DEW0013290MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 19. Februar 1954 Bekanntgemacht am 31. Oktober 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf Betätigungsgeräte für pneumatisch-hydraulische Servo-Bremseinrichtungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, deren Flüssigkeitsbremse von einem bestimmten, wählbaren Flüssigkeitsdnuck an ihren Druck allein durch eine pneumatische Hilfskrafteinrichtung erhält, die mit dem Betätigungsgerät nur Leitungsverbindung hat. Die an Kraftfahrzeugbremseinrichtungen zu stellende Forderung, daß die Reaktionskraft am Bedienungshebel ein richtiges Gefühl für die Größe der erzielten Bremswirkung jederzeit vermittelt, ist bei Betätigungsgeräten der genannten Gattung nicht einfach zu erfüllen. Eine unmittelbare Rückwirkung des von der Hilfskrafteinrichtung verstärkten Flüssigkeitsdruckes auf den Bedienungshebel ist nicht erwünscht und übrigens auch nicht durchführbar, da nach Einschaltung der Hilfskrafteinrichtung die Flüssigkeitsleitungsverbindung zwischen dem Flüssigkeitsdruekhauptzylinder der Hilfskrafteinrichtung und dem Flüssigkeitsdrucksteuerzylinder des Betätigungsgerätes unterbrochen wird, um nicht auf den Flüssigkeitsdrucksteuerkolben den durch die Hilfskraf teinrichtung erzeugten hohen Flüssigkeitsdnuck einwirken zu lassen.

Die genannte Forderung wird nach der Erfindung bei Betätigungsgeräten der eingangs beschriebenen Gattung >mit zuverlässigen, nur wenig Raum

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in Anspruch nehmenden Mitteln erfüllt. Erfindungsgemäß wird bei den beschriebenen Betätigungsgeräten der pneumatische Druck der Hilfskrafteinirichtung im Betätigungsgerät durch ein Luitein- und -auslaßventil gesteuert, das mit einem pneumatischen Kolben zusammenwirkt, auf den dieselben Luftdrücke einwirken wie auf den Arbeitskolben des Kraftverstärkers und der mit dem Kolben eines Flüssigkeitssteuerzylinders, dessen

ίο hydraulische Verbindung mit den Bremszylindern beim Wirksamwerden des Kraftverstärkers unterbrochen wird, fest verbunden ist und mit der Betätigungsstange kraftschlüssige Verbindung über eine vorgespannte Feder hat, deren Spannung durch einen kleineren Kolben geändert werden kann, auf den der im Flüssigkeitssteuerzylinder erzeugte Druck einwirkt. '

Der erwähnte pneumatische Kolben dient nicht zur unmittelbaren Erhöhung des Druckes im Flüssigkeitsbremskreis. Vielmehr hat er die Funktion eines Abstufungskolbens für das Luftsteuerventil. Die ihn beaufschlagende Druckdifferenz entspricht der an der vom Luftsteuerventil beeinflußten Hilfskrafteinrichtung wirksamen Druckdifferenz. Durch sie wird eine mit der Betätigungskraft gleichgerichtete Steuerkraft erzeugt. Das Luftsteuerventil und der Kolben des Flüssigkeitsdrueksteuerzylinders wirken als eine Nachfolgesteuerung. Der Abstufungskolben erzeugt eine zur Kraft in der Betätigungs- stange hinzukommende Kraft auf den Kolben des Flüssigkeitsdrucksteuerzylinders. Über das im F lüs s i gkei t s dru cks teuer zy 1 i η der ei nges chi ο s sene Filüssigkeitsvolumen und einen kleinen im Flüssigkeitsdrucksteuerkolben gelagerten Reaktionskolben sowie eine den Reaktionskolben belastende Abstufungsfeder wird die Kraftverstärkung als Reaktionskraft auf die Betätigungsstange übertragen. Durch die Wahl der Größe des Abstufungskolbens hat man es in der Hand, im Flüssigkeitsdruck-Steuerzylinder einen dem jeweiligen Flüssigkeitsbremsdruck proportionalen Flüssigkeitsteildruck wirksam werden zu lassen. Die zusätzlich auf diese Weise erzeugte Federspannung ist ein Maß für die von der Hilfskrafteinricbtung erzeugte, von dem Kräftespiel am Luftsteuerventil abhängige Bremswirkung.

Es sind Bremsgeräte für Mehrkreisbremsanlagen mit gleichachsig angeordneten Bauteilen bekannt, die zwischen einem Flüssigkeitszylinder und einem Luftsteuerventil eimien Kolben enthalten, der von einer vom Luftsteuerventil eingesteuerten Druckdifferenz beaufschlagt wird und auch zur Verstärkung des durch Muskelkraft erzeugten Flüssigkeitsdruckes dient. Bei diesen Bremsgeräten wird über ein vielteiliges Hebelsystem eine Komponente der zusätzlich auf die Flüssigkeitsbremse ausgeübten Kraftwirkung als Reaktionskraft auf die Betätigungsstange geleitet, um die vergrößerte Bremswirkung dem Bedienenden zu vermitteln. Ein solches Hebelsystem mit mehreren Umlenkhebeln und Bolzengelenken benötigt eine Mindestbaugröße, die weit mehr Platz als das Betätigungsgerät nach der Erfindung beansprucht. .

Bei hydraulischen Bremsen mit pneumatischem Kraftverstärker, der mit dem Betätigungsorgan in einem Bauteil vereinigt ist, ist es bekannt, den pneumatischen Druck des Kraftverstärkers durch ein Ventil zu steuern, das mit dem Arbeitskolben des Kraftverstärkers zusammenwirkt, der mit dem Flüssigkeiitshauptzylinder fest verbunden ist und mit der Betätigungsstange kraftschlüssige Verbindung über eine vorgespannte Feder hat.

Weiterhin ist es bekannt, den Kolben des Hauptzylinders als hohlen Tauchkolben auszubilden, und in ihm einen kleinen Reaktionskolben unterzubringen, auf den der im Hauptzylinder herr- ; sehende Druck einwirkt und der eine dem Bremsdruck entsprechende Rückwirkungskraft auf die Betätigungsstange ausübt, um dem Fahrer ein Gefühl für die erreichte Bremswirkung zu geben.

Um das Betätigungsgerät nach der Erfindung in die Form eines geschlossenen kleinen Bauteils zu bringen, das sich z.B. unter dem Fußbrett des Fahrerraumes eines Kraftwagens unterbringen läßt, sind in einem gemeinsamen Gehäuse der KoI-ben eines FlussigkeitsdrucksteuerZylinders und die Organe eines Luftsteuerventils gleichachsig zueinander angeordnet, und das Luftsteuerventil liegt zwischen dem Flüssigkeitsdrucksteuerzylinder und einer zur Bedienung des Gerätes bestimmten Betätigungsstange.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der Kolben des Flüssigkeitsdrucksteiuerzylinders ein Tauchkolben. Dadurch ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau dies Betätigungsgerätes; es wird auch ein Dichtungsglied gegenüber einer Ausführung mit gewöhnlichem Kolben eingespart.

Die Abdichtung zwischen dem Flüssigkeitsdrucksteuerzylinder und dem Luftsteuerventil erfolgt durch zwei Dichtungsglieder, die an dieser Stelle hintereinander angeordnet sind und zwischen denen sich ein mit der Außenluft verbundener Raum befindet, Durch diese Anordnung wird mit Sicherheit vermieden, daß Druckluft in das Flüssigkeitsnetz eintritt, oder umgekehrt.

Die Merkmale des Erfindungsgegenstandes sind anwendbar bei Betätigungsgeräten für Mehrkreisbremsanlagen, insbesondere Servo-Bremsanlagen, deren pneumatischer Bremskreis ein Dnuckluf tkreis oder ein Saugluftkreis ist. Sie können zusätzlich für indirekte oder direkte Steuerung eines pneumatischen Bremskreises in solchen Anlagen verwendet werden.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindüngsgegenstandes schematisch dargestellt, und zwar zeigt ■ ■ ■.

Fig. ι ein Betätigungsgerät mit einem Steuerventil für einen indirekt wirkenden Druckluftbremskreis und

Fig. 2 ein Betätigungsgerät mit einem Steuerventil für einen Saugluftbremskreis.

In beiden Figuren sind die Teile des Luftsteuerventils gegenüber den übrigen Teilen des Gerätes vergrößert wiedergegeben. Der notwendige Durchmesser des Steuerkolbens wird bestimmt durch die erwünschte Größe der von ihm erzeugten Reak-

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tionskraft auf die Betätigungsstange, die zur Er-. zeugung eines richtigen Bremsgefühls für den Bedienenden erforderlich ist.

Das Gehäuse 3 des Betätigungsgerätes umschließt einen Flüssigkeitsdrucksteuerzylinder 4, einen Zylinder 5 für den Kolben 9 des Luftsteuerventils und einen über beiden angeordneten Flüssigkeitsvorratsbehälter 6. In der Gehäusezwischenwand 7 ist ein Tauchkolben 8 gelagert, der in dem Flüssigkeitsdnucksteuerzylinder 4 arbeitet. Mit dem Tauchkolben 8 flanschartig fest verbunden ist der Steuerkolben 9 des Luftsteuerventils.

Der Tauchkolben 8 wird in der Gehäusewand 7 durch zwei hintereinander angeordnete Dichtungsglieder 12 geführt, zwischen denen sich eine kleine Ringkammer 13 befindet, die mit der Außenluft über eine Bohrung 14 Verbindung hat.

Der Boden 10 des Tauchkolbens 8 trägt einen kleinen Bund 11, der zur Betätigung eines bekannten, die Öffnung zum Vorratsbehälter 6 überwachenden, federbelasteten Kippventils 15 dient. Die Austrittsöffnung 16 des Steuerzylinders 4, an die eine zum Hauptzylinder einer Hilfskrafteinrichtung führende Leitung angeschlossen wird, ist mit einem bekannten Bodenventil 17 versehen.

In dem Kolbenglied 8, 9 ist ein Ventilsteuerkörper 18 gelagert, dessen rohrförmiger Schaft 19 die Gehäusewand 20 durchdringt. Eine Antriebsstange 21 hat durch eine (nicht gezeichnete) Feder kraftschlüssige Verbindung mit dem Ventilsteuerkörper 18. Auf den rohrförmigen Schaft 19 ist ein Ventilkörper 22 aufgesetzt, der von einer sich gegen einen Bund 23 des Schaftes 19 abstützenden Feder 24 belastet wird. Die Dichtungsscheibe 26 des Ventilkörpers 22 arbeitet mit dem Auslaßventilsitz 25 des Ventilsteuerkörpers 18 und dem Einlaßventilsitz 27, der sich am Steuerkolben 9 befindet, ziusammen. ,

Innerhalb des hohlen Tauchkolbens 8 befindet sich ein hülsenförmiger Reaktionskolben 28, der von einer Abstufungsfeder 29 gegen den Boden 10 des Tauchkolbens gedrückt wird. Der Reaktionskolben 28 wird ebenso wie der Tauchkolbenboden 10 von einem in den Ventilsteuerkörper 18 eingeschraubten Zuganker 30 durchdrungen, dessen Kopf 39 sich von außen gegen den Tauchkolbenboden 10 legt. Die Abstufungsfeder 29 ist vorgespannt, und zwar wird die Vorspannung mittels des Zugankers 30 so eingestellt, daß etwa bis zu einem Druck im Flüssigkeitsbremskreis, der dem Anlegen der Bremsbacken entspricht, das Kolbenglied¹ 8, 9 zusammen mit dem Ventilsteuerkörper 18 wie ein starrer Körper wirkt.

Das Kolbenglied 8, 9 wird von einer Rückführfeder 31 gegen einen innerhalb des Zylinders 5 angeordneten Anschlag 32 gedrückt. Die Ventilkammer 33 besitzt einen Anschlußstutzen 34 für eine Leitung zu einem Druekluf tbehälter; am Zylinderraum 5 ist ein Stutzen 35 vorhanden, über den eine Verbindung mit der beim Bremsen zu entlüftenden Kammer eines Zweikammerarbeitszylinders beispielsweise einer Hilfskrafteinrichtung hergestellt wird. Der Tauchkolbenboden 10 enthält Durchtrittsöffnungen 38 für Druckflüssigkeit. Im Steuerkolben 9 sind Durchbohrungen 36 und im Ventilsteuerkörper 18 Durchbohrungen 37 angebracht. Der Ventilsteuerkörper 18 enthält weiterhin eine nicht dargestellte Durchbohrung, über welche der zwischen Ventilsteuerkörper 18 und Reaktionskolben 28 liegende Innenraum des Tauchkolbens 8 ständig mit dem Innern des Schaftes 19, also.mit der Außenluft, verbunden ist.

Die Wirkungsweise des Betätigungsgerätes nach Fig. ι ist folgende:

Wenn über einen Betätigungshebel eine Druckkraft auf die Antriebsstange 21 ausgeübt wird, schieben sich das Kolbenglied 8, 9 und der Ventilsteuerkörper 18 gegen die Spannung der Feder 31 innerhalb des Gehäuses nach rechts. Das Kippventil wird geschlossen, und vom Tauchkolben 8 wird Flüssigkeit aus dem Druckflüssigkeitssteuerzylinder 4 über den Anschluß 16 in das Flüssigkeitsleitungsnetz der Bremsanlage gefördert. Die Bremsbacken werden dadurch zur Anlage gebracht.

Anschließend steigt bei zunehmender Betätigungskraft der Flüssigkeitsdruck im Zylinder 4 schnell an, wodurch einem weiteren Eindringen des Tauchkolbens 8 in den Zylinder 4 erhöhter Widerstand entgegengesetzt wird. Unter Zusammendrückung der vorgespannten Abstufungsfeder 29 bewegt sich der Ventilsteuerkörper 18 relativ zum Kolbenglied 8, 9 nach rechts. Das Einlaßventil 26, 27 schließt sich, so daß die über die Bohrungen 36 bestehende Verbindung der Ventilkammer 33 mit dem Zylinderraum 5 unterbrochen wird, und das Auslaßventil 25, 26 öffnet sich gegen die Spannung der Feder 24. Luft entweicht über die Öffnungen 36 und 37 in den offenen rohrförmigen Schaft 19. Dadurch erfährt der Zylinderraum 5 Und ein mit ihm über den Anschluß 35 verbundener Druckluftkreis eine Drucksenkung, durch die eine Hilfskrafteinrichtung für den Flüssigkeitsbremskreis betätigt wird. In bekannter Weise wird der Flüssigkeitsbremskreis beim Wirksamwerden der Hilfskrafteinrichtung vom Zylinderraum 4 getrennt.

Sobald die soeben beschriebene Ventilumsteuerung gegen die Spannung der Abstufungsfeder 29 vor sich gegangen ist, wird an der beaufschlagten Ringfläche des Steuerkolbens 9 eine Druckdifferenz wirksam, die der an der Hilfskrafteinrichtung wirkenden entspricht. Zu der auf den Tauchkolben 8 wirkenden Betätigungskraft addiert sich eine vom Steuerkolben 9 erzeugte Kraft. Der Tauchkolben dringt infolgedessen weiter in den Zylinderraum 4 ein. Das von ihm verdrängte Flüssigkeitsvolumen strömt durch die Öffnungen 38 in das Innere des Tauchkolbens 8 und schiebt unter weiterer Zusammendrückung der Abstufungsfeder 29 den Reaktionskolben 28 relativ zum Tauchkolben 8 nach links. Über den Reaktionskolben 28 und die Abstufungsfeder 29 wird so auf die Antriebsstange 21 eine zusätzliche Reaktionskraft ausgeübt, die der von dem Luftsteuerventil gesteuerten Kraftwirkung der Hilfskrafteinrichtung proportional ist.

Das zur Steuerung eines Saugluftbremskreises dienende Steuerventil nach Fig. 2 unterscheidet

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sich im Aufbau etwas von dem in Fig. ι gezeigten Steuerventil. Der Durchmesser des Steuerkolbens 59 ist wegen der kleineren zur Verfügung stehenden Drücke etwas größer auszuführen als der des Steuerkolbens 9 nach Fig. i. Der Einlaßventilsitz 41 hat kleineren Durchmesser als der Sitz 42 des Außlaßventils 42, 43. Der Ventilkörper 44 mit der Dichtungsscheibe 43 ist. innerhalb einer von der Wand 45 umschlossenen Kammer, die über die Bohrungen 46 stets mit der Atmosphäre verbunden ist, auf dem Ventilsteuerkörper 40 gelagert. Über den Anschluß stutzen 47 der Kammer 48 besteht Leitungsverbindung zu derjenigen Kammer eines Zweikammerbremszylinders, die beim Bremsen mit der Atmosphäre verbunden wird. An den Stutzen 49 des Zylinderraumes 50 ist eine Saugluftquelle und die zweite Kammer des Zweikammerbremszylinders angeschlossen. .

Eine Umsteuerung des Ventils nach Fig. 2 hat ein der Fig. 1 entsprechendes Kräftespiel zwischen dem Kolbenglied 58,59 und dem Ventilsteuerkörper 40 zur Folge. Die Reaktionskraft auf die Antriebsstange 21 wird in gleicher Weise wie bei dem Betätigungsgerät nach Fig. 1 vergrößert.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Betätigungsgerät für hydraulische Bremsvorrichtungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit pneumatischem Kraftverstärker, der von einem wählbaren Flüssigkeitsdruck an . die weitere Drucksteigerung in der Flüssigkeitsbremse allein bewirkt und der von dem Betätigungsgerät räumlich getrennt ist und mit ihm nur Leitungsverbindung hat, gekennzeichnet durch ein zur Steuerung des Kraftverstärkers ,dienendes Luftein- und -auslaßventil (25,26,27), das mit einem Kolben (9) zusammenarbeitet, auf den dieselben Luftdrücke einwirken wie auf den Arbeitskolben des Kraftverstärkers und der mit dem Kolben (8) eines Flüssigkeitsdrucksteuerzylinders (4), dessen hydraulische Verbindung mit den Bremszylindern beim Wirksamwerden des Kraftverstärkers unterbrochen wird, fest verbunden ist und mit der Betätigungsstange (21) kraftschlüssige Verbindung über eine vorgespannte Feder (29) hat, deren Spannung durch einen kleineren Kolben (28) geändert werden kann, auf den der im Flüssigkeitsdrucksteuerzylinder erzeugte Druck einwirkt.
2. 2. Betätigungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Bemessung der Feder (29) und ihrer Vorspannung, daß bis zu dem Flüssigkeitsdruck, bei dem die Druckerzeugung durch den pneumatischen Kraftverstärker beginnen soll, der Kolben (9) sich mit der Betätigungsstange (21) bewegt und an-

   . schließend das Luftein- und -auslaßventil betätigt und dann in der gleichen Richtung durch den den Kraftverstärker betätigenden pneumatischen Druck bewegt wird.
3. 3. Betätigungsgerät für hydraulische Bremseinrichtungen mit pneumatischem Kraftverstärker, das mit der Hilfskrafteinrichtung nur Leitungsverbindung hat, insbesondere nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem gemeinsamen Gehäuse der Kolben

   (8) eines Flüssigkeitsdriueksteuerzylinders (4) und die Organe (25, 26, 27, 9) eines Luftsteuerventils gleichachsig zueinander angeordnet sind und daß das Luftsteuervent.il zwischen dem Flüssigkeitsdrucksteuerzylinder und einer zur Bedienung des Gerätes bestimmten Betätigungsstange (21) liegt.
4. 4. Betätigungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben

   (8) des Flüssigkeitsdrucksteuerzylinders (4) ein Tauchkolben ist.
5. 5. Betätigungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis- 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Flüssigkeitsdrucksteuerzylinder (4) und dem Luftsteuerventil (9, 25 bis 27) zwei Dichtungsglieder (12) liegen, zwischen denen sich ein mit der Außenluft verbundener Raum (13) befindet.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Britische Patentschrift Nr. 702 573.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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