DE1226895B

DE1226895B - Betaetigungseinrichtung, insbesondere fuer Kraftfahrzeugbremsen

Info

Publication number: DE1226895B
Application number: DEK48410A
Authority: DE
Inventors: Edward Govan Hill; David T Ayers
Original assignee: Kelsey Hayes Co
Current assignee: Kelsey Hayes Co
Priority date: 1961-12-08
Filing date: 1962-12-07
Publication date: 1966-10-13
Also published as: US3093120A; GB964147A; US3063427A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B62d

Deutsche KL: 63 c-53/01

Nummer: 1226 895

Aktenzeichen: K 4841011/63 c

Anmeldetag: 7. Dezember 1962

Auslegetag: 13. Oktober 1966

Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungseinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeugbremsen, mit einem Arbeitszylinder, dessen Kolben im Normalbetrieb mit Druckmittel beaufschlagt werden kann, welches durch ein Steuerventil eingesteuert wird, das durch einen kleinen Hub des Bremspedals betätigt wird, und auf dessen Kolben bei Ausfall des Druckmittels die Fußkraft des Fahrzeugführers über das dann in einem größeren Hubbereich arbeitende Bremspedal und eine mit diesem gekuppelte Schub- ίο stange zur Einwirkung gebracht werden kann.

Bei bekannten Betätigungseinrichtungen für Kraftfahrzeugbremsen ist das Steuerventil innerhalb des Kolbens im Arbeitszylinder angeordnet, und die Betätigungseinrichtung arbeitet sowohl mit der vom Fuß erzeugten Kraft als auch mit der sogenannten Servokraft. Das Pedal muß am gesamten Bewegungshub des Arbeitskolbens teilnehmen und muß deshalb während des Normalbetriebes ein kleines Hebelverhältnis, beispielsweise in der Größenordnung von 2:1, aufweisen. Im Notfall muß dieses kleine Hebelverhältnis der bekannten Betätigungseinrichtung durch einen komplizierten Hebelmechanismus vergrößert werden, damit die vom Fuß erzeugte Kraft für eine Betätigung der Bremsen ausreichend ist. Hierzu muß ein kompliziertes Hebelgetriebe vorgesehen sein, durch welches das Hebelverhältnis auf etwa 4 :1 oder 5 :1 vergrößert wird.

Es wurde auch bereits eine Betätigungseinrichtung für Kraftfahrzeugbremsen entwickelt, bei welcher während des Normalbetriebes mit Servokraft der Fahrer das Bremspedal lediglich über einen kurzen Hub bewegen muß, um das Steuerventil des Arbeitskolbens zu betätigen. Falls das Druckmittel ausfällt, kann der Fahrer das Bremspedal über den vollen Hubbereich hinwegbewegen, da dieses Bremspedal mit dem Arbeitskolben über ein Gestänge verbunden ist. Bei dieser bekannten Bremseinrichtung muß in nachteiliger Weise das Bremspedal in einer hohen Lage angebracht werden, so daß im Notfall der Fahrer das Bremspedal über den gesamten erforderlichen Hub durchtreten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Einrichtungen zu vermeiden.

Gemäß der Erfindung ist am Pedal ein Schaltglied verschiebbar angeordnet, welches im Normalbetrieb eine Relativbewegung zwischen dem Pedal und dem Ende der Schubstange ermöglicht und eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Pedal und dem etwa parallel zur Schubstange angeordneten Betätigungsglied des Steuerventils herstellt, und das Schaltglied ist mit dem Kolben einer Verstelleinrichtung Betätigungseinrichtung, insbesondere für
Kraftfahrzeugbremsen ·

Anmelder:

Kelsey-Hayes Company,
Romulus, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. G. Hauser
und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,
München-Pasing, Ernsbergerstr. 19

Als Erfinder benannt:

Edward Govan Hill,

David T. Ayers, Birmingham, Mich. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 8. Dezember 1961

(157 971),

vom 26. Dezember 1961

(162151)

verbunden, der auf der einen Seite durch eine Feder belastet und auf der anderen Seite durch den Vorratsdruck des den Arbeitszylinder beaufschlagenden Druckmittels beaufschlagt ist, so daß bei Abfall des Vorratsdruckes unter einen bestimmten Grenzwert das Schaltglied durch die Feder in eine Stellung verschoben wird, in der die Schubstange mit dem Pedal formschlüssig gekuppelt und die kraftschlüssige Verbindung zwischen Pedal und Ventilbetätigungsglied aufgehoben ist, und durch diese Verschiebung des Schaltgliedes wird das Pedal über eine im Schaltglied vorgesehene Schrägfläche, mit der ein mit der Schubstange verbundener Teil zusammenarbeitet, in eine höhere Ausgangslage angehoben.

In vorteilhafter Weise kann bei der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung das Pedal in einer außerordentlich niedrigen Stellung am Betätigungsplatz angeordnet werden, beispielsweise in Höhe des Gaspedals. Dies trägt ganz erheblich zur Erhöhung des Fahrkomforts bei. Während des Normalbetriebes muß der Fahrer das Pedal nur über einen außerordentlich kleinen Hub betätigen. Im Notfall wird das Pedal in eine höhere Lage gebracht und gleich-

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24 verschraubt ist. Der Flansch 24 ist an einem Kopfgehäuse 25 ausgebildet. Eine auf Druck ansprechende Einrichtung (ein Kolbenglied), die als Ganzes mit 28 bezeichnet ist, ist im Motor angeordnet und weist 5 einen äußeren zylindrischen Flansch 29 auf, um den herum eine Wälzmembran 30 angeordnet ist. Diese Membran 30 ist am Körper der auf Druck ansprechenden Einrichtung mittels eines Spannringes 31 befestigt. Der äußere Umfang der Membran 28 weist

zeitig mit der Schubstange des Arbeitskolbens verbunden, so daß der Fahrer das Pedal nunmehr durch einen größeren Arbeitshub hindurchbewegen kann.

In vorteilhafterweise kann im Pedal ein Führungsschlitz vorgesehen sein, der die Schrägfläche im
Schaltglied kreuzt, und ein Zapfen der Schubstange
kann den Führungsschlitz und die Schrägfläche mit
Spiel durchsetzen. Durch diesen Aufbau ist es möglich, daß im Normalbetrieb das Pedal über den erforderlichen Hubbereich zur Betätigung des Ventil- io eine Verdickung auf, die zwischen den Flanschen 24 betätigungsgliedes hinwegbewegt werden kann. Um und 22 eingespannt ist.

im Notfall eine sichere Betätigung zu gewährleisten, Der Körper der auf Druck ansprechenden Einrich-

kann vorteilhafterweise die Schrägfläche in eine Rast- tung ist innerhalb des Flansches 29 mit einem zylinnut münden. drischen Teil 34 versehen, in den hinein sich eine

Am unteren Ende des Schaltgliedes kann ein Puf- i₅ Lagernabe 35 erstreckt, die mit dem Kopf 25 ein fer für die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Ganzes bildet. Diese Nabe 35 nimmt einen axial verPedal und dem Ventilbetätigungsglied befestigt sein, schiebbaren Teil 36 auf. Am linksseitigen Ende des und oberhalb des Puffers kann in vorteilhafter Weise zylindrischen Teiles 34 ist der Körper der auf Druck eine Aussparung vorgesehen sein. Diese Aussparung ansprechenden Einrichtung mit einer Wandung 37 dient im Notbetrieb zur Aufnahme des Ventilbetäti- _ao versehen, in der ein Gummipuffer 38 angeordnet ist. gungsgliedes im voll durchgetretenen Zustand des Dieser Gummipuffer kann am benachbarten Ende Pedals. des Teiles 36 anliegen. Der Körper des auf Druck

Es kann vorteilhaft sein, um den Anlenkzapfen des ansprechenden Gliedes ist mit einer axial vorPedals eine auf Biegung beanspruchte Schraubenfeder springenden Hülse 40 versehen, die einen axialen anzuordnen, von der ein Ende gegen das Schaltglied _a5 Vorsprung 41 des Kolbens 15 aufnimmt. Der Körper und das andere Ende an einem festen Bauteil anliegt. der auf Druck ansprechenden Einrichtung ist für Diese Feder übt einesteils eine Kraft auf das Schalt- _eme axiale Bewegung durch den Kolben 15 geführt, glied aus und drückt zum .anderen den Puffer fest £)_as Ende der Hülse 40 steht im Eingriff mit dem gegen das Ventilbetätigungsglied, so daß im Normal- Körperteil des Kolbens 15, um diesen zu bewegen, betrieb vom Bremspedal kein Leergang aufgehoben _{3o wenn} der Motor in Betrieb ist. werden muß. Der Teil 36 ist, wie bei 44 gezeigt, mit einem Ende

einer Stoßstange 45 verbunden. Das andere Ende dieser Stoßstange wird durch ein Bremspedal betätigt, das als Ganzes mit 46 bezeichnet ist. Die Einzelheiten 35 dieses Bremspedals werden weiter unten beschrieben. Bei einer normalen Bremsbetätigung bleibt das Glied 36 stillstehen. Das linke Ende dieses Teiles 36 kann jedoch bei einem Ausfall des Druckmittels über den Puffer 38 auf die Hülse 40 eine Bewegung übertragen,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Pedalhebelanord- ₄o _um den Hauptzylinderkolben 15 durch das Pedal zu nung, welche das Pedal in ausgezogenen Linien in der betätigen.

Wenn für den Motor ein Antriebsdruckmittel vorhanden ist und wenn die Einrichtung normalerweise betrieben ist, führt die Pedalhebeleinrichtung ledig-

Fig. 3 eine vergrößerte detaillierte Schnittdarstel- ₄₅ Hch eine sehr kleine Bewegung aus, um die Ventillung des Schnittes längs der Linie 3-3 der F i g. 2, einrichtung zum Betrieb des Motors zu betätigen. Da

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Pedalhebelanord- das Bremspedal nicht den üblichen großen Hub nung und die mit dieser verbundenen Einrichtungen, durchführt, ist es vorteilhaft, Einrichtungen vorzu-F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 der F i g. 4, sehen, die die fortschreitende Abnutzung der Brems-F i g. 6 eine detaillierte Schnittansicht längs der 5° backen anzeigen. Zu diesem Zweck ist ein Anzeige-Linie 6-6 der F i g. 4 und stab 50 am Körper der auf Druck ansprechenden Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie7-7 der Fig. 4. Einheit 28 befestigt und erstreckt sich durch eine In F i g. 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 ein Druck- öffnung 51 im Zylinderkopf 12 hindurch. Diese Öffmittelmotor-Arbeitszylinder als Ganzes bezeichnet, nung stellt gleichzeitig die Verbindung zwischen der der von einer Druckquelle aus mit überatmosphäri- 55 Atmosphäre und der linksseitigen Kammer 52 des schem Druck, z. B. Druckluft, betrieben wird. Der Motors 10 dar. Die auf Druck ansprechende Einheit Motor weist einen zylindrischen Gehäuseabschnitt 11 wird durch eine Feder 54 in ihre Null-Stellung vorauf, der an einem Ende mit einem Kopf 12 versehen gespannt. Der Motor wirkt gegen diese Feder 54 ein, ist. Dieser Kopf 12 ist bei 13 mit einem üblichen um den Kolben 15 zu bewegen, wenn der Druck-Hauptzylinder 14 verschraubt. In diesem Hauptzylin- 60 kammer 55 über die Ventileinrichtung Druckluft zuder ist ein üblicher Kolben 15 angeordnet, mittels geleitet wird.

dessen Flüssigkeit aus einer Kammer 16 in nicht dar- Der Kopf 25 ist am Boden mit einem radial vorgestellte Fahrzeugbremsleitungen hinein verdrängt springenden Teil 60 versehen, der ein Ventilgehäuse wird. Der Hauptzylinder ist mit dem üblichen Behäl- bildet. In diesem Gehäuse ist ein Stopfen 61 angeordter 17 ausgerüstet, von dem aus Flüssigkeit dem 6_{5 ne}t, der eine Wandung 62 aufweist, die einen Ventil-Hauptzylinder über Kanäle 18 und 19 zugeleitet wird. sitz bildet. Normalerweise berührt diese Wandung 62 Das andere Ende des Zylinders 11 ist mit einem ein Ventil 63, das in einer Druckkammer 64 angeord-Flansch 22 versehen, der bei 23 mit einem Flansch net ist. Diese Druckkammer 64 steht mit einem Kanal

Das Schaltglied kann in einfacher Weise ein U-profilförmiger Bauteil sein, der auf dem Pedal gleitet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine axiale Schnittdarstellung der Betätigungseinrichtung, welche die Verbindung des Steuerventils mit der Pedalhebelanordnung zeigt, wobei ein Teil der Pedalhebelanordnung weggelassen ist,

Lage zeigt, die dieses bei einem Ausfall der Hilfskraft annimmt, wobei eine untere Endstellung des Pedals in gestrichelten Linien dargestellt ist,

65 in Verbindung, der über eine Leitung 66 an eine Druckluftquelle 67 angeschlossen ist.

Das Ventil 63 verhindert normalerweise das Austreten von Druck aus der Quelle 67 in eine Steuerkammer 69. Die Steuerkammer 69 ist mit der Motorkammer 55 über einen Kanal 70 verbunden. Die Umfangswandung des Stopfens 61 ist bei 71 eingeschnitten, damit die Kammer 69 mit dem Kanal 70 verbunden ist.

Das Ventil 63 wird von einem zweiteiligen Ventilkörper 74 getragen. Dieser Ventilkörper 74 weist einen axialen Durchlaß 75 auf, über den das rechtsseitige Ende normalerweise mit der Kammer 69 über ein ringförmiges Ventil 76 verbunden ist. Dieses ringförmige Ventil 76 wird vom Ventilkörper 74 getragen und ist normalerweise offen. Der Ventilkörper 74 und die beiden Ventile sind mittels einer Feder 77 nach rechts in ihre Normalstellung vorgespannt. Der Kanal 75 ist zur Atmosphäre hin über eine Lüftungsöffnung 78 offen.

Eine Kappe 80 ist am Ventilgehäuse 60 mittels Schrauben 81 befestigt. Diese Schrauben dienen auch zum Einspannen des äußeren Umfangs einer Membran 82. Die linksseitige Fläche der Membran 82 ist dem Druck in der Kammer 69 ausgesetzt. Ein Ventilbetätigungsglied 85 ist gleitbar in der Kappe 80 gelagert, und an dessen innerem oder linksseitigem Ende ist ein Kopf 86 befestigt. Die linksseitige Fläche des Kopfes 86 bildet einen Sitz für das Ventil 76. Der innere Umfang der Membran 82 ist zwischen den Teilen 85 und 86 eingespannt.

Ein Federsitz 87 ist gegen die rechtsseitige Fläche der Membran 82 anliegend vorgesehen und wird nach links durch eine Feder 88 vorgespannt. Diese Feder 88 hält die Membran in Berührung mit der benachbarten Schulter des Stopfens 61. Der Federsitz 87 kann sich unter der Einwirkung des Druckes in der Kammer 69 nach rechts bewegen und kann an einem benachbarten Teil des Gliedes 85 anliegen, um Reaktionskräfte auf die Pedaleinrichtung zu übertragen. Die Teile 85 und 86 sind durch eine Feder 90 nach rechts vorgespannt.

Der Kopf 25 ist, wie bei 94 gezeigt, am Brandschott 95 des Fahrzeuges angeschraubt. Das Brandschott ist mit Öffnungen 96 und 97 versehen, durch welche sich die Teile 45 und 85 hindurch erstrecken. Eine Gummimuffe 98 ist an einem Ende mit dem Glied 85 verbunden, und das andere Ende der Gummimufle ist am benachbarten Teil der Kappe 80 befestigt.

Hinter dem Brandschott 95 ist die Pedalhebeleinrichtung 46 angeordnet. Diese Pedalhebeleinrichtung weist einen Pedalhebel 100 auf. Dieser Pedalhebel 100 ist an seinem oberen Ende mittels eines Schwenkzapfens 101 schwenkbar gelagert. Dieser Schwenkzapfen 101 erstreckt sich durch gegenüberliegende Wandungen 102 einer im wesentlichen wie ein umgekehrtes U geformten Halterung 103. Die Wandungen 102 sind, wie bei 104 gezeigt, mit Flanschen versehen, die zur Befestigung der Halterung am Brandschott 95 mittels Schrauben 94 dienen. Der Pedalhebel 100 ist an seinem unteren Ende mit der üblichen Fußplatte 105 versehen. In F i g. 1 ist der Pedalhebel in seiner Normalstellung gezeigt, die dieser einnimmt, wenn die Bremsen nicht angelegt sind und wenn zur Betätigung des Motors 10 Druckmittel vorhanden ist.

Ein Schaltglied 108 ist am Pedalhebel 100 in Längsrichtung gleitbar befestigt. Das Schaltglied 108 weist einen U-förmigen Querschnitt auf (Fig. 6). Das Schaltglied 108 ist mit gegenüberliegenden Wandun- , gen 109 und voneinander getrennt angeordneten Verbindungsteilen 110 und 110 a versehen. Diese Ver- ■· bindungsteile 110 und 110 a stehen mit der Vorder- -, kante des Pedalhebels 100 im Eingriff. Die gegenüberliegenden Wandungen 109 des Schaltgliedes sind durch Führungszapfen 111 und 112 miteinander verbunden. Diese Führungszapfen 111 und 112 stehen mit der Hinterkante des Pedalhebels 100 im Eingriff. Eine Feder 114 umgibt den Schwenkzapfen 101, und ein Ende 115 dieser Feder 114 liegt an der Halterung 103 an, und das andere Ende 116 liegt am Führungszapfen 111 an. Das Federende 116 übt zwei resultierende Kräfte auf das Schaltglied 108 aus. Eine dieser Kräfte hat die Neigung, das Glied 108 längs des Pedalhebels 100 nach unten zu verschieben, und die andere hat die Neigung, den Hebel 100 und das Schaltglied 108 im Uhrzeigersinn um die Achse des Schwenkzapfens 101 zu verschwenken. Die zuletzt genannte Wirkung sichert ein Anliegen des benachbarten Endes des Gliedes 85 am Gummipuffer 120, der vom Teil 110 a des Schaltgliedes 108 getragen wird. Der Teil des Pedalhebels 100, der rechts vom Puffer 120 liegt, ist, wie bei 121 gezeigt, leicht ausgeschnitten. Zwischen diesem Abschnitt des Pedalhebels 100 und dem Teil HOa des Schaltgliedes 108 ist ein Abstandshalter 122 angeordnet.

Der Pedalhebel 100 ist mit einem vorspringenden hinteren Kantenteil 125 versehen, und in diesem Teil des Pedalhebels und im Körper des Pedalhebels ist ein geradliniger Schlitz 126 angeordnet. Das Schaltglied 108 ist in den Wandungen 109 mit zueinander fluchtenden Schlitzen 127 versehen. Die unteren Enden dieser Schlitze 127 erstrecken sich über den Schlitz 126 hinweg. Die oberen Enden der Schlitze 127 weisen Vorderkanten 128 auf, die sich parallel zur Vorderkante des Schaltgliedes 108 erstrecken. Diese oberen Enden der Schlitze 127 sind, wie bei 129 gezeigt, nach hinten verbreitert, und diese Teile der Schlitze haben an ihren unteren Enden nach vorn vorspringende gekrümmte Teile 130. Diese Schlitzteile bilden die oberen Schlitzteile 129 zu einer Aussparung für einen noch zu beschreibenden Zweck aus.

Das hintere Ende der Stoßstange 45 ist mit einem Joch 135 versehen. Die hinteren Enden der Schenkel des Jochs sind mittels eines Zapfens 136 miteinander verbunden, der sich durch die Schlitze 126 und 127 hindurch erstreckt. Der Zapfen 136 hat in den unteren Enden der Schlitze 127 ein Spiel, innerhalb dessen Grenzen der Pedalhebel 100 und das Schaltglied 108 frei über einen kleinen Winkel schwingen können, der zur Betätigung der Ventileinrichtung des Motors durch den Puffer 120 erforderlich ist.

Ein Druckzylinder 140 ist mit einer seitwärts vorspringenden Halterung 141 versehen, die bei 142 .am Pedalhebel 100 befestigt ist. Ein Kolben 143 (Fig. 3) ist gleitbar im Zylinder 140 gelagert und weist eine Kolbenstange 144 auf, die mit einem axial einstellbaren Schaft 145 verbunden ist. Das obere Ende dieses Schaftes 145 erstreckt sich, wie bei 146 gezeigt, seitwärts durch die Wandungen 109 des Schaltgliedes 108. Federn 148 drücken im Zylinder 140 den Kolben 143 nach unten. Die untere Kammer 149 des Zylinders 140 steht mit einem Kanal 150 in einem Vorsprung 151 in Verbindung. Der Vorsprung 151 ist am Zylinder 140 ausgebildet. Der Kanal 150 ist mittels nicht dargestellter Einrichtungen mit der Druckquelle 67 verbunden. Wenn in der Druckquelle

ein Druck vorhanden ist, wird der Kolben 143 in seiner obersten Grenzstellung gehalten. Dabei steht eine Schulter 152 der Kolbenstange 144 im Eingriff mit der Kappe 153 am oberen Ende des Zylinders 140.

Betriebsweise

Normalerweise nehmen die Teile die in F i g. 1 gezeigte Lage ein. Das Einlaßventil 63 ist geschlossen, und das Auslaßventil 76 ist offen. Dadurch steht die Ventilkammer 69 über den Auslaß 78 mit der Atmosphäre in Verbindung. Da die Motorkammer 55 mit der Ventilkammer 69 in Verbindung steht, ist der Druck zu beiden Seiten des auf Druck ansprechenden Gliedes 28 abgeglichen.

Eine der von der Feder 114 abgegebenen Kraftkomponenten drückt den Puffer 120 in Eingriff mit dem Ventilbetätigungsglied 85. Wenn sich die Teile in ihrer Normalstellung befinden, kann das Bremspedal 100 über eine Strecke bewegt werden, ohne daß der Zapfen 136 bewegt wird. Dies ist durch das Spiel zwischen dem Zapfen und der Kante des Schlitzes 127 links vom Zapfen möglich. Das Pedal 100 kann betätigt werden, um den Ventilmechanismus in Gang zu setzen, damit der Motor für eine vollständige Betätigung der Bremsen ohne Bewegung des Zapfens 136 in Gang gesetzt werden kann.

Die Anfangsbewegung des Pedalhebels 100 bewegt das Ventilbetätigungsglied 85 nach links, und eine Anfangsbewegung dieses Gliedes bringt die linke Fläche (Fig. 1) des Kopfes 86 in Berührung mit dem Ventil76. Dadurch wird die Verbindung der Kammer 69 zur Atmosphäre unterbrochen. Eine sehr kleine weitere Bewegung des Bremspedals bewegt den Ventilkörper 74 axial, um das Ventil 63 zu öffnen. Dadurch wird überatmosphärischer Druck aus der Quelle 67 um das Ventil 63 herum der Kammer 69 zugeleitet und von. dort durch den Kanal 70 in die Motorkammer 55. Die auf Druck ansprechende Einheit 28 wird nach links bewegt, und in gleicher Weise bewegt sich der Hauptzylinderkolben 15 nach links, um einen Druck in der Kammer 16 zu erzeugen. Dadurch können die Bremsen angelegt werden. Da eine derartige Betriebsweise ohne eine Bewegung des Zapfens 136 stattfindet, bleiben das Joch 135, die Stange 45 und der Teil 36 stillstehen.

Eine Anfangsbetätigung des Motors findet bei einem Vorhandensein von Druck in der Ventilkammer 69 statt. Dieser Druck wirkt gegen den Kopf 86, um der Ventilbetätigungsbewegung des Pedalhebels 100 leicht entgegenzuwirken. Dadurch erhält man am Bremspedal ein Gefühl, welches dem Grad des Motorbetriebes proportional ist. In der Anfangsbetätigungsstufe des Motors wird die Motorkammer 55 verhältnismäßig leicht ausgedehnt, da gegen die Bewegung des Hauptzylinderkolbens kein wesentlicher Widerstand geleistet wird. Der Druck in der Kammer 55 vergrößert sich deshalb anfänglich nicht auf einen erheblichen Wert.

Wenn die Bremsbacken in die Bremstrommeln eingreifen, wird jedoch der Bewegung des Kolbens 15 ein Widerstand entgegengesetzt. Demgemäß erhöht sich auch der Widerstand der auf Druck ansprechenden Einheit 28, und in der Motorkammer 55 baut sich sehr schnell ein Druck auf. Dieser Druck ist auch in der Ventilkammer 69 vorhanden, und etwa an dem Punkt, an dem der Anfangseingriff der Bremsbacken an den Bremstrommeln stattfindet, wird die Feder 88 beaufschlagt, und der Federsitz 87 wird zurückgedrückt und in Anschlag mit der benachbarten Schulter der Stoßstange 85 gebracht. Die Druckwirkung gegen die linksseitige Fläche der Membran 82 wird dann der Druckwirkung gegen den Kopf 86 hinzugefügt, so daß ein größerer Widerstand gegen die Bewegung des Bremspedals geleistet wird. Diese Reaktion gegen das Bremspedal ist jedoch proportional dem Druck in der Motorkammer 55. Es ist jedoch

ίο eine größere Reaktion vorhanden, und das Bremspedal vermittelt dem Fahrer ein Gefühl für den Grad der Bremsanlegung. Wenn eine maximale Bremsung gewünscht ist, kann das Bremspedal niedergedrückt werden, bis der Druck in der Motorkammer 55 gleich

X5 dem Druck in der Druckquelle ist. An irgendeinem dazwischenliegenden Punkt kann der Fahrer ganz leicht das Bremspedal freigeben. Dadurch kann die Feder 77 das Einlaßventil 63 schließen, während das Auslaßventil 76 geschlossen bleibt. Die Ventile befinden sich dann in einer Stellung, in der sie sich überlappen. Wenn ein Nachlassen der Bremsung gewünscht ist, kann das Bremspedal ganz leicht nachgelassen werden, um das Auslaßventil 76 zu öffnen. Dadurch vermindert sich der Druck in der Motorkammer 55.

Der Motor ist derart ausgelegt, daß es möglich ist, eine maximal gewünschte Bremsung durchzuführen, und zwar ohne irgendeine Unterstützung durch den Fahrer. Unter normalen Bedingungen können deshalb alle Bremszustände zwischen einer leichten Bremsung und einer vollständigen Bremsung durch eine geringe Bewegung des Bremspedals eingestellt werden. Die Bremsen werden durch ein Freigeben des Bremspedals gelöst. Die Feder 77 führt das Ventil 63 in eine geschlossene Stellung zurück, während die Feder 90 das Betätigungsglied 85 in die Normalstellung zurückführt. Dadurch wird das Auslaßventil 76 geöffnet, und die Motorkammer 55 wird zur Atmosphäre hin entlüftet. Die Rückführungsfeder 54 des Motors führt die auf Druck ansprechende Einheit in ihre Normalstellung zurück, in der der Puffer 38 am Teil 36 anliegt.

Für den Normalbetrieb wird deshalb durch die Erfindung eine vollständige Anlegung der Bremsen bei einer außerordentlich geringen Bewegung des Bremspedals geschaffen. Für den Normalbetrieb kann das Bremspedal deshalb verhältnismäßig tief angeordnet sein, so daß für eine Bremsung mit dem rechten Fuß der rechte Teil des Schuhes des Fahrers vom Gaspedal leicht zur Seite zum Bremspedal gleiten kann, ohne daß es erforderlich ist, den Fuß anzuheben.

Die Hebeleinrichtung 46 ist in Kombination mit der Anordnung der Teile des Motors für eine derartige Betriebsweise eingerichtet. Diese Hebeleinrichtung 46 kann aber auch derart wirksam sein, daß ein größerer Pedalhub und eine größere Hebellänge für die Betätigung der Bremsen durch Muskelkraft im Fall eines Ausfalls der Antriebskraft des Motors geschaffen werden. Die Teile des Pedalhebels nehmen

im freigegebenen Zustand die Stellungen ein, die in Fig. 1 gezeigt sind. Aus dieser Stellung des Pedalhebels kann das untere Ende des Hebels 100 um einen kleinen Weg nach vorn verschwenkt werden, damit eine Bremsanlegung erfolgt. So lange, wie in der Druckquelle 67 ein Druck zur Verfügung steht, wird dieser Druck auch in der Zylinderkammer 149 (Fig. 3) aufrechterhalten. Dieser Druck hält den Kolben 143 an seinem oberen Anschlag, wobei die

Schulter 152 an der Kappe 153 anliegt, während die Feder 148 dadurch unter Druck gehalten wird. Im Fall eines Druckausfalls in der Druckquelle 67 fällt auch der Druck in der Kammer 149 ab, und die Feder 148 bewegt den Kolben 143 nach unten in die in F i g. 3 dargestellte Lage. Das Schaltglied 108 ist längs des Pedalhebels 100 längsverschieblich angeordnet, und der Zapfen 136 liegt normalerweise im unteren Ende des Schlitzes 127. Beim Abfall oder Ausfall des Druckes überträgt die Abwärtsbewegung des Kolbens 143 auf das seitwärts sich erstreckende Ende 146 des Schaftes 145 eine nach unten gerichtete Kraft, welche das Schaltglied 108 nach unten zieht. Dabei wirkt der Schlitz 127 wie eine Nockenoder Führungsfläche und zwingt den Hebel, .als Ganzes mit seinem unteren Ende nach hinten in eine Stellung zu schwingen, die in Fig. 2 in ausgezogenen Linien dargestellt ist. Das Federende 116 unterstützt diese Bewegung, und der Zapfen 136 kommt im ausgesparten Teil 129 des Schlitzes 127 zur Ruhe, nach- _ao dem der Zapfen 136 über den ausgebuchteten oder gekrümmten Teil 130 hinweggegangen ist. Dieser gekurvte oder ausgebuchtete Teil 130 dient zur Halterung des Zapfens 136 im Schlitzteil 129. Der Puffer 120 wird dabei nicht nur um eine erhebliche Strecke von der Ventilstoßstange 85 nach außen fortgeschwenkt, sondern wird im wesentlichen unterhalb dieser Stange 85 angeordnet.

Das Bremspedal befindet sich nunmehr in einer Lage, von der aus die Bremsen ohne Hilfskraft direkt betätigt werden können. Der Bremshebel weist nunmehr einen verhältnismäßig großen Hebelarm auf, wobei zur Anlegung der Bremsen durch eine Fußbetätigung ein entsprechend großer Hub vorhanden ist. Wenn es nun erforderlich ist, die Bremsen anzulegen, kann der Fahrer das Pedal heruntertreten, und das Schaltglied 108, welches sich mit dem Pedalhebel 100 bewegt, überträgt diese Kraft direkt über den Zapfen 136 auf die Stoßstange 45 und das Glied 36. Diese Bewegung wird durch den Puffer 38 auf den Teil 28 und über die Hülse 40 auf den Hauptzylinderkolben 15 übertragen. Diese Betriebsweise ist die gleiche wie bei üblichen Bremsen, die keine Servo- oder Hilfskrafteinrichtung haben. Bei einem typischen Ausführungsbeispiel ist das Pedalverhältnis 5,5 :1.

Um, falls erforderlich, den größtmöglichen Pedalhub verfügbar zu haben, ist der Raum zwischen den Verbindungsteilen 110 und 110 a des Schaltgliedes 108 derart angeordnet, daß während der Muskelkraftbetätigung zwischen diesen Verbindungsteilen 110 und 110 a, wie in F i g. 2 gezeigt, die Ventilstoßstange 85 .aufgenommen werden kann.

Wenn sich die Hebeleinrichtung in ihrer Stellung für eine Muskelkraftbetätigung der Bremsen (F i g. 2) befindet, so kehren bei einer Wiederherstellung des Druckes in der Quelle die Teile automatisch in ihre Stellung für einen Servobetrieb zurück. Der Wiederaufbau eines Druckes in der Zylinderkammer 149 (F i g. 3) drückt den Kolben 143 nach oben, und es wird auf das Schaltglied 108 eine derartige Kraft ausgeübt, daß es nach oben gleitet. Der Zapfen 136 wird über den gekrümmten oder .ausgebuchteten Schlitzteil 130 hinweggeführt und bewegt sich dann abwärts in seine normale Stellung im unteren Ende des Schlitzes 127. Auf diese Weise nehmen die Teile des Pedalhebeis für jede Betriebsart, nämlich für den Servobetrieb oder für den Muskelkraftbetrieb, ihre entsprechenden Lagen automatisch ein, und zwar je nachdem, ob in der Druckquelle 67 Druck vorhanden ist oder nicht.

Die vorstehenden Ausführungen lassen erkennen, daß durch die Erfindung eine Anordnung geschaffen ist, die in außerordentlich vorteilhafter Weise eine vollständige Bremsbetätigung mittels eines niedrigen Pedals erlaubt, wobei dieses Pedal einen sehr kleinen Betätigungshub durchläuft. Diese Einrichtung ist weiterhin in der Lage, auf dem Hauptzylinderkolben direkte, vom Fuß ausgeübte Kräfte mit einem erheblichen Hebelverhältnis zu übertragen, wenn der Druck in der Quelle für den Hilfs- oder Servomotor aus- oder abgefallen ist. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist derart getroffen, daß, solange in der Quelle ein Druck vorhanden ist, wesentliche Körperkräfte zur Bremsung nicht erforderlich sind. Wenn jedoch der Druck in der Quelle .abgefallen ist oder wenn die Quelle ausfällt, ist es nicht mehr erforderlich, die Ventileinrichtung für den Hilfsmotor zu betätigen. Beim Servobetrieb werden den Servomotordrücken entsprechende Reaktionskräfte auf das Bremspedal übertragen, während bei einem Betrieb, bei dem in der Druckquelle der Druck abgefallen ist, die Bremspedalreaktion dem direkt übertragenen Bremsdruck entspricht, der auf das Bremspedal übertragen wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Betätigungseinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeugbremsen, mit einem Arbeitszylinder, dessen Kolben im Normalbetrieb mit Druckmittel beaufschlagt werden kann, welches durch ein Steuerventil eingesteuert wird, das durch einen kleinen Hub des Bremspedals betätigt wird, und auf dessen Kolben bei Ausfall des Druckmittels die Fußkraft des Fahrzeugführers über das dann in einem größeren Hubbereich arbeitende Bremspedal und eine mit diesem gekuppelte Schubstange zur Einwirkung gebracht werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß am Pedal (100) ein Schaltglied (108) verschiebbar angeordnet ist, welches im Normalbetrieb eine Relativbewegung zwischen dem Pedal und dem Ende der Schubstange (36, 45) ermöglicht und eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Pedal und dem etwa parallel zur Schubstange angeordneten Betätigungsglied (85) des Steuerventils herstellt, daß das Schaltglied (108) mit dem Kolben (143) einer Verstelleinrichtung (140) verbunden ist, der auf der einen Seite durch eine Feder (148) belastet und auf der anderen Seite durch den Vorratsdruck des den Arbeitszylinder beaufschlagenden Druckmittels beaufschlagt ist, daß bei Abfall des Vorratsdruckes unter einen bestimmten Grenzwert das Schaltglied (108) durch die Feder (148) in eine Stellung verschoben wird, in der die Schubstange mit dem Pedal formschlüssig gekup- . pelt und die kraftschlüssige Verbindung zwischen Pedal und Ventilbetätigungsglied aufgehoben ist, und daß durch diese Verschiebung des Schaltgliedes das Pedal über eine im Schaltglied vorgesehene Schrägfläche (127), mit der ein mit der Schubstange verbundener Teil (136) zusammenarbeitet, in eine höhere Ausgangslage angehoben wird.

2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Pedal (100) ein

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Führungsschlitz (126) vorgesehen ist, der die Schrägfläche (127) im Schaltglied (108) kreuzt, und daß ein Zapfen (136) der Schubstange (45) den Führungsschlitz und die Schrägfläche mit Spiel durchsetzt.

3. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägfläche (127) in einer Rastnut (129) mündet.

4. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Schaltgliedes ein Puffer (120) für die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Pedal (100) und dem Ventilbetätigungsglied (85) befestigt ist und daß am Pedal im Bereich des Puffers eine Aussparung (121) vorgesehen ist.

5. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß um den Anlenkzapfen (101) des Pedals eine auf Biegung beanspruchte Schraubenfeder (114) angeordnet ist, von der ein Ende (116) .am Schaltglied (108) und das andere Ende (115) an einem festen Bauteil (103) anliegt.

6. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (108) ein U-profilförmiger Bauteil ist, der auf dem Pedal (100) verschiebbar angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 706 020, 2 836 265.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen