DE2147121A1

DE2147121A1 - Hydraulischer Kraftverstärker

Info

Publication number: DE2147121A1
Application number: DE19712147121
Authority: DE
Inventors: Lloyd Gene; Ewald Jerome Theodore; South Bend Ind. Bach (V.St.A.). B60t 11-32
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1970-09-21
Filing date: 1971-09-21
Publication date: 1972-03-23
Also published as: JPS5148227B1; GB1322156A; FR2107824A1; AU3347671A; US3712177A; FR2107824B1; CA919224A

Description

Patentanwälte
Dr. Ing. H. Negendank

Dipl. Ing. H. Hsuck
Dipl. Phys. W. Schmitz

cn15,

Tel. 5 38 05 B6

The Bendix Corporation

Executive Offices

Bendix Genter ' 21. September 1971

Southfield,I!ich.48075,USA Anwaltsakte M-1750

Hydraulischer Kraftverstärker

Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Bremskraftverstärker, der eine Einrichtung zum Erzeugen einer elastischen Gegenkraft enthält.

Bei Fahrzeugen mit Servobremsen muß das vom Bedienungsmann betätigte Eingangsglied mit einem geeigneten Anteil der vom Bremskraftverstärker erzeugten Bremsbetätigungskraft beaufschlagt wer- : den, un dem Kraftfahrzeugführer das richtige Bremsgefühl zu ver-

j ·

j mitteln. Der bei bekannten hydraulischen Bremskraftverstärkern

verwendete Gegenkrafterzeuger vermittelt eine Gegenkraft, die unmittelbar proportional dem im Verstärker vorhandenen Strömungs-_i mitteldruck ist. Es ist jedoch erwünscht, daß die Bremskraftverstärker dem Fahrzeugführer im wesentlichen keinerlei Gegenkraft übermitteln, bis die auf das Eingangssteuerglied ausgeübte Betätigungskraft ausreicht; die Kraft der Brems-Rückstellfedern zu

ΖΟ9813/12Ο3Γ

2H7121

'überwinden. Wenn dieser ICraftpegel erreicht worden ist, soll die ;einer Verschiebung des Steuergliedes entgegenwirkende Gegenkraft I unmittelbar proportional der Betätigungskraft sein, die durch den {Fahrzeugführer auf das Steuerglied aufgebracht wird.

Um ein solches Betriebsverhalten zu ermöglichen, schafft die Lr-

findung einen hydraulischen Kraftverstärker mit. einen gleitend in .einer Gehäusebohrung angeordneten Stellkolben, ersten und zweiten zwischen den Kolbenenden und den entsprechenden Luden der Geriäuse-.bohrung begrenzten Gehäusekammern, einer Ventileinrichtung· zum Verbinden der ersten Gehäusekammer mit einer urucknittelquelle, 'wodurch der Stellkolben in Richtung auf die zweite Gehäusekamiuer

er
j verschiebbar ist, und ein/vom Bedienungsmann betätigten, vom Gejhäuse nach außen verlaufenden Steuervorrichtung zur Betätigung 'der Ventileinrichtung, der gekennzeichnet ist durch ein in der zweiten Gehäusekammer angeordnetes verforn>bares Stellglied, das durch den Stellkolben bei dessen Verschiebung in Richtung auf nie zweite Gehäusekammer zusammendrückbar ist, eine Tasteinrichtung, die einen Teil der auf das Stellglied ausgeübten Druckkraft abfühlt, und einer an die Tasteinrichtung angeschlossenen Kraftübertragungseinrichtung, durch die der über die lasteinrichtung abgenommene Druckkraftanteil an die Steuervorrichtung entgegengesetzt zur Betätigung der Steuervorrichtung übertragbar ist.

i Weitere Einzelheiten und Ilerkmale der Erfindung ergeben sich aus j

den übrigen Ansprüchen und der nachfolgenden beispielsweisen Be- j Schreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen: !

-3- I BAD ORIGINAL * i

Fi^;- 1 . einen Sciiiiitt eines erf indungsge: ~äß ausgebildeten Bremskraftverstärker, und

Fig. 2 eine grafische Darstellung, in der die Beziehung zwischen der auf das Bremspedal ausgeübten Eingangskraft zu uer auf das Lingangsglied des Kraftverstärkers ausgeübten Gegenkraft gezeigt ist.

Geuäß den Fign. enthält ein Bremskraftverstärker 10' ein Gehäuse 12, in den eine Bohrung 14 ausgebildet ist. Ein Stellkolben 16 ist gleitend in der Bohrung 14 angeordnet und teilt diese in erste und zweite Gehäusekammern 18 bzw. 20. Zwei Ringdichtungen 22, 24 schaffen eine Abdichtung des Stellkolbens 16 zur Wandung der Gehäusebohrung 14. Der zwischen den Dichtungen 22 und 24 liegende Abschnitt der äußeren UmfangsfIache des Stellkolbens 16 ist gegenüber der V,"andun<j der Gehäusebohrung 24 abgesetzt und bildet eine ringförmige Gehäusekammer 26. Ein Einlaß 28 verbindet die Gehäusekaramer 26 mit einer nicht gezeigten Druckmittelquelle.Ein Auslaß 30 verbindet die Gehäusekammer 20 mit einem nicht gezeigten Strömungsmittelspeicher.

Eine ländliche Steuerkarmer 32 ist im Stellkolben 16 ausgebildet.¹ L-ie Steucrkai.ii.ier 32 enthält einen Abschnitt 34 größeren Durchmessers, einen Abschnitt 36 mittleren Durchmessers und einen Ab- , schnitt 38 kleineren Durchmessers. Eine Schulter 40 ist zwischen den Abschnitten 36 und 38 ausgebildet, und ein ringförmiger Stopf εφ. 42 verschließt das linde des Abschnittes 34 größeren Durchmessers.

2 09813/1203 ~ _BAD original

! Bin Ventilsitzglied 4 6 ist in Anlage an der Schulter 40 gehalten. j Bin Stößd 48 sitzt mit seinem einen Ende gleitend im Abschnitt ; kleineren Durchmessers, und ein kugelförmiger Ventilkörper 50 ist

am anderen linde des StöMs 48 abgestützt. Eine Feder 52 drückt : den kugelförmigen Ventilkörper 50 federnd gegen das Ventilsitzglied 46, wodurch die Strömungsmittelverbindung zwischen den Ab- ; schnitten 36 und 34 der Steuerkammer 32 unterbrochen wird. Ein ι Strömungsmittelkanal 54 verbindet die Gehäusekammer 26 mit dem ι Abschnitt 36. Ein weiterer Strömungsmittelkanal 56 verbindet den ; Abschnitt 34 größeren Durchmessers mit der Gehäusekammer 18. Der Abschnitt 38 kleineren Durchmessers steht ferner über Kanäle 58

^! und 60 mit der Gehäusekammer 18 in Verbindung.

; Ein aus Gummi aufgebautes Rückstellglied 62 und eine zugehörige ; Stützplatte 64 sind durch das eine Ende des Stellkolbens 16 gleitend in der Gehäusekammer 20 abgestützt. Eine Betätigungsstange j 66 verbindet die Stützplatte 64 mit einem nicht gezeigten, herkömmlichen Kraftfahrzeug-Hauptzylinder, der im Sinne der Fig. 1 am linken Ende des Verstärkergehäuses 12 angebracht ist. Line Rückstellfeder 68 drückt den Stellkolben 16 federnd im Sinne der Fig. 1 nach rechts in die Brews -Lüftungslage. An den de^r.i Stellglied 62 benachbarten Ende ist der Stellkolben 16 becherförmig ausgebildet und enthält einen ringförmigen Kragen 7G, an dem das Stellglied 62 mit seinem Außenrand anliegt, sowie eine Ausnehmung 72, in der ein Tastkolben 74 gleitend angeordnet ist, der die Druckbeaufschlagung des scheibenförmigen Stellgliedes 62 abfühlt. iiehreiE in ümf aiigsriclitung auf Abstnmi gehaltene Bohrungen ,

76 verbinden die Ausnehmung 72 mit einer weiteren, an anderen '

209813/1203

BAD ORIGINAL

Ende des Stellkolbens 16 ausgebildeten Ausnehmung 78. J ie Ausnehmung 76 liegt zwischen dew ringförmigen Stopfen 42 und einem ringförmigen Verschlußglied 80. Lurch jede der Bohrungen 76 verlaufen Stellstifte 82, die zur Kraftübertragung zwischen dem Tastkolben 74 und einer ilücksteilscheibe 84 dienen, die gleitend in der Ausdünnung 78 angeordnet ist.

Der Kraftverstärker wird durch eine vom Eedienungsuann betätigte Steuervorrichtung 36 betätigt. Die Steuervorrichtung- 86 enthält ein Steuerglied 88, das an seinem einen Ende mit dero nicht gezeigten herkömmlichen Eremspedal gekoppelt ist, das in der Fahrzeugkabine angeordnet ist. Au anderen Ende sitzt das Steuerglied 8J in einer Buchse 90, die gleitend im Gehäuse 12 angeordnet ist. Line Steuerhülse 92, die gleitend in dem ringförmigen Verschlußglied 30 sitzt, liegt an ihrem einen Ende am Ende der Buchse 90 an. ilit ihrem anderen Ende wirkt die Steuerhülse 92 mit der Rückstellscheibe Ü4 zusammen. In der Steuerhülse 92 sind zwei Ringe 94, 9G gleitend angeordnet. Hit dem Ring 94 ist ein Bolzen 98 ver-. schraubt, der durch den zweiten Riii^: 96 verläuft. Eine Feder 100 : druckt den Hing 9u federnd gegen den am einen Ende des Bolzens angeordneten Bolzenkopf. Eine Ventil-Steuerstange 102 sitzt gleitfähig in dem ringförmigen Stopfen 42 und verläuft durch die Rück-

Stellscheibe 84. Die Ventil-Steuerstange 102 kann an ihrem einen ! Ende mit dem kugelförmigen Ventilkörper 50 zusammenwirken, um diesen vow Ventilsitzglied 46 abzuheben, wenn die Bremse eingerückt wird, und das andere Ende der Ventilsteuerstange 102 liegt am hing 96 an. In der Ventilsteuerstange 102 ist ein Kanal 104

-6-BAD'ORIGINAL

: . 20 98 1'3Ti 203 ^: -

- ο -

: ausgebildet, der normalerweise den Abschnitt 34 größeren .;urchiiiessers der Steuerkammer 32 mit der Ausnehmung 73 verbindet,wenn die Fahrzeugbremsen gelüftet- sind. Eine Feder 1Gu drücKt die Ventils teuerstange 102 elastisch im Sinne der I ig. 1 nach rechts in die Brems-Lüftungsstellung.

Fig. 1 zeigt die verschiedenen Bauteile des LreasLraftverstärkcrs 10 in der Brems-Lüftungsstellung. In dieser Stellung ist die Gehäuse kammer 13 über die Kanäle 5υ und 1C-r, die Ausnehmung 7u, die kanüle 76 und die Gehäusekaniuer 20 zum „usIaC 30 entlüftet. Strömungsmittel nit einem verhältnismäßig hohen l'ruck vird über den üinlaß 23, die ringförmige Gehäuseka?:mer 26 und den Kanal 54 dem Abschnitt 36 der Steuerkammer 32 zugeführt. Wo^n der i'ahrzeugführer die Bremsen einrücken will, wird das Steuerglied 38 in Sinnetier Fig. 1 nach Inks verstellt. La die Feder 100 so stark ist, daß der Ring 96 in der Anlage am Kopf des Bolzens 93 verbleibt, werden bei einer Bewegung des Steuergliedes 8 C nach links ! auch die Steuerhülse 92, die P.ückstellscheibe 34 und die Ventil-

j Steuerstange 102 nach links verstellt. Dabei trifft das Lnue der Ventilsteuerstange 102 zunächst auf den kugelförmigen Ventilkörper 50, wodurch die Strönungsmittelverbindun^ zwischen lon Gehäusekammern 18 und 20 durch Verschließen des Kanals 1C4 unterbrochen wird. Bei einer weiteren Verschiebung der Ventilsteuerstange im Sinne der Fig. 1 nach links wird der kugelförmige Ventilkörper 50 vom Ventilsitzglied 46 abgehoben, so daß ein Druckmittelstrou zwischen den Abschnitten 36 und 34 der Steuerkammer 32 erfolgen kann. Das druckmittel gelangt über den

BAD ORiQSNAL 20 9813/1203

,.anal bo zur Ce hau se Kammer 13. Der in der Cehäusekammer 18 aufgebate Strömungsmitteldruck greift an der Stirnfläche des Stellkolbens 16 an und drückt diesen ir. Sinne der Pig. 1 nach links. uie llul.-l ev.cgimf des Stellkolbens 1ö wird über die Betätigungsstange 66 vor; Hauptzylinder übertragen, wodurch die Fahrzeugiireinsun ein rerückt werden. Bei einer Verschiebung des Stellkolbens 16 nach links wird der äußere ringförmige Rand des scheibenartigen iJtcllglicues 62 zunehmend durch den Kragen 64 zusamnengeurdckt, '..cüu sicn der Stellkolben 16 und das Stellglied 62 im Sinn- uci I'i. . 1 iiac'i links verscliieben. Lie Druckbeaufschlagung des ilußercii rin,;föri.igen -vanJ.es des Stellgliedes 62 führt dazu, daiü der mittlere Abschnitt des Stellgliedes 62 die in gestricneltun Linien in I^;ig. 1 gezeigte Lage einnimmt, jjurch diese Ausbuchtung des inittleren Abschnittes des Stellgliedes 62 vird der Tastkolben 74 i.iit einer Gegenkraft beaiifschlagt, die über die Stellstifte o2, die llückstellscheibe 84, die Steuerhülse 92 und die liuchsc 90 an das Lingangssteüerglied 8ö übertragen wird. Da das Stellglied 62 bei einer Verschiebung des Stellkolbens 16 nach links zunehmend mit Jruck beaufschlagt wird, ηirant die auf das Steuerglied So ausgeübte Gegenkraft proportional mit dieser !.,ruckLeaufschla^uiig zu.

Während der Bre^sbetätigunf. wird das in der Gehäusekanimer 18 vornandcne druckmittel auch über die Kanäle 58 und 60 dem Abschnitt 3o kleineren Durchmessers der Steuerkammer 32 zugeführt. Las ^ruckiiiittcl im Abschnitt 38 kleineren Durchmessers beauf-

BAD ORIGINAL 209813/1203

schlagt das Ende des StöMs 48 und des kugelförmigen Ventilkörpers 50, wodurch der Stößi 48 und der Ventilkörper 50 im Sinneder Fig. 1 nach rechts gedrückt werden. Ferner beaufschlagt der - ! Strömungsmitteldruck im Abschnitt 34 der Steuerkammer 32 die seitlich verlaufenden Flächen der Steu,erstange 102. Diese kombinierten Strömungsmitteldruckkräfte werden über die Steuerstange 102, den Ring 96 und die Buchse 90 an das Eingangsglied 88 übertragen und beaufschlagen das Eingangsglied 88 mit einer hydraulischen Gegenkraft. Da sich der Stellkolben um eine verhältnismäßig kurze Weglänge verschieben muß, bevor das Stellglied 62 soweit zusammengedrückt ist,' daß es eine Gegenkraft erzeugt, sind die über den StöM 48 und den Ventilkörper 50 übertragene hydraulische Gegenkraft und die Kraft dex Federn 52 und 106 die einzigen Kräfte, die der Fahrzeugführer wahrnimmt, wenn die Fahrzeugbremsen lediglich leicht eingerückt sind. Die Linie A-B in Fig. 2 stellt die zum Überwinden der Kraft der Federn 52 und 106 erforderliche Kraft dar. Die Linie B-C in Fig. 2 stellt die auf : das Eingangsglied 88 ausgeübte hydraulische Gegenkraft dar. Wenn sich der Stellkolben 16 im Sinne der Fig. 1 weiter nach links ' verschiebt und dabei das Stellglied 62 zunehmend zusammenpreßt, ■ wird das Eingangsglied 88 über die Stellstifte 82 und die Rück- ! Stellscheibe 84 mit einer mechanischen Gegenkraft beaufschlagt, die zusätzlich zu der über den Stößl 48, den Ventilkörper 50 und die Steuerstange 102 übertragenen hydraulischen Gegenkraft wirkt. Dies ist durch die Linie C-D in Fig. 2 dargestellt.

Wenn.die Kraft des Strömungsinitteldrucks, der im Abschnitt 38 der Steuerkammer 32 auf den Stößel 48, den Ventilkörper 50 und

209813/1203

BAD ORIGINAL

die Steuerstange 102^\rirkt, die Kraft der Feder TOO übersteigt,

verschieben sich der Stößel. 48 und der Ventilkörper 50 im Sinne I
der Fig. 1 nach rechts, wodurch der Ring 96 vom Kopf des Bolzens

! 98 abgehoben und die Feder 100 zusammengedrückt wird. Dabei : wirkt der Ventilkörper 50 erneut mit dem Ventilsitzglied 46 zuj sammen und unterbricht die Strömungsmittelverbxndung von der

! Druckniittelquelle zur Gehäusekammer 18. Hierdurch wird s icher-

gestellt, daß der Verstärkerdruck in der Gehäusekammer 18 niemals einen vorgegebenen Maximalwert überschreiten kann. Dieser Zustand ist durch den in Fig. 2 rechts vom Punkt D gelegenen

'[ Kurvenast dargestellt.

!

Falls die Druckversorgung des Einlasses 28 infolge eines Versa-

,

gens der Druckmittelquelle unterbrochen ist, können die Fahrzeugbremsen durch die Eigenkraft des Fahrzeugführers eingerückt wer- , den. In diesem Fall wirkt das Ende der Buchse 90 mit dem Ende des Verschlußgliedes 80 zusammen, wodurch über den Stellkolben ' 16 eine mechanische Verbindung zwischen dem Eingangsglied 88 j

I und der Betätigungsstange 66 geschaffen wird. ·

-10-BAD ORIGINAL

ZT5WT3/12O3

Claims

Patentansprüche

1.]Hydraulischer Kraftverstärker mit einen gleitend in einer Gehäusebohrung angeordneten Stellkolben, ersten und zweiten zwischen den Kolbenenden und den entsprechenden Enden der Gehäusebohrung begrenzten Gehäusekammern, einer Ventileinrichtung zum Verbinden der ersten Gehäusekammer mit einer Druckruittelquelle, wodurch der Stellkolben in ilichtung auf die zv/eite Gehäusekanimer-verschiebbar ist, und einer vom Bedienungsmann betätigten, vom Gehäuse nach außen verlaufenden Steuervorrichtung zur Betätigung der Ventileinrichtung, gekennzeichnet durch ein in der zweiten Gehäusekammer (20) angeordnetes verformbares Stellglied (62)j das durch den Stellkolben (16) bei dessen Verschiebung in Richtung auf die zweite Gehäusekammer (2ü) zusammendrückbar ist, eine Tasteinrichtung (74) , die einen Teil der auf das Stellglied ausgeübten Druckkraft abfühlt, und eine an die Tasteinrichtung angeschlossene Kraftübertragungseinrichtung (32, 84), durch die der über die Tasteinrichtung abgenommene ' _^

209813/1203

BAD ORiGiNAL

i/ruckkraftanteil an die Steuervorrichtung (86) entgegengesetzt ' zur Betätigung der Steuervorrichtung übertragbar ist. ^!

2. Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasteinrichtung einen gleitfähig in der Gehäusebohrung (14); zwischen dem einen Stellkolbenende und dem verformbaren Stellglied (62) angeordneten Tastkolben (74) enthält, daß die Steuer*

vorrichtung (86) eine gleitend in der Gehäusebohrung gelagerte j Steuerhülse (92) aufweist, und daß-die Kraftübertragungseinrichtung mit einer querverlaufenden, mit der Steuerhülse (92) zusammenwirkenden Rückstellscheibe (84) und Stellstiften (82) versehen ist, die durch den Stellkolben (16) verlaufen und die !

über den Tastkolben (74) abgefühlte Kraft an die Rückstell- ,

j scheibe (84) übertragen. ι

5. Kraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (16) an seinem einen Ende becherförmig ausgebildet und mit einem äußeren Kragen (70) versehen ist, der eine Ausnehmung (72) im Stellkolben begrenzt und mit dem verformbaren Stellglied (62) zwecks Druckbeaufschlagung desselben zusammenwirkt, wobei der die Druckbeaufschlagung des Stellgliedes (26) abfühlende Tastkolben (74) gleitend in der Ausnehmung (72) des Stellkolbens (16) angeordnet ist.

4. Kraftverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine auf den Strömungsmitteldruck in der ersten Gehäusekamner (18) ansprechende Rückstellvorrichtung (3

48), die einer Versdiebung der Steuervorrichtung (86) entgegenwirkt. -12-

209813/1203

BAD ORIGINAL

2_U 7121 ·

5. Kraftverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kückstellvorrichtung (38,33) eine im Gehäuse ausgebildete, mit der ersten Gehäusekammer (13) verbundene Steuerkammer (38) und einen in der Steuerkammer (38) gleitend angeordneten Stößd (43) enthält, der mit der Steuervorrichtung (86) gekoppelt ist

. und diese mit einer dem Strömungsmitteldruck in der ersten Gehäusekammer (18) proportionalen Rückstellkraft beaufschlagt.

6. Kraftverstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse ein Ventilsitzglied (46) und an einen Ende des Stößds (43) ein mit dem Ventilsitzglied (46) zusammenwirkender Veiitilkörper (50) zur Steuerung der Strömungsmittelverbindung mit der ersten Gehäusekammer (18) vorgesehen ist, und daß die Steuervorrichtung (86) eine Steuerstange (102) enthält, die den Ventilkörper (50) bei Betätigung der Steuervorrichtung j (86) vom Ventilsitzglied (46) fortdrückt, wobei der Strömungsmitteldruck in der Steuerkammer (38) am S-töM (48) angreift und über den Ventilkörper (50) eine der Verschiebung der Steuer* stange (102) entgegenwirkende Rückstellkraft auf die Steuerstange (102) ausübt.

7. Kraftverstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkammer (38) , der Ventilkürper (50) und das Ventilsitzglied (46) im Stellkolben (16) angeordnet sind und die Steuerstange (102) gleitend zum und vom Ventilkörper (50) verschiebbar im Stellkolben (16) gelagert ist.

BAD ORlQiNAL

209813/1203