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Mechanisch-hydraulisch arbeitender Bremskraftverstärker Die Erfindung
bezieht sich auf einen mechanisch und hydraulisch arbeitenden Bremskraftverstärker,
vorzugsweise für Kraftfahrzeuge, mit einen in einepl einen Druckraum bildenden Zylinder
geführten ringförmigen, unter der wirkung einer Rückführfeder stehenden Druckkolben,
in dem ein vo Bremspedal betätigbarer Tauchkolben gels hart ist.
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Es gibt ähnlich ausgestaltete mit einem ringförmigen Druckkolben versehene
und mit in diesem gefullrten Tauchkolben ausgerüstete bremskraftverstärker oder
mit solchen zusammenarbeitende tlauptzylinder. In diesem Falle wird der -auchkolben
meist als Fühlkolben zur Rückmeldung des im Bremssystem herrschenden Druckes auf
den Fuß des die Bremse Bedienenden benutzt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei solchen Bremssystemen,
die nicht mit einem hydraulisch oder pneumatisch arbeitenden Bremskraftverstärker
ausgerüstet sind, diesen mit einfachen Mitteln zu ersetzen, die im Zusammenhang
mit dem hydraulischen Bremskreis im wesentlichen mechanisch arbeiten. Unter Umständen
kann auch daran gedacht werden, den erfindungsgemäßen, einfachen, mechanisch arleitenden
Bremskraftverstärker im Zusammenhang mit einem üblichen hydraulisch oder pneumatisch
arbeitenden Bremskraftverstärker unter besonderer Anpassung an diesen einzusetzen.
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Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß der Druckkolben
vermittels einer Druckfeder auch vom Bremspedal betätigbar ist und der Druckkolben
beim Uberschreiten eines vorbestimmten Grenzdruckes im Druckraum in seiner in diesem
Augenblick eingenommenen Stellung arretiert wird, so daß von dem Augenblick der
Arretierung ab die Weiterbewegung des Tauchkolbens allein die Druckerhöhung im Druckraum
bewirkt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann eine vom Druckraum abgezweigte
Leitung zu einem Arretierzylinder mit einem darin gleitenden Arretierkolben geführt
sein, der mit wenigstens einem Zahn in eine am Druckkolben befindliche Zahnstange
eingreift, deren dem Zahn am Arretierkolben gleiche Zahnneigung so ausgelegt ist,
daß die Verzalanungen von Druckkolben-Zahnstange und Druckkolben-Zahn ausrasten,
wenn der Druck im Druckraum unterhalb des vorbestimmten Grenzdruckes liegt. Dadurch
ist es möglich, daß der ringförmige
Druckkolben unter dem Einfluß
der Rückführfeder in seine Ausgangsstellung zurückkehren kann, wenn nach dem Festklemrnen
in vorgeschobener Stellung der Druck im Druckraum wieder nachläßt.
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Das beim Gegenstand der Erfindung erforderliche Festklemmen des ringformigen
Druckkolbens nach Erreichen des vorbestirninten Grenzwertes kann auch dadurch geschehen,
daß der ringförmige Druckkolben über geschlitzte Ringfedern mit schrägen Auflaufflächen
betätigbar ist, die bei Überschreitung des vorbestimmten Grenzwertdruckes die Ringfedern
auseinanderdrücken, die sich dann an der Innenwandfläche des Zylindergehäuses abstützen
und dadurch den Druckkolben festhalten.
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Eine weitere Möglichkeit, den ringförinigen Druckkolben im gewünschten
Augenblick festzuhalten besteht darin, daß der ringförmige Druckkolben über Tellerfedern
betatigbar ist, die sich bei Überschreiten des vorbestimmten Bremsdruckwertes an
der Innenwandfläche des Zylindergehäuses abstützen und dadurch den Druckkolben festhalten.
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Weiterhin ist es möglich, zum Festhalten des Druckkolbens im gegebenen
Augenblick, den ringförmigen Druckkolben mit einem ähnlichen, spiegelbildlich ausgebildeten
llohlkolben durch ein Steilgewinde zu verbinden und beide Kolben durch eine Schraubenfeder
gegeneinander abzustützen, sowie in zur Achsrichtung des Zylinders parallel verlaufenden;
am Umfang der beiden Kolben gleichmäßig verteilt angeordneten Nuten Nadeln nadellagerartig
zu lagern @ die gegenüber der Achsrichtung, die sie normalerweise einnehmen, verschwenkt
werden und sich dadurch an der Innenwandfläche des Zylindergehäuses
abstützen
sowie dadurch die Kolben festhalten, wenn beim Überschreiten des vorbestimmten Bremswertdruckes
die Kolben durch das Steilgewinde gegeneinander verdreht werden.
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Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung darge stellten Ausführungsbeispiels
in der folgenden Beschreibung näher erläutert, der auch weitere Einzelheiten des
Gegenstandes der Erfindung entnommen werden können.
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Es zeigen Fig. 1 einen Bremskraftverstärker mit einer Zahnstangenarretierung
(Anspruch 2), Fig. 2 einen Bremskraftverstärker mit einer Ringfederarretierung (Anspruch
3), Fig. 3 einen Bremskraftverstärker mit einer Arretierung durch eine Tellerfeder
(Anspruch 4), Fig. 4 einen flremskraftverstärker mit einer Arretierung durch schräggestellte
Nadeln (Anspruch 5).
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Die in der Zeichnung dargestellten Bremskraftverstärker werden mechanisch
vom Bremspedal 1 betätigte In jedem Falle wirkt das Bremspedal direkt auf einen
Tauchkolben 2, dessen vom Bremspedal abgewandtes Ende 3 in einen Druckraum 4 hineinragt.
Der Tauchkolben 2 wirkt also hydraulisch über die im Druckraum 4 befindliche Bremsflüssigkeit
auf die nicht
dargestellten Bremsen, denen die Bremsflüssigkeit
tiber die Bremsdruckleitung 5 zugeführt wird. Der len Druckraum 4 usnfassende Zylinder
6 nimmt zugleich den Druckkolben 7 auf 1 der im Zylinder 6 gefiihrt ist. Im Druckkolben
7, der als ringkolben ausgeführt ist, wird der Tauchkolben 2 geführt.
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An dem dem Bremspedal 1 nahen Ende des Zylinders 6 sitzt auf dem Tauchkolben
2 eine mit diesem fest verbundene Scheibe 8, die somit gleichzeitig der Führung
des Tauchkolbens 2 im Zylinder 6 dient.
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Zwischen der Scheibe 8 uni den ringförmigen Druckkolben 7 ist eine
Schraubendruckfeder 9 eingelegt, vermittels der der Druckkolben 7 indirekt vom Bremspedal
betätigt wird.
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Beim Betätigen des Brcwspedals 1 wird also der Tauchkolben und nach
Zusammendrücken der er 9 auch der Druchkolben 7 betätigt. Dadurch wird die im Druckraum
II befindliche Brerisfliissigkeit unter Druck gesetzt, der Druck also im Druckraum
erhöht. Von einen vorbestimmten Grenzdruck ab, der von der mit der Schraubenfeder
9 übertragbaren Kraft abhängt, läßt sich der Druckkolben nicht mehr weiter vorwärtsbewegen
und wird durch besondere im folgenden beschriebene Maßnahmen arretiert. Wird durch
das Bremspedal weiterhin Druck auf den Tauchkolben 2 ausgeiibt, dann bewegt sich
dieser allein nach vorne und bewirkt eine Erhöhung des Drucks im Druckraum 4.
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Da der Tauchkolben mit einem kleineren Querschnitt als Druckkolben
und Tauchkolben zusammen @@@ einen größeren Weg zurücklegen muß als vorher der aus
Druckkolben und Tauchkolben zusammengesetzte Gesamtkolbenquerschnitt, um die gleiche
Druckerhohung zu erzielen, bewirkt erfindungsgemäß die automatische Umschaltung
vom Gesamtkolbenquerschnitt auf den Tauchkolbenquerschnitt insgesamt eine Bremskraftverstärkung.
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ird das Bremspedal losgelassen, dann weicht der Tauchkolben 2 unter
dem Einfluß des im Druckraum 4 herrschenden Druckes wieder zurück. Wird dabei der
vorher bestimmte Bremsdruck unterschritten, dann werden die Arretierungen des Druckkolbens
7 gelöst und eine Rückholfeder 10 drückt den Druckkolben 7 wieder in seine Ausgangslage.
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Die Arretierung des Druckkolbens 7 kann nun auf verschiedene Weise
durchgeführt werden. In Fig. 1 ist dargestellt, daß vom Druckraum 4 eine Leitung
11 abgezweigt wird, die den im Druckraum 4 herrschenden Druck zu einem Arretierzylinder
12 führt, in dem dann der Druck auf den Arretierkolben 13 wirkt. Der Arretierkolben
13 trägt zwei Zahne 11l, die in eine am Druckkolben 7a befindliche Zahnstange 15
eingreifen. Der Arretierkolben 13 wird von einer Feder i6 gegen die Zahnstange 15
geknickt, so daß die Zähne 14 des Arretierkolbens 13 in die Zähne der Zahnst1-nge
15 eingreifen. Die Neigung der Zähne 14 und die der zahnstange 15 hat nur eine derartige
Schräge, daß der Druckkolben 7a beim Nachlassen des Druckes des Bremspedales auf
diesen Druckkolben dieser unter der Wirkung des im Druckraum 4 herrschee Druckes
oder unter der luirkung der im Druckraum befindlitijen Rückführfeder io in Richtung
auf das Bremspedal zu zurückgedrückt wird. kird jedoch der Druck im Druckraum 4
und damit auch der Druck im Arretierzylinder 12 erhöht, dann tritt von einem bestimmten
Druck ab infolge der Zahnneigung Selbsthemmung ein und der Druckkolben 7a wird arretiert.
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Im Falle des in Fig. 2 dargestellten Bremskraftverstärkers liegt an
der pedalnahen Front seite 17 des Druckkolbens 7b eine mit einer schrägen Auflauffläche
18 versehene Ringfeder
19 an. Auf dieser schrägen Auflauffläche
18 liegt eine in gleicher Weise schräge Auflauffläche einer geschlitzten Ringfeder
22 auf. Diese geschlitzte Ringfeder 22 weist eine weitere Schrägfläche 21 auf, die
mit einer in gleicher Weise schrägen Fläche einer weiteren geschlitzten Ringfeder
23 zusammenarbeitet. Weitere geschlitzte Ringfedern 24, 25 und 26 arbeiten in gleicher
Weise zusammen, Die Ringfedern sind einerseits (19, 23 und 25) im Zylinder 6 geführt
und andererseits (22, 24 und 26) auf eine Buchse 27 aufgeschoben, die auf einen
abgestuften Mittelabschnitt 28 des Tauchkolbens 2 aufgeschoben ist. Die Buchse 27b
hat einen Dund 29, mit dem sie im Zylinder G psefiihrt ist und an dem auch die Feder
9 anliegt. Wird nun der Druck im Druckraum 4 sehr groß, dann ist auch die vom Druckraum
über den Druckkolben 7b auf die Ringfedern 19 und 22 bis 2G ausgeübte Reaktionskraft
sehr groß, so daß sich die Ringfedern 19, 23 und 25 vergrößern und gegen die Innenwandfläche
des Zylinders 6 andrücken und dadurch den Kolben 7b arretieren.
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Bei weiterhin mit dem Bremspedal ausgeübtem Druck auf den Tauchkolben
2 dringt dieser dann allein weiter in den Druckraum 4 ein und erhöht darin den Druck
mit seinem kleineren Querschnitt bei größerem Kolbenweg, so daß hierdurch wie beim
zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Bremskraftverstärkung eintritt.
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Läßt t der Druck des Bremspedals 1 auf den Tauchkolben 2 nach und
nirnmt dadurch der Druck im Druckraum wieder ab, so werden sich beim Zurückweichen
des Tauchkolbens auch die Ringfedern 19 und 22 bis 26 wieder lösen und auch der
Druckkolben 7b wird unter dem Druck des im Druckraum 4 noch verbliebenen Druckes
oder unter dem Druck der Feder 10 wieder zurückgeschoben.
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Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel, das mit einer
Buchse 27c arbeitet, ist zwischen der Buchse 27c und dem Druckkolben 7c eine Tellerfeder
31 eingelegt. Der ringförmige Druckkolben 7c wird also bei Betätigen des Bremspedals
1 über die Scheibe 8, die Schraubenfeder 9, die Buchse 27c und die Tellerfeder 31
betäti£t. Wird im Druckraum 4 der vorbestimmte Grenzdruck erreicht, dann wird die
Peripherie der Tellerfeder 31 vergrößert und drückt dadurch einen am Druckkolben
befindlichen dünnen Kragen 32 gegen die Innenwand des Zylinders 6. Dadurch wird
der Druckkolben 7c an der Innenwand des Zylinders 6 festgeklemmt. Daraufhin bewegt
sich der Tauchkolben 2 bei weiterer Betätigung des Bremspedals allein in den Druckraum
und sorgt für die Druckerhöhung in diesem. Weicht das Bremspedal zurück, dann wird
unter dem Einfluß des im Druckraum 4 herrschenden Druckes zunächst der Tauchkolben
2 zurückgeschoben und nach Überschreiten des Crenzdruckes der Druck auf die Tcllerfeder
31 vermindert und dann der Druckkolben 7c unter dem Einfluß der Feder lo in die
Ausgangsstellung zurückgeschoben.
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Beim weiteren in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der
ringförmige Druckkolben 7d von einem ähnlichen, spiegelbildlich ausgebildeten llohlkolben
34 über zwischen beiden Kolben eingelegte Nadeln 35 betätigt. Der Druckkolben 7d
und der hohlkolben 34 sind durch ein Steilgewinde 33 miteinander verbunden. Außerdem
sind beide Kolben durch eine Schraubenfeder 36 gegeneinander abgestützt. Die Nadeln
35 sind in am Umfang der beiden Kolben 7d und 34 gleichmaßig verteilt angeordneten
Nuten 37, die jeweils etwas größer sind als die Nadeln, nadellagerartig gelagert
und nehmen unter Normaldruck mit ihrer Längsachse eine Richtung ein, die
parallel
zur Achse des Zylinders G verläuft Überschreitet nun beim Betätigen des Bremspedals
und des Tauchkolbens 28 der Druck im Druckraum 4 die Grenzwerte, dann wird die Feder
36 zusammengedrückt und die Kolben 7d ud 34 durch das Steilgewinde 33 gegeneinander
verdreht. Die Nadeln 35 werden dadurch aus der vorher eingenommenen parallel zur
Achsrichtung verlaufenden Richtung gebracht und verklemmen sich an der Innenwand
des Zylinders 6. Dadurch wird der Druckkolben 7d festgehalten und ei Weiterbetätigung
des Bremspedales allein der Tauchkolben 2 weiter in den Druckraum hineingedrückt.
Beim Zurückweichen des Tauchkolbens 2 und beim Unterschreiten des Crenzdruckes werden
die beiden Kolben 7d und 34 und somit die Nadeln 35 wieder in ihre Normallage gebracht,
die Kolben 7d und 34 dadurch gelost und durch die Federn 10 und 36 in ihre Ausgangsstellung
gedrückt.