DE2356635A1 - Bremsservomotor - Google Patents

Description

Dr. Ing. H. Negendank

DIpI. Ing. H. Heuck - Dipl F-hys. W. Schmitt

Dipl. Ing. E. Grääits - Dip«, !ng. W. Wehnert

8 München %, Pitssäitsiraße 23

Telefon 5380586

The Bendix Corporation Executive Offices Bendix Center

Southfield,Mich.48075,USA

12. November 1973 Amraltsakte M-2861

Bremsservomotor , j

Die Erfindung betrifft einen Bremsservomotor mit einem Gehäuse, ^: > das durch eine bewegliche Wand in eine vordere Kammer für den _; Unterdruck und in eine wahlweise unter dem Unterdruck oder einem

höheren Druck stehende hintere Kammer geteilt ist, und mit einer _;

in der beweglichen Wand angeordneten Hohlnabe mit von der Verschiebung einer Kraftübertragungseinrichtung abhängig gesteuer- \ • ten Ventilen, um die hintere Kammer von der vorderen Kammer zu j ; trennen und dann die hintere Kammer mit einem in Verbindung mit j ' der Atmosphäre stehenden Bereich der Nabe zu verbinden, wobei ! die Kraftübertragungseinrichtung eine Kolbenstange und einen KoI- \ ben aufweist. ;

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Fahrzeuge, die mit einer die Abgase vermindernden Einrichtung ausgerüstet sind und bei denen die Abgase durch Änderungen an den herkömmlichen Bauteilen reduziert werden, erzeugen im Ansaugrohr einen verminderten Unterdruck. Daher ist der verfügbare Unter-, druck, der bisher für den Aufbau einer Druckdifferenz im Servo- !

motor verfügbar war, entsprechend vermindert.

In einem Versuch, diesen Differenzdruck innerhalb gewisser Grenzen aufrecht zu erhalten, wurde ein Vorratsbehälter mit komprimierter Luft beim Bremsen laufend mit dem Servomotor verbunden. • Offensichtlich benötigt eine solche Anordnung zusätzliche Bau-

teile, die die Herstellungskosten in die Höhe treiben.

'■ Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Servomotor der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der Differenz druck unter Einbeziehung der mit der Abgaseinrichtung vorhande-

' nen Druckquelle verstärkt werden kann. Diese Aufgabe wird er- : findungsgemäß dadurch geBst, daß zusätzliche Ventilelemente vorgesehen sind, die abhängig von einer weiteren Verschiebung der

Kraftübertragungseinrichtung die Verbindung zwischen der hinteren Kammer und der Atmosphäre schließen und eine Verbindung zwischen der hinteren Kammer und einem Auslaß einer außerhalb der Nabe gelegenen Anordnung öffnen, wobei ein Einlaß für die Verbindung mit einer den Atmosphärendruck übersteigenden uruckquelle, vorzugsweise der Druckquelle einer Abgas einrichtung vor- '. gesehen ist. !

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Vorteilhafterweise weist die außerhalb der Nabe gelegene Anordnung eine auf die Druckdifferenz zwischen der Atmosphäre und der hinteren Kammer ansprechende Einrichtung auf,die eine Einrichtung zum Schließen eines zweiten Auslasses steuert, wenn die Druckdifferenz unter einem vorgegebenen Wert fällt, wobei der zweite Auslaß mit einer den Druck oberhalb des Atmosphärendrucks benutzenden Anordnung verbindbar ist.

Die Erfindung wird nun an einem Ausführungsbeispiel und anhand der beiliegenden Figur näher erläutert.

Die in der Figur dargestellte Bremsanlage 10 für ein Fahrzeug weist einen Servomotor 12 auf, der mit einem Hauptbremszylinder 14 für die Zuführung von unter Druck stehendem, hydraulischem Strömungsmittel zu den Radzylindern 16 der Vorderbremsen 18 und zu den Radzylindern 20 der Hinterbremsen 22 in Abhängigkeit i von der Stellung des Bremspedals 24 verbunden ist.

Im einzelnen weist der Servomotor 12 ein Gehäuse 2 6 auf, das von einer vorderen Schale 28 und einer durch eine Verriegelung 32 damit verbundenen hinteren Schale 30 gebildet ist. In der vorderen Schale 28 befindet sich eine öffnung 29, in die für die Verbindung zwischen Servomotor 12 und dem Ansaugrohr 38 eines Fahrzeugs durch die Leitung 36 ein Rückschlagventil 34 ! eingesetzt ist. Eine an der vorderen Schale 28 abgestützte • Rückstellfeder 40 drückt eine Wand 42 gegen die hintere ! .Schale 30. Die Wand 42 weist eine Nabe 44 mit einem sich nach

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hinten erstreckenden Vorsprung 46 auf, der die hintere Schale 30 durchsetzt, und mit einem sich nach vorne erstreckenden Vorsprung 48. Eine axiale Bohrung 50 in der Nabe weist eine Führungsfläche 52 auf, wodurch die im vorderen Vorsprung 48 und im hinteren Vorsprung 46 ablaufenden Vorgänge physikalisch voneinander ge- , trennt sind. Eine deformierbare Scheibe 54 in der axialen Bohrung 50 des vorderen Vor Sprungs liegt an der Führungs fläche 52 an. . Die deformierbare Scheibe 54 berührt das Ende 56 einer ausgangs- ! seitigen Schubstange 58, die eine rückwirkende Kraft vom Haupt- ! bremszylinder 14 zurück auf das Bremspedal 24 überträgt.

j Die Wand 42 weist eine Membran 60 mit einem von der Verriegelung

■ 32 gehaltenen äußeren Wulst 62 und mit einem inneren, in eine Nut 66 in der Nabe 44 greifenden Wulst 64 auf, so daß eine vor-

dere Kammer 68 von einer hinteren Kammer 70 getrennt wird. Die axiale Bohrung 50 ist über einen ersten Durchgang 72 mit der hinteren Kammer 70 und über einen zweiten Durchgang 74 mit der vor- :

! deren Kammer 68 verbunden. Ein Kolben 75 in der axialen Bohrung

j 50 besitzt einen zylindrischen Körper 76 mit einer an einer erj sten Führungsfläche 78 angrenzenden Nut 80. Die erste Führungs- ■■

j fläche 78 gehört zur Führungsfläche 52 und wird darin durch einen den zylindrischen Körper 7 6 an der Nut 80 umgebenden Riegel 82 gehalten. Eine zweite Führungsfläche 86 grenzt an der Nut 80 an und sorgt für die axiale Fluchtung des Kolbens 7 5 mit der Schubstange 58. Ein Ventilsitz 88 für die Atmosphäre befindet sich an der Hinterseite des zylindrischen Körpers 76 und umgibt eine öffnung die einen Kugelkopf 84 einer eingangsseitigen Kolben-j

stange 90 aufnimmt. Die erste und die zweite Führungsfläche sorgen

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für eine axiale Fluchtung des Kolbens 75, wenn dieser durch die Kolbenstange 90 bewegt wird, sobald das Bremspedal 24 um einen Bolzen 96 geschwenkt wird und damit über eine Augenzapfenverbindung 92, 94 die Kolbenstange 90 betätigt wird. Eine erste elastische Einrichtung 98 liegt mit einem Ende an einem erweiterten Ring 100 an und mit dem anderen Ende an einem Halter 102, der an der Kolbenstange 90 befestigt ist. Die elastishe Einrichtung 98 wirkt auf die Kolbenstanbe 90, damit der Ventilsitz 88 mit der Vorderseite des Stirnteils 104 eines Ventilkörpers 106 in

'. Berührung kommt. Der Ventilkörper weist einen flexiblen Abschnitt 108 zwischen dem Stirnteil 104 und einem vorspringenden Element 110 auf, das in einer Nut 112 im Inneren der axialen Bohrung 50

' eingreift. Das Element 110 wird in der -Nut 112 durch den Ring gehalten. Eine Manschette 114 ist auf der Hinterseite des Stirn-

. teils 104 befestigt, um den Ventilkörper zu stabilisieren und eine

' Fläche zum Halten des einen Endes einer zweiten elastischen Einrichtung 116 zu schaffen. Das andere Ende der zweiten elastischen Einrichtung ist mit dem Halter 102 auf der Kolbenstange 90

verbunden. Die zweite elastische Einrichtung wirkt auf die Manschette 114, damit die Vorderseite des Stirnteils 104 in einer ersten oder gelösten Stellung, wie sie in der Figur gezeigt ist, dichtend am Ventilsitz 88 anliegt. Ein zweiter ringförmiger Ventilkörper 118 weist eine erste Lippe 120 auf, die an der Kolben- ; stange 90 an einem Auslaß 122 für einen Durchgang 124 in einem ■ rohrförmigen Abschnitt 126 der Kolbenstange 90 befestigt ist, und: eine zweite Lippe 128, die an einem einstellbaren Sitz 130 auf dem Kugelkopf 84 angreifen und den Durchgang 124 abdichten kann.

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Eine öffnung 132 Im Durchgang 124 ist mit einer Abtasteinrichtung 134 über eine Leitung 136 verbunden.

Die Abtasteinrichtung 134 weist ein Gehäuse 138 mit einer Steuerkammer 140 auf, dessen Einlaßöffnung 142 mit einer über eine Leitung 144 mit einer Überdruckquelle, also den Atmosphärendruck tibersteigenden Luftdruckquelle, vorzugsweise einer Pumpe 116 einer Abgaseinrichtung verbunden ist und dessen erste Auslaßöffnung 148 ι mit einer Abgaseinrichtung, z.B. einem Thermoreaktor 150 in , einer Auspuffanlage, und dessen zweite Auslaßöffnung 152 mit einer zur Kolbenstange 90 führenden Leitung 136 verbunden ist. Eine mit Atmosphäre verbundene Kammer 154 ist hinten an der hinteren Schale ; 30 vorgesehen und von der hinteren Kammer 70 durch eine Membran 156 getrennt, die eine Öffnung 158 in der hinteren Schale 30 abdeckt. Eine in einer Wand 162 gehaltene Welle 160 ist mit ihrem einen Ende mit der Membran 156 und mit ihrem anderen Ende mit einer daran befindlichen Scheibe 166 verbunden. Eine elastische Einrichtung 164 befindet sich zwischen der Scheibe 166 und der Wand 162 und drückt ein elastisches Stirnteil 168 auf der Scheibe . an einen die erste Auslaßöffnung umgebenden Hochdrucksitz 170.

Bei laufendem Motor wird durch den im Ansaugrohr erzeugten Unter- ; druck die Luft aus der vorderen Kammer 68 und der hinteren Kammer 70 des Servomotors 12 evakuiert. Dieser Unterdruck in der hinte- ; r#n Kammer liegt an der Abtasteinrichtung 134 an, wodurch ein ^:

^: ι

auf die Membran 156 wirkender Differenzdruck mit der unter Atmos-!

: phärendruck stehenden Luft in der Atmosphärenkammer 154 entsteht.

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ORiGINAL INSPECTED

Dieser Differenzdruck überwindet die Kraft der elastischen Einrichtung 164, so daß das Stirnteil 168 vom Sitz 170 wegbewegt wird und unter Oberdruck stehende Luft ungehindert zur Abgaseinrichtung 150 strömen kann. ■ '·'

Wenn das Bremspedal 24 betätigt wird, kann durch.die Bewegung der

* Kolbenstange 90 die Feder 116 die Vorderseite des Stirnteils 104

ι gegen einen Unterdruck-Ventilsitz 172 bewegen, der zwischen dem _: zweiten Durchgang 74 und dem ersten Durchgang 72 angeordnet ist. ;

j Durch eine weitere Verschiebung der Kolbenstange wird der Ventil-ι sitz für die Atmosphäre vom ersten Stirnteil wegbewegt, wodurch

I unter Atmosphärendruck stehende Luft durch einen Filter 174 in j die axiale Bohrung 50 und aus dem ersten Durchgang 7 2 in die hin-

tere Kammer strömen kann. Aufgrund des Luftdruckes in der hinteren Kammer 70 und des Unterdrucks in der vorderen Kammer ent-

I steht ein auf die Wand 42 wirkender Differenzdruck, wodurch von !

j der Wand die Schubstange 58 bewegt wird. Durch die Verschiebung j

! der Schubstange 58 setzt der Hauptbremszylinder 14 das Strömungs-I mittel unter Druck, um die vorderen Bremsen 18 und die hinteren '. Bremsen 22 zu betätigen.

Wenn die unter Atmosphärendruck stehende Luft in die hintere Kammer eindringt, wird die auf die Membran 156 der Abtastein-

I richtung 134 wirkende Druckdifferenz proportional dazu auf einen Wert vermindert, der es erlaubt, daß die elastische Einrichtung

; 164 das elastische Stirnteil 168 gegen den Sitz 170 drückt und

• damit den Strömungsweg von der Pumpe 146 durch die erste Aus- ^;

- laßöffnüng absperrt. ,

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Falls durch den Fahrer der Kolben 75 in eine dritte Stelung bewegt worden ist, greift die Lippe 128 an der Rückseite des Stirnteils 104 an, wodurch der ringförmige Ventilkörper zusammengedrückt wird und damit die über Atmosphärendruck stehende Luft durch die Öffnung 122 über den ersten Durchgang in die hintere Kammer strömen kann, um für die gewünschte Abbremsung die Druckdifferenz zu verstärken.

Falls der Unterdruckwert im Ansaugrohr nicht ausreicht, die Luft aus der vorderen Kammer 68 und der hinteren Kammer 70 bis zu einem gewissen Üruckwert zu evakuieren, wird der an der Abtasteinrichtung 134 anliegende Jifferenzdruck für eine Bewegung des Schaftes 160 gegen die Kraft der elastischen Einrichtung 164 nicht genügen. Daher wird die elastische Einrichtung 164 das elastische Stirnteil 168 gegen den Sitz 170 festhalten, wodurch die gesamte unter Überdruck stehende Luft durch die zweite Auslaßöffnung 152 zum Servomotor 12 nach Freigabe durch den ringförmigen Ventilkörper 118 aufgrund der Bewegung der Kolbenstange 90 geleitet wird, damit sofort, eine Kraft ausgeübt wird.

Jetzt wird während der Betätigung der Kolbenstange 90 der Kolben 75 sofort in die dritte Stellung bewegt, wodurch die unter Überdruck stehende Luft in die hintere Kammer 70 eintreten kann und zusammen mit dem Strömungsmittel in der vorderen Kammer, das in diesem Augenblick unter Atmosphärendruck stehen kann, eine auf die Wand 42 wirkende Druckdifferenz aufbaut. Daher wird diese Druckdifferenz für die Betätigung des Hauptzylinders 14 dem Fah- ' rer eine Bremshilfe vermitteln.

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Claims (6)

PsteisiamväSte Dr. Ing.-H. Negendenk DIpI. Ing. H. Heurk - DiJ P<* s. W. Schmitt Dipl. Ing. E. Graiäif? - Du 1. ίηα V/. Wshnert B München 2, mksmslzlsäBs 25 Telefon 5 33 G5 86- The Bendix Corporation . Executive Offices Bendix Center .. 12# November 1973 Southfield,Mich*Q75,ÜSA Anwaltsakte M-2361 Patentansprüche

1. p3r ems servomotor mit einem Gehäuse, das durch eine bewegliche

-, /'Wand in eine vordere Kammer für den Unterdruck und in eine

wahlweise unter dem Unterdruck oder einem höheren Druck stehende hintere Kammer geteilt ist, und mit einer in der beweglichen Wand angeordneten Hohlnabe mit von der Verschiebung einer Kraftübertragungseinrichtung abhängig gesteuerten Ventilen um die hintere Kammer von der vorderen Kammer zu trennen, und dann die hintere Kammer an einem in Verbindung mit der Atmosphäre stehenden Bereich der Nabe zu verbinden, wobei die Kraftübertragungseinrichtung eine Kolbenstange und einen Kiben aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Ventilelemente (118,124,130) vorgesehen sind, die abhängig von einer weiteren Verschiebung der Kraftübertragungseinrichtung (90,75) die Verbindung zwischen der hinteren Kammer und der Atmosphäre schließen und eine Verbindung zxirisöhen der "hinteren Kammer (70) und einem Auslaß'(152) einer außerhalb der

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Nabe (44) gelegenen Anordnung (134) öffnen, wobei ein Einlaß für die Verbindung mit einer den Atmosphärendruck übersteigenden Druckquelle (146) vorzugsweise einer üruckquelle einer Abgas einr ich tun g vorgesehen ist.

2. Servomotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb der Nabe (44) gelegene Anordnung (134) eine auf die Druckdifferenz zwischen der Atmosphäre und der hinteren Kammer (70) ansprechende Einrichtung (156) aufweist, die eine Einrichtung (168) zum Schließen eines zweiten Auslasses (148) steuert, wenn die Druckdifferenz unter einen vorgegebenen Wert fällt, wobei der zweite Auslaß mit einer den Druck oberhalb des Atmosphärendrucks benützenden Anordnung verbindbar ist.

3. Servomotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Druckdifferenz ansprechende Anordnung von einer an einer Wand der hinteren Kammer (70) befestigten Membran (156) gebildet ist, die diese i-.ammer von der Atmosphäre trennt, und daß die Einrichtung zum Schließen des zweiten Auslasses ein Ventilverschlußglied (168) aufweist, das durch den Fuß mit der Membran verbunden ist.

4. Servomotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilverschlußglied (168) durch eine Feder (164) gegen den Differenzdruck auf der Membran (156) elastisch vorgespannt

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5. Servomotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Ventilelemente eine axial in der ; Kolbenstange (90). ausgebildete Bohrung (124) aufweisen, die , zur Seite des Kolbens (75) hin offen ist und mit der außerhalb der Nabe gelegenen Anordnung (134) verbunden ist, einen Ventil-* sitz (130), der am an die Kolbenstange (90) angrenzenden Ende des Kolbens angeordnet ist, und ein elastisches,ringförmiges ' Ventilverschlußteil (118), dessen eine Öffnung das Ende der , Kolbenstange (90) aufnimmt und dessen andere öffnung am Sitz ^j (130) angreift, wobei durch die Verschiebung der Kraftübertragungseinrichtung über eine vorgegebene Stellung hinaus das elastische, ringförmige Ventilverschlußteil durch eine Wand (86) blockiert wird, wodurch die Kolbenstange den Ventilsitz vom Verschlußteil wegbewegt, um die Verbindung zwischen der hinteren Kammer und der Atmosphäre zu schließen und eine Verbindung zwischen der hinteren Kammer und der außerhalb der Nabe gelegenen Anordnung zu öffnen. -

6. Servomotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz einstellbar mit dem Kolben verbunden ist.

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