DE2018805A1

DE2018805A1 - Hydraulischer Kraftverrstärker zur Verwendung in Zweikreisbremsanlage!! von Fahrzeugen

Info

Publication number: DE2018805A1
Application number: DE19702018805
Authority: DE
Inventors: Klaus 4000 Düsseldorf. M Senglaub
Original assignee: Langen & Co, 4000 Düsseldorf
Priority date: 1970-04-20
Filing date: 1970-04-20
Publication date: 1971-11-11
Also published as: FR2086204B3; GB1346187A; FR2086204A3

Description

Patentanmeldung

Gegenstand: Hydraulischer Kraftverstärker "zur Verwendung in Sweikreisbremsanlagen von Fahrzeugen

Anmelderin: Firma Langen a Co.

4 Düsseldorf, Klosterstr. 49

Die Erfindung bezieht sich.auf einen hydraulischen Kraftverstärker zur Verwendung in Zweikreisbremsanlagen von Fahrzeugen, mit einem ein- oder mehrteiligen Gehäuse, welches eine abgesetzte, als Zylinder dienende Bohrung aufweist, und einem Verstärkerkolben, Λ

welcher mindestens in dem Teil größeren Durchmessers der Bohrung gleitbar angeordnet ist, sowie einem von außen betätigbaren Steuerkolben, der ganz in einer Bohrung eines gestuften Verstärkerkolbens geführt ist oder mit einem Teil seiner Länge in dem Teil kleineren Durchmessers der Bohrung im Gehäuse und mit einem anderen Teil seiner Länge in einer Bohrung im Verstärkerkolben gleitet, wobei je nach der relativen Stellung des Steuerkolbens zum Verstärkerkolben über Ringnuten, Querbohrungen und/oder Längsbohrungen im Gehäuse, Verstärkerkolben und/oder Steuerkolben der an mindestens einen Teil der dem Steuerkolben zugewandten Stirnfläche des Verstärkerkolbens angrenzende Druckraum mit ™ einer Druckmittelquelle oder einem Ablauf verbunden wird oder diese Verbindungen gesperrt werden, wobei die dem Steuerkolben abgewandte Stirnfläche des Verstärkerkolbens direkt oder unter Zwischenschaltung mechanischer Mittel auf ein Druckmxttel für die Beaufschlagung eines ersten Bremskreises einwirkt.

109846/0635

Bekanntlich wirkt bei Zweikreisbremsanlagen das Druckmittel außerdem auf einen weiteren, schwimmend angeordneten Kolben eines Hauptzylinders, der seinerseits auf das Druckmittel des 2. Kreises wirkt. Aus Sicherheitsgründen besteht die Forderung, daß bei Ausfall eines Bremskreises der andere Bremskreis noch voll funktionsfähig sein muß. Man erreicht dies, indem z.B. bei Ausfall des ersten Bremskreises der Verstärkerkolben nach einem gewissen Leerhub ire hanisch auf den zweiten Kolben wirkt. Im umgekehrten Fall fährt der 2. Kolben ebenfalls nach einem gewissen Leerhub, gegen einen Anschlag, und dadurch wird im 1. Bremskreis Druck aufgebaut. Ein Nachteil dieser Anordnung ist in der relativ großen Baulänge von Hauptzylinder und Verstärker zu sehen, da sich aus dem Hintereinanderschalten der Kolben im Hauptzylinder eine Addition der notwendigen Hübe und damit große Baulängen auch für den Kraftverstärker ergeben.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen hydraulischen Kraftverstärker der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der diese Ilachteile vermeidet, d.h., wesentlich kürzer baut, und zudem billiger in der Herstellung ist,-wobei die Kraft-Weg-Charakteristik der herkömmlichen Bremsanlagen erhalten bleiben soll.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß an den Druckraum des Kraftverstärkers eine Arbeitsleitung angeschlossen ist, die zur Versorgung des zweiten Bremskreises dient. Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, daß man den Schwimmerkolben

109846/0635

BAD ORIQiNAL

20188G5

im Tandem-Hauptzylinder und damit Baulänge im Hauptzylinder und/oder Kraftverstärker eingespart, da nur noch die Hälfte des herkömmlichen Hubes auszuführen ist, und infolgedessen die Längen von Ringnuten im Verstärkerkolben und/oder im Gehäuse ebenfalls verkürzt werden können. Wenn man bei dem Verstärkerkolben gleiche wirksame Stirnflächen voraussetzt, ergeben sich in beiden Kreisen etwa gleiche Drücke. Macht man dagegen die wirksamen Stirnflächen ungleich, so variieren ■ auch die Drücke. Bei Ausfall des ersten Kreises wird der zweite nach wie vor mit Druckmittel versorgt, wo- Λ

bei aber zunächst der Verstärkerkolben nach einem gewissen Leerhub gegen einen federnden Anschlag fährt. Bei Ausfall der Druckmittelquelle oder des zweiten Kreises wird nach einem gewissen kleinen Weg die auf den Steuerkolben aufgebrachte Kraft mechanisch auf den Verstärkerkolben übertragen, wodurch sich in herkömmlicher Weise durch Druckaufbau im ersten Kreis eine Bremsung ohne Verstärkung ergibt.

Die Erfindung wird anhand eines in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Zwei- V

Kreisbremsanlage gemäß der Erfindung.

Figur 2 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäßen Kraftverstärker mit Hauptzylinder in einem Gehäuse.

Figur 3 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Kraftverstärker mit angeflanschtem Hauptzylinder.

109846/0635

Eine über eine Keilriemenscheibe, Kupplung oder dergleichen angetriebene Pumpe 1 saugt Druckmittel aus einem Vorratsbehälter 2 an und fördert es über ein Rückschlagventil 3 zu einerti Druckspeicher 4 und über ein weiteres Rückschlagventil 5 zu einem Anschluß P eines hydraulischen Kraftverstärker 6. Der Kraftverstärker 6 besitzt weiterhin Anschlüsse Λ und B sowie S und R. Vom Anschluß h führt eine Leitung 7 zu Breiviszylindern 8a und 3b, die beispielsweise zu zwei Vorderradbremsen 9a und 9b gehören. Der Anschluß 3 ist über Leitungen Io mit Breraszylindern 11a, lib, lic und·Hd verbunden, wobei die Bremszylinder 11a und 11b ebenfalls auf die Vorderradbrerasen 9a und 9b wirken,, während die Brerasaylinder lic und lld auf llinterradbremsen 12c und 12d einwirken. An den Anschluß M ist der Ablauf in den Vorratsbehälter 2 angeschlossen, üer Anschluß S dient als Machsauganschluß für den an den Anschluß A angeschlossenen Bremskreis 1.

Der Bremskraftverstärker 6 besitzt ein Gehäuse 13, welches eine als Zylinder dienende Bohrung 14 aufweist. In der Mähe des offenen Endes fiei Bohrung ist eine fest mit dem Gehäuse verbunden« Buchse 15 in die Eohrung 14 eingesetzt. Die Büchse 15 wird von einer Bohrung 16 durchdrungen, in eier abgedichtet ein Teilffeinep zweiteiligen Steuerkolbens gleitet. Mit dem Teil 17 ist ein Teil 13 kleineren Durcluncssers

109846/0635

BAD ORIGINAL

verbunden. Zum Zwecke dieser Verbindung weist der Teil 17 ein Sackloch 19 mit einem gegenüber Teil 18 etwas größeren Durchmesser auf, in welches das Ende von Teil 18 gesteckt wird. Ein Stift 2o durchdringt Teil 17 ohne Spiel und Teil 18 mit Spiel, so daß die Teile 17 und 18 eine gewisse axiale und radiale Beweglichkeit haben. Teil 18 gleitet mit einem Teil seiner Länge in einer Bohrung 21 innerhalb eines in der Bohrung 14 gleitenden Verstärkerkolbens 22. Federn 23 und 24 belasten den Verstärkerkolben 22 in Richtung der Büciise 15. Der Verstärkerkolben 22 weist außen drei jeweils durch Dichtungen axial abgedichtete Ringnuten 25, 26 und 27 auf. Die Ringnut 25 ist im ganzen Hubbereich über eine Bohrung 28 im Gehäuse 13 mit dem Anschluß S verbunden. Die Ringnut 26 ist über eine Bohrung 29 im Gehäuse fortwährend mit dem Anschluß R und über eine Querbohrung 3o im Verstärkerkolben 22 mit der Bohrung 21 verbunden. Die Ringnut 27 schließlich ist über eine Bohrung 31 immer mit dem Anschluß P und eine Querbohrung 32 mit der Bohrung 21 verbunden. Vom Anschluß A führt eine Bohrung 33 zu dem in der Bohrung-14 befindlichen vor der Stirnfläche des Verstärkerkolbens 22 liegenden Raum 34, der in der Ausgangslage des Verstärkerkolbens 22 mit dem Anschluß S über eine Wachlaufbohrung 35 verbunden ist. Der Anschluß B steht über eine Bohrung 36 mit dein zwischen Gehäuse bzw. Büchse 15, Steuerkolben 17, l8 und Verstärkerkolben 22 befindlichen Druckraum 37 in Verbindung. In der

109846/0635

BAD ORIGINAL

Ausgangs lage von Steuerkolben 17, 18 und kolben 22 ist die <Querbohrung 32 von Teil 13 verschlossen „ während di@ Querbohrung 3o offen ist. DiaeSi eineif Relativbewegung zitfischen teil 18 and Verstärkerkolbeη 22 wird zunächst die Querbohrung 3d verschlossen i&teuerkante 33) und daun die Querfeshrang 32 geöffnet (Steuerkante 39) und über eine Qüerbohsang 4© rait einer den Teil 15 axial durchdrin genden Hohrujtig 41 veKümmien ₀ ate ij.iraer mit d&m ur-uck Seiim 3? ^eslbundeu isto Bin© Rückstellfeder 42 ist la dos BQhEung 21 swisehen 'Smil 2.3 und Verstärkerkolben 22 a

Di© BsSäfeigiaag des Kraffevosrotlirkess ©rfolgt beispiels- "sssts® ilb<sz ein ai<sht dcargtsstolltGS Pedal und Gestängs a'if Seil 2.70 das ssinasOoifes dio Jb©w©gung auf 'feil iSsast-Scigto Dabei wird sianäehst solange Druckmittel aas dcssa Druskr<aiHa 37 über die Bohrung 41, die Uohreay 22, υ dl® Quorbohrting 3o_ff "äi@ Aliiiijnufc 2ü_e die Bohrung 29 sowie dcso Änsclulüfö U In aen Vorratsbehälter 2 ©iiiesä Difisekss verdrängt ^ bis die ük<£ QuQiflbisteuFay 3© abspsruto Von die=· aaa feotsfe sA©h ie Di?ueki?a\2Si 37 ein des? SsSQgfe £>S'@{irJi?fei©iiH3lGS^> Dfföigk &,ui _t d@'£ auch

?,ίί öibi \F<§ss3t&skcszlih!h3B 22 öffnet die ©teuerkaiite. 3ί

BAD ORIGINAL

die Verbindung vom Anschluß P zum Druckraum 37, so daß Druckmittel vom Anschluß P über die Bohrung 31, die Ringnut 27, die Querbohrungen 32, 4o und die Bohrung 41 in den Druckraum 37 strömen kann. Der vom Druckraum beaufschlagte Verstärkerkolben 22 drückt mit seiner gegenüberliegenden Stirnfläche auf das Druckmittel im Raum 34 und erzeugt dort etwa den gleichen Druck, der über die Leitung 7 zu den Bremszylindern 8a und 8b geleitet wird. Dabei wurde nach einem geringen Anfangshub des Verstärkerkolbens 22 die Λ

Nachlaufbohrung 35 verschlossen, über dem Anschluß B und die Arbeitsleitung Io werden auch die Bremszylinder lla - lld mit Druck beaufschlagt. Bei Ausfall des an den Anschluß A angeschlossenen ersten Bremskreises fährt der Verstärkerkolben 22 nach einem gewissen Leerhub gegen einen federnden Anschlag und im Druckraum 37 baut sich wieder ein der Bremskraft proportionaler Druck auf. Da der Verstärkerkolben 22 gegen die Feder nur noch sehr geringe Hübe machen kann, genügen sehr kleine Wege des Steuerkolbens 17, 18 zur Erzielung eines Bremsdruckes im Druckraum. Dabei bleibt der Vorteil einer Reaktionskraft auf den Steuerkolben 17, 18 sowie eine gewisse Kraft-Weg-Charakteristik und m

damit das Gefühl für den Bedienenden erhalten. Bei Ausfall des zweiten mit dem Anschluß B verbundenen Kreises würde nach einem kleinen Leerhub eine mechanische Verbindung zwischen Steuerkolben 17, 18 und Verstärkerkolbenvstattfinden, welche den Aufbau eines Druckes im"ersten Kreis allerdings ohne Verstärkung bewirken

109846/0635

BAO ORIQINAt

2018305

würde. Die gleiche Wirkung würde sich bei Aufall der Pumpe 1 bfcw. des Druckspeichers 4 ergeben. Tritt dieser Vorgang jedoch während eines Bremsvorganges ein, so wird durch das Rückschlagventil 5 ein plötzlicher Druckabfall im Druckraum 37 vermieden und die Verstärkung bleibt für diesen einen Bremsvorgang auf Grund der ^lächendifferenz zwischen Verstärker-und Steuerkolben erhalten. Gegenüber einer herkömmlichen Ausführung iuit einem Tandemhauptzylinder ergibt sich durch Fortfall des zweiten Hauptkolbens und der dadurch Möglichen Hubverkürzung eine Verkürzung der Baulänge von 3o - 4o o. Die Pedalwege am Bremspedal werden auf die Hälfte reduziert. Sie entsprechen für diese Ausführung im wesentlichen denen eines Einkreishauptzylinders.

In Figur 3 sind verschiedene Teile mit den gleichen Bezugszahlen unter Hinzufügung eines Striches wie die funktionsmäßig entsprechenden Teile in Figur 2 versehen worden. Unterschiede bestehen in der Ausführung des Gehäuses,welches aus einem Teil 43 und einem Teil 44 besteht, die durch nicht näher dargestellte Verbindungsmittel verbunden sind. In einer Bohrung 45 gleitet ein Verstärkerkolben 46, während in einer kleineren, koaxialen Bohrung 47 des als Hauptzylinder dienenden Teils 44 ein Ilauptkölben 43 gleitet. Der Hauptkolben 48 wird durch die Federn 23' und 24' gegen einen Anschlag 49 im Teil 44 gedrückt. Diese Stellung ergibt einen praktisch spielfreien Kontakt mit dem Verstärkerkolben 46, der an dieser Seite seiner Hublänge entsprechend auf einen IcI einer en Durch-

109846/0635

BAD ORIGINAL

2013805

_ 9-

messer als jener des Hauptkolbens 48 gestuft ist. An den dadurch gebildeten Ringraum 5o ist über die Bohrung 29' der Anschluß R¹ angeschlossen. Gegenüber dem Ringraum 5o ist die Ringnut 25' im Hauptkolben 48 durch eine Dichtung 51 abgedichtet.

Durch eine derartige Ausführung hat man die I-löglichkeit, Verstärker und Hauptzylinder getrennt herzustellen und auf eine einfache, billige Weise zu kombinieren. Durch die verschiedenen Durchmesser von Verstärkerkolben und Hauptkolben ist es zudem möglich, die Breraskreise mit verschiedenen Drücken zu versehen. "

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere sind andere Schaltungsarten für die hydraulischen Kreisläufe möglich, aber auch der innere Aufbau des Kraftverstärkers kann in weiten Grenzen variiert werden.

- Io -

109848/0635

Claims

20138Ü5

- Io -

Patentansprüche

SS SSSS SS SSwJL «J· SSSS SS SS SS *SX SSS-

draulischer Kraftverstärker zur Verwendung in Zweikreisbremsanlagen von Fahrzeugen, mit einem ein- oder mehrteiligen Gehäuse, v/elches eine abgesetzte, als Zylinder dienende Bohrung aufweist, und einem Verstärkerkolben, v/elcher mindestens in dem Teil größeren Durchmessers der Bohrung gleitbar angeordnet ist, sowie einem von außen betätigbaren Steuerkolben, der ganz in einer Bohrung eines gestuften Verstärkerkolbens geführt ist oder mit einem Teil seiner Länge in dem Teil kleineren Durchmessers der Bohrung im Gehäus~e^mit einem anderen Teil seiner Länge in einer Bohrung im Verstärkerkolben gleitet, wobei je nach der relativen Stellung des Steuerkolbens zum Verstärkerkolben über Ringnuten, Querbohrungen und/oder Längsbohrungen im Gehäuse, Verstärkerkolben und/oder Steuerkolben der an mindestens einen Teil der dem Steuerkolben zugewandten Stirnfläche des Verstärkerkolbens angrenzende Druckraum mit einer Druckmittelquelle oder einem Ablauf verbunden wird oder diese Verbindungen gesperrt werden, wobei die dem Steuerkolben abgewandte Stirnfläche des Verstärkerkolbens direkt oder unter Zwischenschaltung mechanischer Mittel auf ein Druckmittel für die Beaufschlagung eines ersten Bremskreises einwirkt, dadurch gekennzeichnet,

- 11 -

109846/0635

BAD ORIGINAL

daß an dem Druckraum {37, 37') des Kraftverstärker eine Arbeitsleitung (36, B, lo_r B') ange*- schlossen ist, die zur Versorgung des zweiten Bremskreises dient.
2. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß direkt vor den Druckanschluß (P, P') ein in Richtung des Druckanschlusses (P, P') Öffnendes Rückschlagventil (5) geschaltet ist.

109846/0635

Leerseite