DE2246649C3 - Bremskraftverstärker für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker der im Oberbegriff des Anspruchs 1 geschilderten Art.

Es ist ein Bremskraftverstärker dieser Art bekannt, bei dem die Schließkörper von Einlaßventil und Auslaßventil einstückig sind (US-PS 29 27 608). Wird der bekannte Bremskraftverstärker betätigt, so wird das Auslaßventil zunächst vom zweiten Kolben geschlossen und zwangsläufig das Einlaßventil geöffnet. Der sich hierbei vor dem zweiten Kolben aufbauende Druck kann diesen nach Überwindung des Dichtungswiderstandes zurückschieben, so daß das Auslaßventil wieder geöffnet und ein Druckabfall erzeugt wird. Aufgrund der auf ihn ausgeübten Pedalkraft fährt der zweite Kolben nun wieder zum Schließen des Auslaßventiles nach vorn. Diese Vorgänge können sich periodisch abspielen, wodurch die Funktion des Bremskraftverstärkers beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bremskraftverstärker der bekannten Art so auszubilden, daß eine voneinander unabhängige Bewegung der Schließkörper ermöglicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des kennzeichnenden Teils des ersten Anspruchs.

Hei der Konstruktion nach der Erfindung können sich aufgrund der elastischen Verbindung Schließkörper des LinlaUvcntils und des Auslaßventils unabhängig voneinander bewegen. Steigt der Druck in dem Arbeitsraum an, so gleicht sich der Druck auf den SchlieBkörper des Einlaßventiles aus, so daß dieser durch die elastische Verbindung und die Schließfeder in Richtung auf seine s Schließstellung gedrängt wird, ohne daß dabei eine rückläufige Bewegung des zweiten Kolbens erzeugt wird.

Dadurch, daß eine rückläufige Bewegung des zweiten Kolbens bzw. dessen Hin- und Herbewegen bei

to Betätigen des Bremskraftverstärkers vermieden wird, wird auch eine größere Feinfühligkeit erreicht; denn bei Bewegungsumkehr müßte jeweils der nicht reprodu zierbare Dichtungswiderstand des zweiten Kolbens überwunden werden, was zu einer unregelmäßigen Verzögerung führen würde.

Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schließkörper beider Ventile koaxial angeordnet sind und daß das elastische Verbindungsglied eine Tellerfeder ist, welche die Axialbewegung des Schließkörpers des Auslaßventils entgegen der Wirkung der Schließfeder auf den Schließkörper des Einlaßventils überträgt.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Bremskraftverstärker in einer ersten Ausbildungsform,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine abgewandelte

.v> Ausbildungsform des Bremskraftverstärkers entsprechend Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausbildungsform des Bremskraftverstärkers nach der Erfindung und

J5 Fig.4 einen Längsschnitt durch eine abgewandelte Ausbildungsform des Bremskraftverstärkers entsprechend F i g. 3.

Der in F i g. 1 dargestellte Bremskraftverstärker weist ein Gehäuse > auf, in dem eine in Längsrichtung sich erstreckende zylindrische Bohrung 2 von gleichbleibendem Durchmesser ausgebildet ist. Eine in der Bohrung arbeitende Kolbenanordnung 3 is« teleskopähnlich ausgebildet und umfaßt einen ersten Kolben 4 von gleichbleibendem Durchmesser, an dessen äußerem Ende eine die Verbindung zu einem (nicht gezeichneten) Pedal herstellende Schubstange 5 angreift, und einen zweiten, als Stufenkolben ausgebildeten Kolben 6, dessen im Durchmesser kleineres Ende in einer Bohrungserweiterung 7 am freien Ende einer sich vom benachbarten inneren Ende des ersten Kolbens 4 axial nach außen erstreckenden Blindbohrung 8 aufgenommen ist, und dessen entgegengesetztes Ende in der Bohrung 2 in einem vor dem ersten Kolben 4 liegenden Bereich arbeitet. An jedem Ende des zweiten Kolbens 6

">ί ist ein ringförmiges Dichtglied 9 vorgesehen. Die Dichtglieder sind im axialen Abstand voneinander beiderseits eines radial gerichteten Durchlasses 10 angeordnet, der in der Wand des Gehäuses I ausgebildet ist und die Verbindung mit einem Flüssig-

'«· keitsvorratsbehälter herstellt.

Eine im zweiten Kolben 6 ausgebildeten diametral durchgehende Bohrung U steht an entgegengesetzten Enden mit einer zwischen den Dichtgliedern 9 angeordneten ringförmigen Ausnehmung 12 sowie mit

'¹^ einer nach vorn sich erstreckenden Axialbohrung 13 in Verbindung, die an ihrem freien Ende eine Bohrungserweiterung 14 aufweist.

Durch eine sich einerseits am Boden der Blindboh-

rung 8 und andererseits am zugehörigen Ende des zweiten Kolbens 6 abstützende Schraubendruckfeder 15 sind die Kolben 4 und 6 in einem vorbestimmten Abstand voneinander gehalten.

Die in der Zeichnung dargestellte Ruhestellung der Kolben 4 und 6 ist gesichert durch eine Druckfeder 16, die in einem mit kleinerem Durchmesser ausgebildeten Abschnitt 17 am inneren Ende der Bohrung 2 aufgenommen ist und sich mit ihrem äußeren Ende an einer Schulter abstützt, die durch eine Durchmesserver- to änderung zwischen dem Abschnitt 17 und einer öffnung 18 gebildet ist, welche von einem in der Nähe des inneren Endes des Gehäuses 1 nach innen ragenden Steg 19 begrenzt ist. In dieser Stellung liegt der erste Kolben 4 an dem ihm zugewandten Ende des Gehäuses I an einem Anschlag an.

Am anderen Ende des Gehäuses 1 ist eine nach innen gerichtete Ausnehmung 20 von beträchtlichem Durchmesser ausgebildet, die am Steg 19 endet. Die Achse der Ausnehmung 20 ist gegenüber der öffnung 18 radial versetzt Die Ausnehmung 20 weist wenigstens an ihrem am weitesten außen gelegenen Teil ein Innengewinde zur Aufnahme eines Gewindeverschlußstopfens 21 auf. In einer vom inneren Ende des Gewindeverschlußstopfens 21 und dem Steg 19 begrenzten Kammer 22 ist eine Ventilanordnung aufgenommen. Diese weist ein elastisches Verbindungsglied mit einer Scheibe 23 auf, die durch eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Schließfeder 24 in Richtung gegen den Steg 19 gedruckt ist, und aus zwei in axialer Richtung sich erstreckenden und im radialen Abstand voneinander angeordneten und mit verschiedener Länge ausgebildeten Schließkörpern 25 und 26. Der längere Schließkörper 25 ist eine Stange, die an ihrem äußeren Ende an der Scheibe 23 befestigt und in der Öffnung 18 verschieblich geführt ist Das in eine Spitze 27 auslaufende entgegengesetzte Ende der Stange 25 ist in der Bohrungserweiterung 14 aufgenommen und steht normalerweise im Abstand von einem Ventilsitz 28 an einer durch die Durchmesserveränderung zwischen der Bohrung 13 und der Bohrungserweiterung 14 im zweiten Kolben 6 gebildeten Schulter. Der kürzere Schließkörper 26 ist ebenfalls eine Stange, die verschieblich in einer Bohrung 29 geführt ist, welche im Gehäuse im radialen Abstand von der Achse der Bohrung 2 ausgebildet ist. Die Scheibe 23 liegt am äußeren Ende der Stange 26 an, während das spitz zulaufende innere Ende 30 der Stange 26 normalerweise in Anlage an einem Ventilsitz 31 gedruckt ist, der zu einem radial gerichteten Durchlaß 32 führt, mit dem die Verbindung zu einer Quelle unter Druck stehenden Druckmittels, z. B. einer Hochdruckpumpe oder eines von einer Hochdruckpumpe gespeisten Hydraulikspeichers, herstellbar ist.

An jedem der Stangen bzw. Schließkörper 25 und 26 sind zwei sich diametral gegenüberliegende Anflachungen ausgebildet, um eine Druckmittelströmung an den Führungsflächen vorbei zuzulassen.

Vor dem zweiten Kolben 6 ist durch einen Teil der Bohrung 2 ein Druckraum 33 begrenzt. Ein in der Wand des Gehäuses I ausgebildeter, radial gerichteter und die (>u Verbindung zu einem Radbremszylinder herstellender Durchlaß 34 ist über den zwischen dem Schließkörper 25 und der diesen führenden öffnung 18 gebildeten Spalt an den Druckraum 33 angeschlossen.

Um /wischen dem Druckraum 33 und einem von '·. einander benachbarten Enden der Kolben 4 und 6 begrenzten Raum 35 eine ständige Verbindung herzustellen, weist der zweite Kolben 6 eine Längsbohrung 36 auf, die sich vom eine Begrenzung des Druckraumes 33 bildenden inneren Kolbenende aus zum Boden einer Blindbohrung 37 erstreckt, die vom inneren Ende des zweiten Kolbens 6 aus nach außen gerichtet ist

Wird das Bremspedal niedergedrückt, um die Schubstange 5 und den ersten Kolben 4 in der Bohrung nach vorn zu bringen, geht infolge der gegenüber der Feder 16 größeren Kraft der Feder 15 der zweite Kolben 6 mit dem zweiten Kolben 4 so weit nach vorn, bis das spitz zulaufende Ende 27 des Schließkörpers 25 am Ventilsitz 28 aufläuft und die Verbindung zwischen dem Durchlaß 10 und dem Druckraum 33 unterbricht

Bei weiterer Bewegung des zweiten Kolbens 6 in der gleichen Richtung nimmt dieser den Schließkörper 25 mit, der seinerseits die Scheibe 23 gegen die Kraft der Schließfeder 24 in Richtung auf den Gewindeverschlußstopfen 21 drückt, so daß der Schließkörper 26 von seinem Ventilsitz 31 abhebt Dadurch gelangt unter Druck stehende Flüssigkeit aus der Hochdruckquelle über den zwischen den Schließkörper 26 und 25 und ihren Führungsflächen gebildeten Spalt in den Druckraum 33, in die Kammer 22 und über die Längsbohrung 36 in den Raum 35. Druckmittel wird auch dem an den Durchlaß 34 angeschlossenen Betätigungsglied zugeführt

Die an den Schließkörpern 25 und 26 angreifenden Druckkräfte wirken zusammen und drücken die Schließfeder 24 zusammen. Mit ansteigendem Druck in der Kammer 22 nimmt die am Schließkörper 26 angreifende Last ab, da die Drücke dazu neigen, sich gegenseitig aufzuheben. Die Scheibe 23 schließt daher den Schließkörper 26 gegen seinen Ventilsitz, ohne daß eine rückläufige Bewegung des zweiten Kolbens 6 eintritt

Der Druck des dem Raum 35 zugeführten Druckmittels wirkt auf das innere linde des zweiten Kolbens 6 und auf den Boden der im e.sten Kolben 4 ausgebildeten Blindbohrung 8. Gleichzeitig wird ein gleichgroßer Druck auf das größere äußere Ende des zweiten Kolbens 6 aufgebracht

Daraus folgt, daß die einwirkende Last durch den am kleinereren Ende des zweiten Kolbens 6 aufgebrachten Druck erhöht wird, und daß ihr der auf das entgegengesetzte größere Ende des zweiten Kolbens 6 ausgeübte Druck entgegenwirkt.

Am Pedal wird dadurch eine Reaktionskraft oder ein Betätigungswiderstand wirksam, dessen Größe dem auf die größere Fläche des zweiten Kolbens 6 wirkenden Druck gleich ist. Die Federkraft ist gleich dem Druck, der auf den Flächenunterschied zwischen den entgegengesetzten Enden des zweiten Kolbens 6 wirkt.

Bei Loslassen des Pedals nimmt der Bremskraftverstärker unter der Wirkung der Federn 16 und 15 wieder die in der Zeichnung dargestellte Ruhestellung ein.

Bei der in Fig. 2 gezeigten abgewandelten Ausführung sind Ausbildung und Arbeitsweise der Schließkörper 25, 26 genau gleich mit der ersten Ausführung nach Fig. 1. Entsprechende Bauteile wurden daher mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Bei der hier gezeigten Ausbildungsform ist die Bohrung des Zylinderkörpers bzw. des Gehäuses jedoch abgestuft ausgebildet und der zweite Kolben 6' arbeitet in dem am vorderen Ende befindlichen und mit kleinerem Durchmesser ausgebildeten Bohrungstcil. Die L.ängsbohrung 36 zum Zuführen von Druckmittel in den zwischen den Kolben befindlichen Raum 35 ist nicht vorhanden und dieser Raum steht in unmittelbarer Verbindung mit dem zum Vorratsbehälter führenden Durchlaß 10. Die

zwischen den Kolben angeordnete Feder 15 ist durch eine kräftigere Feder 15' ersetzt, die die angestrebte Reaktionskraft auf das Pedal aufträgt.

Bei einer weiteren, in Fig.3 dargestellten Ausbildungsform weist ein Gehäuse 40 eine Stufenbohrung 41 auf, in deren größerem hinteren Ende ein pedalbetätigbarer erster Kolben 42 arbeitet. Zwischen dem Kolben 42 und einem im kleineren Bereich der Bohrung arbeitenden zweiten Kolben 44 ist eine Feder 43 angeordnet, die über eine Zwischenscheibe 45 auf den zweiten Kolben wirkt. In den zwischen den Kolben befindlichen Raum mündet ein Durchlaß 46, der an einen Vorratsbehälter anschließbar ist Das vordere Ende eines im zweiten Kolben 44 ausgebildeten Axialdurchlasses 47 bildet einen Ventilsitz für einen AusiaSveniii-Schüeßkörper 48, der in einem erweiterten vorderen Abschnitt des Durchlasses in axialer Richtung bewegbar isL Eine im Schließkörper 48 ausgebildete Längsnut 49 ermöglicht in geöffneter Ventilstellung eine Strömung am Schließkörper vorbei. Am vorderen Ende weist der Schließkörper 48 einen in einer im vorderen Ende des Kolbens ausgebildeten Ausnehmung aufgenommenen erweiterten Kopf 50 auf. Eine zwischen diesem Kopf und dem inneren Ende der Ausnehmung angeordnete Feder 51 hält normalerweise den Schließkörper im Abstand von seinem Ventilsitz. Zwischen dem Kopf 50 und dem hinteren Ende eines Schaftes 53 eine in einer Axialbohrung eines Blockes 55 arbeitenden Einlaßventil-Schließkörpers 54 ist eine Tellerfeder 52 angeordneL Der kegelig ausgebildete Kopf des Schließkörpers 54 ist durch eine Schließfeder 56 in Anlage an einem am vorderen Ende einer im Block ausgebildeten Bohrungserweiterung 57 vorhandenen Ventilsitz drückbar. Diese Bohrungserweiterung steht in unmittelbarer Verbindung mit einem Durchlaß 58, der an eine Druckmittelquelle anschließbar ist Die Schließfeder 56 ist in einer Ausnehmung 59 aufgenommen, die im vorderen Bereich des Blockes ausgebildet ist und über eine Aussparung 60 am vorderen Ende des Blockes mit einem Durchlaß 61 in Verbindung steht der an ein oder an mehrere Radbremszylinder anschließbar ist Zwischen der Ausnehmung 59 und einem vor dem zweiten Kolben 44 befindlichen Raum 63 besteht über einen im Schließkörper 54 ausgebildeten Axialdurchlaß 62 Verbindung.

In Ruhestellung der Bremse wirkt das Druckmittel auf den Schließkörper 54 in einer Richtung, in der dieses geöffnet wird. Das Ventil wird jedoch durch die Schließfeder 56 geschlossen gehalten.

Beim Betätigen des Bremspedals geht der erste Kolben 42 nach vorn und drückt die Feder 43 zusammen, so daß diese über die Zwischenscheibe 45 den zweiten Kolben 44 nach vorn schiebt Dadurch wird der Ventilsitz des Schließkörpers 48 in Anlage an den Schließkörper 54 gebracht und hebt diesen über die s Tellerfeder 52 gegen die Kraft der Schließfeder 56 von seinem Ventilsitz ab. Auf diese Weise gelangt Druckmittel zu dem oder zu dem an den Durchlaß 61 angeschlossenen Radbremszylinder bzw. -zylindern. Bei Anstieg des Bremsdruckes wird der Druckabfal

■ο am Einlaßventil geringer und die Schließfeder 56 kann den Schließkörper 54 wieder in Richtung auf seinen Sitz zu bewegen, wobei die Tellerfeder 52 zusammengedrückt wird.

Somit kann das Einlaßventil durch Offnen und

Schließen Bremsdruck zuführen, ohne daß irgendeine Axialbewegung des zweiten Kolbens 44 eintritt

Die in Fie.4 gezeigte Ausführung ist in ihrer Gesamtheit im wesentlichen gleich mit der in Fig.3 gezeigten ausgeführt Entsprechende Bauteile wurden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet Jedoch sind die Schließkörper in ihrer Gestalt und in ihrer

Verbindung untereinander geringfügig unterschiedlich

ausgebildet

Der Schließkörper 48 des Auslaßventils weist einen

nach vorn sich erstreckenden und axial gerichteteten

Schaft 65 auf, der einen im rohrförmigen Schaft des Schließkörpers 54 des Einlaßventils ausgebildeten Axialdurchlaß 66 mit Spiel durchsetzt Zwischen einem Kopf des Schließkörpers 54 und

einer am vorderen Ende des Schaftes befestigten Mutter 68 ist eine Tellerfeder 67 angeordnet Die SdilieBfeder 56 wirkt auf das Einlaßventil über die Mutter 68 und die Tellerfeder 67.

Bei Niederdrücken des Bremspedals bewegt der erste

Kolben 42 über die Feder 43 den zweiten Kolben 44 nach vorn und schließt das AuslaBventiL Bei weiterem Niederdrücken wird die Schließfeder 56 zusammenge drückt und die auf die Tellerfeder 67 wirkende Last aufgehoben, so daß das Einlaßventil durch den

Einlaßdruck geöffnet wird. Mit ansteigendem Bremsdruck nimmt der Druckabfall am Einlaßventil allmählich ab und die Schließfeder 56 schließt das Ventil durch Zusammendrücken der Tellerfeder 67, ohne daß der zweite Kolben 44 bewegt wird.

₄<j Zwischen dem vorderen Ende des zweiten Kolbens 44 und dem Block 55 ist eine Druckfeder 69 angeordnet Die nach innen gerichtete Bewegung des Kolbens 42 isi durch einer Anschlag begrenzt der durch Zusammenwirken der Tellerfeder 45 mit einer Schulter 70 gebildet ist die sich aus der Durchmesserveränderung dei Zylinderbohrung 41 ergibt

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Bremskraftverstärker für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einem Gehäuse, in dem ein pedalbetätigbarer erster Kolben über eine Federanordnung auf einen zweiten Kolben wirkt, welcher einen mit Radbremszylindern verbundenen Arbeitsraum begrenzt, wobei der zweite Kolben einen den Arbeitsraum mit einem Vorratsbehälter verbindenden, durch ein in der Ruhestellung offenes Auslaßventil gesteuerten Durchlaß aufweist und der Schließkörper des Auslaßventils mit dem Schließkörper eines eine Verbindung zwischen dem Arbeitsraum und einer Dmckmitteiquelle steuernden Einlaßventils zusammenwirkt und wobei der zweite Kolben bei seiner Vorwärtsbewegung das Auslaßventil durch Anlegen an dessen SchlieSkör- per schließt, welcher seinerseits von dem zweiten Kolben zum öffnen des Einlaßventils entgegen der Kraft einer beiden Ventilen gemeinsamen Schließfeder mitgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper (25; 48) des Auslaßventils über ein elastisches Verbindungsglied (23; 52; 67) mit dem Schließkörper (26; 54) des Einlaßventils verbunden ist und daß das elastische Verbindungsglied (23; 52; 67) so ausgelegt ist, daß es eine Bewegung des Schließkörpers (26; 54) des Einlaßventils in dessen Schließstellung und aus dieser heraus ohne Axialbewegung des zweiten Kolbens(6;6';44)zuläUt.

2. Hydraulik-Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließkörper (48,54) beider Ventile koaxial angeordnet sind und daß das elastische Verbindungsglied (52) eine Tellerfeder ist, welche die Axialbewegung des Schließkörpers (48) des Auslaßventils entgegen der Wirkung der Schließfeder (56) auf den Schließkörper (54) des Einlaßventils überträgt.