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Bremskraftverstärker
Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker mit einem Vakuum-oder Druckluftservomotor, dessen Kolben mittels einer Stange mit einem koaxialen Hilfskolben in axialer Richtung starr verbunden ist, der in einer axialen Bohrung ein Rückschlagventil aufweist und in einem Hilfszylinder verschiebbar ist, der einerseits mit dem Hauptbremszylinder und anderseits mit den Radbremszylindern in Verbindung steht, wobei zur Einschaltung des Servomotors ein durch den vom Hauptbremszylinder kommenden Druck der Druckflüssigkeit im Hilfszylinder betätigtes, ausserhalb des Hilfszylinders sowie des Servomotorzylinders liegendes Ventil vorgesehen ist.
Bei den Bremskraftverstärkern dieser Art war das äussere Ende des Hilfszylinders mit den Radbremszylindern und das dem Servomotor zugewendete Ende mit dem Hauptbremszylinder verbunden. Die Kuppelstange zwischen dem Hilfskolben und dem Kolben des Servomotors wirkte als Druckstange. Das im hohlen Hilfskolben befindliche Rückschlagventil befand sich an dem dem Servomotor zugewendeten Ende dieses Kolbens und wurde in der Ruhelage des Hilfskolbens mittels eines verwickelt aufgebauten, bügelarti- gen Teiles offengehalten, für dessen Unterbringung der Hilfskolben über fast die Hälfte seiner Länge geschlitzt ausgebildet sein musste.
Diese bekannte Einrichtung hatte vor allem den Nachteil, dass die Dichtung zwischen dem Unterdruckteil des Zylinders des Servomotors und dem Hilfszylinder sowie das Ventil im Hilfskolbenschlecht zugänglich und nur nach weitgehender Zerlegung der ganzen Einrichtung erreichbar waren. Ausserdem zeigte diese bekannte Einrichtung die Eigenschaft, am Beginn der Betätigung des Bremspedals brüsk mit der Servowirkung einzusetzen, wodurch es allzuleicht zum unerwünschten und unvorhergesehenen Blockieren der gebremsten Räder kommen konnte.
Diese Eigenschaft ergab sich aus der Massnahme, die Verbindungsstange zwischen Servokolben und Hilfskolben durch den mit dem Hauptbremszylinder verbundenen Teil des Hilfszylinders zu fUhren, wodurch beim Bremsen infolge des um die Querschnittsfläche der Verbindungsstange plötzlich vergrösserten,
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Bei einer von der eingangs angegebenen Art wesentlich verschiedenen Bauweise von Bremskraftver- stärker-es war ein eigener Arbeitskolben zur Druckerhöhung vorgesehen, während der Hilfskolben lediglich zur Steuerung eines überaus verwickelten Doppelventils diente-ist es anderseits bekanntgeworden, die dem Servomotor zugewendete Seite dieses Hilfskolbens mit den Radbremszylindern zu verbinden.
Zur Vermeidung der zuvor angeführten Nachteile der Bremskraftverstärker jener Bauweise, wie sie zu Beginn erläutert ist, wird vorgeschlagen, solche Bremskraftverstärker derart aufzubauen, dass, wie an sich bekannt, die dem Servomotor zugewendete Seite des Hilfszylinders mit denRadbremszylindern und die vom Servomotor abgewendete Seite des Hilfszylinders mit dem Hauptbremszylinder verbunden ist, so dass die zentrale, den Kolben des Servomotors mit dem Hilfskolben verbindende Stange den mit den Radbremszylindern verbundenen Abschnitt des Hilfszylinders durchsetzt und als Zugstange ausgebildet ist.
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Gemäss einem andern Merkmal der Erfindung ist an dem äusseren, vom Servomotor abgewendeten Ende des Hilfszylinders eine Dichtungsscheibe vorgesehen und der Hilfskolben weist an seinem vom Servomotor abgewendeten Ende einen hohlzylindrischen Fortsatz auf, der sich in der äusseren Endstellung des Hilfskol- bens gegen die Dichtungsscheibe legt.
Merkmal der Erfindung ist es schliesslich auch, dass von dem äusseren Ende des Hilfszylinders in an sich bekannter Weise ein zum Hilfszylinder koaxialer Stift in dessen Inneres ragt, welcher mit dem im Hilfskol- ben angeordneten Rückschlagventil zusammenwirkt und dieses in der Ruhelage des Hilfskolbens offen hält.
Im folgenden wird das Wesen der Erfindung an Hand der Zeichnung genauer erläutert, die ein Aus- führungsbeispiel des erfindungsgemässen Bremskraftverstärkers im Längsschnitte zeigt.
Der Hilfszylinder 1 ist an seinem äusseren Ende durch eine Verschraubung abgeschlossen, die aus einem Gewindering 2 und einem in diesen hineingedrehten Schraubstopfen 3 besteht. Eine Dichtungs- scheibe 4 ist zwischen den Teilen 2 und 3 festgehalten. Auf diese Dichtung ; scheibe 4 kann sich der Rand 23 des hohlzylindrischen Fortsatzes 22 des Hilfskolbens 19 aufsetzen. Im Körper des
Hilfszylinders 1 und parallel zu dessen Längsachse verläuft eine Leitung 5, welche die Verbindung zwischen dem äusseren oder Einströmende des Hilfszylinders 1 mit einer Hilfsbohrung 6 herstellt. die radial zum Hilfszylinder 1 verläuft und in welcher ein Kolben 26 verschiebbar angeordnet ist, wie später noch erklärt werden wird.
A m ändern Ende des Hilfszylinders l ist eine Platte 7 befestigt, die durch Drücken oder eine son- stigeBearbeitungsmethode geformt ist. An dieser Platte 7 ist eine zylindrische Kappe 8 befestigt, wel- che einen Zylinder 9 umgibt, in dem der Kolben 15 unter der Wirkung von Unterdruck oder Druck- luft verschiebbar ist. Zur Befestigung der Kappe 8 an der Platte dienen die Bolzen 10.
Zwischen der Kappe 8 und dem Zylinder 9 ist ein ringförmiger Raum freigelassen, welcher zur Herstellung der Verbindung zwischen der einen Seite des Kolbens 15 und einer entsprechenden Druck- oder Unterdruckquelle dient.
Eine zugleich abdichtende Führung 11 ermöglicht den Durchtritt der Stange 14 vom Hilfszylin- der 1 in den Zylinder 9 sowie die axiale Bewegung dieser Stange.
Im Körper des Hilfszylinders 1 befindet sich ein Anschlussstutzen 12 für die das Drucköl zu den Radbremszylindern führenden Leitungen sowie ein Anschluss 13 für die Leitung, welche vom Hauptbremszylinder kommt.
Die zylindrische Stange 14 verbindet die Kolben 15 und 19. starr miteinander, so dass sich diese beiden Kolben gleichzeitig in ihren Zylindern verschieben müssen. Die Bewegung des Kolbens 15 wird durch einen Unterschied der pneumatischen Drücke zu seinen beidenSeiten bewirkt. Auf eine dieser Seiten wirkt eine konische Schraubenfeder 16 ein, welche die von den Teilen 14, 15, 19 gebildete Gesamt- heit in die Ruhelage zu bringen bestrebt ist.
Zwischen der Platte 7 und dem Zylinder 9 ist eine Kammer 17 gebildet, die mit dem Inneren des Zylinders 9 über den bereits erwähnten ringförmigen Raum verbunden ist.
Von dieser Kammer geht ein Kanal 18 aus, der im vorliegenden Falle mit der Ansaugleitung des Fahrzeugmotors über eine weitere Kammer verbunden ist, in der sich eine Membran 27 befindet, mittels welcher der Servomotor unter die Wirkung des Unterdruckes in der Ansaugleitung gebracht und damit in Funktion gesetzt werden kann.
Der Kolben 19 ist mit der Stange 14 mittels eines die Stange quer durchsetzenden Bolzens 20 verbunden.
Diese Verbindung bildet einen Durchlass, durch welchen die Bremsflüssigkeit hindurchfliessen kann.
Von der wirksamen Seite des Kolbens 19 (das ist jene, von welcher die Stange 14 ausgeht) bis zu dem Sitz des im Kolben angeordneten Ventils ist ein axialer Durchlass 21 vorgesehen. Ein hohlzylindrischer Fortsatz 22 ist an der andern, der soeben erwähnten Seite gegenüberliegenden Fläche des Kolbens angeordnet. Dieser Fortsatz 22 hat einen umlaufenden Rand 23, welcher die Dichtungsscheibe 4 berührt, wenn die miteinander verbundenen Kolben 15 und 19 sich in der Ruhelage befinden.
Das schon genannte, im Innerer. des Kolbens 19 befindliche Ventil wird von einer Kugel 24 gebildet. Ein axial verlaufender Stift 25, der z. B. am Verschlussstopfen 3 befestigt ist, kann auf diese Kugel einwirken, so dass sich das Ventil im richtigen Zeitpunkt öffnet. Dieses Öffnen tritt genau dann ein, wenn die beiden Kolben 15 und 19 sich in ihrer Ruhestellung befinden und geht gegen die Wirkung der konischen Feder 35 vor sich, welche bestrebt ist, die Kugel 24 gegen ihren Sitz zu drücken.
Die Hilfsbohrung 6 enthält einen Kolben 26, der, wenn er auf die Membran 27 und die mit dieser verbundenen Teile einwirkt, das Arbeiten des Servomotors auslöst, u. zw. dann, wenn der Druck in der vom Hauptbremszylinder kommenden Flüssigkeit einen vorbestimmten Wert überschreitet. In diesem
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Zeitpunkt verursacht die Einwirkung auf die Membran und die damit in Verbindung stehenden Teile die Öffnung eines Ventils (welches zu den mit der Membran verbundenen Teilen gehört) und stellt damit einen
Durchgang von einem der Zylinderräume, in welche der Kolben 15 den Zylinder 9 teilt, mit der
Aussenluft her.
An der Membran 27 ist der Sitz 28 eines Plattenventils befestigt, dessen Platte 29 axial be- weglich ist. Die Platte 29 ist auf der gleichen Stange angebracht, die auch einen Ventilkegel 30 trägt, welcher mit dem Ventilsitz 31 zusammenwirkt. Der Stutzen 32 erlaubt die Verbindung die- ses Teiles mit der Aussenluft. Die Verbindung des oberen Teiles der Kammer, in der sich die Membran
27 befindet, mit dem Inneren des Zylinders 9 an der der Feder 16 gegenüberliegenden Seite des ) Kolbens 15 wird durch die aneinander anschliessenden Bohrungen 33, 34 hergestellt.
Der untere Teil der die Membran 27 aufnehmenden Kammer steht-in der gleichen Weise wie die
Kammer 17 über den Kanal 18 - in Verbindung mit der Ansaugleitung des Fahrzeugmotors. Befindet sich die Membran in ihrer Ruhestellung, so ist die Platte 29 von ihrem Sitz 28 abgehobenundderobe- re Teil der die Membran enthaltenden Kammer steht damit ebenfalls in Verbindung mit der Aussenluft, wie dies allgemein üblich ist.
BeideSeiten des Servomotorkolbens 15 stehen also unter dem gleichen Unterdruck. Wird jedoch die
Membran 27 angehoben, so wird zuerst das Ventil 23-29 geschlossen und unmittelbar darauf das
Ventil 30-31 geöffnet. Der obere Teil der Membrankammer kommt dadurch in Verbindung mit der
Aussenluft und wird vom Ansaugrohr getrennt. Dadurch entsteht sofort ein Druckunterschied an den beiden
Seiten des Kolbens 15, welcher sich jetzt gegen die Kraft der Feder 16 bewegt und mittels der Stan- ge 14 den Kolben 19 mitnimmt.
Damit diese Bewegung der beiden Kolben 15, 19 entsteht, ist es erforderlich, dass, wie schon er- wähnt, die Membran 27 angehoben wird, was durch den Hilfskolben 26 erfolgt. Die Verschiebung dieses letzteren geht dann vor sich, wenn der hydraulische Druck in dem zwischen dem Hauptbremszylin- der und dem Kolben 19 liegendenAbschnitt des Bremssystems einen bestimmten Wert überschreitet.
Bis zu diesem Augenblick befindet sich der Kolben 19 in der Ruhestellung, wobei das Ventil mit der
Kugel 24 durch die Wirkung des Stiftes 25 offen gehalten ist. Die Bremsflüssigkeit konnte daher durch den Kolben 19 hindurchgehen und der Servomotor befand sich ausser Funktion. Mit dem Erreichen des vorgegebenen Druckes hebt sich jedoch der Kolben 26 an und betätigt mittels der Membran 27 die mit dieser verbundenen Ventile, wie schon erklärt worden ist ; in diesem Moment beginnt die die Bremskraft verstärkende Wirkung des Servomotors.
Der Kolben 19, welcher mittels der Stange 14 vom Kolben ]5 mitgenommen wird, verschiebt sich von dem den Stift 25 tragenden Ende des Hilfszylinders l weg ; das durch die Kugel 24 gebil- dete Ventil schliesst sodann unter der Wirkung der Feder 35 und der Kolben 19 setzt seine Bewegung mit einer wirksamen Oberfläche fort, die um die Querschnittsfläche der Stange 14 verringert ist.
Sowie sich der Rand 23 von der Dichtungsschleife 4 abhebt, vergrössert sich selbsttätig die wirk- same Oberfläche dieser Seite des Kolbens 19. In dieser Hinsicht könnten die Oberflächen der beiden
Seiten des Kolbens 19 im Augenblick von dessen Stillstand einander gleich sein ; es wird jedoch als vor- teilhafter angesehen, wenn die wirksame Fläche durch den Rand 23 klein gehalten ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Bremskraftverstärker mit einem Vakuum-oder Druckluftservomotor, dessen Kolben mittels einer
Stange mit einem koaxialen Hilfskolben in axialer Richtung starr verbunden ist, der in einer axialen Boh - rung ein Rückschlagventil aufweist und in einem Hilfszylinder verschiebbar ist, der einerseits mit dem
Hauptbremszylinder und anderseits mit den Radbremszylindern in Verbindung steht, wobei zur Einschaltung des Servomotors ein durch den vom Hauptbremszylinder kommenden Druck der Druckflüssigkeit im Hilfs- zylinder betätigtes, ausserhalb des Hilfszylinders sowie des Servomotorzylinders liegendes Ventil vorge- sehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass, wie an sich bekannt, die dem Servomotorzugewende- te Seite des.
Hilfszylinders (l) mit den Radbremszylindern und die vom Servomotor abgewendete Seite des Hilfszylinders mit dem Hauptbremszylinder verbunden ist, so dass die zentrale. den Kolben (15) des Servomotors mit dem Hilfskolben (19) verbindende Stange (14) den mit den Radbremszylindern verbundenen Abschnitt des Hilfszylinders durchsetzt und als Zugstange ausgebildet ist.