DE2401661C2

DE2401661C2 - Hydraulischer Bremsverstärker

Info

Publication number: DE2401661C2
Application number: DE19742401661
Authority: DE
Inventors: Ulrich 7000 Stuttgart Aldinger; Alexander von 7031 Mauren Löwis of Menar; Hermann 7144 Asperg Nusser
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-01-15
Filing date: 1974-01-15
Publication date: 1983-08-11
Also published as: SE396922B; FR2257474B3; FR2257474A1; DE2401661A1; SE7500361L; GB1438930A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Bremsverstärker gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein derartiger hydraulischer Bremsverstärker ist durch die US-PS 37 19 044 bekannt. Dieser bekannte -3 Bremsverstärker hat als Kraftübersetzungseinrichtung einen verhältnismäßig großen Hebel der in einer unter hohem Druck stehenden Kammer des Verstärkergehäuses angeordnet ist, so daß diese Kammer sehr groß und ihre Dichtung sehr zuverlässig sein muß. Bei der

ίο bekannten Ausführung ist diese Kammer in einem besonderen, als Deckel ausgebildeten Gehäuseteil angeordnet, wodurch der Verstärker sehr sperrig baut. Außerdem ist das Übersetzungsverhältnis des Verstärkers nur schwer zu ändern.

ιό Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und einen hydraulischen Bremsverstärker der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine kompakte Bauweise hat und dessen Obersetzungsverhältnis leicht zu ändern ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Bremsverstärker mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs

1 gelöst

Zwar sind durch die US-PS 35 49 207 und die GB-PS 7 04 085 bereits aus Zahnrad und Zahnstangen beste-2) hende Kraftübersetzungseinrichtungen für eine selbsttätige Bremsvorrichtung, die auf das öffnen und Schließen einer Fahrzeugtür anspricht, bzw. für eine Servolenkvorrichtung bekannt. Diese bekannten Vorrichtungen konnten aber dem Fachmann keine Anrejo gung geben für die erfindungsgemäße Kraftübersetzungseinrichtung, da sich Erfindungsgegenstand und Stand der Technik deutlich bezüglich Aufgabenstellung und Wirkungsweise unterscheiden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der s> Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 den Bremsverstärker im Längsschnitt,

Fig.2 einen Schnitt nach der Linie H-Il in der Fig. 1 und die

Fig.3—5 eine schematische Darstellung verschiedene) ner Schaltstellungen der Kraitüberseuungseinrichtung.

Ein Bremsverstärker hat ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 1 mit einem Befestigungsflansch

2 und einer Aufnahme 3 für einen nicht dargestellten hydraulischen Hauptbremszylinder. Eine mehrteilige Betätigungsstange 4 ragt auf der der Aufnahme 3 entgegengesetzten Seite in das Gehäuse 1 hinein und ist mit einem nicht gezeigten Bremspedal verbunden.

Ein inneres Ende 5 (F i g. 3 bis 5) der Betätigungsstange 4 befindet sich in einem Verstärker-Druckraum 6, der

»ι zwischen der pedalseitige;. Endwand 7 eines Verstärkungszylinders 8 und einem Verstärkerkolben 9 liegt. Am Verstärkerkolben 9 stützt sich eine Rückholfeder 10 ab, die eine ebenfalls am Verstärkerkolben 9 festgelegte Hauptzylinder-Betätigungsstange 11 umgibt. Außerdem

" ist der Verstärkerkolben 9 mit einer Dichtungsmanschette 12 versehen, deren Dichtlippe dem Druckraum 6 zugekehrt ist. Schließlich weist der Verstärkerkolben 9 eine zum Verstärkerdruckraum 6 offene mittig zentrierte Sacklochbohrung 13 auf, in der eine Feder 14 und ein

wi vorderes Ende 15 einer Kraftübersetzungseinrichtung 16 angeordnet sind.

Die Kraftübersetzungseinrichtung 16 besteht im wesentlichen aus je einem, zu beiden Seiten des inneren Endes 5 der Betätigungsstange 4 angeordneten und am

^Ί'> Stangenende 5 gelagerten Zahnrad 17 bzw. 18 und aus zwei Zahnstangen 19 und 20, von denen die erste Zahnstange 19 an dem Verstärkerkolben 9 befestigt und die zweite Zahnstange 20 auf der Seite eines

Steuerventils 22 angeordnet ist. Die Zahnrader 17 und 18 sitzen auf einem Stift 21, der das Ende 5 der Betätigungsstange 4 quer durchdringt, wie in der F i g. 2 zu sehen ist. Dort ist auch zu erkennen, daß jedes Zahnrad 17 und 18 aus zwei Teilen 17' und 17" und 18' und 18" bestehen kann, von denen das äußere 17' bzw. 18' einen kleineren Durchmesser hat. Die beiden kleineren Zahnräder 17' und 18' greifen in die mit dem Verstärkerkolben 9 verbundene Zahnstange 19 und die beiden größeien Zahnräder 17" und 18" in die steuerventilseitige Zahnstange 20. Das Verhältnis der Zähnezahlen der beiden Zahnradpaare 17', 17" bzw. 18', 18" ist veränderbar, es kann von z. B. 12 zu 18 auf 12 zu 12 verändert werden. Im zuletzt genannten Fall wird aus den Zahnradpaaren 17', 17" bzw. 18', 18" zu beiden Seiten der Betätigungsstange nur noch ein einziges Zahnrad 17 bzw. 18 auf jeder Betätigungsstangenseite.

Das Steuerventil 22 ist ein Schieberventil, dessen Schieber 23 ständig unter der Einwirkung einer Feder 24 steht Der Schieber 23 steuert wechselweise die Verbindung des Druckraumes 6 mit einer Entlastungssteiie 33 und mit einem Druckanschiuß 34 für eine nicht dargestellte Pumpe. Im Schieber 23 ist eine Querbohrung 25 zur Aufnahme eines Bundes 26 eines einarmigen Hebels 27 angebracht. Das feste Ende 28 des Hebels 27 ist in einer in das Gehäuse 1 eingeschraubten Schraube 29 gelagert, und das freie Ende 35 durchdringt einen Gehäusedurchbruch 30 und greift in eine Längsnut 31 der Zahnstange 20 ein. Das Ende 35 liegt dort gewöhnlich am Axialanschlag 32 an. Durch die Anordnung des Steuerventils 22 zwischen der Festlagerung des Hebels 27 an der Schraube 29 und der Kraftübertragungseinrichtung 6 führt der Hebel 27 einen sehr kleinen Hub am Steuerventil 22 aus, wodurch letzteres äußerst feinfühlig arbeitet.

Der beschriebene Bremsverstärker arbeitet wie folgt:

In Bremslösestellung nehmen die beweglichen Teile des Bremsverstärkers die in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Lage ein. Der Druckraum 6 ist zwar mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt, aber drucklos, weil das Steuerventil 22 den Druckanschiuß 34 absperrt und den Druckraum 6 mit der Entlastungsstelle 33 verbindet. Das Hebelende 35 des Hebels 27 liegt am Anschlag 32 in der Nut 31.

Beim Bremsen verschiebt sich die Betätigungsstange 4 in Richtung des Verstärkerkolbens 9. Der Verstärkerkolben 9 wird jedoch zuerst von der Feder 10 und der anfangs nicht überwindbaren Ansprechkraft des hydraulischen Hauptbremszylinders festgehalten. Durch die Stangenbewegung drehen sich die Zahnräder 17 und 18, und die Zahnstange 20 bewegt sich nach links. Dabei bleibt das Hebelende 35 am Anschlag 32 liegen, weil der Steuerschieber 23 unter der Kraft der Feder 24 folgt. Die Bewegung des Steuerschiebers 23 bewirkt das "> Umschalten des Steuerventils 22, d. h. die Entlastungsstelle 33 wird vom Druckraum 6 getrennt, und letzterer wird mit dem Druckanschiuß 34 verbunden. Die Steuerung des Schiebers 23 erfolgt sehr feinfühlig über den Bund 26, der in etwa mittig zwischen dem festen Hebelende 28 und dem beweglichen Hebelende 35 angeordnet ist. Dabei wird das Spiel C zwischen dem Ende der Zahnstange 20 und dem Verstärkerkolben 9 überwunden (F i g. 3).

Durch den nun ansteigenden Druck im Druckraum 6

'"' wird der Verstärkerkolben 9 in Hauptzylinderbetätigungsrichtung verschoben (Fig.4), und die Bremsen werden betätigt. Die Betätigungsstange 4 nimmt an dieser Bewegung teil, so daß im Steuerventil 22 der Druckanschluß 34 geöffnet bleibt. Diese Bewegung

-" erfolgt so lange, bis sich die ansteigende Verstärkerdruckkraft an der kleinen Rea/o'onsfläche A der Betätigungsstange 4 im Gleichgewicht j efindet mit der Fußkraft am Bremspedal. Zu diesem Zeitpunkt verursacht der sich noch bewegende Verstärkerkolben 9 über

-"' seine Zahnstange 19, über die Zahnräder 17 und 18, die Zahnstange 20 und den Hebel 27 eine Bewegung des Steuerschiebers 23 in der Weise, daß der Druckanschluß 34 verschlossen wird. Der nun eingesteuerte Druck wirkt gleichermaßen auf die Betätigungsstange 4 wie

v- auch auf den Verstärkerkolben 9. Die Kräfte verhalten sich wie die Fläche A der Betätigungsstange 4 zur Fläche B des Verstärkerkolbens 9. Nimmt die Fußkraft und damit die pedalseitige Kraft auf die Betätigungsstange 4 ab, weicht letztere pedalseitig aus und

i> verschiebt dabei den Steuerschieber 23, bis die Entlastungsstelle 33 in Verbindung zum Druckraum 6 gelangt und damit der Druck im Druckraum 6 über die Entlastungsstelle 33 abgebaut wird. Der absinkende Verstärkerdruck ermöglicht die Bewegung dts Ver-

■"' Stärkerkolbens 9 nach rechts, wodurch die Entlastungsstelle 33 wieder geschlossen wird. Dadurch stellt sich wieuerum ein Gleichgewicht bei niedrigerem Druckniveau ein. Auf diese Weise kann jeder beliebige Druck eingesteuert werden, von 0 bis max. Pumpendruck. Da

^r> der Steuerweg des Schiebers 23 sehr klein ist, wird das Verhältnis des Weges 51 der Betätigungsstange 4 zum Weg 52 des Verstärkerkolbens 9 allein durch die Zähnezahlen der Zahnräder bestimmt.

IL

Sl

Zähnezahl von Zahnrad 17" bzw. 18"

Summe der Zähnezahlcn der Zahnräder 17" bzw. 18" und 17' bzw. 18'

d.h.5KS2.

Wenn die beiden Zähnezahlen gleich sind, wenn also, wie in den schematischen Abbildungen der Fig. 1 bis 3 andeutungsweise dargestellt, zu beiden Seiten des Stangenendes 5 nur je ein Zahnrad 17 bzw. 18 vorgesehen ist, dann ist ein Übersetzungsverhältnis von 1 :2 gegeben, die Hauptzylinder-Betätigungsstange 11 legt also den doppelten Weg der Betätigungsstange 4 zurück. Dadurch wird der Weg S1 der Betätigungsstange 4 bei Normalbetrieb in vorteilhafter Weise verkürzt. Wenn die Umstände es erfordern, ist es auch möglich, innen am Stangenende 5 die kleinen und außen die großen Zahnräder 17', 17" und 18', 18" zu verwenden. Dann ändert sich das Übersetzungsverhältnis in 1 :2,5 oder dergleichen.

FaH" durch einen Defekt in der Anlage der Druck am Anschluß 34 aus, dann schiebt die Betätigungsstange 4 den Verstärkerkolb :n 9 mechanisch gegen den Hauptzylinder, der Schieber 23 wird dabei über die Kraftübersetzungseinrichtung 16 mitgenommen. Alle diese Teile legen nun den Weg 52 gemeinsam zurück (Fig. 5). Die Fußkiaft wird dabei zwar unverstärkt an den Verstärkerkolben 9 weitergegeben, aber sie wirkt nun auf dem großen Weg 52, und somit ergibt «ich eine größere Bremsarbeit.

Die Auslegung der Federn 14 und 24 ist so durchgeführt, daß die Feder 14 stärker ist als die Feder 24, damit die Kraftubersetzungseinrichtung 16 unter Mitnahme des Steuerschiebers 23 in ihre Ausgangslage zurückkehren kann.

24 Ol 661

Die Anordnung der Längsnut 31 in der Zahnstange 20 hat den Vorteil, daß damit ein Wegver/ehrer geschaffen ist. der der Zahnstange 20 auch nach dem Umschalten des Steuerventils 22. also nach Erreichen des Aussteuerpunktes, ein weiteres Vorrücken erlaubt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprücheri aufgeführt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

24 Ol 661 Patentansprüche:

1. Hydraulischer Bremsverstärker, der zwischen einem Bremspedal und einem Hauptbremszylinder einer hydraulischen Fahrzeugbremse angeordnet ist und der mit einem Steuerventil versehen ist, das eine Verbindung einer Pumpe mit einem einen Verstärkerkolben aufnehmenden Verstärkerzylinder im Bremsverstärker überwacht und das über eine Kraftübersetzungseinrichtung von einer vom Bremspedal bewegten Betätigungsstange umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübersetzungseinrichtung (16) aus Zahnrädern (17 und 18) und aus an diesen Zahnrädern abrollenden Zahnstangen (J9, 20) besteht, von denen die Zahnräder (17 und 18) an der Betätigungsstange (4) gelagert sind, ferner die erste Zahnstange (19) an dem Verstärkerkolben (9) befestigt ist und die zweite Zahnstange {Jß) steuerventilseitig angeordnet ist

2. Bremsverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Steuerventil (22) zugekehrten Seite der Kraftübersetzungseinrichtung (16) ein Wegverzehrer (Längsnut 31) eingesetzt ist.

3. Bremsverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten der Betätigungsstange (4) je ein Zahnrad (17 bzw. 18) angeordnet ist.

4. Bremsverstärker nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadu^.h gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten der Betätigungsstange (4) je zwei miteinander verbundene Zahnräder (17' und 17" bzw. 18' und 18") angeordnet sind, von ebenen [eweils das äußere (17' bzw. 18') einen kleineren Durchmesser hat als das innere (17" bzw. 18") oder umgekehrt.

5. Bremsverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils das äußere Zahnrad (17' bzw. 18) mit der ersten Zahnstange (19) des Verstärkerkolbens (9) und das jeweils innere Zahnrad (17" bzw. 18") mit der zweiten Zahnstange (20) in Eingriff steht.

6. Bremsverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (22) durch die steuerventilseitige zweite Zahnstange (20) der Kraftübersetzungseinrichtung (16) über einen Hebel (27) am Steuerventil (22) betätigbar ist.

7. Bremsverstärker nach Anspruch 6 mit einem einseitig aufgehängten Hebel (27), dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (22) über den kürzeren Hebelarm des Hebels (27) betätigbar ist.

8. Bremsverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerventilseitige zweite Zahnstange (20) eine Längsnut (31) mit einem Axialanschlag (32) hat, an dem das längsgliedseitige Ende (35) des Hebels (27) bei gelöster Bremse anliegt, daß ferner das Hebelende (35) beim Schalten des Steuerventils (22) weiterhin an den Axialanschlag (32) angelegt ist und daß bei Überhub des Längsgliedes (20) das Hebelende (35) den Axialanschlag (32) verläßt, wobei dem Hebelende (35) in der Längsnut (31) Bewegungsfreiheit gegeben ist.