DE1113375B - Mit pneumatischer Hilfskraft arbeitende Vorrichtung zum Erzeugen eines Druckes in einem hydraulischen System, insbesondere in einer hydraulischen Bremsbetaetigungsanlagefuer Kraftfahrzeuge - Google Patents
Mit pneumatischer Hilfskraft arbeitende Vorrichtung zum Erzeugen eines Druckes in einem hydraulischen System, insbesondere in einer hydraulischen Bremsbetaetigungsanlagefuer KraftfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine mit pneumatischer Hilfskraft arbeitende Vorrichtung zum Erzeugen
eines Druckes in einem hydraulischen System, insbesondere in einer hydraulischen Bremsbetätigungsanlage
für Kraftfahrzeuge.
Mit pneumatischer Hilfskraft arbeitende hydraulische Bremsbetätigungsanlagen für Kraftfahrzeuge,
in welchen eine dem Bremsdruck entsprechende Rückwirkungskraft auf das durch den Fahrer betätigte
Steuerglied übertragen wird, wobei die Rück-Wirkungsmittel aus einem Primärrückwirkungsteil und
einem Sekundärrückwirkungsteil bestehen, sind bekannt. In diesen Bremsbetätigungsanlagen besteht
die Aufgabe der Rückwirkungsmittel darin, dem Fahrer das Gefühl, das er von früheren, ohne Hilfskraft
arbeitenden Bremsbetätigungsanlagen her gewöhnt ist, zu vermitteln. In den ohne Hilfskraft
arbeitenden Bremsbetätigungsanlagen wird während des Bremsvorgangs auf den Bremshebel im allgemeinen
eine zweistufige Rückwirkung ausgeübt, nämlich eine kleinere Rückwirkung, während die
Bremsschuhe durch einen Spielraum gegen die Bremstrommeln bewegt werden, und anschließend eine
größere Rückwirkung, während die Bremsschuhe gegen die Bremstrommel gedrückt werden. Dabei ermöglicht
diese Rückwirkung eine Abschätzung des wirksamen Bremsdruckes.
Demgemäß sind hilfskraftbetriebene Bremsbetätigungsanlagen bekanntgeworden, die mit entsprechend
den eben erwähnten zweistufigen Rückwirkungen arbeitenden Rückwirkungsmitteln versehen sind. In
einer bekannten Ausführungsform wird die Hilfskraft durch Anlegen eines Druckunterschiedes an
einen in einem Zylinder beweglichen Kolben ausgeübt. Der Kolben bewirkt in einem zweiten Zylinder
durch Zusammendrücken eines dort vorhandenen Strömungsmittels den wirksamen Bremsdruck. Sowohl
die erste wie die zweite Rückwirkungsstufe werden durch eine in dem Kolben eingeschlossene, dem
gleichen Druckunterschied wie der Kolben, jedoch in entgegengesetzter Richtung, ausgesetzte Membran
bewirkt
Der Nachteil dieser Ausführungsform liegt darin, daß die Rückwirkung auf den Bremshebel während
der Bremsbetätigung unabhängig von den Verhältnissen im eigentlichen Bremssystem ist, so daß der
Fahrer keine wirklichkeitsgetreue Wiedergabe des Bremsdruckes zu spüren bekommt. Insbesondere
ändert sich an der Stärke der Rückwirkung auch jdann nichts, wenn im Hydraulikteil der Anlage
irgendein Fehler auftritt und eine andere Bremsbetätigung erforderlich wird.
Mit pneumatischer Hilfskraft arbeitende
Vorrichtung zum Erzeugen eines Druckes
Vorrichtung zum Erzeugen eines Druckes
in einem hydraulischen System,
insbesondere in einer hydraulischen
Bremsbetätigungsanlage für Kraftfahrzeuge
Anmelder:
The Bendix Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. H.Negendank, Patentanwalt,
Hamburg 36, Neuer Wall 41
Hamburg 36, Neuer Wall 41
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 22. Oktober 1954
V. St. v. Amerika vom 22. Oktober 1954
Edward Erhardt Hupp, South Bend, Ind. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden
In einer anderen hilfskraftbetriebenen Bremsbetätigungsanlage werden auf den Bremshebel Rückwirkungskräfte
durch einen Kolben ausgeübt, der unmittelbar mit der Druckkammer des hydraulischen
Bremsströmungsmittels in Verbindung steht, so daß der Fahrer eine dem wahren Bremsdruck entsprechende
Rückwirkung spürt. Der den Bremsdruck erzeugende Hilfskraftkolben wird auch hier durch
Druckluft betrieben. .
Diese Bauart hat jedoch den Nachteil, daß sie keine zweistufige Rückwirkung hat, so daß die von
früheren Bremssystemen her gewohnte zweistufige Bremsrückwirkung nicht wiedergegeben wird. Darüber
hinaus erfährt der Fahrer während des Bremsvorgangs keine Rückwirkung, die ihm etwas über die
Tätigkeit der pneumatischen Hilfskraftvorrichtung mitteilt. Einen eventuellen Ausfall der pneumatischen
Hilfskraft kann er somit nicht wahrnehmen. Überdies wird er in einem solchen Fall noch bezüglich des
Druckes in der Bremsdruckkammer durch die Feder getäuscht, die den Hilfskraftkolben in seiner Ausgangslage
hält und normalerweise durch die pneumatische Hilfskraft überwunden wird.
Es besteht daher die Aufgabe, eine mit pneumatischer
Hilfskraft betriebene Bremsbetätigungsanlage mit einer zweistufigen Rückwirkung auf das
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Bremspedal zu schaffen, wobei der Fahrer während der Bremsbetätigung sowohl von der pneumatischen
Hilfskraft als auch von dem hydraulischen Bremsströmungsmittel eine Rückwirkung erfährt und so
erstens das von früheren Bremssystemen her gewohnte Rückwirkungsgefühl bekommt und zweitens
feststellen kann, ob die gesamte Bremsanlage fehlerlos arbeitet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß einer der Rückwirkungsteile aus einer Rückwirkungsmembran,
die dem auf die Hilfskraftvorrichtung wirkenden pneumatischen Druck ausgesetzt ist und zumindest
mit einer Teilfläche in einem vorbestimmten Bremsdruckbereich wirksam wird, und ein anderer Rückwirkungsteil
aus einem Rückwirkungskolben besteht, dessen Ende dem hydraulischen Druck im Hauptzylinder
unterworfen ist und der in einem anderen vorbestimmten Bremsdruckbereich wirksam wird.
Dadurch wird erreicht, daß der Fahrer während des Bremsvorganges sowohl eine von der pneumatischen
Hilfskraft als auch eine von dem hydraulischen Bremsdruck gesteuerte Rückwirkung erfährt.
Infolgedessen kann er zum einen die fehlerlose Arbeitsweise der Anlage feststellen und zum anderen
eine während des ganzen Bremsvorganges der jeweiligen Bremswirkung entsprechende Rückwirkung
spüren, was eine Abschätzung des wirksamen Bremsdruckes ermöglicht und eine sichere und richtige
Bremsbetätigung gewährleistet.
Eine zweckmäßige und förderliche Ausgestaltung der Erfindung liegt noch in der Verwendung geräuschdämpfender Mittel, die zwischen die zusammenarbeitenden
Teile der Rückwirkungsmittel geschaltet werden. Durch sie werden störende und möglicherweise ablenkende Arbeitsgeräusche, die
gegebenenfalls zu Beginn der Tätigkeit der durch das hydraulische Bremsströmungsmittel beaufschlagten
sekundären Rückwirkungsteile auftreten, beseitigt.
Einen besonderen Vorteil bietet noch die Ausführung des Bremshebels als Tretkurbel, ähnlich dem
Gashebel. So braucht der Fahrer beim Übergang vom Gashebel zum Bremshebel nur den Fuß um den Absatz
als Drehpunkt zu schwenken, ohne ihn vom Boden abheben zu müssen, wodurch eine Ermüdungsursache ausgeschaltet ist.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung gehen aus der Beschreibung im Zusammenhang mit
den Zeichnungen hervor. Es zeigt
Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung einer Ausführung der Hilfskraftvorrichtung mit angeflanschtem
Hauptzylinder, wie sie in einer Fahrzeugbremsbetätigungsanlage verwendet wird,
Fig. 2 einen Schnitt durch Hilfskraftvorrichtung und Hauptzylinder gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine Vergrößerung eines Teiles der Fig. 2 und
Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht der Dichtungsausführung am Ende des hydraulischen Rückwirkungskolbens.
Aus Fig. 1 ist zu ersehen, daß eine aus Hilfskraftvorrichtung
und Hauptzylinder bestehende Einheit 12 unmittelbar an der dem Motor zugekehrten Seite der
Fußwand 14 befestigt ist. Die Fußwand ist der schräg verlaufende untere Teil der feuerfesten Wand, die
den Raum 16 für den Fahrer von dem Raum 18 für den Motor trennt. Zur Einheit 12 gehören der Hilfskraftzylinder
20 und der Hydraulik-Hauptzylinder 22, der an der Vorderseite des Hilfskraftzylinders angeordnet
ist. Das Hilfskraftzylindergehäuse ist mit einem aus einem Stück bestehenden Montageflansch
24 versehen, der durch Befestigungsglieder 26 an der Fußwand des Fahrzeuges befestigt ist.
Die Hilfskraftvorrichtung wird mittels einer Tretkurbel 28 gesteuert, die bei 30 an der Wand 32 verschwenkbar angebracht ist. Die Tretkurbel kann aber auch mit ihrem unteren Ende ähnlich wie eine übliche Beschleunigungstretkurbel verschwenkbar befestigt werden. Ein Steuerstab 34 ist bei 36 verschwenkbar mit der Tretkurbel 28 verbunden und erstreckt sich in die Hilfskraftvorrichtung, um deren Wirkung auszulösen.
Das in Fig. 2 rechte Ende des Stabes 34 steht mit einem als Ventilsteuerglied ausgebildeten Kolben 38 im Eingriff. Der Stab ist an dem Kolben 38 mittels einer C-förmigen Greif- und Haltevorrichtung 40 befestigt, die über das abgerundete Ende 41 des Stabes 34 greift und mit nach außen abgebogenen Enden 42 versehen ist, die in Reibungseingriff mit der Wand der Bohrung 44 des Kolbens kommen, um ein Herausziehen des Stabes aus dem Kolben zu verhindern. Der Kolben 38 kann als Ventilschieber bezeichnet werden, der mit einer Hülse 46 zur Steuerung des Druckunterschiedes in der Hilfskraftvorrichtung zusammenarbeitet.
Die Hilfskraftvorrichtung wird mittels einer Tretkurbel 28 gesteuert, die bei 30 an der Wand 32 verschwenkbar angebracht ist. Die Tretkurbel kann aber auch mit ihrem unteren Ende ähnlich wie eine übliche Beschleunigungstretkurbel verschwenkbar befestigt werden. Ein Steuerstab 34 ist bei 36 verschwenkbar mit der Tretkurbel 28 verbunden und erstreckt sich in die Hilfskraftvorrichtung, um deren Wirkung auszulösen.
Das in Fig. 2 rechte Ende des Stabes 34 steht mit einem als Ventilsteuerglied ausgebildeten Kolben 38 im Eingriff. Der Stab ist an dem Kolben 38 mittels einer C-förmigen Greif- und Haltevorrichtung 40 befestigt, die über das abgerundete Ende 41 des Stabes 34 greift und mit nach außen abgebogenen Enden 42 versehen ist, die in Reibungseingriff mit der Wand der Bohrung 44 des Kolbens kommen, um ein Herausziehen des Stabes aus dem Kolben zu verhindern. Der Kolben 38 kann als Ventilschieber bezeichnet werden, der mit einer Hülse 46 zur Steuerung des Druckunterschiedes in der Hilfskraftvorrichtung zusammenarbeitet.
Im Zylinder 20 ist hin- und herschiebbar eine auf Druck ansprechende bewegliche Wand oder ein
Kolben 48 angeordnet, die bzw. der in ihm zwei Kammern 50 und 52 mit veränderlichem Rauminhalt
abgrenzt. Dieser Kolben 48 ist mit einer inneren Aushöhlung versehen, die mittels einer auf einen Druckunterschied
ansprechenden Membran 58 in zwei Räume 54 und 56 unterteilt ist. Diese Aushöhlung
wird von zwei Platten 60 und 62 eingeschlossen, die am Umfang mittels mehrerer um den Umfang mit
Abstand verteilter Schrauben 63 miteinander verbunden sind. Die Mittel zur Befestigung der zwei
Platten aneinander bieten ein bequemes Verfahren zur Befestigung der Membran 58 und zur Abdichtung
gegen eine Strömungsmittelverbindung zwischen den beiden Räumen 54 und 56. Eine Dichtung 64 ist an
dem äußeren Umfang des Kolbens 48 befestigt, um eine luftdichte Abdichtung an diesem Kolben zwisehen
den Hilfskraftkammern 50 und 52 zu schaffen. Zwischen der Kammer 50 und dem Raum 56 ist eine
Verbindung mittels eines Kanals 68 vorgesehen, während die Verbindung zwischen der rückwärtigen
Kammer 52 und dem vorderen Raum 54 durch einen Kanal 69 in der Platte 60 hergestellt wird.
Obwohl eine beliebige pneumatisch arbeitende Hilfskraftvorrichtung verwendet werden kann, wird
eine mit Vakuum (Saugluft) arbeitende Hilfskraftvorrichtung bevorzugt, deren Kolben auf beiden
Seiten unter Atmosphärendruck steht, wenn sie nicht in Tätigkeit ist. Demgemäß sind die Kammer 52 und
der Raum 54 fortwährend mit der Atmosphäre in Verbindung, vorzugsweise über einen Luftreiniger 72.
Der hintere Teil des Hilfskraftzylinders könnte offengelassen werden, aber die Abdeckplatte 76 und der
Balg 78 werden verwendet, um das Eindringen von Staub und Schmutz in das Innere des Hilfskraftzylinders
zu verhindern.
Der Kolben 38 steuert wahlweise die Verbindung des Raumes 56 (daher auch der Kammer 50) entweder
mit der Kammer 52 oder der Vakuumquelle, z. B. der üblichen Saugleitung 80. In der gezeichneten
Stellung ist der Raum 56 durch die Öffnung 82 in der
Hülse 46 (die fest an einem Ansatz 84, welcher an dem hinteren Ende der Kolbenplatte 60 vorgesehen
ist, angebracht wird) mit einer ringförmigen Ausnehmung 86 verbunden, die sich zwischen Ansätzen
88 und 90 des Kolbens 38 befindet. Die Ausnehmung 86 steht fortwährend mit dem Luftdruck, der in dem
hohlen Mittelteil 92 des Kolbens 38 herrscht, durch die Öffnungen 94 in Verbindung. Das Vakuum wird
dem Kolben 38 durch ein gewundenes Gummirohr 96 od. dgl. zugeführt, welches durch die Hülse 46 in eine
ringförmige Kammer 98 mündet, die zwischen Ansätzen 88 und 100 am Kolben 38 gebildet ist. Wenn
der Stab 34 weit genug nach rechts (in Fig. 2 und 3) bewegt wird, um den Anschlag 88 des Kolbens 38
hinter die Öffnung 82 zu verrücken, wird die Verbindung zwischen dem Vakuum in der ringförmigen
Kammer 98 und dem Raum 56 hergestellt.
Die Membran 58 hat zwei konzentrisch angeordnete starre Teile 102 und 104, die miteinander mittels
eines beweglichen Teiles 106 verbunden sind. Der Teil 102, welcher im nachfolgenden als primärer
Rückwirkungsteil oder -glied bezeichnet wird, ist aus einem Paar flacher Platten 107 und 108 zusammengesetzt,
welche zwischen sich den mittleren Teil der Membran 58 einklemmen. Der Teil 104, der im nachfolgenden
als sekundärer Membran-Rückwirkungsteil oder -glied bezeichnet wird, besteht aus einer ringförmigen
festen Platte 110 und dem äußeren Umfangsteil 111 einer dem Flattern entgegenwirkenden Platte 112,
zwischen denen der äußere Umfangsteil der Membran 58 eingeklemmt ist. Die Platte 112 ist im wesentlichen
flach und hat einen mittleren Abschnitt 113, der abgesetzt ist und als Anschlag für einen noch zu
erläuternden Zweck ausgebildet ist. Eine einzelne enge öffnung 115 ist in dieser Platte 112 vorgesehen,
durch die eine Verbindung für die Luft zu einer Kammer 115' hergestellt wird, welche zwischen der
Platte 112 und der Membran 58 gebildet ist.
Ein federndes oder dämpfendes Mittel 116 wird von dem mittleren Abschnitt des Membranteiles 102
getragen. Dieses dämpfende Mittel umfaßt einen Grundteil 117 in der Platte 107 und einen Stabteil
118, der durch die Platte 108 ragt. An diesem Stab ist ein federnder Knopfteil 119 aus Gummi oder ähnlichem
Material angeordnet. Dieser Knopf ragt über das Ende des Stabes 118 hinaus für einen Zweck, der
später beschrieben werden wird. Das dämpfende Mittel 116 wird mit dem rechten Ende des Kolbens
38 mittels einer Schraubenfeder 120 im Eingriff gehalten, die an dem Knopf 119 anliegt und in den abgesetzten
Plattenteil 113 eingepaßt ist.
Eine kegelstumpfförmige Feder 121 ist zwischen der Platte 104 und der hinteren Wand des Kolbens
48 angeordnet. Diese Feder 121 schafft eine Gegenrückwirkungskraft, welche verhindert, daß die vereinigten
sekundären Membran- und hydraulischen Rückwirkungsteile in einem ersten Bremsdruckbereich
eine Rückwirkungskraft gegenüber der bedienenden Person ausüben.
Ein als Kraftübertragungsglied dienender hohler Stab 122 ragt durch eine öffnung 123 im vorderen
Ende 124 des Zylinders 20 in die Druckkammer 125 des Hauptzylinders 22. Das linke Ende des Stabes 122
paßt in eine Ausnehmung 126, die zentral in der Platte 62 des Kolbens 48 vorgesehen ist. Um den
Kolben 48 in seiner gezeichneten freigegebenen (zurückgezogenen) Stellung zu halten, ist eine Schraubenfeder
128 zwischen dem Ende 124 des Hilfskraftzylinders 20 und einem Haltering 130 angeordnet, der
am linken Ende des Stabes 122 befestigt ist. So wird die Kraft der Feder 128 auf den Kolben 48 durch die
Vermittlung des linken Endes des Stabes 122 übertragen. Dichtungsmittel 131 sind zwischen dem Stab
und der Ausnehmung 126 vorgesehen, um einen Abfluß zwischen der Kammer 54 und der Kammer 50
zu verhindern, wenn ein Druckunterschied am Kolben 48 herrscht.
ίο Der Hauptzylinder 22 ist mit einer Auslaßöffnung
132 versehen, die mit einem Satz von (nicht dargestellten) Fahrzeugbremsen in Verbindung steht. Ein
Strömungsmittelbehälter 134 wird mit dem Zylinder 22 über bekannte Ventilmittel 136 verbunden.
Der Stab 122 wirkt als Plungerkolben, der, wenn er nach rechts (Fig. 2) bewegt wird, den Rauminhalt
der Druckkammer des Zylinders 22 vermindert und die Flüssigkeit in der Kammer 125 unter Druck setzt.
Der Stab 122 hat eine Bohrung 140 mit einem diametral eingeschnürten Bohrungsteil 141, der eine
Schulter 142 bildet. Der Teil der Platte 62, der die Ausnehmung 126 enthält, schließt einen Teil 144 ein,
der in die Kammer 54 hineinragt. Dieser Teil 144 weist die mittlere Öffnung 146 in axialer Ausrichtung
mit der Bohrung 140 des Stabes 122 auf. In der Bohrung 140 ist ein hydraulischer Rückwirkungskolben
148 hin- und herverschiebbar angeordnet, dessen eines Ende mit der Platte 112 in Berührung steht,
wobei zwischen dem Ende 150 des Kolbens 148 und der Platte 112 ein geräuschdämpfendes Glied 152 angeordnet
ist, das an dem Kolben 148 befestigt ist. Das geräuschdämpfende Mittel kann aus Gummi oder
einem ähnlichen Material bestehen.
Der Rückwirkungskolben 148 hat einen abgestuften Teil 154. Dieser Teil bildet eine Schulter, die mit der Schulter 142 des Stabes 122 zusammenarbeitet und verhindert, daß der Kolben 148 versehentlich aus der Bohrung 140 herauskommt, sowie das am Ende 150 des hydraulischen Rückwirkungskolbens 148 befestigte Dämpfungsglied 152 in unmittelbarer Nähe der Platte 112 hält.
Der Rückwirkungskolben 148 hat einen abgestuften Teil 154. Dieser Teil bildet eine Schulter, die mit der Schulter 142 des Stabes 122 zusammenarbeitet und verhindert, daß der Kolben 148 versehentlich aus der Bohrung 140 herauskommt, sowie das am Ende 150 des hydraulischen Rückwirkungskolbens 148 befestigte Dämpfungsglied 152 in unmittelbarer Nähe der Platte 112 hält.
Das Ende 158 des hydraulischen Rückwirkungskolbens 148 ist dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzt, der
in der Kammer 125 herrscht, und wird während der Bremsbetätigung nach links bewegt, um die Rückwirkung
zu der bedienenden Person über das dämpfende Glied 119 zu übertragen.
Ein Abfluß der Druckflüssigkeit aus der Kammer 125 in die Kammer 50 wird durch die Dichtungsanordnung
160 verhindert. Die Dichtungsanordnung 160 bildet auch die Lagereinrichtung für den Stab
122. Ein Abfluß der Druckflüssigkeit hinter das Ende 158 des Rückwirkungskolbens 148 wird durch ein
doppeltes Lippendichtungsglied 162 verhindert, das auf einem abgesetzten Endteil 164 des Kolbens 148
angeordnet ist. Um das Eindringen von Luft aus der Kammer 54 in die Kammer 125 durch die Öffnung
146 in der Platte 62 und die Bohrung 140 zu verhindern, ist eine Dichtung 166 auf dem Kolben 148
in einer Ausnehmung 168, anliegend an den ringförmigen
Teil 169, angeordnet, wie aus Fig. 4 zu ersehen ist. Das Dichtungsglied hat einen auswärts gerichteten
Rand 170, der die Wand der Bohrung 141 berührt. Wenn ein Druck auf diesen Rand 170 von
der Kammer 54 her wirkt, wird der Druck den Rand der Dichtung 166 luftdicht an die Wand der Bohrung
pressen. Er verursacht aber keinen übermäßigen Reibungswiderstand, wenn der Rückwirkungskolben
148 sich hin- und herbewegt, um eine Rückwirkung zu übertragen. Die Dichtung 166 ist ähnlich wie ein
Kegelstumpf geformt, wobei das Ende mit kleinerem Durchmesser am Kolben 148 anschließend an die
Doppellippendichtung 162 angeordnet ist und der Rand 170 des größten Querschnittes der kegelstumpfförmigen
Dichtung an die Wand des Bohrungsteiles 141 gedrückt wird.
Die Platte 102, die sich im Anfang des Bremsvorganges in Anlage am Kolben 38 befindet, übt eine
bestimmte Rückwirkung gegen die bedienende Person während eines ersten Abschnittes des Bremsenanlegungsvorganges
aus. Diese Rückwirkung ist proportional dem Druckunterschied, der an der Membran
58 herrscht. Nachdem sich ein vorbestimmter Druckunterschied entwickelt hat, veranlassen die folgende
Entwicklung des Druckunterschiedes an dem mit der Platte 104 verbundenen Membranteil und die Entwicklung
eines Flüssigkeitsdruckes in der Kammer 125 infolge der Bewegung des Stabes 122 in diese
hinein den Teil 104 und den hydraulischen Rückwirkungskolben 148, sich nach links zu bewegen, die
Kraft der Feder 121 zu überwinden und eine Rückwirkung auf die bedienende Person zu übertragen.
Wenn der Teil 104 sich nach links bewegt, legt er sich an den Teil 102 an, und die gesamte Rückwirkung,
die von der bedienenden Person gefühlt wird, ist die Summe der Kräfte, die am Membranteil 102, am
Membranteil 104 und am hydraulischen Rückwirkungskolben 148 angreifen. So kann der Teil 102,
der im Anfang wirkt, als ein primäres Rückwirkungsmittel bezeichnet werden. Da der Teil 104 und der
Kolben 148 darauffolgend wirken, können sie zusammen als ein sekundärer Rückwirkungsteil betrachtet
werden. Die bedienende Person kann somit den Druckunterschied, der an der Membran 58
herrscht, und den Druck des hydraulischen Strömungsmittels, der sich in der Kammer 125 entwickelt^
abschätzen. Da anfangs nur der primäre Rückwirkungsteil 102 gegen die bedienende Person zurückwirkt,
da die Gegenrückwirkungsfeder 121 die sekundären Rückwirkungsglieder 104 und 148 von
einem Verlassen der dargestellten Stellung abhält, ist eine »Zweistufen«-Rückwirkung geschaffen, die ein
bestimmtes Verhältnis zu dem Druckunterschied, der auf die Membran 58 wirkt, und zu dem hydraulischen
Druck, der in der Kammer 125 entwickelt wird, einnimmt. Diese Rückwirkung wird als zweistufig
bezeichnet, da die anfängliche Rückwirkungskraft, die durch das primäre Rückwirkungsglied erzeugt
wird, klein ist im Vergleich zu der folgenden Rückwirkungskraft, die durch die vereinigte Wirkung
der sekundären Rückwirkungsglieder erzeugt wird.
Wenn die bedienende Person die Bremsen anzulegen wünscht, drückt sie auf die Tretkurbel 28 und
verschiebt dadurch über den Stab 34 den Kolben 38. Die Bewegung des Kolbens nach rechts verursacht,
daß die Luft aus. der Kammer 50 entfernt wird. Dadurch entwickelt sich ein Druckunterschied an den
Flächen des Hilfskraftkolbens 48. Die Kraft am Hilfskraftkolben wirkt auf den Stab 122 zur Entwicklung
eines Druckes im Hauptzylinder 22 und in den Fahrzeugbremszylindern. Der gleiche Druckunterschied,
der auf den Kolben 48 wirkt, wirkt auch auf die Membran 58, und der Flüssigkeitsdruck, der
auf die Fahrzeugbremszylinder übertragen wird, wirkt auf den hydraulischen Rückwirkungskolben 148. Sowohl
der Druckunterschied an der Membran 58 als auch der Druck auf den hydraulischen Rückwirkungskolben
148 wirken in einer Richtung entgegengesetzt zu der Kraft, die durch den Kolben 48
ausgeübt wird. Der Druckunterschied an der Membran 58 wird auf das primäre Rückwirkungsglied 102
mit einer Kraft wirken, die dessen wirksamer Fläche entspricht. So erfährt die bedienende Person ein »Gefühl«
oder eine Rückwirkung von dem ersten Augenblick, in welchem sie die Tretkurbel 28 bewegt. Das
ίο Ventilflattern wird in bekannter Weise durch die
kleine Öffnung 115 und die Kammer 115' verhindert. Um eine den Anforderungen entsprechende Rückwirkung
zu erhalten, wirkt das primäre Rückwirkungsglied 102 vorzugsweise während des Zeitraumes
der Krafteinwirkung, der erforderlich ist, um die Bremsschuhe in Reibungseingriff mit den Bremstrommeln
zu bringen. Es ist ferner erwünscht, daß während der Anfangsrückwirkungsstufe die Rückwirkungskraft
relativ gering ist, entsprechend der Rückwirkungskraft, die eine ein normales, nicht mit
Hilfskraft arbeitendes Bremssystem bedienende Person erfährt. Bei dem üblichen Bremssystem nimmt
der anfängliche Pedalhub das übliche Spiel zwischen dem Schuh und der Trommel ohne Aufwendung
großer Kräfte auf. So wird durch die bekannte Verwendung des Membranteiles mit geringerem Durchmesser
das Anfangsrückwirkungsgefühl geschaffen, und es ist ersichtlich, daß eine natürliche und getreue
Anfangsrückwirkung der Bremsen erhalten werden kann. Nachdem die Bremsschuhe (in einem
üblichen, nicht mit Hilfskraftunterstützung arbeitenden Bremssystem) mit der Trommel in Eingriff gekommen sind, muß mehr Kraft auf das Pedal ausgeübt
werden, um das gewünschte Maß der Verlangsamung durch das Bremsen zu erreichen. In Ausführung
der Erfindung wirken für diese Kraftsteigerung am Ende der anfänglichen Betätigungsstufe der
Tretkurbel mit geringerem Druck der Druckunterschied auf den Teil 104 und der Druck der Bremsflüssigkeit
auf den hydraulischen Kolben 148, die eine genügende Zusammenpressung der Feder 121
erreichen, um eine stärkere sekundäre Rückwirkungskraft zu schaffen, die zusammen mit der primären
Rückwirkungskraft auf den Teil 102 wirkt. Dieser Vorgang steigert die wirksame Rückwirkung, die
von der bedienenden Person an der Tretkurbel 28 empfunden wird, wobei diese Rückwirkung im Verhältnis
größer ist als die primäre Rückwirkung und die zweite Stufe der »zweistufigen« Rückwirkung
bildet, die eingangs erwähnt worden ist. Weitere Steigerungen des Druckunterschiedes im Hilfskraftzylinder
werden von entsprechenden Steigerungen der Rückwirkungskraft begleitet, die durch die bedienende
Person überwunden werden müssen, um den Druck zur Anlegung der Bremsen zu verstärken.
Während der Bremsbetätigung wird die Kraft, die durch die bedienende Person als Widerstand gegen
die Kräfte der Rückwirkungsmebran und des Rückwirkungskolbens 148 ausgeübt wird, zu der Kraft des
Hilfskraftkolbens hinzugefügt. Diese Kräfte werden zum Erzeugen des Flüssigkeitsdruckes in der Kammer
125 des Zylinders 22 vereinigt.
Das Steuerventil weist die übliche Rückführung auf, da der Kolben 38 in der Hülse 46 gleitet, welche
sich mit dem Hilfskraftkolben 48 bewegt. Wenn sich der Hilfskraftkolben in seinem Druckhub bewegt,
wird er das Ventilsteuerglied überholen und die Ventilöfmung verschließen, wenn nicht die die Brem-
sen anlegende Bewegung der Tretkurbel fortgesetzt wird. Wenn die bedienende Person ihre Kraft auf die
Tretkurbel verringert, wird der Kolben 38 relativ zu dem Kolben 48 in die Stellung zurückgestoßen, in
welcher die Kammer 50 mit der Außenluft in Verbindung steht, und zwar durch die Wirkung der
Kraft, die durch die Feder 120 über den Knopf 119 ausgeübt wird. Der Kolben 48 wird in die freigegebene
Stellung mittels der Feder 128 zurückgeführt.
Wenn die bedienende Person den Bremsdruck zu vergrößern wünscht, nachdem die gesamte Kraft der
Hilfskrafteinheit entwickelt worden ist, oder wenn ein Schaden an der Hilfskraftvorrichtung vorliegt,
kann über den Kolben 38 und den dämpfenden Knopf 119 unmittelbar Kraft gegen den mittleren abgesetzten
Teil 113 der Platte 112 und den Teil der Platte 62 ausgeübt werden, welcher am Stab 122 anliegt.
Der Dämpfungsknopf 119 ragt, wie oben beschrieben, über den Stab 118 hinaus, um eine gesteuerte
Dämpfungswirkung zu schaffen, wenn sich die sekundären Rückwirkungsglieder 104 und 148
nach links bewegen, um mit dem Dämpfungsknopf zwecks Übertragung der Rückwirkung zu der bedienenden
Person in Berührung zu kommen. So dampft der Dämpfungsknopf 119 die Wirkung der
Platte 112, indem er gegen diese gedrückt wird, bis er um das Maß zusammengepreßt ist, um welches er
über den Stab 118 hinausragt. Die folgende Kraft, die gegen den Knopf 119 ausgeübt wird, wird durch
den Stab 118 geleitet, und der sekundäre Rückwirkungsteil 104 der Membran wird von einer Berührung
der inneren linken Seite der Kammer 56 abgehalten. So wird der sekundäre Rückwirkungsteil
104 für alle Betriebszustände wirksam gehalten.
Das geräuschdämpfende Glied 152, das zwischen dem Ende 150 des Kolbens 148 und der Platte 112
angeordnet ist, gleicht das Spiel zwischen dem Ende des hydraulischen Rückwirkungskolbens 148 und der
Platte 112 aus und dient zur Verhinderung eines übermäßig hörbaren metallischen Knackgeräusches,
wenn die Rückwirkung durch den hydraulischen Rückwirkungskolben 148 übertragen wird.
Die Bezeichnung »Hilfskraftzylinder« umfaßt irgendein Gehäuse oder eine Kammer mit einem auf
einen Druck ansprechenden beweglichen Glied darinnen, wobei solch bewegliches Glied ein Kolben sein
kann. Ferner haben die Worte »Membran« und »Kolben« keine begrenzende Bedeutung; an Stelle
eines starren Kolbens kann eine bewegliche Membran oder eine andere, auf einen Druck ansprechende
bewegbare Wand verwendet werden und umgekehrt an Stelle einer Membran ein Kolben vorgesehen sein.
Die Ausdrücke »vorn« und »hinten« und andere Ausdrücke, die eine Richtung bezeichnen, sind nur ,
gewählt worden, um zur Vereinfachung in der Beschreibung einen relativen Hinweis zu erhalten. Sie
sind nicht so auszulegen, als ob sie irgendeine bestimmte Richtung im Hinblick auf äußere Elemente
erfordern.
Claims (4)
1. Mit pneumatischer Hilfskraft arbeitende Vorrichtung zum Erzeugen eines Druckes in
einem hydraulischen System, insbesondere in einer hydraulischen Bremsbetätigungsanlage für Kraftfahrzeuge,
in welcher eine dem Bremsdruck entsprechende Rückwirkungskraft auf das durch den
Fahrer betätigte Steuerglied übertragen wird, wobei die Rückwirkungsmittel aus einem Primärrückwirkungsteil
und einem Sekundärrückwirkungsteil bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Rückwirkungsteile aus einer Rückwirkungsmembran
(58), die dem auf die Hilfskraftvorrichtung wirkenden pneumatischen Druck
ausgesetzt ist und zumindest mit einer TeMäche in einem vorbestimmten Bremsdruckbereich wirksam
wird, und ein anderer Rückwirkungsteil aus einem Rückwirkungskolben (148) besteht, dessen
Ende (158) dem hydraulischen Druck im Hauptzylinder unterworfen ist und der in einem anderen
vorbestimmten Bremsdruckbereich wirksam ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Membran (58) zwei
konzentrisch angeordnete starre Platten (102 und 104) derart verbunden sind, daß sich zwischen
ihnen ein ringförmiger flexibler Teil (106) der Membran befindet, daß die erste Platte (102) so
angeordnet ist, daß sie zu Beginnn des Bremsvorganges mit dem Steuerglied in Berührung
kommen kann, und daß die zweite Platte (104) durch eine Feder (121) derart belastet ist, daß sie
das Steuerglied nur nach Erreichen eines vorbestimmten Druckunterschiedes in der Hilfskraftvorrichtung
berühren kann und ferner einen Anschlag für den hydraulischen Rückwirkungskolben
(148) bildet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch zwischen der zweiten Platte (104)
und dem Steuerglied bzw. zwischen dem hydraulischen Rückwirkungskolben (148) und der zweiten
Platte (104) angeordnete Federdämpfungsmittel (116, 152), die den Stoß dämpfen, wenn
eine Berührung erfolgt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Platte (102) einen
Stabteil (118) aufweist, der zentral angeordnet ist und einen über den Stab herausragenden federnden
Teil (119) trägt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 685 339;
USA.-Patentschrift Nr. 2 690 740.
Britische Patentschrift Nr. 685 339;
USA.-Patentschrift Nr. 2 690 740.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 109 680/153 8.61
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