fußhebel oder sonstigen Betätigung -organ und einem oder mehreren Arbeitszylindern, wobei ein hydraulischer Zy- linder einen Teil dieses Cbertragungssystems bildet, und eine mechanische Übertragungsanordnung, die durch Steigerung des Druckes in dem hydraulischen Zylinder betätigt wird, einen Unterdruckservomotor od. dgl. freigibt, um den durch das hydraulische System weitergeleiteten Druckimpuls proportional zu dem auf den Fußhebel od. dgl. ausgeübten Druck zu verstärken oder einzuleiten.
• Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung besitzt die durch Servowirkung unterstützte Bremsbetätigungseinrichtung Mittel zum Übertragen von hydraulischen Druckimpulsen zwischen einem Hauptzylinder und einem oder mehreren Bremszylindern, eine mechanische Kraftübertragungseinrichtung, die durch den vom Hauptzylinder ausgehen - den Druck beeinflußt wird und dabei ein einen Unterdruckzylinder betätigendes Unterdruckventil öffnet, ferner durch diesen Unter(Irtickzvlinder betätigte Mittel, um ein Absperrventil zur Unterbrechung des Kraftflusses vom Hauptzylinder zu betätigen und danach die Bewegungsträfte vom Unterdruckzylinder durch das hydraulische System auf den bzw. die Brernszylinder weiterzuleiten, und zwar proportional zu dem auf den Fußhebel oder die sonstige Betätigungseinrichtung angewandten Druck.
• In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße mit Servowirkung arbeitende Einrichtung zur Betätigung von Falirzeugbremsen dargestellt. Es zeigt Fig. i einen Schnitt durch die Einrichtung außer Betrieb, Fig. 2 einen ähnlichen Schnitt durch die in Betrieb befindliche Einrichtung und Fig. 3 einen Schnitt dtirch eineandere Ausführungsform.
• Die in der Zeichnung dargestellte, mit Servowirkung arbeitende Betätigungseinrichtung für Fahrzeugbremsen besitzt ein Betätigungspedal i, das auf einen h# draulischen Hauptzylinder 2 bekannter Bauart wirkt, der durch eine Leitung 3 mit einem Arbeitszylinder 4 verbunden ist, der seinerseits durch eine Leitung 5 mit den einzelnen Zylindern der Fahrzeugbremsen in Verbindung steht. Innerhalb des Arbeitszylinders 4 ist verschiebbar ein zylindrisches Ventilglied 6 angeordnet, das am einen Ende einen konischen Ventilsitz 7 hat, der eine Öffnung 8 umgibt, und das am anderen Ende ganz offen ist. Das Ventilglied 6 ist in einer Erweiterung 9 des Zylinders 4 beweglich. Zwischeu dem äußeren Ende der Erweiterung 9 und der inneren Oberfläche des Endes io des Ventilgliedes ist eine Schraubenfeder ii angeordnet, die der Arbeitsbewegung des Ventilgliedes entgegenwirkt und es nach Betätigung wieder in die Ausgangsstellung zurückbringt.
• Das zylindrische Ventilglied 6 ist auf dem größten Teil seiner Länge von einem Ringraum 12 umgeben, der ständig in freier Verbindung mit dem Hauptzylinder 2 steht. Das Ventilglied 6 ist in einem Endteil 13 des Zylinders 4 verschiebbar, und nahe diesem Endteil ist ein Sitz 14 vorgesehen, bei der dargestellten Ausführungsform ein Dichtungsring, der in einer ringförmigen Kammer 15 angeordnet ist, um eine Veränderung seiner Lage bei Betätigung des Ventilgliedes zu verhindern. Der Sitz 14 dient dazu, die Verbindung zwischen dem Ringraum 12 und der zu dem Arbeitszylinder führenden Leitung 5 w.,ährend des Betriebes der Einrichtung zu unterbrechen.
• Gleichachsig zu dem Ventilglied 6 ist ein damit zusammenwirkender verjüngter Ventilteil 16 angeordnet, der sich gegen den konischen Ventilsitz 7 legen kann und das Ende einer Kolbenstange 17 bildet, die eine Dichtung 18 durchsetzt und den Kolben ig eines UnterdruckzylinderS 20 trägt. Dieser Zylinder hat an der dein Ventilteil 16 abgekehrten Seite eine in die Atmosphäre führende Öffnung 21 und eine Feder 22 zum Zurückbringen des Kolbens ig nach Betätigung in die ans Fig. i ersichtliche Ausgangsstellung.
• Ain Ende des Arbeitszylinders 4 und nahe den Ventilteilen 7 und 16 ist ein ringförmiger Ansatz 23 vorgesehen, gegen den das Ende des Ventilgliede-# 6 in seiner Ruhestellung trifft, und zwischen diesem Ansatz und der Dichtungsstelle 18 liegt eine zylindrische Kammer 24, so daß das Druck-mittel jederzeit auf die Rückseite des Ventilteiles 6 wirken kann. Nahe dieser Stelle steht der Ringraum 12 durch einen Kanal 25 mit einem Zylinder 26 in Verbindung, der einen Tauchkolben 27 enthält, dessen Kopf aus dem Gehäuse 28 herausragt, das den Arbeitszylinder 4 bildet, und gegen die Schmalseite eines Hebels 29 anliegt, der um den Lagerzapfen 3o des Gehäuses schwenkbar ist. Das freie Ende des HebeIS 29 ist mit einer Stange 31 verbunden, die in eine mit der Atmosphäre verbpndene Kammer 32 des Gehäuses 28 hineinreicht. Die Stange 31 trägt an ihrem unteren Ende ein zylindrisches Gehäuse 34, dessen Außenseite mit den Wänden der Kammer 32 durch eine elastische Membran 35 (Diaphragma) verbunden ist. Die Decke des Gehäuses 34 ist mit Öffnungen 36 versehen, und sein mit einem Ventilsitz ausgestatteter Boden 37 hat eine mittlere Öffnung, die frei von einem Ventilteil 38 durchsetzt wird, in dem ein in ständiger Verbindung mit einer Unterdruckquelle stehender Kanal 39 vorgesehen ist. Innerhalb des Gehäuses 34 ist eine Ventilscheibe 40 angeordnet, die im Ruhezustand der Einrichtung durch eine mit ihrem oberen Ende an der Decke des Gehäuses 34 sich abstützende Feder 41 gegen den Ventilsitz 38 gehalten wird und dazu dient, den Unterdruckkanal 39 zu schließen. Das Gehäuse 34 hat im Ruhezustand die in Fig. i wiedergegebene Lage durch die Wirkung der Feder 42, deren oberes Ende sich gegen die Decke der Kammer 32 stüt7t, welche am Boden durch einen Ringkan-al 43 und einen Durchgang 44 mit dem Innem des Unterdruckiylinders 2o in Verbindung steht. In der Rubelage (Fig. i) steht daher das Innere des ZvlinderS 2o durch den Kanal 43, das Gehäuse 34 und di:e Kammer 32, deren Decke mit Öffnungen 33 versehen ist, mit der Atmosphäre in Verbindung.
• Die Arbeitsweise der vorbescbriebenen Einrichtung ist folgende: Wenn das Bremspedal i gedrückt wird, ruft der hydraulische Hauptzylinder 2 einen Druck in dem Arbeitszylinder 4 hervor. Dadurch wird der Tauchkolben 27 unter Verschwenken des Hebels 29 um den LagerzaPfen 30 angehoben und das zylindrische Gehäuse 34 in die aus Fig. 2 ersichtliche Stellung gebracht. Diese Vorgänge sind mit einem Schließen der Verbindung zwischen dem Zylinder 20 und der Atmosphäre verbunden, da sich der Boden 37 des Gehäuses 34 gegen die Unterseite des Scheibenventils 40 legt und danach die Ventilscheibe angehoben wird, wodurch die Unterdruckleitung 39 durch die Kanäle 43 und 44 mit dem Zylinder 20 in Verbindung gebracht wird.
• Der Kolben ig wird demgemäß nach links (Fig. 2) bewegt, wobei sich der Ventilteil 16 gegen den Ventilsitz 7 legt und das Ende des zylindrischen Ventilgliedes 6 schließt, das bei weiterer Bewegung des Kolbens ig nach außen entgegen der Wirkung der Feder ii verschoben wird und dadurch die hydr'aulische Kraftübertragung durch die Leitung 5 zu den Bremszylindern verstärkt. Der in dem Zylinder 2o erzeugte Unterdruck ist proportional dem auf den Fußhebel i ausgeübten Druck, bis das volle Vakuum erreicht ist. Dies wird durch entsprechende Bemessung der biegsainen Membran 3,5 relativ zum * Durchmesser des hwiraulischen T#iuclil,011)CII., 27 Und des von dem schwenkbaren Hebel 29 abhängigen Hebelverhältnisses zwischen diesen beiden erreicht. Nachdem der Tauchkolben 27 und die Stange 31 durch die Anfangsbewegung gehoben sind, steht der ganze Innenraum der Karrinier 32 unterhalb der Membran 35 durch die Öffnung der Ventilscheibc 40 unter Vakuum, das in Verbindung init den 1,ederrl 42 und 41 bestrebt ist, die Menibran aus ihrer abgebogenen Lage (Fig. 2) wieder in die Ausgangslage (Fig. i) zurück und gleichzeitig die Ventilscheihe wieder auf ihren Sitz zur Anlage zu bringen. Demgemäß ist ein fortgesetzter Druck auf das Brein"pe(lal notwendig, inn in dem Zylinder 2o einen Unterdruck- aufrechtzuerlialten, und ein erhöhter Druck- auf das Bremspedal, urn eine entsprechende Erhöhung der auf die Bremsen zu übertragenden Kräfte zu erreichen, so (laß die volle Bremskraft auf (las Fahrzeug zur Wirkung kommt.
• Bei der anderen Ausführungsform nach l'ig. 3 sind die Erweiterung 9 Und das Veritilglied 6 der Anordnung nach 1,ig. i durch einen Zylinder 45 ersetzt, in (lern ein Kolben 46 init DichtUngsring 47 vorgesehen ist. Das innere Ende de., Kolben', 46 ragt in das Gehäuse 28 hinein und viidet an (lern Ventilsitz 7, gegen den sich (las Ventil io anlegt, das nach Betätigung den Kolben 46 nach außen ini Zvlinder 45 entgegen der Wirkung der Feder 48 verschiebt, Die Kammer 12 ist fortgelassen, Und der HaUptZVIinder 2 ist mit einer Kam-'ner 49 verbunden, in die die Kolbenstange 17 durch dieDichtung5ohineinragt, DasgegenüberliegendeEnde der Kammer wird durch einen Dichtungsteil 51 abgeschlossen, welcher gegen das innere Ende des Zylinders 4,5 anliegt. Von der Kammer 49 führt ein Kand152 ZII deinZylinder26, indemderTauchkolben 27 angeordnet ist (entsprechend Fig. i und 2), der einen nin den Lagerzapfen 3o schwenkbaren Hebel 29 betätigt, -,velcher seinerseits die Mernbranveritileinrichtung beeinflußt, die in Fig. 3 nicht dargestellt ist, weil sie außerhalb der '-'#chnittel)ene der Zeichnung liegt.
• Die Einrichtung gemäß der Erfindung besitzt den Vorteil, daß durch Ausfallen des Unterdrucks das hydraulische Svsteni nicht beeinträchtigt wird, da das hydraulische Druckmittel in einem geschlossenen 1-Trnlauf ist, der für sich Druckirnpulse durch die Flüssigkeitssäule in der Leitung 3, den Zylinder 4, die Erweiterung o und die Leitung 5 auf die Bremszvlinder überträgt, wenn der l#ußliebel i betätigt wird.
• Die 1,-Irfindung besitzt ferner den Vorteil, daß der Betätigungszylind(-r 4, die Unterdruckventileinrichtung 2o in und auf dem Gehäuse 28 und der Untert' druck-zvIinder 20 zusammen eine geschlossene Einheit bilden, di#, an irgendeiner geeigneten Stelle des Fahrzeuggestells angeordnet werden kann und keine mechanische Beeinflussung voni Gestell aus benötigt, ables#chen von ihrer Aufhängung.

Claims (2)

1. PATENTANSPBCCHE: i. Mit Servowirkung arbeitende Einrichtung zür hydraulischen Kraftübertragung, insbesondere zur Betätigung von Kraftfahrzeugbrernsen, gekennzeichnet (hirch (,in liv(Iraulisches Driickübertragungssystem zwischen einem Fußhebel (i) od. dgl. Und einem oder mehreren Arbeitszylindern (4), einen hydraulischen Zylinder (2), der einen Teil dieses Svstems bildet, und eine mechanische Druckübertragungseinrichtung (27, 29, 31), die bei Er-Erhöhung des Druckes in dem hydraulischen Zylinder zur Wirkung kommt und eine mit Unterdruck arbeitende Servoeinrichtung. (16, 17,' 19) freigibt, welche den durch das hydraulische System weitergegebenen Impuls verstärkt oder hervorruft entsprechend dem auf den Fußhebel od. dgl. ausgeübten Druck.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch Mittel zum Weiterleiten von hydraulischen Impulsen zwischen einem Hauptzylinder (2) Und einem oder mehreren Bremszvlindern (4), eine mechanische Druckübertragungseinrichtung (27, 29, 31), die durch den vom Hauptzylinder erzeugten Druck betätigt wird und ein Unterdruckventil (38, 40) öffnet, das einen Unterdruckzylinder (2o) beeinflußt, von diesem Unterdruckzylinder betätigte Mittel (17,19) zur Beeinflussung eines die hydraulische Kräfteübertragung vom Hauptzylinderunterbrechenden Absperrventils (7, 16) und danach zur C-bertragung der Bewegungskräfte vom Unterdruckzvlinder durch das hydraulische System auf einen Ader mehrere Bremszylinder proportional zu (lern -auf den Fußhebel (i) od. dgl. ausgeübten Druck. _3. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein unmittelbar von dem hydraulischen Betätigungszylinder (2) betätigter Tauchkolben (27) mechanische Verbindungen zum Öffnen eines Unterdruckventils (38, 4o) beeinflußt, wobei diese Verbindungen eine biegsame Membran (35) umfassen, die beim Öffnen des Ventils dem Unterdruck ausgesetzt ist und deren wirksame Oberfläche in einem bestimmten Verhältnis zum Tauchkolbenquerschnitt steht, so daß der wirksame Unterdruci< proportional dem in dem hydraulischen System durch Betätigung des Fußhebels (i) od. dgl. erzeugten Druck ist. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein in dem hOraulischen System zwischen dem Hauptzylinder (2) und dem Arbeitszylinder (4) bzw. den Arbeitszylindern a ' ngeordneter Ventilkörper (6) eine zylindrische, an einem Ende offene Manschette (14) und am anderen Ende einen Ventilsitz (77 hat, gegen den sich ein an der Kolbenstange (17) des Unterdruckzylinders (20) gebildeter Ventilkörper (16) legt. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das offene Ende des Ventilgliedes (6) in einer abgedichteten Führung (14) beweglich ist und im übrigen von einem in freier Verbindung mit dem Hauptzylinder (2) und einer Kammer (25) stehenden Ringraum (12) umgeben ist, in welcher der zur Betätigung des Unterdruckventils (38, 4o) dienende Tauchkolben (27) angeordnet ist. 6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein in einem Zylinder (4) entgegen der Wirkung einer Feder (ii) beweglicher Kolben (6) in (lern hydraulischen Kraftübertragungssystern zwischen dem Hauptzylinder (2) und dem Arbeitszylinder (4) bzw. den Arbeitszylindern angeordnet ist, wobei Diener Kolben an dem einen Ende einen Ventilsitz (7) trägt, gegen den sich ein am Ende der Kolbenstange (17) des Unterdruckzylinders (20) gebildeter Ventilkörper (16) anlegen kann. 7. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchkolben (27) einen schwenkbaren Hebel (29) beeinflußt, an dem ein in einer Ventilkammer (32) bewegliches Gehäuse (34)-aufgehängt ist, das mit den Wänden der Kammer durch eine biegsame Mernbran (35) od. dgl. verbunden ist und zum Abheben eines Ventils (40) von seinem Sitz (38) entgegen der Wirkung einer Feder (42) eingerichtet ist, um den Unterdruckzylinder (2o) mit der Unterdruckquefle in Verbindung zu bringen.