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Servobremseinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge (Bremsverstärker)
Servobremseinrichtungen, wie sie vielfach bei neuzeitlichen Kraftwagen Verwendung
finden, beruhen fast durchgängig auf dem Gedanken, in ein Gehäuse einen Verstärkerkolben
einzubauen, der das Gehäuse in zwei Kammern unterteilt. Bei gelösten Bremsen herrscht
in beiden Kammern der gleiche Druck; der Verstärkerkolben ist also druckentlastet.
Zum Anlegen der Bremsen wird mittels des Pedals ein Ventil betätigt, das den Druck
in der einen Kammer, der Arbeitskammer, vermindert oder erhöht. Es entsteht auf
diese Weise zwischen den beiden Kammern ein auf den Verstärkerkolben wirkender Druckunterschied,
der eine Bewegung des Verstärkerkolbens und hierdurch eine Bewegung des mit diesem
verbundenen Meisterkolbens der hydraulischen Bremseinrichtung zur Folge hat. Dabei
sind zwei grundsätzliche Systeme zu unterscheiden, nämlich Servobremseinrichtungen,
bei denen bei gelösten Bremsen der Verstärkerkolben beiderseits unter Atmosphärendruck
steht, und solche, bei denen der Verstärkerkolben beiderseits durch Unterdruck beaufschlagt
ist. Die Erfindung betrifft einen Bremsverstärker der zweiten Gattung. Ehe jedoch
auf die Erfindung eingegangen wird, sei erst die allgemeine Aufgabe kurz besprochen,
mit deren Lösung sich auch die Erfindung beschäftigt.
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Es wäre unzulässig, das Bremssystem so aufzubauen, daß es zu seiner
Wirksamkeit immer das Vorhandensein eines Unterdruckes oder Überdruckes voraussetzt.
Der Unterdruck oder Überdruck kann durch irgendeine Störung oder Beschädigung wegfallen,
und es muß dann unter allen Umständen die Möglichkeit bestehen, die Bremsen in üblicher
Weise unmittelbar vom Pedal aus anzulegen. So sind auch alle Servobremseinrichtungen
konstruiert. Hier tritt nun eine besondere Aufgabe auf. Der Verstärkerkolben ist
mit dem Meisterkolben der hydraulischen Bremseinrichtung irgendwie verbunden, nimmt
also auch dann an der Bewegung des Meisterkolbens teil, wenn dieser unmittelbar
vom Pedal bewegt wird. Er ist gut dichtend im Gehäuse geführt und hat, da die verfügbaren
Drücke im allgemeinen klein sind, eine verhältnismäßig große Fläche. Das bedeutet
aber, daß er bei unmittelbarer Fußbetätigung der Bremse wie ein Verdichterkolben
wirkt, welcher der durch das Pedal eingeleiteten Bewegung einen nicht unerheblichen
Widerstand entgegensetzt. Das stört aber das »Brernsgefühl«, das für den Fahrer
sehr wichtig ist. In Erkenntnis derartiger Schwierigkeiten und Unzuträglichkeiten
hat man sich deshalb bereits mit der Frage beschäftigt, wie man diesen Verdichtungswiderstand
des Verstärkerkolbens ausschalten könnte. Die gleiche Überlegung gilt übrigens auch
für das Lösen der Bremse, nur daß jetzt an Stelle eines Verdichtungsdruckes ein
Unterdruck entsteht. Bei einer bekannten Servobremseinrichtung, deren Verstärkerkolben
im Ruhezustand beiderseits unter Atmosphärendruck steht, ist der Verstärkerkolben
in zwei Scheibenflächen unterteilt, von denen die innere in der äußeren verschiebbar
ist. Fällt der zur Bremsbetätigung erforderliche Unterdruck weg, so löst sich die
innere Scheibe von der äußeren und stellt eine Verbindung zwischen den beiden Kammern
her, so daß bei einer Bewegung des Meisterkolbens kein Verdichtungsüberdruck und
Unterdruck entstehen kann. Die Konstruktion ist aber derart aufwendig, daß auf diesem
Weg eine brauchbare Lösung der Aufgabe schwerlich gefunden werden kann.
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Es war bereits gesagt, daß die Erfindung sich mit der Lösung der Aufgabe
bei einem Bremssystem beschäftigt, bei dem der Verstärkerkolben bei gelösten Bremsen
beiderseits durch Unterdruck beaufschlagt ist. Für ein solches System soll eine
einfache Einrichtung geschaffen werden, die Bewegungswiderstände des Verstärkerkolbens
bei Wegfall des Unterdruckes verhindert. Ausgangspunkt der Erfindung ist dabei folgende
bekannte Bauform. In eine Verbindung zwischen den beiden Kammern des Bremsverstärkers
ist eine Steuervorrichtung eingeschaltet, die bei Betätigung des Bremspedals durch
Verminderung des Unterdruckes in der einen Kammer, der Arbeitskammer, einen auf
den Verstärkerkolben einwirkenden Druckunterschied einstellt. Die Steuervorrichtung
enthält ein Steuerglied, dem zwei gestaffelte Steuerflächen (Ventilsitze) zugeordnet
sind. Das Steuerglied und die beiden Steuerflächen bilden zwei
Ventile,
von denen das erste nach dem Schließen die Verbindung zwischen den beiden Kammern
unterbricht, während das zweite nach dem Öffnen Luft höheren Druckes in die Arbeitskammer
eintreten läßt. Das Steuerglied ist dabei in Richtung auf die Steuerflächen hin
kraftbelastet, und zwar durch eine Feder. Bei dieser bekannten Konstruktion besteht
keine Möglichkeit, den Verstärkerkolben bei Ausfall des Unterdruckes zu entlasten.
Die eine der beiden Kammern bleibt nämlich immer geschlossen, so daß der Kolben
gegen einen geschlossenen Raum arbeiten muß.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Bauform so auszugestalten,
daß bei Ausfall des Unterdruckes der Verstärkerkolben frei von Rückkräften ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß das
Steuerglied ein durch den Druckunterschied zwischen Unterdruck und Atmosphärendruck
belasteter Steuerschieber ist, der auf einer mit der Stellstange verbundenen Ventilführung
verschiebbar gelagert ist und bei Wegfall des Druckunterschiedes durch die Ventilführung
unter Reibungsschluß mitnehmbar ist in der Weise, daß er zur Verbindung der beiden
Kammern untereinander und mit der Außenluft von der anliegenden Steuerfläche abhebbar
ist.
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Es ist also nicht, wie bei dem erwähnten bekannten Vorschlag, erforderlich,
den Verstärkerkolben selbst umzugestalten, sondern es genügt, die Steuereinrichtung
entsprechend der gestellten Aufgabe umzubilden. Hierdurch wird gegenüber den bekannten
Einrichtungen eine sehr wesentliche Vereinfachung erzielt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei an Hand der Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein hydraulisches Bremssystem mit einer
Servobreniseinrichtung gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung, F i
g. 2 einen Schnitt der Servobremseinrichtung mit dem dazugehörigen Druckzylinder
nach F i g. 1
in vergrößertem Maßstab, F i g. 3 einen Schnitt nach
der Linie 3-3 der F i g. 2, F i g. 4 einen Schnitt durch einen
Teil der in F i g. 2 gezeigten Einrichtung in vergrößerter Darstellung, F
i g. 1 zeigt ein Bremssystem, in das die Vorrichtung gemäß der Erfindung
eingebaut ist. Das Pedal 11 dient zur übertragung der Bremsbewegung auf die
Stellstange 12, welche die Servobremseinrichtung 13
in einer nachstehend noch
näher zu erläuternden Weise betätigt. Bei Betätigung übt die Servoeinrichtung eine
Kraft auf einen in dem hydraulischen Druckzylinder14 befindlichen Kolben aus, der
seinerseits die Bremsflüssigkeit durch die Leitungen 16 in die Bremszylinder
17 an den Fahrzeugrädern drückt. j
Der in F i g. 2 dargestellte
Druckzylinder umfaßt das Gehäuse 18 mit der Bohrung 19, in der der
Kolben 21 verschiebbar ist. Mit Hilfe des Kolbens 21 wird die Bremsflüssig#keit
unter Druck durch die Leitungen 16 in die Bremszylinder 17 gepreßt.
An dem Gehäuse 18 befindet sich der bekannte Flüssigkeitsbehälter
23 oberhalb der Bohrung 19.
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Die Servovorrichtung 13 -umfaßt das Gehäuse 36,
das seinerseits
wiederum aus den Teilen 37, 38 und 39 besteht, die durch die Schrauben
41 zusammengehalten sind. Der Gebäuseteil 39 bildet die Rückwand 42, die
an der Trennwand 31 befestigt wird. Die Befestigung erfolgt mit Hilfe der
Schrauben 43. Der Gebäuseteil 37 bildet die Vorderwand 46; an dieser ist
der Flansch 47 vorgesehen, der zur Aufnahme und Halterung der offenen Seite des
Druckzylinders 14 dient. Der Druckzylinder wird durch die Schrauben 48 fest an der
Servovorrichtung 13 gehalten.
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Die mit dem Gehäuseteil 38 einstückig ausgebildete und mit
der Öffnung 51 versehene feststehende Wand 49 unterteilt das Gehäuse. In
der Öffnung 51
ist der insgesamt mit dem Bezugszeichen 52 versehene
Doppelservokolben verschiebbar gehalten. Diese Kolbenvorrichtung besteht aus den
beiden bewegbaren Scheiben 53 und 54, die jeweils starr an den gegenüberliegenden
Enden des Ventilgehäuses 56 gehalten sind. Die beweglichen Scheiben
53 und 54 und das Ventilgehäuse 56 sind gemeinsam als Einheit verschiebbar.
Um jedoch die Herstellung derartiger Vorrichtungen zu vereinfachen, setzen sich
diese aus einer Reihe von Einzelteilen zusammen. Im einzelnen besteht also das Ventilgehäuse
56, wie aus F i g. 4 erkennbar, aus dem im wesentlichen rohrförmigen
Teil 57, an dessen vorderem Rand der Flansch 58 angearbeitet ist,
Auf das Rohr 57 ist ein zweites Rohr 59 aufgesetzt, dessen beide Enden
an den Scheiben 53 und 54 anliegen und diese, im Ab-
stand voneinander
auf dem Ventilgehäuse zwischen dem Flansch 58 und dem Sprengring
61 halten. Mit Hilfe der Rohre 57 und 59 kann eine Reihe von
Durchlässen geschaffen werden, auf die später noch Bezug genommen wird.
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Die bewegliche Kolbenwand 53 besteht aus der starr mit dem
Ring 63 verbundenen Platte 62, während die bewegliche Kolbenwand 54
durch die beiden starr miteinander verbundenen Platten 64 und 65 gebildet
wird. Eine Ringmembran 66 weist an ihrem Innenumfang eine Verdickung auf,
die klemmend zwischen dem Ring 63 und der Platte 62 gehalten ist,
während der Innenrand einer ähnlichen Membran 67
zwischen den Platten 64 und
65 festgeklemmt ist, Am Außenumfang der Membranen 66 und
67 vorgesehene Verdickungen sind zwischen den Gehäuseteilen 37,
38
und 39 eingespannt. Die Platten 62 und 65 sind mit einer Vielzahl
von Rippen 68 versehen, die zur Verstärkung der Scheiben 53 und 54
dienen und an den Gehäusewandungen 42 und 49 anliegen und somit eine nach rückwärts
gerichtete Bewegung der Kolbenanordnung 52 verhindern.
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Die, feststehende Wandung 49 unterteilt das Innere des Gehäuses
36 in eine vordere Kammer und eine rückwärtige Kammer. Um die beiden Kammern
auch wirksam voneinander abzutrennen, ist eine relativ zur Außenseite der Ventilkammer
56 verschiebbare Dichtung 73 in der Öffnung 51 der Wandung
49 vorgesehen. Die beiden Gehäusekammern sind wiederum jeweils in zwei Druckkammern
unterteilt, wobei die, Unterteilung durch die beweglichen Scheiben 53 und
54 und die Membranen 66 und 67 erfolgt. Die vordere Gehäusekammer
bildet eine Druckkammer 75
für konstanten Druck an der Vorderseite der Scheibe
53, während auf der Scheibenrückseite eine Kammer 76 für veränderlichen
Druck gebildet ist, In gleicher Weise ist auch die rückwärtige Gehäusekammer in
eine, vor der Scheibe 54 befindliche Kammer konstanten Druckes 77 und eine
Kammer 78 veränderlichen Druckes auf der Scheibenrückseite unterteilt.
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Wie aus F i g. 4 ersichtlich, ist ein aus einem elastischen
Werkstoff bestehender Balg 80 im vorderen Teil des Gehäuses untergebracht.
Sein rückwärtiges
Ende ist durch den Ring 79 gegen den Flansch
58
verspannt. Der Ring 79 seinerseits wird wiederum durch die Platte
62 und den Ring 63 gehalten. Das vordere Ende des Balges
80 ist zwischen dem Flansch 47 und der Platte 82 eingespannt. In der
Platte 82 ist eine Öffnung 83 vorgesehen, durch die die Verbindung
mit dem Balginneren hergestellt wird. Außerdem ist die Platte 82 mit einer
Vielzahl von Schlitzen 84 (F i g. 3) versehen, über die die Verbindung zwischen
der Öffnung 83 und dem Balginneren einerseits und der Atmosphäre andererseits
über ein Filter 85 hergestellt ist. Da der Balg elastisch ist, behindert
er die Verschiebung der Kolbenvorrichtung nicht. Während einer solchen Verschiebebewegung
bildet der Innenraum des Balges, der stets mit der Außenluft in Verbindung bleibt,
ständig eine Hochdruckkammer. Da die außerhalb des Balges liegende Kammer
75 unter Vakuum steht, sind Ringe 86 um den Balg 80 herumgelegt,
um dessen Ausdehnen infolge des Druckunterschiedes zu verhindern.
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Die Kammern konstanten Druckes 75 und 77
stehen über
die in den Durchlaß 89 mündenden Durchlässe 87 und 88 außen
am Gehäuse 36 miteinander in Verbindung. Der Durchlaß 89 seinerseits
steht mit einer Unterdruckquelle, beispielsweise der (nicht gezeigten) Saugleitung
des Kraftfahrzeugmotors in Verbindung.
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In dem Durchlaß 89 ist ein Rückschlagventil 90 angeordnet,
das sich immer dann öffnet, wenn der Druck in den Kammern 75 und
77 höher ist als der von der Unterdruckquelle ausgehende Druck. Unter diesen
Umständen bewegt sich das Ventil 90 entgegen der Wirkung der Feder
90 a so weit, bis es an den Zacken 90 b anliegt, die noch ein
Durchströmen der Luft um das Sperrventil 90 herum zulassen. Setzt das Vakuum
infolge des Auftretens einer Leckstelle oder bei Abstellen des Kraftfahrzeugmotors
aus, so schließt sich das Sperrventil unter der Wirkung der Feder 90 a, und
der auf der linken Seite herrschende atmosphärische Luftdruck hält das Ventil
90 entsprechend der Darstellung der F i g. 2 in seiner Stellung, hält
also den Unterdruck in den Kammern 75
und 77 aufrecht. Der auf diese
Weise aufrechterhaltene Unterdruck reicht dann mindestens noch für eine Betätigung
der Servobremse nach Ausfall des Vakuums aus.
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Die für veränderlichen Druck bestimmten Kammern 76 und
78 befinden sich ebenfalls ständig in Verbindung miteinander; diese Verbindung
erfolgt hierbei über den in den Teilen 38 und 39 außen am Gehäuse
36 vorgesehenen Durchlaß 91.
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In der Rückwand des Gehäuses 36 und in der Ventflkammer
56 ist eine vom Fahrzeugführer zu betätigende Ventilführung 92 verschiebbar
angeordnet. Die Dichtung 93 verhindert ein Durchströmen der Luft zwischen
Gehäuse und Führung 92. Die Führung besteht zwar aus einer Anzahl von Einzelteilen,
kann jedoch vom praktischen Gesichtspunkt aus als Konstruktionseinheit angesehen
werden. Der vordere Teil der Ventilführung besitzt einen geringeren Durchmesser
als der rückwärtige Teil und ist mit einem Bund 94 versehen. Im Mittelteil der Ventilführung
ist eine Vielzahl axial verlaufender Schlitze 96 vorgesehen, die teilweise
durch den Ringkörper 97 überdeckt sind. Der Ringkörper 97 besitzt
eine Nut, die zur Aufnahme der Dichtung 98 dient, die ihrerseits wiederum
an der Innenseite des Ventilgehäuses 56 anliegt. Die Schlitze 96 bilden
einen Durchgang, so daß der Druck zu beiden Seiten der Dichtung 98 wirksam
werden kann. Der rückwärtige Teil der Ventilführung ist hohl ausgebildet und dient
zur Aufnahme des Vorderendes 32 der Stange 12.
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Auf der Ventilführung 92 ist zwischen dem Bund 94 und einer
an dem Ringkörper 97 vorgesehenen Steuerfläche, die als ringfönniger Ventilsitz
102 ausgebildet ist, der Steuerschieber 101 gelagert, der wegen seiner
noch zu beschreibenden Wirkung als Druckschieber bezeichnet werden soll. An dem
Druckschieber 101 ist der elastische Ring 103 angebracht, der verhältnismäßig
breit ist, so daß er sowohl am Ventilsitz 102 als auch an dem am Ventilgehäuse
56 konzentrisch zum Ventilsitz 102 ausgebildeten Ventilsitz 104 zur Anlage
gelangen kann. Liegt der Druckschieber 101 an dem Ventilsitz 104 an, so ist
die Verbindung zwischen den für veränderlichen Druck bestimmten Kammern
76 und 78 und der durch den Balg 80 gebildeten Kammer für atmosphärischen
Druck gesperrt. Wird dagegen das durch den Ventilsitz 102 und den Druckschieber
101 gebildete Ventil geschlossen, so wird die Verbindung zwischen den Unterdruckkammern
75 und 77 und den für veränderlichen Druck bestimmten Kammern
76 und 78
unterbrochen.
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In einer in der Ventilführung 92 ausgebildeten Nut ist eine
weitere Dichtung 110 eingesetzt; sie liegt am Druckschieber 101 an
und soll ein Ausströmen des Strömungsmittels nach dem Schließen des Hoch-oder des
Niederdruckventils verhindern.
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Zwischen die Schultern 106 und 107 der Ventilführung
92 und des Ventilgehäuses 56 ist eine Feder 105 in Form einer
gewellten Unterlegscheibe eingesetzt. Durch diese Feder wird die Ventilführung relativ
zur Kolbenvorrichtung 52 nach rückwärts gedrückt, so daß der starr mit der
Ventilführung 92 verbundene Bund 94 an dem Druckschieber 101 zur Anlage
gelangt und diesen an den Ventilsitz 104 drückt.
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Die Druckstange 34, deren Ende 33 an dem Druckkolben 21 angreift,
besitzt ein hohl ausgebildetes Ende 108, das zur verschiebbaren Aufnahme
des einen geringeren Durchmesser aufweisenden Endes 109 der Ventilführung
92 dient. Die übertragung der Bewegung der Ventilführung 92 und der
Kolbenvorrichtung 52 auf die Stange 34 erfolgt durch die insgesamt mit
111 bezeichnete Hebelanordnung. Diese Hebelanordnung besteht aus einer Vielzahl
von radial angeordneten Hebeln 112, deren äußere Kanten durch den elastischen Gummiring
114 an den Ring 113 angedrückt werden. Auf der Stange 34 ist der gewölbte
Ring 116 gelagert, dessen Außenkante am Mittelteil der radialen Hebel 112
anliegt, während seine Innenkante am Ansatz 115 der Stange 34 anliegt. Mit
Hilfe der Hebelanordnung 111 werden Ventilführung 92, Stange 34 und
Kolbenvorrichtung 52 derart kraftschlüssig miteinander verbunden, daß eine
Bewegung eines dieser Teile eine entsprechende Bewegung eines oder beider anderer
Teile zur Folge hat. Die Hebel 112 sind am Umfang jeweils in Ab-
ständen voneinander
angebracht, so daß das Strömungsmittel frei vom Inneren des Balges 80 zur
linken Seite des Druckschiebers 101 strömen kann.
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Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende: Bei der in F i
g. 2 und 4 gezeigten Relativstellung der einzelnen Teile zueinander befindet
sich die Servovorrichtung in Ruhestellung, d. h., die Fahrzeugbremsen sind
gelöst. In den Kammern 75 bis 78
herrscht der gleiche
Unterdruck, und zwischen den Kammern und dem in dem Balg 80 herrschenden
atmosphärischen Druck besteht keinerlei Verbindung. Die Kolbenvorrichtung
52 nimmt demnach ihre äußere rechte Stellung in dem Gehäuse 36 ein.
Die Feder 105 drückt die Ventilführung 92 relativ zur Kolbenvorrichtung
52 nach rechts, so daß der Bund 94 an dem Druckschieber 101 zur Anlage
gelangt und diesen gegen den Ventilsitz 104 drückt. Da der Ringkörper
97 mit dem Ventilsitz 102 an der Ventilführung 92 sitzt, wird er außer
Anlage mit der Ventildichtung 103 gehalten, und hierdurch wird weiter eine
Verbindung zwischen der Unterdruckkammer 77 und der Kammer 76 für
veränderlichen Druck hergestellt. Dies geschieht über die radialen Durchlässe 121,
die Ringkammer 122, die radialen Durchlässe 123, die Ausnehmungen
96, zwischen dem Druckschieber 101 und dem Ventilsitz 102 hindurch,
und über den radialen Durchlaß 124, die Ringkammer 125 und den radialen Durchlaß
126. Da einerseits die für veränderlichen Druck bestimmten Kammern
76 und 78 stets miteinander in Verbindung stehen und andererseits
auch die Verbindung zwischen den Kammern 75 und 77 für konstanten
Druck ständig bestehenbleibt, wird durch die über die Ventildurchlässe erhaltene
Verbindung stets ein Unterdruck in den Kammern 75 bis 78 aufrechterhalten.
Demzufolge ist der Druck zu beiden Seiten der beweglichen Kolbenscheiben
53 und 54 gleich, und die Kolbenvorrichtung 52 wird in ihrer Lage
festgehalten.
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Die Betätigung der Bremsen wird durch Niederdrücken des Pedals
11 mit dem Fuß bewirkt. Hierdurch wird der Druckschieber 101 betätigt
und damit an den Scheiben 53 und 54 ein Druckunterschied geschaffen. Infolge
dieses Druckunterschiedes wird die Kolbenvorrichtung 52 nach links verschoben.
Die auf das Pedal 11 ausgeübte physische Kraft und die sich infolge der Bewegung
der Kolbenvorrichtung 52 ergebende mechanische Kraft werden über die Stange
34 auf den die eigentlichen Bremsen betätigenden hydraulischen Kolben 21 übertragen.
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Die anfänglich durch den Fuß auf das Pedal 11
ausgeübte Kraft
überträgt sich auf die Stange 12, was ein Verschieben der Ventilführung
92 nach links zur Folge hat. Dabei ist die linke Seite des Druckschiebers
101 dem in dem Balg 80 herrschenden atmosphärischen Druck ausgesetzt,
während auf die rechte Seite der Unterdruck einwirkt. Durch diesen Druckunterschied
wird der Druckschieber 101 so lange nach rechts gegen den Ventilsitz 104
angedrückt, bis sich auch der ringförmige Ventilsitz 102 daran anlegt. In dem gleichen
Maß, in dem sich der Ventilsitz 102 dem Druckschieber 101 nähert, bewegt
sich der Bund 94 nach links und wird so gegen die Innenenden der radial verlaufenden
Hebel 112 gedrückt. Daraufhin verschwenken sich die äußeren Enden der Hebel 112
um die Ringkante des feststehenden Ringes 113, so daß die Mittelteile der
Hebel 112 an den gewölbten Ring 116 angedrückt werden, der dann seinerseits
die Bewegung auf die Stange 34 und von dort auf den Kolben21 des Druckzylinders
überträgt. Die einleitende Betätigung des Pedals 11 und die sich daraus ergebende
Bewegung der verschiedenen Teile der Servovorrichtung dienen also zur übertragung
der Kraft von der Stange 12 auf den Druckzylinder 14, d. h., die einleitende
Anwendung einer physischen Kraft bewirkt eine Erhöhung des in den hydraulischen
Kreisen herrschenden Druckes, die Bremszylinder 17 werden betätigt und jede
etwa im Bremsmechanismus an den Rädern auftretenden Druckunterschiede werden ausgeglichen,
so daß jede weitere Pedalbewegung eine Betätigung der Bremsen bewirkt.
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Sobald sich der Ventilsitz 102 an den an dem Druckschieber
101 vorgesehenen elastischen Ring 103 anlegt, befindet sich das Ventil
in seiner vollständig geschlossenen Stellung, so daß die Verbindungen zwischen den
für konstanten Druck be-
stimmten Kammern 75 und 77, den für
verändeilichen Druck bestimmten Kammern 76 und 78
und dem Inneren des
Balges 80 vollständig unterbrochen ist. Es ist dies die Stellung, in der
die Servobremse betriebsbereit ist und jede weitere Bewegung des Pedals
11 eine Servobetätigung der Bremsen bewirkt.
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Wird die Ventilführung 92 aus der Ventilschließstellung nach
links verschoben, so wird dadurch der Druckschieber 101 von dem ringfönnigen
Ventilsitz 104 weggeführt. Sobald sich die Ventildichtung 103
vom Ventilsitz
104 abhebt, gelangt die unter atmosphärischem Druck stehende Luft aus dem Balg
80
zwischen Druckschieber 101 und Ventilsitz 104 hindurch in den Durchlaß
124, von dort in die Ringkammer 125 und über den radialen Durchgang
126
in die Kammer 76 für veränderlichen Druck. Aus der Kammer
76 strömt die unter atmosphärischem Druck stehende Luft über den Durchlaß
91 in die andere für veränderlichen Druck bestimmte Kammer 78. Es
wird auf diese Weise ein Druckunterschied geschaffen, nachdem ja zur linken Seite
der beweglichen Scheiben 53 und 54 ein Vakuum herrscht, während rechts von
den beweglichen Scheiben ein atmosphärischer Luftdruck vorliegt. Dieser Druckunterschied
bewirkt ein Verschieben der Scheiben 53
und 54 nach links, wie aus der F i
g. 2 ersichtlich wird. Die Verschiebebewegung der Scheiben 53 und
54 wird weiter auf die Stange 34 übertragen, und zwar geschieht dies mit Hilfe des
Ringes 113, der derart auf die radialen Hebel 112 drückt, daß sich diese
mit ihren Innenenden um den Bund 94 verschwenken, der durch die auf das Pedal
11 ausgeübte physische Kraft gegen ein Verschieben nach rechts gehalten wird.
Die Mittelteile der Hebel drücken entsprechend gegen den Außenumfang des Ringes
116 und bewegen somit die Stange 34. Durch diesen Vorgang wird eine Kraft
über die Stange 34 auf den Kolben 21 des hydraulischen Zylinders ausgeübt. Ein Teil
der Kraft wird über die radialen Hebel 112 nach rückwärts auf die Stange 12 und
damit wieder auf das Pedal 11 rückübertragen, so daß der Grad der Bremswirkung
für den Bedienenden am Pedal fühl-
bar wird.
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Nach Eintreten der erforderlichen Bremswirkung wird die Stange 12
wieder angehalten. Infolge des Druckunterschiedes nehmen dann die Scheiben
53
und 54 wieder eine Stellung ein, in der der Druckschieber 101 an
beiden ringförinigen Ventilsitzen 102 und 104 zur Anlage gelangt, so daß beide Ventile
wieder vollständig geschlossen sind. Unter diesen Umständen herrscht in den Konstantdruckkammern
75 und 77 ein Unterdruck, und die Verbindung zu den Kammern
76 und 78 für veränderlichen Druck, in denen ein etwas höherer, annähernd
dem atmosphärischen Druck entsprechender Druck herrscht, ist unterbrochen. Solange
mit dem Fuß eine Kraft auf
das Pedal 11 ausgeübt wird, bleiben
die Bremsen in ihrer angezogenen Stellung.
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Sollen dann die Bremsen aus der vorbeschriebenen angezogenen Stellung
gelöst werden, so wird die auf das Pedal 11 ausgeübte Kraft verringert. Der
hydraulische Druck wirkt auf den Kolben 21 ein und drückt diesen zusammen mit der
Stange 34 nach rechts. Der Druckunterschied hält dabei die Kolbenvorrichtung
52 fest, und die Hebeleinrichtung 111 bewegt die Ventilführung
92 und die Stange 12 nach rechts. Da sich die Ventile kurz vor dem Lösen
der Bremsen in ihrer geschlossenen Stellung befinden, bewirkt die nach rechts einsetzende
Bewegung der Stange 12 und der Ventilführung 92 ein öffnen des Ventils
101, 102, d. h., der ringförmige Ventilsitz 102 hebt sich von dem
Druckschieber 101 ab. Hierdurch wird der Druck in den Kammern 76 und
78 vermindert und die Doppelkolbenvorrichtung 52 durch den von links
her auf den Kolben 21 einwirkenden hydraulischen Druck nach rechts gedrückt. Wird
die Pedalbewegung zu einem Zeitpunkt unterbrochen, zu dem die vollständig gelöste
Stellung der Bremsen noch nicht erreicht ist, bewegt sich die Doppelkolbenvorrichtung
52 relativ zur feststehenden Ventilführung 92 weiterhin rechts, so
daß der Druckschieber 101 wieder an dem ringförmigen Ventilsitz 102 zur Anlage
gelangt und so wiederum seine beidseitig geschlossene Stellung einnimmt. Der in
den für veränderlichen Druck bestimmten Kammern 76 und 78 herrschende
Druck bewirkt, daß die Bremsen so lange in einer teilweise angezogenen Stellung
verbleiben, bis das Pedal 11
vollständig losgelassen wird. Wird dann das Pedal
11
schließlich ganz losgelassen, bewegen sich die Stange 12 und die Ventilführung
92 infolge des auf den Kolben 21 einwirkenden hydraulischen Druckes wiederum
nach rechts, so daß sich das Ventil 101,
102 öffnen kann und so die Verbindung
zwischen den Kammern für veränderlichen Druck und der Vakuumquelle hergestellt und
damit ein Druckausgleich in sämtlichen Kammern 75 bis 78 erzielt wird.
Wird das Pedal 11 langsam losgelassen, so verschiebt sich die Kolbenvorrichtung
52 in ihre äußerste rechte Stellung. Der Druck wird außerordentlich niedrig,
so daß er möglicherweise nicht mehr ausreicht, um die Ventilführung 92 so
weit nach rechts zurückzuschieben, daß sich der Ventilsitz 102 vom Druckschieber
101 abhebt. Deshalb ist die wellenförmig ausgebildete Feder 105 zwischen
der Kolbenvorrichtung 52 und der Ventilführung 92 vorgesehen, deren
Kraft groß genug ist, um die erforderliche abschließende Bewegung durchzuführen,
so daß sämtliche Ventilteile entsprechend der Darstellung der F i g. 2 und
4 wieder in ihre vollständig gelöste Ausgangsstellung gebracht werden.
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Fällt das Vakuum infolge eines Aussetzens des Motors oder des Auftretens
einer Leckstelle in der Vakuumzuführungsleitung aus, so wird in sämtlichen Kammern
75 bis 78 langsam ein atmosphärischer Druck aufgebaut, sobald die
Bremsen angezogen werden. Das Anziehen der Bremsen hat zunächst den Aufbau eines
atmosphärischen Druckes in den Kammern 76 und 78 für veränderlichen
Druck zur Folge. Werden die Bremsen bei Ausfall des Vakuums gelöst, so vermischt
sich die in den Kammern 76 und 78
befindliche Luft von atmosphärischem
Druck mit der auf Unterdruck gesetzten Luft in den Kammern 75
und
77. Durch nochmaliges Anziehen und Lösen der Bremsen wird auf diese Weise
der Druck in den Kammern so weit erhöht, bis in allen Kammern der gleiche atmosphärische
Luftdruck herrscht. Fällt also das Vakuum aus, wird der in den Kammern
75
bis 78 herrschende Druck gleich dem atmosphärischen Druck im Balg
80, d. h., es herrscht zu beiden Seiten des Druckschiebers 101 ein
und derselbe Druck. Infolgedessen kann sich der Druckschieber 101, dem keine
Druckkraft mehr entgegenwirkt, ohne weiteres frei zusammen mit der Ventilführung
92 verschieben. Eine derart gleichlaufende Bewegung wird noch durch eine
Reibungsvorrichtung in Form der Dichtung 110 erleichtert, die zwischen dem
Druckschieber 101 und der Ventilführung 92 zur Wirkung gelangt. Während
der normalen Servobetätigung der Bremsen wird die Reibung zwischen den Teilen durch
den auf den Druckschieber 101 einwirkenden Druckunterschied überwunden. Liegt
kein Druckunterschied vor, so wird durch eine Verschiebung der Ventilführung
92 nach links der Druckschieber 101 vom Sitz 104 abgehoben und gegenüber
dem Ventilsitz 102 in seinem normalen Abstand gehalten, so daß die Verbindung zwischen
sämtlichen Kammern 75, 76, 77 und 78 und dem B alg 80 aufrechterhalten
bleibt. Wenn also die Kolbenvorrichtung 52 nach links verschoben wird, wird
die Luft aus den Kammern 75 und 77 um den Druckschieber
101 herum, durch die Ventilsitze 102 und 104 in die Kammern 76 und
78 und, falls notwendig, auch noch durch den Balg 80 und den Filter
85 gepreßt. In ähnlicher Weise bewirkt der hydraulische Druck bei Loslassen
der Bremsen ein Verschieben der Kolbenvorrichtung 52 und des von außen zu
betätigenden Führungsteiles 92 nach rechts, so daß das auf atmosphärischem
Druck befindliche Strömungsmittel frei aus den Kammern 76 und 78 in
die Kammern 75 und 77 oder den Balg 80 strömen kann. Infolge
des freien Strömungsmittelaustausches zwischen den einzelnen Kammern kann die Kolbenvorrichtung
auch durch rein physische Kraftaufwendung bewegt werden, ohne daß hierbei erst ein
Widerstand der gegebenenfalls in dem Gehäuse der Servovorrichtung eingeschlossenen
Luft überwunden werden muß.
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Die durch die Dichtung 110 verursachte Reibung ist sehr gering.
Unter außergewöhnlichen Umständen ist es denkbar, daß sich die Ventilführung
92 relativ zum Druckschieber 101 verschiebt und diesen in Anlage an
dem Ventilsitz 104 beläßt, obwohl am Druckschieber 101 kein Druckunterschied
vorliegt. Unter diesen Bedingungen legt sich der Ventilsitz 102 an den Schieber
101 an und hebt diesen somit vom Ventilsitz 104 ab. Durch eine nachfolgende
Bewegung des Kolbens 52 wird der Druck in den Kammern 75
und
77 auf einen Wert erhöht, der über dem atmosphärischen Luftdruck liegt. Sobald
der Druck langsam zunimmt, entsteht am Schieber 101 ein Druckunterschied,
durch den er von seinem Sitz 102 weg relativ zur Ventilführung entgegen dem geringen
Widerstand der Dichtung 110 verschoben wird. Hierdurch wird gewährleistet,
daß der Schieber 101 die beiden Ventilsitze 102 und 104 unter allen Umständen
offenhält, sobald das Vakuum ausfällt, und damit einen freien Strömungsmittelaustausch
zwischen den Kammern und dem Balg sicherstellt.