DE2155669B2 - Hydraulischer Bremskraftverstärker, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen liremskraft\cist;ukcr nach dem Oberbegriff des I lauptiin spriiehs.

Ein derartiger Bremskraftverstärker ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 2001483 bekannt. Dort ist der über einen Hebel mit dem Bremspedal verbundene Ventilschieber, über welchen die Druckbeaufschlagung des Servokolbens gesteuert wird, sowohl bei Betätigung der Bremse als auch bei entlasteter Bremse druckausgeglichen, da die Druckräume beidseits des Schiebers über die axiale Bohrung stets miteinander in Verbindung stehen. Dieser bekannte Bremskraftverstärker hat aber den Nachteif, daß bei starker Betätigung des Pedals die Verbindung zwischen dem Druckraum und der von der Lenkhilfepumpe gebildeten Druckquelle voll aufgesteuert wird, was zu einer zu großen Bremskraft führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bremskraftverstärker der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung so weiterzubilden, daß die Bremskraft auf einen bestimmten Wert begrenzt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß drxch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs aufgeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteranspriichen angegeben.

Die Bremskraftbegrenzung wird erfindungsgemäß dadurch erhalten, daß das die Druckbeaufschlagung des Servokolbens steuernde Ventil nicht mehr direkt, sondern über ein von ihm getragenes Hilfsventil mit dem Druckraum des Bremskraftverstärkers kommuniziert, wobei da·: Bet?itigungsglied des Bremskraftverstärkers an dem Ventilkörper des Hilfsventils angreift. Bei starker Betätigung der Bremse wird also die Strömungsmittelverbindung zwischen der Druckpumpe und dem Druckraum unterbrochen. In diesem Fall ist nur noch eine der beiden Stirnflächen des Ventilschiebers mit dem vollen Speisedruck der Druckquelle beaufschlagt. LJm bei geschlossenem Hilfsventil eine Leckströmung über die der Druckkammer benachbarte Dichtfläche zwischen Ventilschieber und Ventilbohrung zu verhindern, ist der Druckmittelkanal gemäß Merkmal e) vorgesehen. Damit wird erreicht, daß in der Dichtfläche ein Gegendruck erzeugt wird, der stets größer ist als der Druck im Druckraum des Bremskraftverstärkers. Der Leckstrom zwischen Ventilschieber und Ventilbohrung wird so ausschließlich von der Druckpumpe selbst erbracht. Dieser Leckstrom zum Druckraum hin ist verglichen mit dem diesem bei offenem Hilfsventil zugeführten Druckmittelstrom vernachlässigbar klein, so daß durch diese Maßnahme das Brcmsverhalten nicht spürbar beeinflußt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer hydraulischen Anlage für Kraftfahrzeuge unter Darstellung eines im Schnitt wiedergegebenen Bremskraftverstärkers und seiner Steuerung und

Fig. 2 eine vergrößerte Teil-Schnittansicht eines Teils des Schieberventils und der Gehäusewand des in Fig. 1 dargestellten Bremskraftverstärkers.

Der in der Zeichnung dargestellte Bremskraftverstärker 10 weist ein Gehäuse mit einer ersten Bohrung 14 und einer zweiten Bohrung 16 auf. Ein Servokolben 18 ist innerhalb der Bohrung 14 verschiebbar, wobei sieh ein Ende des Kolbens in einen innerhalb des Gehäuses 12 gebildeten Druckraum 20 erstreckt. Eine Kolbenstange 22 verbindet das andere Ende des Servokolbens 18 mit einem gewöhnliehen (nicht dargestellten) Hauptbremszylinder des Kraftfahrzeuges.

Dieser ist an der linken Seite des Bremskraftverstärkergehäuses 12 angebracht. Eine Rückholfeder 24 drückt den Servokolben 18 und die Stange 22 nach rechts (gemäß Fig. 1 der Zeichnung) in die Bremslöseposition. Ein Ventilschieber 26 ist verschiebbar in der Bohrung 16gelagert und mit im Abstand zueinander befindlichen Nuten ausgestattet. Diese wirken mit entsprechenden Nuten in der Wand der Bohrung 16 zusammen und bilden ringförmige Druckmittelkammern 28, 30, 32 und 34. Eine Einlaßöffnung 36 verbindet die Kammer 30 mit der Hochdruckseite bzw. mit dem Auslaß einer Lenkhilfepumpe 38. Eine Auslaßöffnung 40 verbindet die Kammer 28 mit dem Einlaß eines Lenkhilfegetriebes 42. Die Kammer 34 steht über die Auslaßöffnung 44 mit dem Einlaß der Pumpe 38 in Verbindung. Der Auslaß des Lenkhilfegetriebes 14 ist gleichfalls mit dem Einlaß der Pumpe 38 verbunden.

Der Schieber 26 weist eine axiale Bohrung 46 auf, welche durch radial verlaufende Bohrungen 47 mit der Kammer 32 in Verbindung steht. Ein Ende der Bohrung 46 steht mit einer Kammer 48 in Verbindung, weiche zwischen dem Ende des Schiebers 26 und dem Ende der Bohrung 16 vorgesehen ist. Bohrungen 50 erstrecken sich radial durch den Schieber 26 und stellen die Verbindung der Bohrung 46 mit dem Druckraum 20 her. Ein Ventilkörper 52 ist verschiebbar auf demjenigen Ende des Schiebers 26 angebracht, welches sich in den Druckraum 20 erstreckt. Der Ventilkörper 52 ist auf dem Ende des Schiebers aus einer ersten (in der Zeichnung dargestellten) Position in eine zweite Position verlagerbar. In der ersten Position besteht über die Bohrung 50 eine Druckmittelverbindung zwischen der Bohrung 46 und dem Druckraum 20, während das Ende des Ventilkörpers 52 in der zweiten Position an einer Schulter 54 des Schiebers 26 anliegt, um die Druckmittelverbindung durch die Bohrungen 50 zu unterbinden. Eine Feder 56 drückt den Ventilkörper 52 elastisch in seine erste Position. Der Schieber 26 ist weiterhin mit einer um den Umfa. :g sich erstreckenden Nut 58 vorgesehen. Die an der Außenfläche des Schiebers vorgesehene Nut befindet sich in dem Abschnitt, welcher zwischen der Kammer 28 und dem Druckraum 20 liegt. Eine Bohrung 60 verbindet die Nut 58 mit der Bohrung 46. Der Schieber 26 wird gemäß Fig. 1 durch eine in der Kammer 48 befindliche Fecc 84 elastisch nach rechts gedrückt. Die Federkonstante der Feder 84 ist kleiner als die Federkonstante der Feder 56; so kann der Schieber 26 verlagert werden, wenn an dem Ventilkörper 52 eine Kraft über eine durch den Fahrer betätigte Vorrichtung 62 angelegt wird.

Die divreh den Fahrer betätigbare Vorrichtung 62 ist mit einer als Eingangselement dienenden Stange 64 ausgestattet, welche sich aus dem Druckraum 20 erstreckt. Ein Ende der Stange 64 ist verschiebbar in einer Blin<Jbohrung 66 des Servokolbens 18 geführt, während das andere Ende der Stange 64 mit dem (nicht dargestellten) üblichen Bremspedal verbunden ist. Dieses Bremspedal befindet sich in der Fahrerkabine. Die durch den Fahrer betätigbare Vorrichtung 62 ist fernerhin mit einem Hebel 70 versehen, dessen eines Ende über einen Drehzapfen 68 verschwenkbar an einer vom Servokolben 18 getragenen Strebe 72 angelenkt ist. Das andere linde ties Hebels 70 ist über einen weiteren Drehzapfen 74 an dem Ventilkörper 52 angelenkt. Hin dritter Drehzapfen 76 verbindet den Hebel 70 mit einet Hii'se 78. welche teleskopartig die Stange 64 aufnimmt. Eine Feder 80 drückt elastisch die Hülse 68 an einer Anschlagring 82, welcher von der Stange 64 getragen ist. Eine Bewegung der Stange 64 führt infolgedessen zu einer derartigen Schwenkung des Hebels 70 um den Drehzapfen 68, daß der Schieber 26 gemäß Fig. 1 nach links gedrückt wird.

Wenn die Bremsen des Fahrzeuges gemäß Fig. 1 gelöst sind, wird im wesentlichen das gesamte, in die Einlaßöffnung 36 strömende Druckmittel direkt zur Auslaßöffnung40geführt. Die Ablaßöffnung 44 steht über die Bohrung 50, die Bohrung 46 und die Bohrungen 47 mit dem Druckraum 20 in Verbindung. Wenn der Schieber 26 indessen durch Betätigung der Vorrichtung 62 nach links bewegt wird, ist die Verbindung zwischen den Kammern 34 und 32 unterbunden. Gleichfalls ist die Druckmittelverbindung zwischen dem Druckraum 20 und der Ablaßöffnung 44 beendet. Zwischen den Kammern 30 und 32 wird die Druckmittelverbindung herbeigeführt, wodurch ein Teil des in die Einlaßöffnung 36 gelangenden Druckmittels über die Bohrungen 47, <* ■»; Bohrung 46 und die Bohrungen 50 in den Diuckraum 20 gelangt. Das unter hohem Druck in dem Druckraum 20 befindliche Druckmittel wirkt an der rechten Seite des Servokoibens 18 und drückt diesen nach links gemäß Fig. 1. Dies führt zur Bremsenbetätigung. Wenn die Bremsen des Fahrzeugs entlastet bzw. gelöst sind, drückt die Feder 24 den Servokolben 18 in die Bremsen-Löseposition. Die Feder 84 führt den Schieber 26 in die Bremsen-Löseposition zurück. Übe;- die Bohrung 46 erfolgt auch die Druckmittelverbindung von der Kammer 32 in die Kammer 48, so daß das Druckmittel an der linken Seite des Schiebers 26 wirksam werden kann. Da in dem Druckraum 20 und in der Kammer 48 normalerweise gleiche hydraulische Drücke vorherrschen, verbleibt der Schieber 26 normalerweise in hydraulischem Gleichgewicht.

Falls der Fahrer des Fahrzeuges die an der Stange 64 ausgeübte Kraft verstärkt, wird ein Zustand erreicht, bei welchem der Druck in dem Druckraum 20 so hoch ist, daß der durch den zuvor genannten (nicht di .gestellten) Hauptbremszylinder entwickelte Bremsdruck den maximalen Bremssicherheitswert für das Bremssystem des Fahrzeuges erreicht. Wenn dies der Fall ist, führt jede zusätzliche Kraft an der Stange 64 zu einem Zusammendrücken der Feder 50. so daß sich der Ventilkörper 52 gemäß Fig. 1 nach links bewegt und die Bohrung 50 schließt. In diesem Falle ist eine weitere Druckmittelverbindung zwischen der Einlaßöffnung 36 und dem Druckraum 20 unterbunden. Dieser Zustand ist in Fig. 2 dargestellt. Nachdem sich der Hilfsveniilkörper bzw. die Kammer 52 geschlossen hat, ist jede weitere Druckmittelverbindung in Richtung zum Druckraum 20 unterbunden. Unter riohem Druck befindliches Medium kann aus dem Druckraum 20 in Richtung des unter vethäitnismäßig geringem Druck stehenden Mediums in der Kammer 28 entweichen. Dies geschieht durch den Zwischenraum zwischen Außenumfang des Schiebers 26 und der Wand der Bc '.irung 16. Falls diese Leckage ausreichend lange anhält kommt der Schieber 26 in ein hydraulisches Ungleichgewicht, da das Druckniveau in dem Druckraum 20 reduziert wird, w ihrend gleichzeitig ein verhältnismäßig hoher Druck am linken, sieh in die Kammer 48 erstreckenden Ende des Schiebes anliegt. Da es sehr jiivortjilhatt ist, wenn der Schieber unter hydraulischem Ungleichgewicht steht, muß eine Abdichtung /wischen Schieber und Wanduni: der

Bohrung im Bereich zwischen Druckraum 20 und Kammer 28 vorgesehen sein. Bei der in !ig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform steht infolgedessen das in der Bohrung 46 unter hohem Druck stehende Arbeitsmittel über den radialen Kanal 60 mit der Nut 58 in Verbindung. Da die Bohrung 46 immer mit unter hohem Druck stehendem Arbeitsmittel vom Pumpeneinlaß in Verbindung steht, wenn sieh der Schieber 26 in seiner zweiten Position gemäß fig. 2 befindet (im dargestellten Ausführungsheispiel während des Anlegens der Bremse), wiril dieses unter hohem Druck stehende Arbeitsmittel auch in die Nut 58 eingeleitet. Pis kann also keine Leckage zwischen dem Driieknium 20 und der Kammer 28 stattfinden, da der Druck in der Nut 58 immer wenigstens dem Druck in dem Druckraum 20 entspricht. Obwohl Arbeitsmittel /wischen der Nut 58 und der Kammer 28 entweichen kann, wird dieses Arbeitsmittel von dem in der Bohrung 46 bestehenden, unter Druck stehenden Arbeitsmittel sofort wieder aufgefüllt. Der Druck in dem Druckraum 20 wird also immer auf einem gleichförmig hohen Niveau gehalten, so daß gewährleistet ist. daß der Schieber 26 des Ventils nicht in hydraulisches Ungleichgewicht gelangt.

Hierzu I Blatt Zeichnuncen

Claims (4)

b) Patentansprüche:

1. Hydraulischer Bremskraftverstärker, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit

a) einem in einem Gehäuse verschiebbaren Servokolben, durch den über eine Kolbenstange der Kolben eines Hauptbremszylinders betätigbar ist und der in Betätigungsrichtung in einem Druckraum vom Druck einer Druckquelle beaufschlagbar ist,
einem in einer im Gehäuse vorgesehenen Ventilbohrung mittels eines Betätigungsgliedes verschiebbaren Ventilschieber, der eine axiale Bohrung aufweist, wobei die axiale Bohrung über Radialbohrungen und am Ventilschieber und in der Ventilbohrung vorgesehene Steuerkanten mit einer Drucksenke (Ruhestellung des Ventilschiebers) oder mit der Druckquelle (Betätigur.gsstel-1ud£) verbindbar ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

c) der in denTjruckraum (20) ragende Teil des Ventilschiebers (26) trägt den Ventilkörper (52) eines Hilfsventils, das die Verbindung zwischen dem Druckraum und der axialen Bohrung (46) im Ventilschieber steuert,

d) das Betätigungsglied (70) wirkt über den Ventilkörper des Hilfsventils auf den Ventilschieber (26) ein, wobei der Ventilkörper bis zu einem vorbestimmten Wert der auf das Betät'gungsglied ausgeübten Kraft in der Offensteilung gehalten ist, und oberhalb dieses Kra^ftwertes in die Schließstellung bewegbar ist,

e) von der axialen Bohrun, (46) führt an einem der Druckkammer (20) benachbarten Abschnitt des Ventilschiebers (26) ein Druckmittelkanal (58, 60) zur Umfangsdichtfläche zwischen dem Ventilschieber und der Wand der Ventilbohrung (16).

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelkanal durch eine radiale Bohrung (60) und eine Umfangsnut (58) des Ventilschiebers (26) gebildet ist.

3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (52) des Hilfsventils als gleitend auf einem Endabschnitt des Ventilschiebers (26) angeordnete Kappe ausgebildet ist und Steueröffnungen des Hilfsventils durch von der axialen Bohrung (46) des Ventilschiebers (26) radial verlaufende Bohrungen (50) gebildet sind.

4. Bremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Ventilschieber über eine ihn in die Schließstellung vorspannende Feder am Gehäuse abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (52) des Hilfsventils über eine Feder (56) am Ventilschieber (26) abgestuft ist, die härter ist als die den Ventilschieber (26) in die Schließstellung drängende Feder (84).