DE2004502A1 - Hilfskraftverstarker Anlage - Google Patents

Description

• Hilfskraftverstärker-Anlage Die Erfindung be trifft eine Hilfskraftverstärker-Anlage, bestehend aus einem Druckgeberzylinder und einer mit diesem über Druckmittelleitungen verbundenen Hilfskraftvorrichtung, insbesondere für Bremsanlagen in Fahrzeugen.
• Es sind bereits Hilfskraftverstärkeranlagen bekannt, bestehend aus einem vom Bremspedal beaufschlagten Pedatzylinder, der über eine Druckmittelleitung mit einem an den Hilfskraftverstärker angeflanschten Hilfshauptzylinder und mit einer den Hilfskraftverstärker steuernden Ventileinrichtung verbunden ist, wobei der Verstärkerkolben des Hilfskraftverstärkers auf den Betätigungskolben des HilfsL'juptzylinders, von dem eine oder mehrere Bremsleitungen zu den einzelnen Bremsgeräten führen, einwirkt. Der Einsatz dieser Hilfskraftverstärkeranlagen erlaubt eine örtlich getrennte Anordnung vom Pedalzylinder und Hilfs-Kraftverstärker im Kraftfahrzeug, wobei der Nachteil gegeben ist, daß bei defekter, der voni Pedalzylinder zum Hilfskraftverstärker führenden Druckmittelverbinung die Bremsanlage völli; außer lunk-tion gesetzt ist.
• Man hat auch schon vorgeschalgen, die zuvor beschriebene Hilfskraftverstärkeranlagen zweikreisig auszubilden, derart, daß der Pedalzylinder und der Hilfshauptzylinder als Tandemzylinder ausgebildet sind und die vom Tandempedalzylinder abgehenden Druckmittelleitungen über den Tandemhilfshauptzylinder mit der den Hilfskraftverstärker steuernden Ventileinrichtung verbunden sind und diese unabhängig voneinander betätigen. Diese bekannte Anlage ist durch ihren aufwendigen und komplizierten Aufbau sehr teuer. Weiterhin ist diese Anlagc mit des Nachteil behaftet, daß bei Ausfallen einer der vom Tandempedalzylinder zum Hilfskraftverstärker führenden Druckmittelleitung der Hubweg des dieser Druckmittelleitung zugeordneten Kolbens im Tandempedalzylinder *) überwunden werden um im Tandempedalzylinder einen Druck aufbauen zu können.
• Der Erfindung liest die Aufgabe zugrunde, eine Illit einer Hilfskraftvorrichtung arbeitende Bremmsanlage der genannten Art zu schaffen, die die Dachteile der zuvor beschriebenen Anlage hicht aufweist. Eine weitere, an die Hilfskraftverstärkeranlage gestellte Forderung besteht darin, daß bei Betätigung der Hilfskraftverstärkeranlage auf daß Bremspedal eine Rückwirkungskraft ausgeübt wird, die den Fahrer in die Lage versetzt, die für den Bremsvorgang erforderliche Bremskraft gefühlsmäßig richtig zu dosieren. Darüber hinaus soll die Bremsanlage einfach im Aufbau und preiswert herstellbar sein.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, da der Bremskreis an einen Hauptzylinder angeschlossen ist, dessen Betäti£ungskolben in Betätigungsrichtung vom Druck der Hilf3-kraftvorrichtung beaufschlagt ist und der vom Bremspedal bewegte oteuerkolben über vorgesehene Mittel auf einen hydraulischen Hilfszylinder einwirkt, dessen Druckmittelsäule über eine Leitung das Zuschaltventil der Hilfskraftvorrichtung betätigt, wobei der Steuerkolben bei Ausfall der llilfskraftvorrichtung und/oder im Aussteuerpunkt in direkten Kontakt mit dem Betätigungskolben gelangt und diesen verschiebt.
• *) mulZ Nach der Erfindung ist zwischen Steuerkolben und Betätigungskolben eine Feder angeordnet.
• In einer Ausführungsform ist der SteuerkoLben stufenförmig aus-,sebillet.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Betätigungskolben eine Zylinderbohrung auf, in die der kleinere Kolben ies Steuerkolbens eingreift und die über eine Ausgleichsbohrung und dem den Betätigungskolben umgebenden Ringkanal mit einem Nachfüllbehälter verbunden ist.
• Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal ist die Zylinderbohrung im Betätigungskolben über die im Steuerkolben angeordnete Axialbohrung und Radialbohrung und einem zwischen Steuerkolben und Druckgeberzylind er vorgesehenen Ringraum mit dem Druckmittelauslaß und voii diesem über eine Druckmittelleitun,> mit einem Zus chaltventil verbunden.
• Gemäß der Erfindung ist der Betätigungskolben von dem von der Hilfskraftvorrichtung kommenden Druckmittel und/oder von dem größeren Kolben des Steuerkolbens beaufschlagbar.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindung ist der Steuerkolben zweiteilig ausgebildet, wobei zwischen dem einen Kolben und dem anderen Kolben eine Feder angeordnet, *) die im unbetätigten Zustand der Verstärkeranlage die Kolben voneinander trennt.
• ein weiteres i;rfindungsmerkmal der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß bei Trennung der Kolben der Zylinderruam über die Bohrung im Kolben mit dem Druckmittelanschluß und der daran anschließenden Druckmitteleitung verbunden ist.
• *) ist In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zylinderbohrung über Radialbohrungen und einem dem Betätigungskolben umgebenden Ringraum und einem in dessen Bereich vorgesehenen Druckmittelauslaß sowie eine daran anschließende Druckmittelleitung mit dem Zuschaltventil der Verstärkeranlage verbunden ist.
• Erfindungsgemäß ist die Druckmittelleitung vom Druckmittel des Hilfskraftverstärkers oder von dem Druckmittel des Nachfüllbehälters beaufschlagbar.
• Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß bei Ausfall des Hilfskraft-Vorrichtungskreises bei Betätigung des Pedalzylinders durch das Bremspedal ein zur Abbremsung des Fahrzeugs erforderlicher Bremsdruck in dem Bremskreis bzw. den Bremskreisen aufgebaut werden kann.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben: Es zeigt Fig. 1 eine Verstärkeranlage mit einem Druckgeberzylinder mit Stufenkolben, einer ilfskraftvorrichtung und einem Steuerventil im Längsschnitt.
• Fig. 2 eine Verstärkeranlage mit einer als Tandemveretärkervorrichtung ausgebildeten Hilfskrnftvorrlchtung.
• Fig. 3 einen Druckgeberzylinder mit geteiltem Steuerkolben im Längaschnitt.
• In Fig. 1 ist der Druckgeberszylinder 1 als Tandemhauptzylinder ausgebildet. Der vom Bremspedal 28 beaufschlagte als StuEnkolben ausgebildete Steuerkolben ist mit 2, der Betätigungskolben mit 3, der schwimmende Kolben mit 4, der Druckmittelraum des Betätigungskolbens mit 5 und der Druckmittelraum des schwimmenden Kolbens mit 6 bezeichnet. In den Druckmtitelräumen 5 und 6 sind Druckfedern 7 und 8 vorgesehen, die nach Beendigung des Bremsvorganges den schwimmenden Kolben und den Betätigungskolben in die Ausgangsstellung zurtickbringen. Die Ausgleichsbohrung 9 verbindet den Druckmittelraum 6 und die Ausgleichsbohrung 10, den Druckmittelraum 5 mit einem Nachfüllbehälter 34. Der den schwimmenden Kolben 4 umgebende Ringkanal 11 ist über die Nachlaufbohrung 12 und der Ringkanal 13 des Betätigungskolbens 3 dber die Nachlaufbohrung 14 mit dem Nachfüllbehälter 34 verbunden.
• Der Betätigungskolben 3 ist mit einer axialen Zylinderbohrung 15 versehen, die über die Ausgleichsbohrung 16 mit dem Ringkanal 13 verbunden ist und in die der kleinere Kolben des Steuerkolbens 2 eingreift. Auf dem Außenmantel des kleineren Kolbens des Steuerkolbens 2 ist eine Dichtung 17 vorgesehen, die den Zylinderraum 18 der Zylinderbohrung 15 von dem durch Druckgeberzylindergehäuse und Betätigungskolben 3 gebildeten Zylinderraum 19, der Uber den Druckmittelanschluß 20 und der Druckmittelleitung 21 mit ein-er Hilfskraftvorrichtung in Verbindung steht, abdichtet. Im Zylinderraum 18 ist eine Druckfeder 22 angeordnet, die sich einerseits am Betätigungskolben 3 und andereraite an der Stirnfläche des Steuerkolbens 2 abstützt.
• Der Zylinderraum 18 ist über die axiale Längsbohrung 23 und der Radialbohrung 24, die in dem im Zylinderraum 18 gleitend angeordneten, kleineren Kolben des Steuerkolbens 2 vorgesehen sind mit dem Druckmittelauslaß 25 verbunden. Vom Druckmittelauslaß fUhrt eine Druckmittelleitung 26 zu einem Zuschaltventil 27.
• Durch Betätigung des Bremspedals 28 wird der kleinere Kolben des Steuerkolbens 2 in den Zylinderraum 18 verschoben. Die vor dem Kolben angeordnete Dichtung 29 überfährt hierbei die Ausgleichsbohrung 16 und unterbricht die mit dem Nachfüllbehälter bestehende Druckmittelverbindung. Der sich nunmehr im Zylinderraum 18 aufbauende Druck betätigt über die Längsbohrung 23 die Radialbohrung 24 und die Druckmittelleitung 26 das Zuschaltventil 27, derart, daß von der Hilfskraftvorrichtung 30 dem Zylinderraum 1 des Druckgebersylinders 1 Uber die Druckmittelleitung 21, Druckmittel zugeführt wird. Das von der Hilfakraftvorrichtung 30 kommende Druckmittel beaufschlagt die ringfdrmige Stirnfläche des Betätigungskolbens 3 und die ringförmige Stirnfläche des größeren Kolbens des Steuerkolben8 2. Der Betätigungskolben 3 und der schwimmende Kolben 4 werden hierbei in Betätigungsrichtung verschoben, um das in den Druckmittelräumen 5 und 6 befindliche Druckmittel nach Überfahren der Ausgleichsbohrungen 9 und 10 über die Druckmittelauslässe 30 und 31 den einzelnen Bremskreisez?uf'Uhren. Während dieses Bewegungavorgang es folgt der Steuerkolben 2 infolge der auf das Bremspedal ausgeübten Betätigunskraft dem Betätigungskolben 3 und erhält den im Zylinderraum 18 vorhandenen Druck des Druckmittels aufrecht, wodurch ein Schließen des Zuschaltventiles 27 verhindert wird. Damit die Radialbohrung 24 ständig lit dem Druckmittelsauslaß 25 verbunden bleibt, ist über dem Betätigungsbereich des Steuerkolbens 2 im Druckgeberzylindereha'use 1 ein Ringkanal 32 vorgesehen.
• Das von der Hiliskraftverstärkervorrichtung in den Zylinderraum 19 eingesteuerte Druckmittel beaufschlagt die ringförmige Stirnfläche A des Betätigungskolbens 3 und die ringförmige Stirnfläche U des Steuerkolbens. Die Stirnfläche B des Steuerkolbens 2 wird von dem im Zylinderraum 18 erzeugten Steuerdruck belastet.
• diese auf die Stirnflächen B und C einwirkenden Reaktionskräfte, die entgegen der über das Bremspedal eingeleiteten Betätigunskraft wirken, setzen den Betätigenden in die Lage, die für den Bremsvorgang erforderliche Bremskraft gefühlsmäßig wohl zu dosieren.
• Nach Beendigung des Bremsvorganges wird zuerst der Steuerkolben 2 durch die Reaktionskråfte und die im Zylinderraum 18 angeordnete Druckfeder 22 in seine Ausgangsstellung zurückgeschoben, wodurch sich das im Zylinderraum 18 befindliche Druckmittel entspannt und die Ausgleichsbohrung 16, freigegeben wird. In Abahängigkeit von der auftretenden Entspannung des im Zylinderraum 18 befindlichen Druckmittels schließt sich das Zuschaltventil 27. Nach Überfahren der Ausgleichsbohrung 16 durch die Dichtung 29 des Stufenkolbens 2 setzt ein vollkommener Druckausgleich zwischen dem Druckmittel im Zylinderraum 18 und dem Nachfüllbehalter ein. Dabei schließt sich das Zuschaltventil 27 vollkommen, wodurch die Druckmittelzufuhr von der Hilfskraftvorrichtung zum Zylinderraum 13 abgeschaltet wird. Die Druckfedern 7 und 8 schieben den schwimmenden Kolben 4 und den Betätigungskolben 3 in ihre Ausgangsstellung zurück. Wärend dieses Vorganges wird das im Zylinderraum 19 befindliche Druckmittel über die Druckmittelleitung 21 über einen an der Hilfskraftvorrichtung angeflanschten Hilfshauptzylinder 33, der mit einer Kippventileinrichtung versehen iBt, in einen mit dem Hilfshauptzylinder 33 verbundenen Nachfüllbehälter 34 zurückführt.
• Die Hilfakraftvorrichtung gemäß Fig. 1 arbeitet mit einem in einem Zylinder 36 gleitbar angeordneten Verstärkerkolben 35, dessen eine Stirnfläche ständig von atmosphärischer Luft oder Vakuum und dessen gegenüberliegende Stirnfläche nach Betätigung des Zuschaltventiles 27 von einem unter höherem Druck stehendem Druckmedium beaufschlagt wird, wodurch eine Verschiebung des Verstärkerkolbens 35 erfolgt, die über eine mit dem Verstärkerkolben 35 verbundenen Druckstange 37 auf dem Betätigungskolben 38 des an der Hilfskraftvorrichtung angeflanschten Hilfshauptzylinders 33 übertragen wird.
• Die Hilfskraftvorrichtung gemäß Fig. 2 besteht aus einem Speicher 40, dessen Druckmittel dem Druckgeberzylinder 43 über ein Zuschaltventil 41 zugeführt wird. Das Zuschaltventil 41 ist mit einem Kanal 49 versehen, durch den das bei Lösen der Bremse aus dem Zylinderraum 51 über die Druckmittelleitung 45 der Kanal 47 in den Ringraum 48 des Zuschaltventiles 41 zurtokströmende Druckmittel in einen Nachfüllbehälter abgeführt wird.
• In Fig. 3 ist das Druckgeberzylindergehäuse mit 53, der Betätigungskolben mit 42 und der über die Druckmittelleitung 45 mit dem Zuschaltventil verbundene Druckmittelauslaß mit 44 bezeichnet. Der Steuerkolben ist zweiteilig ausgebildet und setzt sich zusammen aus dem im Durchmesser kleineren Kolben 46 und dem im Durchmesser größeren Kolben 47, der ber das Bremspedal betätigt wird. Zwischen den beiden Kolben 46 und 47 des Steuerkolbens ist eine Feder 48 angeordnet, die im unbetätigten Zustand des Steuerkolbens die Kolben 46 und 47 voneinander trennt, so daß die im Betätigungskolben 42 vorgesehene Zylinderbohrung 40, in die der Kolben 46 eingreift, über die im Kolben 46 angeordnete Bohrung 49 mit dem Druckmìttelanschluß 50 verbunden ist. An den Druckmittelanschluß 50 ist eine Druckmittelleitung 51 angeschlossen, die im unbetätigten Zustand des Druckgeberzylinders diesen über die Druckausgleichsbohrung des Hilfshauptzylinders mit einem Nachfüllbehälter verbindet. Bei Betätigung des Druckgeberzylinders verbindet die Druckmittelleitung 51 den Druckgeberzylinder mit der Hilfskraftverstärkervorrichtung. In der Zylinderbohrung 40 des Betätigungskolbens 42 ist eine Feder 52 vorgesehen, die sich einerseits am Kolben 46 und andererseits am Betätigungskolben 42 abstützt. Der Betätigungskolben 42 ist von einem Ringraum 43 umgeben, der über den gesamten Hub des Betätigungskolbens 42 und über die Radialbohrung 41 eine Druckmittelverbindung von der Zylinderbohrung 40 zum Druckmittelauslaß 44 gewährleistet. Vom Druckmittelauslaß 44 führt eine Druckmittelleitung 45 zu einem Zuschaltventil.

Claims (12)

Patentansprüche

1. Verstärkeranlage, bestehend aus einem Druckgeberzylinder und einer mit diesem über Druckmittelleitungen verbundenen Hilfskraftvorrichtung, insbesondere für Bremsanlagen in Fahrzeugen, dadurch g e k e n n æ e i c h n e t, daß der Bremskreis an einen Hauptzylinder angeschlossen ist, dessen Betätigungskolben in Betätigungsrichtung vom Druck der Hilfskraftvorrichtung beaufschlagt ist und der vom Bremspedal bewegte Steuerkolben über vorgesehene Mittel auf einen hydraulischen Hilfszyiinder einwirkt, dessen Druckmittelsaule über eine Leitung das Zuschaltventil der tIilfskraftvorrichtung betätigt, wobei der Steuerkolben bei Ausfall der Hilfskraftvorrichtung una/oder im Aussteuepunkt in direkten Kontakt mit dem Betåtigungskolben gelangt und diesen verschiebt.

2. Verstärkeranlage nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, dab zwischen Steuerkolben (2, 44/47) und Betätigungskolben ( 3, 42) eine Feder (22,52) angeordnet ist.

3. Verstärkeranlage nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Steuerkolben (2) stufenförmig ausgebildet ist.

4. Verstärkeranlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Betätigungskolben (3) eine Zylinderbohrung (15) aufweist, in die der kleinere Kolben des Steuerkolbens (2) eingreift und die über eine Ausgleic-nsbohrung (16) und dem den Betätigungskolben (3) umgebenden Ringkanal mit einem Nachfüllbehälter verbunden ist.

5. Verstärkeranlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zylinderbohrung (15) im Betätigunskolben (3) über die im Steuerkolben (2) angeordnete Axialbohrung (25) und itadialbohrung (24) unü einem zwischen Steuerkolben (2) und Druckgebergehause (i) vorgesehenen Ringraum (32) mit dem Druckmittelauslaß (25) und von diesem über eine Druckmittelleitung (26) mit einen Zuschaltventil (27) verbunden ist.

6. Verstärkeranlage nach einen oder mehreren der vorhergehenden Ansprüclle, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Betätigungskolben (3) von dem von der Hilf skraftvorrichtung kommenden Druckmittel und/oder von dem größeren Kolben des Steuerkolbens (23 beaufschlagbar ist.

7. Verstärkeranlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß der Steuerkolben (46/47) zweiteilig ausgebildet ist, wobei zwischen dem Kolben (46) und dem Kolben (47) eine Feder (48) angeordnet ist, die in unbetätigtem Zustand der Verstärkeranlage die Kolben (46) und (47) voneinander trennt.

d. Verstärkeranlage nach Anspruch 1, 2 und 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß bei Trennung der Kolben (46) und (47) der Zylinderraum (40) über die Bohrung (49) im Kolben (46) mit dem Druckmittelanschluß (50) und der daran anschließenden Druckmittelleitung (51) verbunden ist.

9. Verstärkeranlage nach Anspruch 1, 2, 7 und 8, dadurch g e k e n n z e i c h ne t, daß die Zylinderbohrung (40) über Radialbohrungen (41) und einem den Betätigungskolben (42) umgebenden Ringraum (43) und einem in dessen Bereich vorgesehenen Druckmittelauslaß (44) sowie eine daran anschließende Druckmittelleitung (45) mit dem Zuschaltventil der Verstärkeranlage verbunden ist.

10. Verstärkeranlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Druckmittelleitung (21,45) vom Druckmittel des Hilfskraftverstärkers oder von dem Druckmittel des Nachfullbehälters beaufschlagbar ist.

11. Verstärkeranlage nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Druckgeberzylinder (1,53) als Tandemhauptzylinder ausgebildet ist.

12. Verstärkeranlage nach Anspruch 1, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß der Druckgeberzylinder (1,53) als Einkreishauptzylinder ausgebildet ist.